4種專用緩釋肥對臨夏高海拔灌區玉米產量的影響及肥料利用效率

王平生 楊霞 黃青巖 祁維紅 張芳 白海鴻 康夏明 楊彧紅 韓宏

摘要：為篩選出適宜臨夏高海拔灌區玉米全膜雙壟溝播栽培的最佳專用緩釋肥，以玉米品種金凱8號為指示品種，通過大田試驗研究了4種專用緩釋肥對玉米產量、產量構成因素、肥料利用效率和施肥效益的影響。結果表明：施用專用緩釋肥B（N 26.50%+P2O5 8.80%+K2O 4.10%+有機質15.00%）900 kg/hm2處理的玉米折合產量最高，達14 847.0 kg/hm2，較不施肥（CK）增產22.0%;肥料農學利用效率為7.55 kg/kg，表觀肥料養分利用率為42.03%，肥料偏生產力為41.87 kg/kg，肥料貢獻率18.02%，施肥利潤高達2 476.8元/hm2;生物鮮重和生物干重分別較不施肥（CK）提高了23.1%和31.0%，穗粒數較不施肥（CK）增加了38.3粒，千粒重較不施肥（CK）增加了68.6 g。專用緩釋肥B在臨夏高海拔灌區可實現玉米高產、高效和輕簡化施肥，并具有良好的社會效益、經濟效益和生態效益，可在臨夏高海拔灌區推廣應用。

關鍵詞：專用緩釋肥;玉米;產量;肥料利用效率;高海拔灌區;臨夏

中圖分類號：S156? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2019）02-0003-05

Abstract：The effects of different straw returning years on soil physical and chemical properties and microorganism were studied in the lean soil of the loess plateau in East Gansu. The results showed that straw mulching can significantly improve soil water storage capacity， decrease soil bulk density， increase soil porosity， improve soil structure， and increase soil organic carbon content， which has a good effect on deep surface soil. Straw mulching can increase the microbial population of surface soil by 0 ～ 30 cm， and significantly improve the microbial community structure in soil with the increase of the years of mulching.

Key words：Straw returning to field;Corn;Soil;Physical and chemical properties;Microbial biomass

玉米是我國重要的糧食作物之一，年產量居世界第2位[1 ]。北方春玉米是我國最大的玉米產區，對全國糧食生產具有舉足輕重的作用。緩釋肥料是通過減緩或控制肥料養分在土壤中的轉化過程和釋放速率，達到養分的釋放與作物需求同步，實現高產高效的目的，被稱為高效兼環境友好的肥料類? ? ?型[2 ]。玉米是需肥量較大的作物，生產中施肥不合理現象較為普遍，肥料利用率不高，玉米緩釋專用肥的研發與應用是肥料發展的趨勢之一[3 ]，也是目前農業科研關注的焦點。近年來，隨著我國社會經濟的發展，農村勞動力大量轉移，種植業效益相對下降，傳統配方施肥技術相對繁瑣，導致技術的落實率有逐年下降的趨勢，農作物產量增幅不大，為了提高作物產量，采用現代化技術措施，對田間作業工序刪繁就簡或合并的輕簡化處理，以達到省工、省力、高效、增產和培養地力的方式已成為一種必然趨? ? ?勢[4 - 5 ]。我國肥料利用率不高，化肥當季利用率氮肥為28%～41%，磷肥為10%～25%，鉀肥為50%左右，常規速效化肥多半由于淋失、揮發等途徑而損失掉，造成經濟損失和環境惡化[1， 6 ]。

我們在甘肅臨夏高海拔灌區春玉米種植區對引進的4種專用緩釋肥料在春玉米地進行了田間比較試驗，旨在為臨夏乃至北方高海拔灌區春玉米一次性輕簡化高效施肥提供依據。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況

試驗于2017年在甘肅省臨夏州農業科學院現代試驗農場（臨夏縣北塬鄉）實施。地理位置35° 601′ N，103° 198′ E。當地海拔? ?2 035 m，年均降水量450 mm，年平均氣溫7 ℃，全年無霜期155 d。試驗地地勢平坦，自流灌溉，土壤為塬地黃麻土，質地中壤。試驗地耕層土壤含有機質18.1 g/kg、全氮1.15 g/kg、全磷0.98 g/kg、全鉀2.26 g/kg，速效氮10.79 mg/kg、速效磷17.5 mg/kg、速效鉀155.0 mg/kg，pH為8.49。

