海藻酸复混肥对夏玉米产量及养分吸收利用的影响

王海标，张 博，陶静静，常 凤，杜梦鸽，王宜伦

（河南农业大学资源与环境学院/河南粮食作物协同创新中心，郑州450002）

海藻酸复混肥对夏玉米产量及养分吸收利用的影响

王海标，张 博，陶静静，常 凤，杜梦鸽，王宜伦

（河南农业大学资源与环境学院/河南粮食作物协同创新中心，郑州450002）

为明确夏玉米施用海藻酸复混肥的增产效果，通过田间试验，以‘浚单29’为材料，利用数理统计、对比分析方法，研究了海藻酸包膜BB肥、常规BB肥、海藻酸包膜复合肥、常规复合肥4种肥料对鹤壁和许昌两地夏玉米产量、地上部生物量、养分积累量、SPAD值等的影响。结果表明，鹤壁和许昌夏玉米施肥分别显著增产8.80%～15.41%和21.21%～35.85%，海藻酸包膜BB肥较等养分常规BB肥分别增产5.70%和5.22%；海藻酸包膜复合肥较常规复合肥产量显著增加5.98%和13.37%，施海藻酸复混肥提高了夏玉米叶绿素含量，促使氮磷钾养分积累量分别增加3.76%～17.03%、6.29%～27.14%和3.70%～9.33%，协同提高了千粒重与穗粒数，且减量施肥20%产量差异不显著。综合考虑产量、肥料投入与环境压力，豫北和豫中地区夏玉米推荐施用海藻酸复合肥600 kg/hm2。

夏玉米；海藻酸复混肥；产量；养分积累量

0 引言

玉米作为中国重要的粮食作物，具有食用、饲料、工业原料等用途。近年来玉米使用已由过去的口粮为主转变为以饲用为主，需要量巨大。提高单产是获得玉米增产的重要途径，也对保障中国粮食安全具有重要意义[1-3]。肥料施用与粮食增产密切相关，据联合国粮农组织FAO估计施用化肥可增加粮食单产55%～57%[4]。近年来中国夏玉米出现施肥过量等问题，导致作物吸收利用不完全，肥料当季利用率低，极易挥发淋溶污染环境，因此新型功能性肥料应运而生[5-10]。新型肥料能直接提供作物生长所需养分，且养分释放缓慢，减少肥料施用量从而提高肥料利用率节约成本，对夏玉米增产增效具有重要意义。王晓晶等[11]研究报道了包膜复合肥能够使养分释放速率与玉米养分吸收规律相一致，从而避免了夏玉米后期养分供应不足的问题。就控释肥[12]、脲甲醛肥[13-15]、稳定性肥料等[16-17]3种新型肥料氨挥发和氮肥利用率的研究表明新型肥料能够促进玉米植株对氮的吸收，提高氮肥利用率。周勇明等[18]研究表明海藻酸尿素可显著增加玉米产量和籽粒吸氮量，从而提高氮肥利用率和农学效率。海藻酸肥料在大豆[19-20]、棉花[21]、黄瓜[22-23]、果树等[24]方面的研究报道较多，而夏玉米海藻酸复混肥效应研究鲜见报道。本研究探讨了海藻酸复混肥料对夏玉米产量及养分吸收利用的影响，旨在明确海藻酸复混肥料在夏玉米上的效果，为其大面积推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验安排

试验于2015年6月—10月，在河南省鹤壁市淇滨区钜桥镇（简称“鹤壁”）和河南农业大学许昌校区（简称“许昌”）进行，鹤壁试验地为黏壤质潮土，许昌试验地为砂质潮土，供试土壤农化性状见表1。

1.2 试验设计

试验共设7个处理：

T1：对照不施任何肥料；

T2：等养分常规BB肥料(24-8-10)750 kg/hm2；

T3：海藻酸包膜缓释BB肥料(24-8-10)750 kg/hm2；

T4：海藻酸包膜缓释BB肥料减量20%(24-8-10)600 kg/hm2；

T5：等养分常规复合肥料(24-8-10)750 kg/hm2；

T6：海藻酸包膜复合肥料(24-8-10)750 kg/hm2；

T7：海藻酸包膜复合肥减量20%(24-8-10)600kg/hm2。试验用BB肥为尿素包膜，复合肥为全包膜，夏玉米品种为‘浚单29’。试验共设3次重复，随机区组排列，小区面积36 m2，种植密度67500株/hm2，鹤壁，2015年6月15日种植，9月29日收；许昌于6月7日种植，9月27日收。此外拔节期与吐丝期各进行一次灌溉。

