有机生态型无土栽培废弃基质对玉米生长发育和产量的影响

王勤礼，许耀照，张文斌，张东昱，王佩堂，李 强，吕 彪

（1．河西学院 河西生态与绿洲农业研究院，甘肃 张掖734000；2．张掖市经济作物推广站，甘肃 张掖734000；3．临泽县农业技术推广中心，甘肃 临泽734200）

循环农业是建立在农业生态学、生态经济学等多学科理论基础上，与可持续发展需求相适应的农业产业经营模式，按照循环经济“3R”原则，通过农业生态经济系统工程设计，实现农业系统的光热自然资源利用效率最大化、购买性资源投入最低化、可再生资源高效循环化、有害生物和资源最少化的农业生产模式。关于循环农业模式的研究，前人多有报道［1－3］。李兆华等［4］对湖北省循环农业进行了研究，将全省循环农业发展分为5个区域，根据各区的经济、环境及农业特点，提出了相关的循环农业发展模式；“四位一体”庭院经济模式、“四位一体”高效设施农业模式等的建立，实现了可再生能源、保护地栽培、日光温室养猪及厕所4个环节的循环［5］。

有机生态型无土栽培已在河西地区推广多年，尤其荒漠区日光温室有机生态型无土栽培，面积有逐年上升趋势，截至2010年底，仅临泽县面积已达86．67hm2。但有机生态型无土栽培基质经过5～8年后虽然仍含有一定的营养成分，但要重新更换，更换的废弃基质一般不再利用，其会对环境造成一定的污染。为了更有效地利用废弃栽培基质，减少其对环境的污染，降低农田购买性资源的使用量，达到农田减投增效循环生产目的，从2010年开始，开展荒漠区日光温室有机生态型无土栽培废弃基质还田对制种玉米（Zea mays）生长和土壤有机质及化学特性影响的研究，旨为荒漠区日光温室有机生态型无土栽培废弃基质无害化还田循环利用提供理论依据。

1 材料与方法

1．1 供试材料 参试玉米杂交组合为104，亲本均由北京奥瑞金种业股份有限公司临泽分公司提供；废弃栽培基质由临泽县平川镇三二村荒漠区日光温室种植户桑有旗提供，废弃栽培基质碱解氮含量36．8mg·kg－1，速效磷含量13．34mg·kg－1，速效钾含量180mg·kg－1。

1．2 试验方法 试验采用随机区组设计，5个处理，每处理3次重复（表1）。小区面积10m×2m，小区四周筑0．5m×0．3m的小埂。试验设在临泽县平川镇三二村五社农户桑有国制种玉米田内。试验田地势平坦，肥力中等，土质为沙质土，前茬为制种玉米，已连作5年。2 0 1 0年3月1 8日将 废弃基质作为底肥一次施入，2010年4月17日人工点播，播后管理按照北京奥瑞金种业股份有限公司临泽分公司提供的杂交种生产技术规程进行，不同时期的施肥量见表2。

表1 不同废弃栽培基质配方处理Table 1 Abandoned cultivation matrix formula

1．3 测定项目与方法 2010年9月20日收获时，分别在试验小区内按分行式抽样，每个小区随机选10株玉米，在田间测定株高、穗位高，室内测定秃顶长、穗长、穗粗、穗行数、穗粒数、穗粒重和百粒重。小区单独收获，将小区产量折算成标准湿度下的产量。试验收获后，每个小区内对角线式取样，采集根层（0～20cm）土样4kg，用四分法带回1kg混合土样进行室内风干化验分析。土壤有机质含量测定采用重铬酸钾法，碱解氮含量测定采用碱解扩散法，速效钾含量测定采用火焰光度法，速效磷含量测定用钼锑抗比色法，土壤pH值测定采用酸度计法，土壤可溶性盐含量测定采用电导法［6］。

1．4 数据分析 利用DPS 6．55统计软件进行方差分析，差异显著性测验采用Duncan法。

2 结果与分析

2．1 不同处理对土壤化学性质的影响 土壤有机质含量在1．36～1．76g·kg－1，从高到低依次为T1、T2、T4、T3、对照，但差异不显著（P＞0．05）（表3）；速效钾含量T1最高，达114．36mg·kg－1，除T4外，T1与其他处理均达显著差异（P＜0．01）；速效磷含量在1．11～2．36mg·kg－1，从高到低依次为 T1、T2、T3、对照、T4，但各处理间差异不显著；碱解氮含量在44．56～45．76mg·kg－1，从高到低依次为T1、T3、对照、T4、T2，各处理间差异也不显著。T1与对照比较，土壤有机质含量、速效钾含量、速效磷含理、碱解氮含量分别增加0．40、24．61、0．68和0．65mg·kg－1。各处理间电导率在0．13～0．18ms·cm－1，土壤pH 值在8．49～8．72。

