濱海鹽堿地夏玉米化肥利用率試驗(yàn)

王惠濱，位國峰，張翠玉，張小娣，丁 潔

(山東省濱州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山東 濱州 256600)

濱海鹽漬土作為鹽化漬土壤重要的類型之一，主要分布于沿海地區(qū)，屬于典型中低產(chǎn)田,其鹽堿含量高、土壤瘠薄結(jié)構(gòu)差、淡水資源匱乏是制約糧食增產(chǎn)的主要因素[1-2]。夏玉米作為該區(qū)主要的糧食作物，近年來，在輕度鹽堿地上玉米種植面積呈明顯增長趨勢，為了追求高產(chǎn)，農(nóng)民大量施用化肥，但由于土壤鹽漬化的影響和不合理的施肥方式，玉米總產(chǎn)量仍然較低。因此，探討不同施肥模式對夏玉米生長及化肥利用率的影響，對改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)玉米持續(xù)穩(wěn)定豐收和增加農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)基本情況

試驗(yàn)在山東省濱州市無棣縣小泊頭鎮(zhèn)吳篩羅坡村進(jìn)行，該地區(qū)地處渤海灣沿海區(qū)域，屬北溫帶東亞季風(fēng)區(qū)域大陸性氣候，年平均氣溫12 ℃左右，試驗(yàn)地土壤類型為潮土，含鹽量在2‰以上，前茬作物為冬小麥，冬小麥?zhǔn)斋@后秸稈全部機(jī)械化粉碎還田，肥料撒施后免耕播種，供試夏玉米品種為鑫研156，播種日期為2020年6月25日。試驗(yàn)地耕層0～20 cm土壤堿解氮含量為36.80 mg/kg，有效磷含量為11.78 mg/kg，速效鉀含量為167.00 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為14.15 g/kg，pH值為8.55，EC值為0.90 mS/cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置6個處理，分別為：PK(不施氮肥，磷鉀同優(yōu)化施肥)，NK(不施磷肥，氮鉀同優(yōu)化施肥)，NP(不施鉀肥，氮磷同優(yōu)化施肥)，OPT(優(yōu)化施肥，測土配方施肥推薦配方、用量及施肥方式)，SCR(緩控釋肥料一次性施肥，氮磷鉀用量同配方肥處理，氮肥采用緩控釋肥料，一次性使用)，SCR-15%N(新型主體施肥模式，磷鉀用量同配方肥處理，氮肥采用緩控釋肥料一次性施肥減少氮用量15%)，處理1～4每個小區(qū)面積40 m2，每個處理3個重復(fù)，處理5～6每個小區(qū)面積為200 m2，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)隨機(jī)排列，處理2～4氮肥的1/3播種前一次性基肥撒施，喇叭口期2/3氮肥追肥，其他管理措施保持一致。

1.3 田間試驗(yàn)

1.3.1土壤樣品的采集、測試

采集作物種植前試驗(yàn)地0～20 cm土壤，風(fēng)干、過篩，測定其堿解氮、速效磷鉀、有機(jī)質(zhì)、pH值、EC。

試驗(yàn)結(jié)束后的土壤取樣，每小區(qū)取3個樣品，為3個剖面點(diǎn)的同層混合樣，取樣深度分別為0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 3層。分別測定其水分、堿解氮、速效磷鉀、有機(jī)質(zhì)、pH值、EC。

1.3.2植株樣品的采集、測試

在夏玉米收獲時測定產(chǎn)量及其三要素(穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重)，實(shí)收測定產(chǎn)量，取植株樣品測定籽粒和秸稈的氮、磷、鉀含量。

1.3.3計(jì)算方法

氮肥利用率(%)=[(施氮區(qū)吸氮量-不施氮區(qū)吸氮量)÷施氮量]×100%

磷肥利用率(%)=[(施磷區(qū)吸磷量-不施磷區(qū)吸磷量)÷施磷量]×100%

鉀肥利用率(%)=[(施鉀區(qū)吸鉀量-不施鉀區(qū)吸鉀量)÷施鉀量]×100%

經(jīng)濟(jì)系數(shù)=籽粒重量÷(籽粒重量+秸稈重量)