1.3 样品采集与分析

1.3.1 土样分析 播种施肥前用五点取样法采集0～30 cm基础土壤样品，过20目筛，采用常规方法分别测定土壤pH（电极法）、碱解氮（碱解扩散法）、有效磷（0.5 mol/L NaHCO3法）、速效钾（NH4OAC浸提，火焰光度法）和有机质（K2Cr2O7容量-外加热法）含量。

1.3.2 植株样分析 在大喇叭口期、吐丝期和灌浆期选择光照充足时(9:00—11:00)测定最新展开叶和穗位叶SPAD值，成熟期收获各小区长势均匀的30穗玉米，晒干以含水量14%折算作为小区产量，另随机取10穗进行考种。其次各小区随机取3株玉米，秸秆与穗分离，杀青后烘干粉碎测植株氮磷钾养分含量。植株用浓H2SO4-H2O2消煮，AA3全自动流动注射分析仪测定植株全氮、钼蓝比色法(880 nm)测定植株全磷、火焰光度法测定植株全钾。

1.4 有关指标计算与数据分析

用DPS 7.05软件和Excel 2016进行数据处理和统计分析。

表1 试验地土壤农化性状

2 结果与分析

2.1 海藻酸复混肥对夏玉米产量及其成产因子的影响

从表2可以看出，施用海藻酸复混肥能显著提高夏玉米产量，鹤壁和许昌夏玉米施肥分别显著增产8.80%～15.41%和21.21%～35.85%，穗粒数均显著增加6.08%～11.82%和15.83%～18.47%，千粒重分别增加1.48%～4.70%和4.94%～12.39%。鹤壁和许昌两地T3较T2产量分别增加5.70%和5.22%，T6较T5产量显著增加5.98%和13.37%，说明等养分条件海藻酸包膜肥料较常规肥料增产效果佳；两地产量T5高于T2，T6高于T3说明施用复合肥比施用BB肥有较好的增产效果，且施肥减量20%产量无显著差异，即施用海藻酸包膜复合肥600 kg/hm2即可达到较高产量。

2.2 海藻酸复混肥对鹤壁夏玉米SPAD值的影响

由图1可以看出，夏玉米施用海藻酸复混肥可以显著提高吐丝期与灌浆期SPAD值，鹤壁地区夏玉米在大喇叭口期、吐丝期、灌浆期各处理较T1分别增加10.55%～14.92%、4.28%～6.48%和0.79%～7.75%，其中吐丝期和灌浆期SPAD值T4均高于T3，T7均高于T6。表明施用海藻酸复合肥料600 kg/hm2在夏玉米生长后期能维持较高的叶绿素含量，促进养分的积累。

表2 海藻酸复混肥对夏玉米产量及其成产因子的影响

图1 海藻酸复混肥对鹤壁夏玉米SPAD值的影响

2.3 海藻酸复混肥对夏玉米地上部生物量的影响

从图2可以看出，施用海藻酸复混肥显著增加了夏玉米地上部生物量，鹤壁和许昌施肥地上部生物量分别增加14.36%～41.36%和48.17%～77.06%。鹤壁地区T3、T5、T6较T2地上部生物量分别增加4.23%、22.32%和19.10%，其中T5和T6均达到显著水平，T4较T3增加5.07%，T7较T6增加3.79%。许昌地区T3和T6较T2地上部生物量分别增加2.15%和2.27%，T4较T3显著增加16.99%，T7较T6增加2.24%。说明施用复合肥比施用BB肥有较高的地上部生物量，施用海藻酸复合肥600 kg/hm2较750 kg/hm2地上部生物量高。

图2 海藻酸复混肥对夏玉米地上部生物量的影响

2.4 海藻酸复混肥对夏玉米养分积累量的影响

氮磷钾积累量是衡量夏玉米对养分吸收利用的重要指标。从表3可以看出，施用海藻酸复混肥显著增加了夏玉米植株氮磷钾养分积累量。鹤壁各处理氮、磷和钾素养分积累量分别增加25.00%～64.70%，4.33%～55.87%和15.44%～41.83%，其中T7处理各元素积累量均最高，较T5分别提高6.70%、18.41%和3.07%；许昌T4处理养分积累量最高，较T2分别增加23.14%、17.19%和28.86%。说明海藻酸复混肥促进了夏玉米对氮磷钾养分的吸收利用，600 kg/hm2施肥量效果最佳。

