不同连作年限玉米制种田微量元素和敦玉810效益变化特征

罗致春 葸阳 樊廷录 陈绍江 刘兴斌 闫治斌 王学 马世军

摘    要：在甘肃省张掖市甘州区甘浚镇巴吉村选择制种玉米连作5年、10年、15年和20年的地块为采样点，以相邻露地未种过制种玉米的地块为对照，共设计5个采样点，测定土壤微量元素含量。结果表明，随着玉米制种连作年限增加，土壤微量元素含量随着土壤剖面垂直深度的增加而递减。不同连作年限0～80 cm土层有效B、Mn、Cu、Fe和Mo含量由大到小依次为对照、5年、10年、15年、20年；有效Zn含量由大到小依次为20年、15年、10年、对照、5年；敦玉810制种玉米产量、品质和效益由大到小依次为连作5年、10年、15年、20年。随着玉米制种连作年限增加，0～80 cm土层B、Mn、Cu、Fe、Mo含量和制种玉米产量递减，Zn含量为先降低后增加。

关键词：制种玉米；连作年限；土壤；微量元素；品质

文章编号：1005-2690（2023）04-0031-03       中国图书分类号：S158       文献标志码：B

甘肃河西内陆灌区的武威、张掖和酒泉市常年干燥少雨，日照时数长，昼夜温差大，是雜交玉米良种繁育的最佳生态区[1]。在玉米制种产业发展过程中，制种玉米种植面积大，连作年限15～20年的面积占80％以上；长期施用尿素、磷酸二铵和硫酸钾，没有施用微量元素的习惯，速效氮磷钾富集，有效锌和钼含量小于微量元素缺乏临界浓度，土壤养分比例失调[2]。前人研究主要集中在连作对半夏、百香果、高粱、哈密瓜、大豆和藜麦等的影响方面[3-8]。不同连作年限玉米制种田微量元素和敦玉810玉米效益变化特征的研究少见报道。

1 材料与方法

1.1 试验地概况和试验材料

1.1.1 试验地概况

试验于2021年在甘肃省张掖市甘州区甘浚镇巴吉村连作5年、10年、15年和20年的玉米制种基地上进行。当地年降水量116 mm，年蒸发量1 850 mm，日照时数3 052.9 h，平均气温7.50 ℃，≥10 ℃的活动积温2 980 ℃，无霜期160 d，土壤类型为灌淤旱作人为土。样品采集地点土壤基本情况见表1。

1.1.2 试验材料

尿素（N 46％）、磷酸二铵（N 18％、P2O5 46％）、硫酸钾（K2O 50％），玉米品系为敦玉810（IN46×Q4-2）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

选择海拔高度、土壤类型、种植模式、施肥水平基本一致连作玉米制种5年、10年、15年和20年的地块为采样区，以相邻露地未种过玉米制种的地块为对照，设计5个采样区，每个采集区设置50 m×50 m的样方。

1.2.2 样品采集方法

2021年9月28日收获时，在样方中间3行随机采集15穗，测定穗粒数、穗粒种和百粒重。每个样方单独采收折算成单位面积产量进行统计分析。制种玉米收获后，每个样方按对角线布置5个样点，从地表垂直向下挖掘土壤剖面，按照0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm自下而上逐层采集土样各4 kg，用4分法留1 kg土样风干过1 mm筛，室内测定微量元素含量。

1.2.3 种植方法

播种前将磷酸二铵675 kg/hm2、硫酸钾375 kg/hm2浅耕翻入20 cm土层作底肥。2021年4月23日播种，深度、株距和行距为5 cm×22 cm×50 cm，父母本行比为1∶6。在玉米大喇叭口期和开花期分别追施尿素300 kg/hm2和600 kg/hm2。其他管理水平与常规制种相同。1.2.4 测定指标及方法

土壤有效Mn和Cu测定采用1 mol/L NH4OAc浸提—KMnO4比色法，有效B、Zn、Fe和 Mo测定分别采用热水浸提—甲亚胺比色法、DTPA-TEA浸提—AAS法、DTPA溶液浸提—原子吸收光谱法、草酸铵浸提—催化极谱法[9]，玉米可溶性糖和淀粉测定采用蒽酮比色法，粗蛋白测定采用凯氏定氮法[10]。

