腐殖酸、DMPP复配复合肥对玉米生长的影响

2018-01-06代明胡兆平陈海宁王建康，陈庆飞，张金涛

江苏农业科学 2017年22期

代明++胡兆平++陈海宁+王建康，+陈庆飞，+张金涛

摘要：采用盆栽试验，研究不同浓度的腐殖酸、3，4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）及其复配添加到复合肥中对玉米生长的影响，探究适宜的添加浓度，为工业生产提供依据。结果表明，腐殖酸、DMPP均可提高玉米株高、茎粗、叶绿素含量（SPAD）及生物量，添加10 kg/t腐殖酸效果好于5 kg/t，生物量较CK分别增加5.4%、3.3%。添加1.0 kg/t DMPP效果好于0.5 kg/t，生物量较CK分别增加5.7%、2.7%；二者复配肥效提升，最佳处理组合为5 kg/t腐殖酸+1.0 kg/t DMPP，可使株高、茎粗、SPAD值及干质量分别增加8.1%、12.3%、10.6%、10.7%，且较10 kg/t腐殖酸+1.0 kg/t DMPP复配处理经济成本低。综上所述，5 kg/t腐殖酸+1.0 kg/t DMPP复配作为复合肥配方更适宜在玉米生产中应用。

关键词：腐殖酸；3，4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）；玉米；生长；复配；添加浓度

中图分类号： S513.06 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）22-0058-03

复合肥中的氮元素在氮、磷、钾三大元素中作用举足轻重，氮素施入土壤后，通过气态挥发、淋溶和径流途径损失，不仅造成肥料、能源的浪费，且会对环境产生污染[1-3]。目前我国尿素利用率低于30%，不仅造成大量的经济损失，而且严重危害生态环境。如何提高氮素利用率成为当今农业领域待解决的一个现实问题。硝化抑制剂作为一种新型的氮肥增效剂，可以提高氮肥利用率，促进作物生长，主要作用机制为硝化抑制剂能抑制氮肥在土壤中的硝化作用，使氮肥在更多的时间以NH4+形态存在，土壤之中减少NO2-和NO3-的累积，减少氮肥以NO3-形态被淋洗和以N2O形式被排放。国内外研究也表明，硝化抑制剂可以通过延缓氮肥在土壤中的硝化过程从而调整氮肥的供应形态、供应时间、供应量，而且硝化抑制剂有利于作物对氮素、微量元素的吸收，提高作物产量，改善作物品质，提高氮肥利用率，减少氮肥的施用量，简化施肥措施等[4-6]。3，4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）是一种对植物及土壤无毒无害的高效硝化抑制剂，通过专一抑制土壤中能够将氨氧化成亚硝酸盐的亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）的活性来起到硝化抑制效果[7]。在化肥中只须添加1%活性成分，就能抑制硝化作用4～10周，可用于固态、液态肥料。腐殖酸主要是动植物的遗骸，能提高肥料利用率，增强植物的抗逆性，促进植物内酶活性提高，改良土壤团粒结构[8-9]。腐殖酸富含有机质，是现代肥料的新资源，更重要的是，腐殖酸还含有许多活性基团，具有较强的离子交换性、络合性能和生物活性等[10]。腐殖酸的功能性多，适应性广，在肥料中添加后可增加肥效。

本研究针对腐殖酸和DMPP在肥料中的优异特性将两者进行合理复配，添加到复合肥中制成单一的腐殖酸型复合肥、硝化抑制剂剂型复合肥和复配型復合肥，以玉米为供试作物，进行大田试验，研究腐殖酸、DMPP对玉米生长、产量及品质的影响，为新型增效肥料的研发提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在山东省临沂市临沭县金正大集团温室内，盆栽用土壤类型为棕壤，质地为粉砂壤土，中等肥力水平，pH值为6.7，有机质含量0.41%，全氮含量0.94 mg/kg，有效磷含量19.37 mg/kg，速效钾含量76.21 mg/kg。