1.2? ?供試材料

供試專用緩釋肥分別為專用緩釋肥A（N 26.49%+P2O5 8.77%+K2O 4.10%+海藻酸鈉0.08%+保水劑1.50%+有機質15.00%）、專用緩釋肥B（N 26.50%+P2O5 8.80%+K2O 4.10%+有機質15.00%）、專用緩釋肥C（N 17.04%+P2O5 9.80%+K2O 4.00%+有機質15.00%），均由甘肅田野有機生態肥料科技開發有限公司研制提供。專用緩釋肥D（N 16.00%+P2O5 18.00%+K2O 6.00%），由北京澳佳生態農業股份有限公司生產。指示玉米品種為金凱8號，由甘肅金源種業股份有限公司選育并提供。

1.3? ?試驗方法

試驗共設5個處理，分別為處理A，施專用緩釋肥A 900 kg/hm2;處理B，施專用緩釋肥B 900 kg/hm2;處理C，施專用緩釋肥C 900 kg/hm2;處理D，施專用緩釋肥D? 900 kg/hm2;處理E，不施肥（CK）。試驗采用隨機區組設計，3 次重復，小區面積為33.0 m2，共15個小區。各緩釋肥料均全部用作基肥一次性施入。試驗采用全膜雙壟溝播種植，每壟覆膜的幅寬110 cm，其中大壟幅寬70 cm，壟高10 cm;小壟幅寬40 cm，壟高15 cm。于4月中旬覆膜后按株距27.5 cm播種，保苗密度為66 000株/hm2，10月中旬收獲，其余栽培管理同當地大田生產。

1.4? ?測定項目與方法

春季玉米播前取土樣，測定土壤的基礎肥力。玉米苗期在試驗小區中間2行，連續選擇固定有代表性的10株為測試樣株。成熟期采集測試樣株，測定株高、莖粗、穗長、穗粗、穗粒數、千粒重等指標，稱取地上部分生物鮮重。土壤基礎肥力用常規分析方法測定[7 - 9 ]。

玉米生長指標測定：株高，自地表至雄穗頂端的高度，以cm表示;莖粗，測量地上第3節間中部莖的直徑，以cm表示;穗長，由穗基部至穗頂（包括禿尖）的平均長度，以cm表示;穗粗，果穗中部直徑，以cm表示;千粒重，1 000粒種子的質量，以g表示。各指標均重復測定 3 次。

植株全氮、磷、鉀測定：玉米成熟期在每小區的10株樣株中選取代表性植株3株，按不同器官（莖鞘、葉片、籽粒和穗軸）分開，于105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重后測定生物干重，磨碎樣品用濃 H2SO4-H2O2 消煮分別測定植株全氮、全磷、全鉀含量，其中全氮用開氏定氮蒸餾法測定，磷用釩鋁黃比色法測定，鉀用火焰光度法測定[10 ]。

1.5? ?參數計算與數據表述及統計分析

采用以下公式計算相關參數[11 - 14 ]：

肥料農學利用率=（施肥區籽粒產量-不施肥區籽粒產量）/肥料施用量

表觀肥料養分利用率=[（施肥處理地上部分養分吸收量-不施肥區地上部分養分吸收量）/施肥量]×100%

肥料偏生產力=施肥區籽粒產量/肥料施用量

肥料貢獻率=[（施肥區產量-不施肥區產量）/施肥區產量] ×100%

施肥利潤=（玉米產量×玉米價格）-（施肥量×肥料價格）

采用 Excel 2007軟件計算和處理試驗數據，用SPSS17.0 軟件統計分析，采用 LSD 法檢驗處理間的差異顯著性。

2? ?結果與分析

2.1? ?主要經濟性狀

從表1可知，緩釋肥各處理與CK相比，株高增加5.0～7.0 cm，穗位高度增加9.1～11.8 cm，莖粗增粗1.1～2.1 cm，果穗長度增長2.0～3.2 cm，禿頂長縮短0.5～0.7 cm，說明施專用緩釋肥各處理的經濟性狀明顯優于對照。玉米穗行數增加-0.2～0.2行，行粒數增加1.2～4.8粒，單株穗粒數增加14.4～80.7粒，千粒重增加13.7～68.6 g，說明施專用緩釋肥能改善作物營養環境，優化了經濟性狀，通過增加行粒數和千粒重而提高玉米產量。從表1還可看出，施專用緩釋肥各處理之間的株高、穗位高度、莖粗和果穗長度等相差不大;玉米的經濟性狀以處理B表現最好，穗行數與對照相同，均為16.5行;行粒數為36.7粒，較對照增加2.4粒;單穗粒數為604.3粒，較對照增加38.3粒;千粒重為381.4 g，較對照增加68.6 g;處理C和處理D次之;緩釋肥A最差，雖其穗行數、單穗粒數最高，但千粒重最低，僅為326.5 g。

