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化肥减量配施有机硅有机肥对盐碱土改良及玉米产量的影响

2022-08-05肖占文鄂利锋任建忠袁群英程红玉谷科强王治江高小军

耕作与栽培 2022年3期
关键词:有机硅速效性状

肖占文, 鄂利锋, 任建忠, 袁群英, 程红玉, 谷科强, 王治江, 高小军

(1.河西学院农业与生态工程学院, 甘肃 张掖 734000; 2.嘉峪关市农业技术推广站, 甘肃 嘉峪关 735000; 3.甘肃谷丰源农工场农业社会化服务有限公司, 甘肃 张掖 734000)

盐碱化是世界性的土壤退化问题,我国各类盐碱地面积约9 913万hm2,盐碱地修复治理一直是人们关注的焦点[1]。河北省硅谷农业科学研究院和河北硅谷肥业有限公司共同研发的“有机硅有机肥治理盐碱土壤技术”达到国际领先水平[2],为我国盐碱土改良提供了重要的技术支撑,该技术认为有机硅有机肥能促进土壤团粒形成,加速盐分淋洗,增加土壤有机质和孔隙度,破除土壤板结,促进微生物繁殖,活化土壤养分,营造作物根系良好生长环境,提高作物抗盐能力和产量[3]。目前关于有机硅有机肥的应用效果已开展相关试验研究[4-9],周客等[4]研究表明,有机硅有机肥可有效降低土壤盐分,提升盐碱土的脱盐率,有助于盐碱土质量改善。宋福如等[5]研究认为,结合灌溉洗盐,施用有机硅土壤调理剂可改善盐碱土理化性状,降低土壤容重、水溶性盐分、pH,改善作物生物学性状,显著提高水稻、玉米、向日葵、甜菜等作物产量。但针对河西内陆灌区盐碱耕地上有机硅有机肥在主栽作物玉米上的应用效果研究尚未见报道。甘肃河西地区气候干燥,蒸发量大,植被覆盖度低,盐碱地面积为10 234.01 km2,分布及其广泛[10]。开展盐碱地生态修复与改良对提升耕地质量,实现“藏粮于地,藏粮于技”战略意义重大。本试验旨在探讨化肥减量配施有机硅有机肥对河西内陆灌区盐碱土的改良效果,为减轻该区盐碱危害,提升耕地质量,提高玉米产量提供科学依据。

1 试验区概况

试验于2021年在嘉峪关市新城镇野麻湾村进行,该区海拔1 469 m,位于嘉峪关市北部(98°27′E,39°52′N),日照时数3 088 h,无霜期150 d左右,年均温 8.3 ℃左右,年均降水量85.3 mm,年均蒸发量2 141.4 mm,土壤类型为潮化灌淤土,平均厚度66 cm,最厚达100 cm,耕作层厚26 cm。播种前采集0~20 cm耕作层混合土样检测,有机质含量15.60 g/kg,碱解氮34.28 mg/kg,速效磷26.21 mg/kg,速效钾123.14 mg/kg,pH值8.5,全盐3.52 g/kg。前茬作物为玉米。

2 材料和方法

2.1 试验材料

供试玉米品种为先行1658,该品种由宁夏西夏种业有限公司和山东先行种业有限公司选育(宁审玉2015014),种子质量符合国家良种质量标准。

供试肥料及来源:有机硅有机肥(有机质≥45%、纯N+ P2O5+ K2O≥15%(8∶3.5∶3.5)、活性硅≥3%、黄腐酸≥2%),由河北硅谷肥业有限公司生产。尿素(含N 46%),过磷酸钙(含P2O512%),硫酸钾(含K2O 50%),由市场购买。

2.2 试验设计

试验采用地膜覆盖栽培方式,一膜4行,45 cm等行距配置,种植密度为9万株/hm2。共设置4个处理:ck(100%传统施化肥);T 1(90% ck+有机硅有机肥);T 2(80% ck+有机硅有机肥);T 3(70% ck+有机硅有机肥)。各处理及施肥量详见表1。采用随机区组设计,3次重复,小区面积32 m2,小区间筑40 cm宽小埂,重复间筑50 cm宽小埂,设置保护行。播种前不同处理有机硅有机肥、过磷酸钙、硫酸钾做底肥在播种前均匀施入0~20 cm耕作层;常规施肥中氮肥分别在玉米拔节期、大喇叭口期和开花吐丝期按3∶4∶3比例结合灌水追施,追肥方法为穴施。在玉米拔节期、大喇叭口期、开花期、吐丝期、灌浆期、乳熟期各灌水1次,每个小区灌水量相等,其它管理措施与常规大田保持一致。

表1 各处理及施肥量

2.3 测定指标与方法

土壤容重测定采用环刀法;土壤总孔隙度采用计算法;土壤含水率采用烘干法;大于0.25 mm团聚体测定采用干筛法;有机质采用重铬酸法;碱解氮采用碱解扩散法;速效磷采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法;

速效钾测定采用NH4CH3COOH浸提-火焰光度法;土壤pH采用酸度计法(水土比为5∶1)[11-12]。

玉米蜡熟末期田间调查各处理空杆率,收获前1~2 d各处理区选择生长一致的代表性样点连续取20株考察株高、穗位高、茎粗,分别抽样10穗自然风干后室内考种,重点考察果穗长、禿尖长、穗粗、穗粒数、出籽率、千粒重等经济性状指标。每小区收获中间4行计产,自然风干后脱粒,按14%水分折算单位面积产量。

