有機肥對夏玉米生長發育和土壤肥力的影響

吳秀寧，趙永平，王新軍

（商洛學院健康管理學院/秦嶺植物良種繁育中心，陜西商洛 726000）

《國家糧食安全中長期發展規劃2008—2020年》制定了新增1 000億斤糧食的目標，其中玉米承擔53%的份額[1]。在有限耕地資源下，通過提高單產是維持作物持續增產的唯一途徑[2]。近30年主要通過增加水肥投入提高單產，而有關研究表明，玉米生產中化肥的增產效果趨于降低，同時帶來了土壤板結、鹽堿化程度加劇、地下水富集等負面效應[3-4]。因此，通過優化農業管理措施，實現糧食持續增產、改善耕地質量、減少施肥對生態環境的破壞是亟待解決的問題。施肥是促進農業生產、培肥土壤放入基本手段。生物有機肥是近些年在微生物技術發展及有機肥的商品化使用的基礎上研制的新型肥料。生物有機肥營養全面，可有效提高作物產量、改善土壤結構[5]，在小麥[6]、玉米[7]、水稻[8]、大豆[9]等作物上有明顯的增產效果。夏玉米是重要的糧食作物，對滿足我國糧食的需求具有重要的作用。為此，本研究通過大田試驗，研究生物有機肥對夏玉米光合特性和產量的影響，以期為生物有機肥在商洛低山丘陵區玉米生產上的推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年在商洛學院秦嶺植物良種繁育中心試驗田進行。土壤質地屬褐土。肥力水平中等，有機質 17.7 g·kg－1，速效氮 58.12 mg·kg－1，速效磷 18.71 mg·kg－1， 速效鉀 93.72 mg·kg－1，土壤pH值為7.2。試驗地塊可基本代表商州丘陵區坡塬地地塊，前茬作物為小麥。

1.2 供試肥料與品種

生物有機肥由子長縣品味自然農業科技有限公司提供，有機質含量≥40.0%，有效活菌數≥0.5億/克。常規施肥為復合肥料和尿素，其中復合肥 N：P2O5：K2O=26：8：6，硫≥6.5%，鋅≥0.1%，硼≥0.03%；尿素（N）≥46%；均購買于當地市場。參試玉米品種為登海11。

1.3 試驗設計與管理

采取隨機區組排列，設置6個處理。處理1（T1）：常規施肥。 復合肥 600kg·hm－2；處理 2（T2）：生物有機肥 40kg·hm－2，復合肥減施 40kg·hm－2；處理 3（T3）：生物有機肥 60 kg·hm－2，復合肥減施 60 kg·hm－2；處理 4（T4）：滅菌基質 40 kg·hm－2，復合肥減施 40 kg·hm－2；處理 5（T5）：滅菌基質 60 kg·hm－2，復合肥減施60 kg·hm－2；處理 6（T6）：空白對照。 每個處理3 次重復。 T1、T2、T3、T4、T5處理下施肥作為底肥1次性施入；除T6外，各處理均于拔節期追施尿素300 kg·hm－2。 2017年 6月8日人工開溝點播。小區面積為 36 m2，長 10 m，寬 3.6 m，株行距60 cm×30 cm。每穴3粒種子，3葉期間苗；拔節期隨降雨追施尿素，整個生育期人工鋤草3次。9月19日收獲。整個試驗規程中未噴施任何農藥，其余管理參照大田。

1.4 方法

1.4.1 農藝性狀

花后每小區標記10株長勢一致的植株，調查株高、莖直徑、葉色。株高為自地面至雄穗頂端的高度；莖直徑為莖基部扁圓一面的莖粗；葉色借助目測法進行。空桿率、倒伏率和大斑病以整個小區記載，以占整個小區總株數的百分比計。玉米成熟后及時收獲，以整個小區的實收計產。

1.4.2 土壤農化性狀

種植前取基礎混合土樣，收獲后每處理各取1個土樣，采集耕層（0～20 cm）混合樣本分析有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀和pH值。具體方法參考文獻[10]。