2.2? ?產量

從圖1看出，施不同專用緩釋肥料處理的玉米折合產量，與不施肥處理（CK）相比，籽粒增產1 767.5～2 676.5 kg/hm2，增幅為14.5%～22.0%，與對照產量差異均達顯著水平，說明施緩釋肥對玉米經濟產量有顯著增產作用。專用緩釋肥不同處理的折合產量由高到低依次為處理B、處理C、處理A、處理D，其中以處理B折合產量最高，為14 847.0 kg kg/hm2，較處理C、處理A和處理D，分別增產3.89%、4.33%和6.52%。

2.3? ?不同處理對玉米生物鮮重和生物干重的影響

由圖1可知，專用緩釋肥各處理的生物鮮重較對照增加9 309.5～10 916.0 kg/hm2，增幅為20.6%～24.3%，與對照的差異均達顯著水平;生物干重較對照增加3 939.0～? 6 154.5 kg/hm2，增幅為19.9%～31.0%，與對照的差異均達顯著水平。由此說明施專用緩釋肥有利于作物鮮重和干物質累積。專用緩釋肥各處理的玉米生物鮮重以處理D最高，為56 114.5 kg/hm2，較處理C、處理B和處理A分別增加0.38%、0.88%和2.95%;而生物干重以處理B最高，為25 978.5 kg/hm2，較處理C、處理A和處理D分別增加5.67%、8.60%和9.32%。說明緩釋肥D有利于玉米生物鮮重的增加，而緩釋肥B更有利于玉米干物質的累積。

2.4? ?肥料利用效率及施肥效益

肥料農學利用率反應出專用肥料投入每1 kg養分所增加的經濟產量，表觀肥料養分利用率反應出緩釋肥養分投入量被當季作物吸收的百分比，肥料偏生產力反映緩釋肥投入每1 kg養分所生產的經濟產量，上述指標從不同角度解釋肥料養分的利用效 率[15 ]。試驗結果（表2）表明，處理C和處理B的這3項指標相對較高，肥料農學利用率分別為7.64、7.55 kg/kg，表觀肥料養分利用率分別為42.56%、42.03%，肥料偏生產力分別為51.49、41.87 kg/kg;處理D的這3項指標最低，較處理C和處理B的肥料農學利用率分別降低2.73、2.64 kg/kg，表觀肥料養分利用率分別降低15.22百分點和14.69百分點，肥料偏生產力分別降低12.77 kg/kg和3.15 kg/kg;處理A介于處理B與處理C之間。肥料貢獻率反映不同緩釋肥料養分所增加的產量占總產量的比例，施專用緩釋肥各處理以處理B最高，為18.02%，較處理C、處理A和處理D，分別提高了3.18、3.55、5.34百分點，說明處理B對玉米的增產作用相對明顯。施肥利潤也以處理B最高，為2 476.8元/hm2，較處理C、處理A、處理D分別提高了729.0、1 289.7、1 456.2元/hm2，處理D最低，僅為1 020.6元/hm2。由此可見，不同玉米專用緩釋肥在同量施肥條件下，經過對肥料利用率和施肥效益綜合評估，緩釋肥B是適宜臨夏高海拔灌區春玉米輕簡化栽培技術的新型肥料。

3? ?小結與討論

專用緩釋肥B（N 26.50%+P2O5 8.80%+K2O 4.10%+有機質15.00%）適宜應用于臨夏高海拔灌區的玉米全膜雙壟溝播生產，其既滿足了春玉米養分需求，免去傳統多樣施肥和多次追肥的不便，緩解農村勞動力短缺給農業生產帶來的巨大壓力，減輕了勞動強度，實現輕簡化栽培;同時可提高玉米產量、肥料利用效率和施肥效應，實現玉米高產、高效和簡化施肥，具有良好的社會效益、經濟效益和生態效益。

緩釋肥可根據作物對養分的需要控制其養分釋放模式、使養分釋放與作物養分吸收同步，能促進玉米營養生長和生殖生長，抗倒伏能力強，提高肥料利用率和施肥效益，達到高產高效保護環境的目的，且不用追肥，減少工時，可滿足當前農村勞動力轉移、簡化生產的需求，也是今后玉米生產的發展趨勢[16 - 18 ]。王宜倫等[14 ]、張博等[19 ]研究夏玉米，王芳[20 ] 研究春玉米，施用緩釋肥的報道與本試驗結果基本吻合，供試的4種專用緩釋肥處理較不施肥（CK）增產14.5%～22.0%，穗粒數增加14.4～80.7粒，千粒重增加13.7～68.6 g，表觀肥料養分利用率提高27.34%～42.56%，施肥利潤增加1 020.6～? ?2 476.8元/hm2。

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（本文責編：鄭立龍）