1.2 供试肥料及作物

供试肥料：金正大牌硝硫基型复合肥（N-P2O5-K2O），含硝态氮5%。腐殖酸为液体状，含腐殖酸45%；DMPP为粉末状。以上添加剂均由金正大公司生产。

供试作物：玉米，品种为郑单958，由北京德农公司生产。

1.3 试验设计

试验所用肥料分别为CK：对照组复合肥；设置腐殖酸添加浓度5、10 kg/t，DMPP 0.5、1.0 kg/t，并进行两两复配，分别按照不同用量均匀喷涂到肥料颗粒表面，共计9个处理，具体见表1。试验玉米于2015年6月15日种植，8月20日收获。装土7.5 kg/盆。N、P2O5、K2O用量均为0.12 g/kg，折合N-P2O5-K2O的复合肥为6 g/盆。与土壤充分混匀后，每盆定植1株，重复6次。除试验因素外，其余田间管理条件等均一致。

拔节期测定植株株高、茎粗及叶绿素含量（SPAD值），收获时测定玉米株高、茎粗及总生物量干质量及鲜质量。根系测定根长密度、根干质量、根表面积等。盆栽完成后的土壤测定全氮、速效氮、有效磷、速效钾含量。

1.4 指标测定与数据分析

在拔节期测定玉米株高和茎粗，在收获时测定株高、茎粗、叶片SPAD值、鲜质量及干质量。对测定数据采用Excel 2010和SAS 19.0数据处理系统进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对玉米株高的影响

由图1可知，不同增效处理对玉米株高有不同的影响。在玉米拔节期，各处理间已表现出明显的差异。单独添加腐殖酸或DMPP的T1、T2、T3、T4处理，较对照处理有一定程度的增加，腐殖酸处理T1、T2分别较对照增加3.0%、4.1%。DMPP处理组T3株高和对照基本持平，T4处理株高较对照增加 4.8%。DMPP和腐殖酸复配处理T5、T6、T7、T8较对照株高增加较多，其中T8处理最好，较对照增加9.7%。T7、T8在拔节期的长势好于T5、T6。

不同处理的玉米在收获时株高增长趋势和拔节期类似，腐殖酸和DMPP复配处理T5、T6、T7、T8整体更佳，单用腐殖酸和DMPP的处理长势基本一致，均好于对照。同拔节期不同的是T7、T8在玉米生长后期，较其他处理的优势逐渐减弱。复合肥中单独添加腐殖酸和DMPP，用量不同对玉米的长势影响有所不同，试验范围内高添加量好于低添加量，复配处理之间差别较大，株高从高到低排列为T8（腐殖酸 10.0 kg/t+DMPP 1.0 kg/t）>T6（腐殖酸5 kg/t+DMPP 1.0 kg/t）>T7（腐殖酸10 kg/t+DMPP 0.5 kg/t）>T5（腐殖酸5 kg/t+DMPP 0.5 kg/t），增幅在5.6%～9.9%之间。

2.2 不同处理对玉米茎粗的影响

由图2可知，玉米拔节期和CK相比，各增效处理对玉米茎粗均具有促进作用，整体增长趋势同拔节期的株高基本一致。随着时间的推移，玉米收获时各处理间茎粗的差距逐渐降低。单一添加腐殖酸和DMPP比较，T3、T4茎粗优于T1、T2，说明DMPP对玉米茎粗的促进效果优于腐殖酸。另外复配处理的茎粗均高于其他单一处理，说明腐殖酸和DMPP复配对茎粗起到明显的促进作用。复配处理之间的差异较小，因此采用低添加量更具有性价比。收获期，对玉米茎粗促进作用最强的是T8（腐殖酸10 kg/t+DMPP 1.0 kg/t），为1907 mm，较对照增加13.5%，其次为T6、T7、T5，分别为1888、18.87、18.49 mm，分别较对照增加12.3%、12.2%、10.0%，说明腐殖酸和DMPP混合后对茎粗的促进作用得到加强，并且随着各成分用量的增加，促进作用增强。