2．2 不同处理对玉米植物学性状的影响 各处理的玉米株高、茎粗、穗位高、穗长、穗粗虽有差异，但各处理间差异均不显著（P＞0．05）（表4）。株高在157．83～162．16cm，从高到低依次为 T1、对照、T2、T3、T4；茎粗在1．986～2．218cm，从高到低依次为对照、T1、T2、T3、T4；穗位高在76．63～78．38cm，从高到低依次为 T4、T1、对照、T3、T2；穗长在13．76～14．26cm，从高到低依次为 T2、T3、对照、T4、T1；穗粗在4．20～4．40cm，各处理间相差不大。各处理的秃顶长差异显著，对照最大，为0．68 cm，除T1外，与所有处理间差异显著（P＜0．05），T1、T2、T3、T4秃顶长与对照比较分别减少0．04、0．18、0．21和0．27cm。

表2 废弃基质还田化肥追肥减量表Table 2 Fertilizing schedule of chemical fereilizer for different treatment kg·667m－2

表3 不同处理对土壤化学性质的影响Table 3 Effects of fertilizing treatment on soil chemical properties

表4 不同处理对玉米植物学性状的影响Table 4 Effects of fertilizing treatment on maize properties

2．3 不同处理对玉米经济性状的影响 穗行数在12．96～13．66行，各处理间差异不显著（P＞0．05）（表5）；行粒数在25．00～27．33粒，从高到低依次为T2、对照、T1、T3、T4，各处理间差异也不显著；T1的百粒重最高，与T4间差异达到了显著水平（P＜0．05），与对照相比，虽然没有达到显著水平，但增加了2．03g；T1的穗粒重仍然最高，与位居第2的对照相比，穗粒重增加7．3g，但各处理间差异不显著。所有处理的穗行数、行粒数差别不大。

2．4 不同处理对玉米产量的影响 T1产量最高，与T4间产量差异显著（表5），但与对照、T2、T3间差异不显著（P＞0．05）；对照产量位居第2，与其他处理均差异不显著；T4产量最低。产量趋势表现为在化肥用量相同条件下废弃基质与化肥配施，玉米产量增加，减少化肥用量，玉米产量降低。

表5 不同处理对玉米经济性状的影响Table 5 Effects of fertilizing treatment on maize economic characters

表6 不同处理对玉米经济效益的影响Table 6 Effects of fertilizing treatment on maize economic benefits

2．5 不同处理对玉米经济效益影响 制种玉米收入从高到低依次是 T1、对照、T3、T2、T4，除掉化肥投入，纯收入由高到低顺序是 T3、T1、T4、对照、T2，其 中 T3与 对 照 比 较，增 收 1 791．6元·hm－2，化肥节约成本2 207．8元·hm－2。

3 讨论与结论

化肥减投有机生态型无土栽培废弃基质还田后，化肥用量虽然减少，但对土壤碱解氮、速效磷、速效钾、电导率、pH值影响均不大，土壤有机质还有一定程度的增加。说明有机生态型无土栽培废弃基质含有丰富的有机质，与化肥配施后，可增加土壤中的有机质含量。

有机生态型无土栽培废弃基质还田后，对玉米株高、茎粗、穗位高、穗长、穗粗影响不大，这和夏玉春等［7］、安彬等［8］的研究结果稍有差异，其原因有待于进一步的研究。果穗秃顶长差异较大，主要是由于有机生态型无土栽培废弃基质含有大量的有机质和N、P、K，配施的化肥和对照相比虽有所减少，但仍能满足玉米生长发育需求，尤其是增施废弃基质后，前期增加了土壤有机质，提高了土壤的保肥性能，改善了土壤结构，从而减少了秃顶长度。

有机生态型无土栽培废弃基质还田，废弃基质与化肥配施，T1（4m3废弃基质＋N24P12K6）、T3（4 m3废弃基质＋ N6P3K1．5）、对照（N24P12K6）间产量未达到显著水平，T1产量最高，T3纯利润最高。综合评价，处理 T3为最佳，纯收入为31 002．2元·hm－2，与对照比较，增收1 791．6元·hm－2，化肥节本2 207．8元·hm－2。建议在试验区有机生态型无土栽培废弃基质还田时采用T3处理。

［1］ 林忠华，戴国章，朱冬英．“猪－沼－藻”高效农业循环模式简介［J］．福建农业，2007（4）：31．

［2］ 尹昌斌，周颖，梁仲达．广西百色市“种植－沼气－养殖＋灯”生态农业循环模式研究［J］．中国生态农业学报，2008，16（6）：1576－1579．

［3］ 张继承，尹昌斌，周颖．河南省产业链延伸型循环农业模式研究［J］．中国生态农业学报，2008，16（6）：1564－1579．

［4］ 李兆华，马清欣，涂建华．湖北省循环农业模式［J］．中国生态农业学报，2008，16（6）：1572－1575．

［5］ 徐福利，梁银丽．黄土高原“四位一体”高效设施农业循环模式研究［J］．中国生态农业学报，2003，11（3）：139－141．

［6］ 中国土壤学会农业化学专业委员会．土壤农业化学常规分析法［M］．北京：科学出版社，1983：106－208．

［7］ 夏玉春，姜立文，张喜印，等．玉米有机肥配施试验研究［J］．现代农业科技，2010（10）：67－69．

［8］ 安彬，吴淑梅，孙俊华，等．玉米应用不同量有机肥料和化肥配施田间肥效分析［J］．杂粮作物，2008，28（6）：392－393．