多功能有机肥对土壤理化性状及玉米产量的影响

陈 叶，赵芸晨*，刘兴斌，白晓彤，闫富海，陈绍江，樊廷录

（1.河西学院农业与生态工程学院，甘肃张掖 734000；2.甘肃省敦煌种业研究院，甘肃酒泉 736299；3.中国农业大学，北京 100000；4.甘肃省农业科学院，甘肃兰州 730000）

张掖市地处河西走廊中部，具有丰富的光能、热能等气候资源，昼夜温差大，地理环境和气候资源优越，是杂交玉米制种的天然基地[1]，所生产的玉米种子籽粒饱满、纯度高、商品性好[2]。制种玉米基地面积稳定在6.6万h m2左右，生产的玉米种子占全国大田玉米年用种量的40%以上[3]。长期以来，玉米种业因大量施用化肥，有机肥投入少，造成土壤板结、土壤理化性质被破坏、土壤肥力下降、生产成本增加等困扰，其中生产成本大幅度增加，目前已成为制约种业发展的因素之一。因此，减施化肥、增施有机肥已成为玉米栽培管理不可或缺的举措。邹文秀等通过试验发现，无肥处理的玉米产量均显著低于化肥和有机肥处理（P<0.05）[4]。梁元振等在黑龙江省海林农场白浆土上研究了长期施肥对土壤生物、理化性质和玉米产量的影响，结果表明，有机肥与无机肥配施能显著提高土壤酶活性，并且能明显提高土壤养分总量和有效养分，增加土壤肥力[5]。目前，有机肥的种类和应用研究较多，而星硕有机肥是近几年出现在市场的一种生物有机肥，该肥料利用有机材料和复合微生物为原料制作而成，目前还未见到星硕有机肥在张掖市制种玉米上的研究报道。为此，笔者以制种玉米ty809为材料，研究星硕有机肥对张掖市甘州区土壤理化性状和玉米产量的影响，为杂交制种玉米生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

商品有机肥为星硕有机肥（有机质含量≥45%，N+P2O5+K2O≥5%，p H为5.5~8.5），由甘肃星硕生物科技有限公司生产并提供；磷酸二铵（N∶P2O5≥18∶46），北大荒牌；尿素（N≥46.4%），甘肃刘化有限责任公司生产；硫酸钾（K2O≥40%），阿康国际化工集团有限公司生产；玉米材料父本为昌7-2种子，母本为郑58，由甘肃省张掖市中储粮张掖金象种业公司提供。

1.2 试验设计

选取甘肃省张掖市中储粮张掖金象种业公司所属的玉米制种用地（张掖市甘州区明永镇），试验地地势平坦，排水灌溉方便，前茬作物为制种玉米，土壤类型为盐化潮土。试验设4个处理：处理T0（C K），不施肥；处理T1800，施有机肥1 800 k g/h m2；处理T3600，施有机肥3 600 k g/h m2；处理T5400，施有机肥5 400 k g/h m2。各处理重复3次，共12个小区，小区长7 m，宽5.4 m。4月25日播种，行距40 cm，父本采用满天星种植，株距50 cm，母本株距20 cm，在土壤耕作时每小区施入底肥磷酸二铵2 k g，并将所有有机肥料均作底肥一次性施入。为保证出苗率，父本每穴点播2粒，母本每穴点播1粒。生育期内追肥2次，在拔节期时向各小区分别增施尿素1 k g、硫酸钾1 k g，在大喇叭口期时向各小区增施尿素2 k g，全生育期灌水4次，于9月20日收获，其他管理同大田玉米。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 土壤理化性状的测定。在玉米收获期，分别在各小区采用5点取样法采集0~20 cm深的土样，将土样充分混匀，及时风干预防变质，用圆木碾碾研并过20目筛保存待测[6]。土壤理化性质测定：土壤容重采用环刀法测定；碱解氮含量采用半微量凯氏定氮法测定；土壤速效磷含量采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；土壤速效钾含量采用醋酸铵浸提-火焰光度计法测定；土壤全碳含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；土壤p H采用电位计法测定[7]。

式中，M1为环刀及湿土重量（g）；M2为环刀重量；W为土壤含水量（%）；V为环刀容积（100 cm3）。

式中，r为土壤容重（g/cm3）；p为土壤比重（一般取其平均值2.65 g/cm3）。

1.3.2 玉米穗长、穗粒数、百粒重及产量的测定。每小区取5 m2成熟玉米果穗，测定玉米穗长、穗粒数，待自然风干后称重，换算为单位面积产量。

1.4 数据分析

采用E x cel 2016软件制表，用S P SS 26.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对土壤容重和孔隙度的影响

由表1可以看出，土壤容重随着施肥量的增加呈减小趋势，T1800、T3600和T5400处理的土壤容重分别为1.67、1.61和1.55g/cm3，分别比对照下降了5.11%、8.52%和11.93%。经统计分析，不同施肥处理与对照相比差异显著（P<0.05），除T1800处理外，其他施肥处理与对照相比差异达极显著水平（P<0.01）。随着施肥量的增加，土壤孔隙度呈上升趋势，T1800、T3600和T5400处理的土壤孔隙度分别为35.77%、38.08%和40.51%，与对照相比分别增加了3.46、5.77和8.20个百分点，对照除与T1800处理的差异不显著（P>0.05）外，与其他处理相比差异均达极显著水平（P<0.01）。由此可以看出，有机肥施用量的增加使土壤容重降低，增加了土壤透气性。