2.3 不同处理对玉米SPAD值的影响

由图3可知，玉米收获期与CK相比，各处理对玉米SPAD值均有一定的促进作用。其中T1、T2 玉米的SPAD值相近且较小，说明腐殖酸对提高玉米的叶绿素含量作用不明显。T3、T4玉米的SPAD值相近但都大于T1、T2，说明DMPP对提高玉米的叶绿素含量作用要强于腐殖酸，随着用量的增加促进作用得到增强。将腐殖酸与DMPP混合添加后，SPAD值较单独添加有一定程度的增加，两者复配能够相互促进，提升SPAD值。其中T6玉米的SPAD值较T5、T7、T8高，并且较对照组提高10.7%。T5、T6、T7、T8处理较CK SPAD值提高 6.2%～7.7%之间。可见，T6（腐殖酸5 kg/t+ DMPP 1.0 kg/t）对玉米叶绿素含量影响最大。

2.4 不同处理对玉米生物量的影响

由图4可知，玉米收获后测定植株鲜质量和干质量，与CK相比，各处理对玉米地上部分鲜质量和干质量的增加均有一定的促进作用。其中，T2>T1>CK，干质量分别较CK增加5.4%、3.3%，说明随着腐殖酸用量的增加，对玉米鲜质量和干质量的促进作用增强。同样，T4>T3>CK，干质量较CK分别增加5.7%、2.7%，说明随着DMPP用量的增加，对玉米鲜质量和干质量的促进作用增强。DMPP和腐殖酸复配后，从生物量来看，T6>T8>T7>T5，生物干质量分别较对照增加9.7%、9.4%、7.9%、6.1%。同时添加DMPP和腐殖酸，并不是高用量最佳，而是高DMPP量和低腐殖酸量复配效果最佳，低DMPP和低腐殖酸量效果最差。

3 结论与讨论

近年来，新型的硝化抑制剂，DMPP逐渐引起研究人员的关注。农业生产中使用硝化抑制剂使铵态氮能长期保存在土壤中，減少了硝态氮的形成。作物对这2种形态的氮素均能吸收利用，但不同作物对铵态氮和硝态氮的喜好不同，硝化抑制剂对作物吸收氮素的影响也不同。大量的田间试验表明，DMPP是一种高效、安全、无毒的较为理想的硝化抑制剂，硝化抑制剂的施用效果除取决于抑制剂本身的性质外，还受土壤类型、有机质含量、温度、土壤管理措施等因素的影响[11-13]。硝化抑制剂在不同类型土壤中的作用效果不同。在水稻土和潮土中，施用硝化抑制剂使尿素处理的硝化过程从14 d滞后到28 d，DMPP在碱性土壤中有显著的硝化抑制作用[14-15]。黑土和红壤中的硝化过程相对缓慢，施肥后42 d硝化过程仍在进行，表观硝化率仅达到30%左右[16]。本试验中DMPP对玉米的生长有明显的促进作用，整体来看添加 1.0 kg/t 效果好于0.5 kg/t。株高及茎粗有较明显的提升，生物量也有大幅的增加。主要是因为DMPP延长了肥料中氮素的转换，使氮素的利用率得到提高。

风化煤中腐殖酸含量丰富，含有羧基、酚羟基和醌基等活性基团，因而具有吸附性、络合和交换性能，能改良土壤结构；也有研究表明，腐殖酸具有良好的化学活性和生物活性，可促进生物量的积累，提高作物产量[17-20]。试验中腐殖酸和无机化肥相结合，腐殖酸可以通过氢键、络合以及物理性吸附等多种作用增加化肥的肥效，从而具有一定的保水保肥效果，玉米生物量提升明显[21-24]。

复合肥中添加DMPP或者腐殖酸到无机复合肥中已有较多研究，而两者复配处理，相关的研究则鲜有报道。本试验将DMPP和腐殖酸进行复配结合，表明复配对各类生物指标促进作用明显，较单独使用提升效果好，同时2个不同添加浓度两两复配呈现出不同的试验效果，添加1.0 kg/t DMPP和 5 kg/t 腐殖酸效果最佳，高添加量并不能进一步促进肥效提升，反而效果有所降低。本研究的结果可以为腐殖酸及DMPP添加到复合肥中的用量提供科学依据，提高工业生产的经济效益。

参考文献：

[1] 朱兆良，文启孝. 中国土壤氮素[M]. 南京：江苏科学技术出版社，1992：32-58.