1.3.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同施肥處理對夏玉米產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，與OPT相比，PK夏玉米產(chǎn)量下降16.47%，NK夏玉米產(chǎn)量下降12.79%，NP夏玉米產(chǎn)量下降7.94%，SCR夏玉米產(chǎn)量下降0.96%，SCR-15%N夏玉米產(chǎn)量下降4.99%。不同施肥處理的夏玉米經(jīng)濟(jì)系數(shù)較低，優(yōu)化施肥和控釋肥處理的夏玉米經(jīng)濟(jì)系數(shù)最大，各處理夏玉米經(jīng)濟(jì)系數(shù)在0.42～0.49之間，平均0.45。由此可見，不平衡施肥會引起夏玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)明顯下降，下降幅度為7.94%～16.47%，施用控釋氮肥或控釋氮肥減量對夏玉米產(chǎn)量影響較小，夏玉米產(chǎn)量增減幅度都小于5%。

表1 不同處理下夏玉米產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

2.2 不同施肥處理對夏玉米養(yǎng)分吸收和肥料利用率的影響

2.2.1不同施肥處理對夏玉米氮吸收和氮肥利用率的影響

從表2可以看出，與OPT相比，PK夏玉米籽粒和地上部吸氮量分別下降27.62%和30.06%，NK夏玉米籽粒和地上部吸氮量分別下降21.04%和7.25%，NP夏玉米籽粒和地上部吸氮量分別下降15.59%和12.02%，SCR夏玉米籽粒和地上部吸氮量分別下降1.24%和3.82%，SCR-15%N夏玉米籽粒地上部吸氮量分別下降8.52%和2.93%。OPT氮肥利用效率為45.07%，SCR和SCR-15%N氮肥利用率分別為39.30%和40.68%。可見，不平衡施肥會引起夏玉米吸氮量的顯著下降，下降幅度為7.25%～30.06%，施用控釋氮肥或控釋氮肥減量對夏玉米吸氮量影響不大，夏玉米吸氮量下降幅度都小于4%。

表2 不同施肥處理下夏玉米吸氮量和氮肥利用率

2.2.2不同施肥處理對夏玉米磷吸收和磷肥利用率的影響

從表3可以看出，與OPT相比，PK夏玉米籽粒和地上部吸磷量分別下降12.15%和13.05%，NK夏玉米籽粒和地上部吸磷量分別下降25.81%和27.92%，NP夏玉米籽粒和地上部吸磷量分別下降17.43%和16.91%，SCR夏玉米籽粒和地上部吸磷量分別下降0.86%和9.29%，SCR-15%N夏玉米籽粒吸磷量分別下降5.24%和8.37%。OPT磷肥利用效率為21.57%，SCR和SCR-15%N磷肥利用率分別為14.39%和15.10%。可見，不平衡施肥、控釋氮肥和控釋氮肥減量都會引起夏玉米吸磷量的顯著下降，下降幅度為8.37%～27.92%；SCR和SCR-15%N都降低了磷肥利用率，降低幅度為6.47～7.18個百分點(diǎn)。

2.2.3不同施肥處理對夏玉米鉀吸收和鉀肥利用率的影響

從表4可以看出，與OPT相比，PK夏玉米籽粒和地上部吸鉀量分別下降19.71%和18.40%，NK夏玉米籽粒和地上部吸鉀量分別下降19.99%和6.40%，NP夏玉米籽粒和地上部吸鉀量分別下降11.81%和18.90%，SCR夏玉米籽粒和地上部吸鉀量分別下降2.76%和4.67%，SCR-15%N夏玉米籽粒和地上部吸鉀量分別下降8.39%和1.63%。OPT鉀肥利用效率為60.63%，SCR和SCR-15%N磷肥利用率分別為45.66%和55.41%。可見，不平衡施肥、控釋肥和控釋減氮都會引起夏玉米吸鉀量的顯著下降，下降幅度為1.63%～18.90%；SCR和SCR-15%N都降低了鉀肥利用率，降低幅度為5.22～14.97個百分點(diǎn)。