1.4.3 數據處理

運用SPSS20進行方差分析，Excel 2003進行數據處理和作圖。

2 結果與分析

2.1 施肥對夏玉米農藝性狀及抗病性的影響

由表1可得，施肥處理可促進夏玉米的生長。 其中，T1、T2、T3、T4、T5處理下株高較對照（T6）分別增加了 13.66%、15.46%、8.97%、13.45%和 6.58%， 莖直徑分別增加了54.94%、48.22%、34.78%、43.87%和 35.97%。各施肥處理下空桿率較T6分別降低了87.30%、89.35%、90.38%、86.20%和 85.83%，倒伏率分別降低了 8.11%、17.57%、13.51%、17.23%和15.21%；大斑病發病率分別下降低了 16.71% 、33.34% 、45.89% 、36.78% 和50.31%，葉色除T6處理為淺綠色外，其余處理均為綠色。綜合來看，施用生物有機肥的農藝性狀和抗病性優于生物有機肥基質、常規施肥和空白對照。

表1 施肥對夏玉米農藝性狀及抗病性的影響

2.2 不同處理間夏玉米產量的方差分析

對各小區夏玉米產量，進行方差分析。由表2可得，F區組=3.15＜F0.05， 表明3個區組的非處理因素比較一致，試驗地土壤肥力均勻。F處理=69.54＞F0.01，說明6個處理產量的總體平均數間有極顯著差異，因此可進行顯著性測定。

表2 不同處理間夏玉米產量的方差分析

2.3 施肥對夏玉米產量的影響

由圖1可得，施肥可顯著提高夏玉米產量。T2處理下產量最高，為 6 628.17 kg·hm－2，其次為 T1，二者差異不顯著； 隨后依次為 T3、T4、T5、T6，T4較T1、T3處理下產量不顯著，但顯著高于T5和T6水平。施用生物有機肥的玉米產量比相應的生物有機質處理增產 730.95 kg·hm－2和 1 112.94 kg·hm－2，增產率分別為11.03%和18.07%。此外，T2處理較常規施肥增產 281.99 kg·hm－2， 增產率為4.44%。

圖1 施肥處理對夏玉米產量的影響

2.4 施肥對土壤肥力的影響

不同施肥處理后土壤養分含量存在差異（表3）。從有機質含量來看，T2處理土壤中的有機質較對應基質、常規施肥和空白對照分別提高了1.12%、4.62%和7.10%，T3處理土壤有機質較對應基質、常規施肥和空白對照分別提高了1.58%、6.33%和25.78%。從堿解氮來看，T2處理土壤堿解氮較對應基質、常規施肥和空白對照分別提高了1.12%、4.62%和7.10%，T3處理土壤堿解氮較對應基質、常規施肥和空白對照分別提高了2.52%、10.19%和30.34%。從速效磷來看，T2處理土壤速效磷較對應基質、常規施肥和空白對照分別提高了3.42%、5.74%和46.89%，T3處理土壤速效磷較對應基質、常規施肥和空白對照分別提高了1.06%、8.64%和50.93%。從速效鉀來看，T2處理土壤速效鉀較對應基質、常規施肥和空白對照分別提高了1.05%、9.56%和30.01%，T3處理土壤速效鉀較對應基質、常規施肥和空白對照分別提高了1.84%、12.65%和33.66%。可見生物有機肥能提高土壤肥力，可有效改善土壤的理化性狀。

表3 不同處理對土壤養分含量的影響

3 討論與結論

良好的生長狀態是作物高產的基礎。本研究在不同施肥處理下夏玉米的株高和莖直徑呈增加趨勢，空桿率、倒伏率和大斑病有不同程度地下降，這與李鵬[11]、劉旭[12]等研究結果基本一致。另外，施用有機肥處理下夏玉米的整體農藝性狀優于對應的有機肥基質處理，可見有機肥中的微生物可增加夏玉米營養元素的供應量，促進植株生長，增加植株的抗逆性，從而提高產量。與有機肥基質處理相比，生物有機肥處理分別增產11.03%（T2）和 18.07%（T3），達極顯著水平。另外，T2處理下夏玉米的產量較常規施肥（T1）高出4.42%。

土壤生物是土壤發生與發展的重要推動力，適當的農藝措施（如施肥）可維護、培育乃至改變土壤中的生物群落，使之保持和諧穩定的狀態和功能，進而實現土壤穩定的適度肥力水平[7]。劉斌等[13]研究表明生物有機肥可提高土壤養分含量，本試驗也支持這一結論，表現為施用生物有機肥處理下的有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀含量較對應基質、常規施肥和空白對照有不同程度地增加。這為后茬作物的高產創造了基礎。而進入土壤中的作用原理、生長發育狀況、生存時間等還有待進一步探究。