[2]邱卫国，唐浩，王超. 上海郊区水稻田氮素渗漏流失特性及控制对策[J]. 中国环境科学，2005，25（5）：558-562.

[3]冯明磊，胡荣桂，许克翠，等. 三峡库区小流域不同尺度施氮量对水体的影响[J]. 中国环境科学，2008，28（2）：168-172.

[4]黄益宗，冯宗炜，王效科，等. 硝化抑制剂在农业上的研究进展[J]. 土壤通报，2002，33（4）：310-315.

[5]Zerulla W，Barth T，Dressel J，et al. 3，4-dimethylpyrazole phosphate （DMPP）—A new nitrification inhibitor for agriculture and horticulture[J]. Biology and Fertility of Soils，2001，34（2）：79-84.

[6]俞巧钢，殷建祯，马军伟，等. 硝化抑制剂 DMPP 应用研究进展及其影响因素[J]. 农业环境科学学报，2014，33（6）：1057-1066.

[7]王曰鑫，李成学. 绿色环保型腐植酸磷肥[M]. 北京：化学工业出版社，2009.

[8]程亮，张保林，王杰，等. 腐植酸肥料的研究进展[J]. 中国土壤与肥料，2011（5）：1-6.

[9]刘继培，刘唯一，周婕，等. 施用腐植酸和生物肥对草莓品质，产量及土壤农化性状的影响[J]. 农业资源与环境学报，2015，32（1）：54-59.

[10] 成绍鑫. 腐植酸类物质概论[M]. 北京：化学工业出版社，2007：129-180.

[11]Pasda G，Hahndel R，Zerulla W. Effect of fertilizers with the new nitrification inhibitor DMPP （3，4-dimethylpyrazole phosphate） on yield and quality of agricultural and horticultural crops[J]. Biology and Fertility of Soils，2001，34（2）：85-97.

[12]许超，吴良欢，张福锁. DMPP农业应用研究进展[J]. 土壤通报，2003，34（5）：478-482.

[13]孙志梅，武志杰，陈利军，等. 土壤硝化作用的抑制剂调控及其机理[J]. 应用生态学报，2008，19（6）：1389-1395.

[14]皮荷杰，曾清如，蔣朝晖，等. 两种硝化抑制剂对不同土壤中氮素转化的影响[J]. 水土保持学报，2009，23（1）：68-72.

[15]石美，张妹婷，沈锋，等. 石灰性土壤中不同硝化抑制剂的抑制效果及其对亚硝态氮累积的影响[J]. 中国农业科学，2011，44（3）：500-506.

[16]俞巧钢，陈英旭，张秋玲，等. DMPP对菜地土壤氮素淋失的影响研究[J]. 水土保持学报，2006，20（4）：40-43.

[17]李善祥，窦锈云. 我国风化煤利用现状与展望[J]. 煤化工，1996，74（2）：28-33.

[18]梁宗存，成绍鑫，武丽萍，等. 煤中腐植酸与尿素相互作用机理的研究[J]. 燃料化学学报，1999，27（2）：176- 181.

[19]陈振德，何金明，李祥云，等. 施用腐植酸对提高玉米氮肥利用率的研究[J]. 中国生态农业学报，2007，15（1）：52-54.

[20]王长军，王肇陟，王世荣. 生物有机肥、腐殖酸对水稻产量和土壤化学性质的影响[J]. 江苏农业科学，2016，44（1）：93-95.

[21]刘磊，王平，孙志梅，等. 腐植酸复合肥多层深施对土壤含水量、玉米生长及产量的影响[J]. 河北农业大学学报，2012，35（1）：7-11.

[22] 景旭东，刘源，林海琳，等. 共轭酱渣废油包膜肥对玉米生长的影响及膜层结构分析[J]. 江苏农业学报，2016，32（3）：563-569.

[23]刘士勇. 腐植酸复合肥在水稻、小麦、玉米上的应用效果[J]. 东北农业大学学报，2005，36（5）：672- 674.