1.2.5 数据分析

采用DPS V 13.0软件分析，多重比较，LSR检验。

2 结果与分析

2.1 玉米制种不同连作年限土壤剖面微量元素变化特征

随着玉米制种连作年限增加，土壤微量元素含量均随着土壤剖面垂直深度加深而降低，见表2。不同连作年限0～80 cm土层B、Mn、Cu、Fe和Mo含量均值由大到小依次为对照、5年、10年、15年、20年。连作20年与15年比较，B、Mn、Cu和Mo变化极显著（P＜0.01）、Fe变化显著（P＜0.05）；与10年比较，B、Mn、Cu、Fe和Mo变化极显著（P＜0.01）；与5年比较，B、Mn、Cu、Fe和Mo变化极显著（P＜0.01）；与对照比较，B、Mn、Cu、Fe和Mo变化极显著（P＜0.01）。

随着连作年限增加，0～80 cm土层Zn含量均值先降低后增加。不同处理0～80 cm土层Zn含量均值由大到小依次为20年、15年、10年、对照、5年。连作5年与对照比较变化显著（P＜0.05），与10年、15年和20年比较变化极显著（P＜0.01）。

2.2 不同连作年限敦玉810制种玉米经济性状和品质变化特征

随着玉米制种连作年限增加，敦玉810制种玉米经济性状、产量和品质递减，见表3。

不同连作年限制种玉米穗粒数、穗粒重、百粒重和产量由大到小依次为连作5年、10年、15年、20年。连作10年与5年比较，穗粒数、穗粒重、百粒重、产量和淀粉变化不显著（P＞0.05），可溶性糖和粗蛋白变化显著（P＜0.05）；连作15年与5年比较，百粒重和产量变化不显著（P＞0.05），穗粒数和穗粒重变化显著（P＜0.05），可溶性糖、淀粉和粗蛋白变化极显著（P＜0.01）；连作20年与5年比较，穗粒数、穗粒重、百粒重和产量变化显著（P＜0.05），可溶性糖、淀粉和粗蛋白变化极显著（P＜0.01）。

2.3 不同连作年限敦玉810制种玉米经济效益变化特征

随着玉米制种连作年限增加，敦玉810制种玉米利润和投资效率递减，见表4。

不同连作年限制种玉米利润和投资效率由大到小依次为连作5年、10年、15年、20年。连作5年与10年比较，利润和投资效率变化显著（P＜0.05）；与15年和20年比较，利润和投资效率变化极显著（P＜0.01）。

随着玉米制种连作年限增加，生产成本在递增。不同处理制种玉米生产成本由大到小依次为连作20年、15年、10年、5年。连作20年与15年、10年和5年比较变化不显著（P＞0.05）。

3 结论

随着玉米制种连作年限增加，0～80 cm土层B、Mn、Cu、Fe和Mo含量递减，Zn含量先降低后增加；连作20年后，Mn、Cu、Zn和 Mo含量低于微量元素缺乏临界浓度，在玉米制种生产过程中，可以有针对性地施用Mn、Cu、Zn和Mo等微肥；0～80 cm土层B、Mn、Cu、Fe、Mo含量和制种玉米产量递减，Zn含量变化特征为先降低后增加；不同处理0～80 cm土层B、Mn、Cu、Fe和Mo含量由大到小依次为对照、5年、10年、15年、20年，有效Zn含量为由大到小依次为20年、15年、10年、对照、5年，制种玉米产量、品质和效益由大到小依次为连作5年、10年、15年、20年。

参考文献：

［1］苏建东，张东昱，杨勇.推动张掖玉米种子品牌战略研究［J］.农业科技与信息，2014（22）：18-20.

［2］李志荣，王托和.浅谈张掖市玉米制种产业 的问题与发展对策［J］.农业科技通訊，2021（6）：13-15.

［3］王礼科，罗夫来，王华磊，等.半夏不同连作年限土壤酶活性、微生物及化感物质的分析［J］.中药材，2021，44（4）：798-801.

［4］陈晓婷，王裕华，林立文，等.连作百香果对土壤理化性质和微生物特性的影响及病原真菌的分离与鉴定［J］.热带作物学报，2021，42（2）：495-502.

［5］王磊，樊芳芳，白文斌，等.不同连作年限高粱生长及根际土壤微生物群落功能多样性差异［J］.山西农业科学，2020，48（9）：456-460.

［6］刘垠霖，蔡立群，赵瑞，等.吐鲁番哈密瓜土壤养分及酶活性对连作年限的响应［J］.中国土壤与肥料，2021（1）：273-280.

［7］正月，李峰，周学超，等.赤峰地区大豆连作年限的影响定位研究［J］.现代农业科技，2020（23）：10-12.

［8］杨科，刘文瑜，王旺田，等.连作对藜麦生长和生理特性的影响［J］.江西农业大学学报，2021，43（2）：244-252.

［9］鲍士旦.土壤农化分析［M］.北京：中国农业出版社，2002.

［10］李合生.植物生理生化实验原理与技术［M］.北京：高等教育出版社，2000.