菌渣有机肥替代部分化肥对土壤肥力及玉米产量的影响

2022-02-14李奇陈礼鹏郭正厅

安徽农业科学 2022年1期

李奇陈礼鹏郭正厅

摘要用等养分含量的菌渣有机肥代替复合肥对玉米进行施用，研究土壤养分和玉米产量变化，明确最佳替代率。结果表明，增施有机肥能防止土壤酸化、提高土壤有机质含量、缓解磷的富集，从而改善土壤性状，有效促进作物生长发育和增产，菌渣有机肥替代复合肥的比例在45%～60%时获得最高产量为9 124.95 kg/hm2，为菌渣有机肥的适宜替代比例。

关键词有机质;土壤性状;有机肥;菌渣;化肥替代

中图分类号 S 513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2022）01-0168-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.01.045

Effects of Bacterial Residue Organic Fertilize Replacing Part of Chemical Fertilizer on Soil Fertility and Maize Yield

LI Qi，CHEN Li-peng，GUO Zheng-ting

（Bijie Municipal Service Centre for Farmland Construction，Bijie，Guizhou 551700）

Abstract Using the same nutrient content of bacterial residue organic fertilizer instead of compound fertilizer to apply to corn， the changes of soil nutrients and maize yield were studied in order to clarify the best replacement rate. The test results showed that increasing the application of organic fertilizer could prevent soil acidification， increase soil organic matter content， and alleviate phosphorus accumulation， thereby improving soil properties， effectively promoting crop growth and production. The highest yield was 9 124.95 kg/hm2 when the ratio of bacterial residue organic fertilizer instead of compound fertilizer was 45%-60%， which was suitable replacement ratio for bacterial residue organic fertilizer.

Key words Organic matter;Soil properties;Organic fertilizer;Bacterial residue;Replacement of chemical fertilizer

基金項目贵州省科技支撑计划项目“草腐菌菌渣绿色生态循环利用关键技术研究与示范”（黔科合支撑〔2017〕2512）。

作者简介李奇（1984—），男，贵州遵义人，高级农艺师，硕士，从事耕地质量保护与提升研究。

通信作者，工程师，硕士，从事耕地质量保护与提升研究。

收稿日期 2021-05-05

玉米是我国主要的粮、经、饲兼用作物，需肥量较大，过去十几年，玉米对我国化肥增量的贡献达31.8%[1-3]，因此，在玉米生产中减少化肥用量将更有利于“化肥零增长”的实现。有机肥和化肥配施能够增加土壤肥力，协调土壤养分供应和作物吸收，提高养分利用率和作物产量，并可减少化肥用量，对化肥减施、环境保护及农业可持续发展具有重要意义[4-5]。近年来，为了加快有机肥替代技术在农业中的应用，关于不同作物有机肥替代部分化肥的相关研究日益增加，有机肥替代化肥施用技术在玉米上的应用日益广泛和成熟[6-10]。贵州毕节灵丰复肥公司生产的新型菌渣有机肥，是使用作物秸秆生产草腐食用菌，再以食用菌生产后的废弃菌渣为主要原料，添加适量牛粪、酒糟、石灰、发酵菌剂，堆制、发酵而成的优质草腐菌菌渣有机肥[11]。大力推广本品新型菌渣有机肥，有利于提高农业废弃物综合利用效率，缓解林木资源枯竭的窘态，实现资源集约和环境友好的可持续农业发展[12-15]。因此，笔者通过田间小区试验，研究等养分条件下不同菌渣有机肥替代率对土壤肥力及玉米生长、产量的影响，探索最佳的有机肥替代率，以期为毕节及类似生态区推广新型菌渣有机肥，合理利用养分资源、减少化肥投入提供可行性依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试玉米品种为盛农3号;菌渣有机肥由贵州毕节灵丰复肥公司生产;玉米专用复合肥（15-15-15）由金正大公司生产。

1.2 试验方法

试验安排在大方县东关乡龙泉村丁希祥的承包地里实施，土壤为黄壤，肥力中下等，地块面积0.093 hm2，海拔高度1 452 m。土壤pH 5.49，有机质33.45 g/kg，全氮1.89 g/kg，碱解氮179.85 mg/kg，有效磷10.12 mg/kg，速效钾90 mg/kg。采用随机区组设计，共设5个处理，3次重复。总养分含量408 kg/hm2，用等养分含量的N-P-K>5%菌渣有机肥代替15%、30%、45%和60%的化肥用量，各处理肥料施用量见表1。四周设置保护区。在整好小区后根据1 hm2用肥量计算小区施肥量并称取肥料，放到对应小区，检查无误后再作为底肥一次性穴施，保证种肥料隔离。玉米采用直播（或移栽）方式，宽窄行种植，宽行100 cm，窄行60 cm，每小区种植4行，窝距25 cm，单株种植，密度为49 995株/hm2。移栽后及时查苗补缺，管理措施按常规进行管理，在执行各项管理措施时除试验设计所规定的处理差异外，其他管理措施应力求质量一致。详细记载整个试验过程中的农事操作的日期、数量、方法以及玉米生育动态等。

1.3 测定指标与方法

土壤：测定指标为有机质、pH、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾，在试验开始前采集基础土样进行测定，在玉米收获后对各处理相应的指标进行测定。生育期记载：播种期、出苗期、大喇叭口期、抽雄期、吐丝期、成熟期、收获期。以小区内75%的植株达到该生育期为记载标准。农艺性状：收获前测定株高、穗位高、倒伏（折）率等农艺性状。产量及产量构成性状：小区实收计产，测定各处理的产量。并按照平均穗重法选取10个玉米果穗测定产量性状，包括穗长、穗粗、秃尖、穗行数和行粒数。