2.4 数据统计分析

利用DPS 8.0统计软件和Excel软件进行数据处理,采用新复极差法进行差异显著性分析。

3 试验结果与分析

3.1 不同施肥处理对玉米田物理性状的影响

表2分析可得,不同化肥减量配施有机硅有机肥处理对土壤容重、土壤孔隙度、土壤含水量和团聚体大小有一定影响,其中T 1处理容重较ck降低2.19%,差异不显著,T 2和T 3处理容重较ck显著降低10.95%和8.03%;T 1处理土壤含水量较ck增加1.48%,差异不显著,T 2和T 3处理土壤含水量较ck显著增加12.44%和10.65%;T 1处理团聚体较ck增加3.78%,差异不显著,T 2和T 3处理团聚体较ck显著增加10.66%和6.99%;T 1、T 2和T 3处理土壤孔隙度较ck显著增加7.2%、19.11%和14.97%。可见,与常规施化肥比较,化肥减量20%和30%配施有机硅有机肥处理可显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度、土壤含水量和团聚体。因此,T 2和T 3处理对玉米田物理性状效果最佳。

表2 不同施肥处理对土壤物理性状的影响

3.2 不同处理对玉米田盐碱土化学性质的影响

由表3分析可得,不同化肥减量配施有机硅有机肥处理的土壤有机质随化肥减量比重的增加而增加,而土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量均随化肥减量比重的增加而减少。其中T 1处理的有机质较ck增加5.0%,差异不显著;T 2、T 3处理的有机质较ck显著增加22.35%和25.4%。T 1处理的碱解氮含量较ck减少3.23%,差异不显著;T 2、T 3处理的碱解氮较ck显著减少11.41%和21.11%。T 1、T 2、T 3处理的速效磷分别较ck显著减少2.84%、10.48% 和11.71%,且T 1与T 2之间、T 2与T 3之间差异不显著;T 1、T 2、T 3处理的速效钾含量分别较ck显著减少2.92%、5.88%、9.02%。 T 1、T 2、T 3处理的pH值分别较ck显著下降8.18%、10.40%、14.14%; T 1、T 2、T 3处理的CEC较ck显著增加15.12%、35.44 %和 27.17%。T 1处理的全盐含量较ck减少3.23%,差异不显著;T 2、T 3处理的全盐含量较ck显著下降24.56%和15.79%。可见,化肥减量配施有机硅有机肥对土壤有机质、速效养分、pH值、盐分含量和CEC有不同程度影响,其中T 2、T 3处理可显著增加土壤有机质和CEC,显著降低pH值和盐分含量,改土效果较好。

表3 不同施肥处理对土壤化学性质的影响

3.3 不同处理对玉米农艺性状的影响

表4 分析可得,不同施肥处理的玉米株高、穗位高变化无显著性差异,化肥减量配施有机硅有机肥对茎粗及空秆率有一定影响。其中T 1处理的茎粗较ck增加8.63%,但差异不显著;T 2、T 3处理的茎粗较ck分别增加14.21%、12.18%,差异显著。T 1处理的空秆率较ck降低8.90%,但差异不显著;T 2、T 3处理的空秆率较ck分别降低23.56%、21.47%,差异显著。

表4 不同施肥处理对玉米农艺性状的影响

3.4 不同处理对玉米穗部性状的影响

由表5可知,不同施肥处理对玉米穗长、穗粗无显著影响。对秃尖、穗粒数、千粒重和出籽率有一定影响。其中穗长、穗粗变幅分别为17.08~19.06 cm、4.86~5.11 cm,各处理间差异均不显著。T 1、T 2和T 3各化肥减量配施有机硅有机肥处理的秃尖长分别较ck降低23.88%、26.87%和4.48%;穗粒数分别较ck增加6.86%、8.38%和4.84%;千粒重分别较ck增加4.85%、5.60%和4.31%;出籽率分别较ck显著增加1.23、2.6和1.25个百分点。说明化肥减量配施有机硅有机肥有利于改善玉米穗部性状和产量构成因素,其中T 1、T 2处理可显著降低秃尖长,增加穗粒数和千粒重,提高出籽率,且 T 2处理优于T 1处理。

3.5 不同处理对玉米产量的影响

从表6产量分析可以看出,各处理产量高低依次是:T 2、T 1、T 3、ck。经方差分析,不同处理间产量差异达极显著水平,新复极差多重比较可得,T 1、T 2处理较ck显著增产6.76%、8.59%,其中T 1与T 2之间、T 3与ck之间产量差异不显著。说明在本试验条件下,化肥减量10%和20%配施有机硅有机肥处理具有显著的增产效果,化肥减量20%优于减量10%,产量的提高主要是降低秃尖长,增加穗粒数和千粒重,提高出籽率。

表6 不同施肥处理对玉米产量的影响

4 结 论

研究表明,化肥减量20%和30%配施有机硅有机肥具有明显的盐碱土改良效果。与传统施化肥比较,土壤容重显著降低10.95%和8.05%;pH值显著降低10.4%和14.14%;土壤盐分显著降低24.56%和15.79%;土壤含水量显著增加12.44%和10.65%;土壤孔隙度显著增加19.11%和14.97%;土壤团聚体显著增加10.66%和6.99%;CEC显著增加35.44%和27.17%;土壤有机质显著增加22.35%和25.40%。化肥减量10%和20%配施有机硅有机肥具有显著增产效果,较传统施化肥显著增产6.76%和8.59%,产量的提高主要是改善玉米农艺性状,降低秃尖长,增加穗粒数和千粒重,提高出籽率。

综合分析可得,本试验条件下化肥减量20%配施有机硅有机肥600 kg/hm2处理改土效果和增产效应最佳。

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