不同滴灌玉米水溶肥在宁夏农垦暖泉农场应用效果研究

殷韶梅蔡崭红张洪银吴佳瑞夏学智马文礼杨桂丽张万有

(1.宁夏农科农林牧技术推广服务中心，宁夏 银川 750000；2.宁夏农垦暖泉农场有限公司，宁夏 银川 750200)

引言

国家统计局数据显示，2020年宁夏粮食作物播种面积共679.18千hm2，其中玉米播种面积322.73千hm2，占总面积的47.52%，为宁夏第1大粮食作物。近年来，宁夏高效节水灌溉面积正逐年增加，截至2020年底，高效节水灌溉面积已接近27万hm2，在灌溉面积逐年增加的情况下，全区引黄取水量由最高89亿m3稳定到65亿m3左右，灌溉水利用系数由2010年的0.43提高到0.511。

随着农业产业化、集约化的推进，对节水灌溉工程依赖程度不断提高，传统的过磷酸钙、造粒复合肥已经不能满足高效节水灌溉的要求。而水溶肥料[1，2]作为一种新型肥料，与传统肥料相比，可以实现养分自由搭配，肥料利用率高，施用经济方便[3]，在节约灌溉用水的同时，有效提高劳动生产效率和肥料利用效率。目前，市场上水溶肥品种不一，不同品种肥效差异较大，国内外很多学者就不同水溶肥在玉米上的研究也比较多[4-11]，但在宁夏地区的报道还比较少。因此，为更好地筛选出适合宁夏玉米滴灌水溶肥，开展了以5种不同水溶肥为对比，以粮饲兼用型玉米为研究对象的肥效试验研究，为宁夏节水灌溉水溶肥供应大面积推广提供重要依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年4—10月在宁夏农垦暖泉农场农五队进行，试验区为2018年实施的高效节水项目区，经过智能化改造，所有面积均可以实现自动化灌溉，完全实现通过手机开关不同电磁阀，读取实时土壤墒情数据等。试验区土壤为灰钙土，其土壤理化性状为pH值8.12，电导率0.225ms·cm-1，有机质9.69g·kg-1，全氮0.628g·kg-1，速效钾73.8mg·kg-1，水解性氮48.14mg·kg-1，有效磷30.18mg·kg-1，盐分0.822g·kg-1。土层20cm深度土壤田间持水量20.86%，土壤容重1.51g·cm-3，土层40cm深度土壤田间持水量20.48%，土壤容重1.59g·cm-3。试验前茬作物为玉米，平均籽粒产量12750kg·hm-2。

1.2 试验材料

参试玉米品种为“先玉335”。播种方式为宽窄行，宽行80cm，窄行40cm，株距18cm。供试肥料有西夏、绿萌家乐、和乐美满、银硕、回农。

1.3 试验设计

试验设5个处理，处理1为西夏水溶肥、处理2为绿萌家乐水溶肥、处理3为和乐美满水溶肥、处理4为银硕水溶肥、处理5为回农水溶肥。试验为单因素随机试验，每个小区面积1.07hm2，不做重复，取样设3次重复。根据暖泉农场地力条件推荐的玉米施肥配方见表1。所生产的水溶肥为大量元素水溶肥，中量元素及微量元素符合国家标准。

表1 根据暖泉农场地力条件推荐的玉米施肥配方

1.4 试验操作

各处理灌水一致，均根据智能化灌溉系统测定的土壤墒情判断是否达到灌溉时间。试验设计为相同灌水量，相同施肥配方相同施肥量，不同厂家肥料生产的水溶肥。试验区栽培管理和农事操作完全一致，并在相同日期内完成。8月25日收获，各小区单独测定产量及考种指标。

2 观测内容与方法

2.1 土壤物理性质的测定

土壤干容重的测定：烘干法。田间持水率的测定：环刀法。土壤性状：试验开始前采集试验地基础土样，收获后按小区采集土壤样品。测定项目：pH、全盐、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾。土壤含水量的测定：智能化灌溉系统配套的土壤墒情监测系统。

2.2 产量的测定

成熟时各小区单独收获、脱粒、测定籽粒含水率并折算成14%含水率时的产量。

2.3 室内考种

在收获前，按照小区选取典型样品进行室内考种，每个小区测定20株。室内考种指标：穗长，用钢卷尺测定，cm；穗粗，用游标卡尺测定，mm；穗行数，数数确定，无单位；行粒数，数数确定，无单位；秃尖长，用钢卷尺测定，cm；穗重，电子天平测定，g；穗粒重，电子天平测定，g；百粒重，电子天平测定，g；芯重，电子天平测定，g。