2 结果与分析

2.1 土壤pH及养分变化

与试验开始时相比，玉米收获时，各处理土壤pH均有所提高，呈随着菌渣有机肥替代复合肥比例的提高而先提升后降低，说明增施适宜比例菌渣有机肥对酸性土有一定的改良作用。除施用复合肥处理外，不同替代比例的菌渣有机肥施用处理土壤有机质含量均高于试验开始前，且随着有机肥替代化肥比例的增加总体呈递增趋势。不同处理土壤全氮含量均高于试验开始前，碱解氮含量均低于试验开始前;不同处理有效磷含量有的高于试验开始前，也有的低于试验开始前，但呈随着有机肥施用比例的提高，有效磷含量呈逐步降低的趋势;各处理速效钾含量均低于试验开始前，但变化规律性不强（表2）。

差异显著性检验表明，不同施肥处理间仅有效磷含量达极显著水平，pH、有机质、全氮、碱解氮、速效钾5个指标差异均不显著，对差异达极显著水平的有效磷含量进行处理间的多重比较，其结果见图1。由图1可知，施用复合肥处理有效磷含量最高，与15%有机肥替代和30%有机肥替代处理间差异不显著，但与45%有机肥替代和60%有机肥替代处理间差异极显著。15%有机肥替代与30%有机肥替代处理间差异不显著，但两者与45%有机肥替代和60%有机肥替代处理间差异均达显著水平。

2.2 株高和穗位高

施用复合肥处理株高最低，为270.0 cm，随着有机肥替代比例的提高，株高逐步提高，到处理④，即45%有机肥替代复合肥时达到最高，为283.7 cm，之后随着有机肥替代比例提高，株高有所降低，60%有机肥替代复合肥处理的株高略低于45%有机肥替代复合肥处理（表3）。穗位高的变化规律与株高大体相似，但60%有机肥替代复合肥处理的株高小于45%和30%有机肥替代复合肥处理。说明与单独施用复合肥相比，一定比例的菌渣有机肥替代可能有助于玉米生产发育，当有机肥替代比例达到一定程度时，可能由于营养不足而又影响玉米生产发育。差异显著性检验结果表明，各处理株高和穗位高的差异均未达显著水平。

2.3 产量及产量性状

不同菌渣有机肥替代化肥处理玉米产量及产量构成性状结果见表4。由表4可知，施用45%有机肥+55%复合肥处理穗长19.95 cm，为各处理最高，单施复合肥处理穗长17.25 cm，为各处理最低。施用45%有机肥+55%复合肥处理穗粗5.05 cm，为各处理最高，单施复合肥处理穗粗4.74 cm，为各处理最低。施用45%有机肥+55%复合肥处理穗行数14.43行，为各处理最高，单施复合肥处理穗行数14.30行，为各处理最低。施用45%有机肥+55%复合肥处理行粒数33.83粒，为各处理最高，单施复合肥处理行粒数29.33粒，为各处理最低。施用60%有机肥+40%复合肥处理百粒重33.61 g，为各处理最高，单施复合肥处理百粒重31.35 g，为各处理最低。施用45%有机肥+55%复合肥处理产量9 124.95 kg/hm2，为各处理最高，单施复合肥处理产量8 431.80 kg/hm2，为各处理最低。

总体来看，除百粒重外，穗长、穗粗、穗行数、行粒数以及产量均随着菌渣有机肥替代比例的提高而呈先增后降的趋势，在处理④，即施用45%有机肥+55%复合肥时达到最高，然后开始下降（图2），说明一定比例的菌渣有机肥替代可能有助于玉米产量的形成，但超过一定比例可能会造成产量下降。

差异显著性检验表明，不同施肥处理间穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重5个指标差异不显著，产量差异达极显著水平。对差异达极显著水平的产量进行处理间的多重比较，结果表明，施用一定比例菌渣有机肥的處理产量均高于单施复合肥处理，以45%有机肥+55%复合肥处理产量最高，其次分别是30%有机肥+70%复合肥处理、60%有机肥+40%复合肥处理，3个处理与单施复合肥处理间的差异都达极显著水平;施用一定比例的有机肥处理除45%有机肥+55%复合肥和15%有机肥+85%复合肥间差异显著外，其余两两之间差异均不显著。

3 结论与讨论

土壤pH、有机质含量2个指标随着菌渣有机肥施用比例的提高呈递增趋势，相比之下，有效磷含量则呈递减趋势，

尽管土壤pH、有机质含量2个指标在各处理间差异不显著，仅有效磷含量差异显著，但3个指标均表现较强的规律性，说明增施有机肥可防止土壤酸化、提高有机质含量、缓解磷的富集，从而改善土壤性状。玉米株高、穗位高、产量及产量构成性状均随着有机肥比例的提高呈先增加后下降的趋势，说明一定水平的总养分量条件下，有机肥料和复合肥比例适当，可有效促进作物生长发育和产量的形成，这可能是由于有机无机肥料配施能改善土壤养分供应过程，养分释放稳定，可为作物的生长持续供应养分。在总养分一定的情况下，菌渣有机肥替代复合肥的适宜比例为45%～60%。

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