表1 不同施肥处理对土壤容重和孔隙度的影响

2.2 不同施肥处理对土壤p H和有机质含量的影响

由表1可以看出，随施肥量的增加土壤p H呈现下降趋势，与对照相比，处理T1800、T3600和T5400的土壤p H分别降低了2.54%、2.89%和4.04%，差异均达到极显著水平（P<0.01）。

2.3 不同施肥处理对土壤养分的影响

由表1可以看出，土壤中有机质含量随着施肥量的增加而增加，T1800、T3600和T5400处理土壤有机质含量分别为16.59、17.48和18.51 g/k g，比对照分别增加了10.45%、16.38%和23.24%。与对照相比，各施肥处理均达极显著差异水平（P<0.01）。

土壤中碱解氮含量随着施肥量的增加呈现上升趋势，T1800、T3600和T5400处理的土壤碱解氮含量分别为6.81、7.51和7.99 m g/k g，分别比对照增加了17.41%、29.48%和37.76%。与对照相比，各施肥处理差异均达极显著水平（P<0.01）。

土壤中速效磷含量随着施肥量的增加呈增加趋势，施肥量为T1800、T3600和T5400的处理土壤速效磷含量分别为7.07、7.13和7.63 m g/k g，分别比对照增加3.51%、4.39%和11.71%，仅T5400处理与对照相比达极显著差异水平（P<0.01）。

土壤中速效钾的含量随着施肥量的增加也呈上升趋势，T1800、T3600和T5400处理的土壤速效钾含量分别为134.01、145.52和151.05 m g/k g，分别比对照增加了6.02%、15.13%和19.50%。与对照相比，各施肥处理差异均达极显著水平（P<0.01）。

综上可知，随着有机肥施用量的增加，土壤中有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量均在增加，其中T5400处理下含量最高，T3600处理次之。从经济效益角度分析，选择施肥量3 600~5 400 k g/h m2效果最好。

2.4 不同施肥量对玉米经济产量的影响

由表2可以看出，T1800、T3600和T5400处理玉米穗长分别为13.89、14.30和14.55 cm，分别比对照增加了1.39%、4.38%和6.20%。经统计分析，T1800处理与对照间无显著差异（P>0.05），T3600和T5400处理与对照间有极显著差异（P<0.01），而T3600与T5400处理间无显著差异（P>0.05）。由此可知，玉米穗长随着施肥量增加而增加，因T5400处理的穗长与T3600间无显著差异，从成本角度考虑，选T3600处理较为适宜。

表2 不同施肥量对玉米产量的影响

穗粒数在T1800、T3600和T5400处理下呈上升趋势，分别为386.67、406.93和420.27粒，分别比对照增加了9.35%、15.14%和18.85%。经统计分析，除T1800处理外，与对照相比T3600、T5400均达极显著差异水平（P<0.01）。

百粒重在T1800、T3600和T5400处理下分别为31.87、33.43和33.23 g，与对照相比分别增加了19.95%、28.82%和25.06%。不同施肥处理与对照相比，差异均达极显著水平（P<0.01），T3600与T5400处理间差异不显著（P>0.05）。由此可知，百粒重随着施肥量的增加基本呈上升趋势，当施肥量为T5400时百粒重有所下降。

施肥量与产量呈正相关，其中T5400处理下的产量最高，为10 475.68 k g/h m2，比对照提高了48.68%；T3600处理次之，产量为10 200.56 k g/h m2，比对照提高了44.78%；T1800处理下产量最低，为9 243.76 k g/h m2，比对照提高了31.20%。经统计分析，不同施肥处理与对照间差异达极显著水平（P<0.01），T3600与T5400处理间无显著差异（P>0.05）。由此可知，产量随着施肥量的增加而增加，但增加到一定程度增幅变小。

3 结论与讨论

马刘峰等研究了不同施肥处理对喀什地区蔬菜温室土壤理化性状的影响，研究表明，单纯施用有机肥对土壤的改善作用较小，当化肥与有机肥搭配施用时，对土壤容重的下降、p H值的降低、有机质含量的提高作用较明显[8]。周飞等研究表明，有机肥配施对土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的增加效果较好[9]。张庆忠等研究表明，有机肥的施用能增加土壤总孔隙度，促进土壤中C O2的扩散和释放[10]。该试验结果表明，与对照相比，施用星硕有机肥使土壤容重下降5.11%~11.93%，土壤p H下降2.54%~4.04%，土壤中有机质含量增加10.45%~23.24%，土壤中碱解氮、速效磷、速效钾含量分别增加17.41%~37.76%、3.51%~11.71%、6.02%~19.50%，前人的研究与该试验结论一致。

有机肥能有效增加土壤速效磷、速效钾含量，为作物的生长提供养分[11]。王兴龙等研究表明，有机肥和无机肥配施显著改善了玉米穗长、穗粒数、百粒重等指标，提高了玉米产量，其中减氮20%配施生物有机肥产量最高[12]。张鑫等研究表明，减氮15%配施腐殖酸、有机肥处理有效改善了玉米生物学性状，增加了玉米穗粗、百粒重，提高了玉米产量[13]。该试验结果表明，玉米产量随着施肥量的增加而增加，该文与前人研究结果相近。

综上可知，在玉米制种田中，星硕有机肥的施肥量为5 400 k g/h m2时，对土壤理化性状有明显改善，综合考虑成本，建议在张掖市甘州区选择星硕有机肥的施肥量为3 600~5 400 k g/h m2。