表4 不同施肥處理下夏玉米吸鉀量和鉀肥利用率

2.3 不同施肥處理對土壤表層養(yǎng)分的影響

從表5可以看出，不同施肥處理對土壤表層養(yǎng)分具有不同影響。不施氮肥處理，土壤堿解氮最低，土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量最高；不施磷肥處理，EC最低，其他養(yǎng)分含量居中；不施鉀肥處理，速效鉀最低，堿解氮最高，其他養(yǎng)分含量居中；優(yōu)化施肥處理EC、有效磷、速效鉀最高，有機(jī)質(zhì)最低，其他養(yǎng)分含量居中；控釋氮肥和控釋減氮處理養(yǎng)分含量居中。

表5 不同施肥處理下土壤表層理化性質(zhì)

可見，在土壤肥力水平較低的條件下，土壤養(yǎng)分狀況受肥料投入的影響較大，氮肥施用不僅直接影響土壤堿解氮的含量，也會顯著影響土壤其他養(yǎng)分含量，不平衡施肥造成作物對土壤養(yǎng)分的不均衡吸收，土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)差異性分布，優(yōu)化施肥和控釋氮肥都能保持土壤肥力和土壤養(yǎng)分均衡分布。從土壤養(yǎng)分平衡來說，應(yīng)適當(dāng)增加氮磷投入。

3 結(jié)論和討論

通過2020年在濱海鹽堿地進(jìn)行的夏玉米化肥利用率田間試驗(yàn)，初步得出以下結(jié)論：

不平衡施肥會引起夏玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)明顯下降，施用控釋氮肥或控釋氮肥減量對夏玉米產(chǎn)量影響較小，夏玉米產(chǎn)量增減幅度都小于5%。本試驗(yàn)表明，配方施肥較不平衡施肥有明顯的增產(chǎn)作用，這與前人[3-4]研究一致。目前，當(dāng)?shù)刂饕┓史绞绞腔┖妥肥┫嘟Y(jié)合，但是在大面積作物生產(chǎn)上，后期追肥大多依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，缺少時效性和針對性，農(nóng)民無法確定準(zhǔn)確的追肥時期和追肥量，不僅導(dǎo)致肥料利用率偏低，而且還會造成環(huán)境污染。研究表明，相對常規(guī)施肥，配方施肥明顯提高氮、磷、鉀肥的利用率[4-5]。本試驗(yàn)表明，不平衡施肥處理顯著降低夏玉米對氮磷鉀養(yǎng)分的吸收，控釋肥和控釋減氮處理對夏玉米吸氮量影響不大，顯著降低吸磷量和吸鉀量。控釋肥處理(SCR)和控釋減氮處理(SCR-15%N)降低了氮、磷、鉀肥利用率。

在土壤肥力水平較低的條件下，土壤養(yǎng)分狀況受肥料投入的影響較大，不平衡施肥造成作物對土壤養(yǎng)分的不均衡吸收，土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)差異性分布，優(yōu)化施肥和控釋氮肥都能保持土壤肥力和土壤養(yǎng)分均衡分布。從土壤養(yǎng)分平衡來考慮，應(yīng)適當(dāng)增加氮磷投入。

綜上，在濱海鹽堿地區(qū)特有的土壤和水文條件以及現(xiàn)有的夏玉米栽培技術(shù)下，測土配方施肥是當(dāng)前該區(qū)域夏玉米保持穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的主要施肥方式。為了更好地提高該地區(qū)的玉米產(chǎn)量和肥料利用率，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，進(jìn)一步對肥料種類、施肥量等農(nóng)藝措施開展深入研究。