3 结果分析

3.1 实际产量对比结果

不同肥料处理的产量见表2，可以看出，在相同收获密度的条件下，不同处理产量从大到小依次为5>1>4>2>3，即回农>西夏>绿萌家乐>银硕>和乐美满。相比较往年的平均产量12750kg·hm-2，各处理均表现为增产。处理1、2、3、4、5较往年增产分别为21.29%、14.82%、9.65%、15.06%、25.18%。增产幅度为9%～25%。

表2 不同水溶肥处理产量及增产比例

3.2 室内考种结果分析

不同肥料处理考种结果见表3。从穗长结果可以看出，处理5穗长最长，处理4穗长最小，处理5与处理4之间构成显著差异，其余处理之间无显著差异，整齐度范围[85.8，92.0]。从穗粗结果可以看出，处理1最大，处理2最小，各处理之间差异不显著，整齐度范围[94.4，96.7]。从穗行数结果可以看出，各处理差异不显著，整齐度范围[89.8，95.1]。从行粒数结果看，处理5、处理1与处理3构成极显著差异，整齐度范围[84.9，89.1]，P<0.05。从秃尖结果看，各处理之间无显著差异，整齐度范围[8.7，37.7]。从芯重结果看，各处理之间无显著差异，整齐度范围[74.4，80.9]。从穗粒数结果看，处理5最大，处理3最小，但各处理之间差异不显著，整齐度范围[83.5，88.3]。从穗粒重结果看，处理5最大，处理3最小，处理5与处理3之间构成显著差异，整齐度范围[83.5，88.3]，P<0.05。总体来说，不同水溶肥对玉米穗长、行粒数、穗粒重影响较大，个别处理存在显著差异，对穗粗、穗行数、秃尖、芯重影响较小，各处理之间不构成显著差异。

表3 不同肥料处理考种结果分析

3.3 基于熵值法的室内考种结果分析

熵值法原理：熵的概念源于热力学，是对系统状态不确定性的一种度量。在信息论中，信息是系统有序程度的一种度量。而熵是系统无序程度的一种度量，两者绝对值相等，但符号相反。根据此性质，可以利用评价中各方案的固有信息，通过熵值法得到各个指标的信息熵，信息熵越小，信息的无序度越低，其信息的效用值越大，指标的权重越大。

数据标准化处理—正向指标：

(1)

负向指标：

(2)

计算第i种水溶肥第j项指标值的比重：

(3)

计算指标信息熵：

(4)

计算信息熵冗余度：

(5)

计算指标权重：

(6)

计算单指标评价得分：

(7)

考种结果原始数据见表4，除秃尖和芯重为负向指标，按照式(2)进行数据标准化，其余指标均为正向指标，按照式(1)进行数据标准化，结果见表5。根据式(3)～(6)计算信息熵、信息熵冗余度、指标权重，计算结果见表6。结果表明，权重较大的3个指标为行粒数、穗粒数和穗粒重，权重从大到小依次为穗粒数(0.304)>穗粒重(0.204)>行粒数(0.179)，即对产量影响最大的是穗粒数，其次是穗粒重，再次是行粒数。根据式(7)计算单指标评价得分。通过综合评价，确定各处理高产排名为5、1、4、2、3，即回农>西夏>绿萌家乐>银硕>和乐美满。这与实际产量表2的结果相吻合，说明这种评价方法对产量的评价比较精确。并且进一步确定了影响产量的主要考种指标为行粒数、穗粒数和穗粒重。

表4 考种结果原始数据

表5 考种结果原始数据标准化

表6 权重比较

表7 综合评价

4 试验结论

从实际产量上看，不同厂家生产的相同配方的大量元素水溶肥滴灌玉米产量均高于往年平均值。从农艺性状上看，各处理的综合性状表现为玉米穗长、行粒数、穗粒重影响较大，处理存在显著差异，对穗粗、穗行数、秃尖、芯重影响较小，各处理之间不构成显著差异。利用熵值法进行综合比较分析，综合评价得分获得的产量角度的肥效排名与实际产量获得的肥效排名一致，各处理高产排名为5、1、4、2、3，即回农>西夏>绿萌家乐>银硕>和乐美满。相比较往年的平均产量12750kg·hm-2，各处理均表现为增产增产幅度为9%～25%。本试验为大区试验，小区面积相对较大，对于肥料试验来说，产量结构与实际数据表现一致，具有很好的数据参考，具有一定的说服力。总体来说，从产量角度看，回农水溶肥和西夏水溶肥表现较好，比较适合在周边地区大面积推广。但是，不同水溶肥对玉米品质及长势方面的研究没有分析，引起玉米肥效差别的原因还需进一步认真研究。