表3 海藻酸复混肥对夏玉米植株养分积累量的影响 kg/hm2

3 讨论与结论

海藻酸(Alginic acid)是存在于褐藻细胞壁中由单糖醛酸线性聚合而成的一种天然多糖又称海藻素、褐藻酸及藻酸，易与阳离子形成凝胶。海藻酸化肥包膜剂[25]是由海带经过特殊工艺提取出的，外观为浅褐绿色的粉末，经过包膜的尿素可有效地延缓溶解速度具有增产、抗逆、减少肥料流失等优势[26]，在水中的溶解速度可以延缓6倍以上，极大地提高了化肥的吸收利用率。其安全、环保、高效等优点与中国化肥零增长目标相吻合，尤其是丰富的海洋资源是其主要来源，必将得到国家的推广及应用。

玉米产量高低取决于千粒重、穗粒数和亩穗数，施用新型肥料增效剂稳定氮肥能促进养分吸收显著提高玉米穗粒数和千粒重，施包膜氮肥210 kg/hm2较270 kg/hm2能更好地协同提高玉米穗粒数和千粒重，实现玉米高产[26-28]。曾艳等[29]研究表明，施用肥料增效剂能显著提高夏玉米干物质积累量和养分吸收，从而提高产量；司贤宗等[30]通过研究包膜尿素与普通尿素配施简化了施肥模式。本试验表明夏玉米施用海藻酸复合肥可实现一次施肥，鹤壁地区夏玉米地上部生物量误差线高，且产量差异没许昌显著，可能是由于鹤壁基础肥力高造成；减量施肥在低产田的推广及应用还有待考证。

本试验条件下鹤壁和许昌夏玉米施用海藻酸复混肥能够使产量分别增加8.80%～15.41%和21.21%～35.85%。海藻酸复混肥较等养分常规复混肥地上部生物量增加4.23%～19.10%，植株氮磷钾养分积累分别增加3.76%～17.03%、6.29%～27.14%和3.70%～9.33%，减量施肥20%与全量施肥无显著差异。综合考虑产量、肥料投入成本、养分吸收利用及环境压力[31-32]，豫北及豫中地区夏玉米施用海藻酸包膜复合肥600 kg/hm2能维持叶片较高叶绿素含量，促进夏玉米对氮磷钾养分的吸收利用，协同提高了穗粒数和千粒重，实现了高产。

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Alginic Acid Compound Fertilizer:Effects on Yield and Nutrient Absorption and Utilization of Summer Maize

Wang Haibiao,Zhang Bo,Tao Jingjing,Chang Feng,Du Mengge,Wang Yilun
(College of Resource and Environment,Henan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops,Zhengzhou 450002,Henan,China)

The study aims to confirm the yield-increasing effect of alginic acid compound fertilizer of summer maize.Taking‘Xundan 29’as the material,we conducted a field experiment by using mathematical statistics and comparison analysis method,to study the effect of alginic acid coated blend bulk fertilizer,average nutrients common blend bulk fertilizer,alginic acid coated compound fertilizer and average nutrients common compound fertilizer on yield,aboveground biomass,nutrient accumulation,SPAD of summer maize in Hebi and Xuchang.The results showed that the yield of summer maize increased significantly by 8.80%-15.41%and 21.21%-35.85%with the application of fertilizer in Hebi and Xuchang,respectively.Compared with average nutrients common blend bulk fertilizer,the alginic acid coated blend bulk fertilizer increased yield by 5.70%and 5.22%,respectively.Compared with average nutrients common compound fertilizer application,the yield under the application of alginic acid coated compound fertilizer increased significantly by 5.98%and 13.37%,respectively.Applying alginic acid compound fertilizer could improve chlorophyll content,1000-grain weight,grain number of summer maize and promote nitrogen,phosphorus and potassium nutrient accumulation.The accumulation of nitrogen,phosphorus and potassium increased by 3.76%-17.03%,6.29%-27.14%and 3.70%-9.33%respectively.When fertilizer application was reduced by 20%,the difference on yield was not significant.Considering the summer maize yield,fertilizer inputs and environmental pressure,the applicationof alginic acid compound fertilization 600 kg/hm2is recommended in north and central Henan.

Summer Maize;Alginic Acid Compound Fertilizer;Yield;Nutrient Accumulation

S513，S5-33

A论文编号：cjas17050022

公益性行业（农业）科研专项“黄淮流域小麦玉米水稻田间节水节肥节药综合技术方案”(201503130)。

王海标，男，1992年出生，河南永城人，硕士，研究方向为植物营养与施肥研究。通信地址：450002河南郑州金水区文化路95号河南农业大学，E-mail：1124854410@qq.com。

王宜伦，男，1976年出生，山东郓城人，副教授，博士，主要从事植物营养与施肥研究。通信地址：450002河南郑州金水区文化路95号河南农业大学，E-mail：wangyilunrl@163.com。

2017-05-16，

2017-06-22。