閆 芳， 張春梅， 秦嘉海，王愛勤，閆治斌

（1.河西學(xué)院生態(tài)與綠洲農(nóng)業(yè)研究院，甘肅 張掖 734000；2.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅張掖 734000；3.中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所，甘肅 蘭州 730000；4.甘肅敦煌種業(yè)股份有限公司，甘肅 酒泉 735000）

甘肅河西內(nèi)陸灌區(qū)憑借得天獨(dú)厚的自然條件和區(qū)位優(yōu)勢(shì)，先后吸引了美國杜邦先鋒等90多家國內(nèi)外種業(yè)集團(tuán)，建立了玉米制種基地10萬hm2[1]，已成為全國規(guī)模最大的玉米制種基地。目前，由于玉米制種面積大，連作年限長(zhǎng)，同一地塊連年種植玉米，連續(xù)吸收同類型的元素[2]，造成土壤養(yǎng)分比例失衡，制種玉米品質(zhì)和產(chǎn)量下降，影響了制種玉米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，我們應(yīng)用作物營養(yǎng)平衡施肥理論和改土培肥理論，選擇土壤結(jié)構(gòu)改良劑聚乙稀醇與腐熟牛糞、糠醛渣[3～5]、復(fù)混肥、保水劑按比例組合，通過與傳統(tǒng)化肥進(jìn)行比較試驗(yàn)，篩選出集營養(yǎng)、保水、改土為一體的多功能專用肥，并研究了多功能專用肥對(duì)土壤理化性狀及玉米產(chǎn)量的影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示玉米品種為沈單304號(hào)。供試肥料為CO（NH2）2（含N 46%）、（NH4）2HPO4（含N 12%，P2O546%）、ZnSO4·7H2O（含Zn 23%）、河西學(xué)院自主研發(fā)的復(fù)混肥（含有機(jī)質(zhì)130.6 g/kg、N 260.0 g/kg、P2O5140.0 g/kg、Zn 9.2 g/kg）、糠醛渣（含有機(jī)質(zhì)763.6 g/kg、全氮 5.5 g/kg、全磷 2.3 g/kg、全鉀11.8 g/kg、pH為2.1，粒徑2～3mm）、牛糞（含有機(jī)質(zhì)363.5 g/kg、全氮5.4 g/kg、全磷2.3 g/kg、全鉀7.7 g/kg，粒徑2～20mm）。供試聚乙稀醇（粒徑0.05～1.00mm）為天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所生產(chǎn)，保水劑（吸水倍率645 g/g，粒徑1～2mm） 為甘肅民樂福民精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)。用作盆栽試驗(yàn)的土壤采自張掖市甘州區(qū)沙井鎮(zhèn)壩廟村連續(xù)種植制種玉米8 a的耕種風(fēng)沙土[6]，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)23.61 g/kg、堿解氮64.21 mg/kg、速效磷12.34mg/kg、速效鉀153.25mg/kg，pH為8.43。陶土盆缽口徑180mm，底徑160mm，高160mm；膠木桶口徑300mm，底徑280mm，高350mm。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)分別于2011、2012年4—10月在河西學(xué)院生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)樓頂進(jìn)行。

1.2.1 多功能專用肥配方篩選采用L9（35）正交表設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因子為腐熟牛糞（A）、糠醛渣（B）、復(fù)混肥（C）、聚乙烯醇（D）、保水劑（E），每因素設(shè)3個(gè)水平，3次重復(fù)，共9個(gè)處理（表1）。試驗(yàn)播前稱取過2mm篩的風(fēng)干土1 000 g，加入陶土盆內(nèi)，按表1因子與水平編碼中的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確稱取各種供試材料與盆缽內(nèi)風(fēng)干土混合均勻，將盆缽置于樓頂陽臺(tái)上。選擇大小一致的玉米種子于2011年4月30日播種，播種深度2 cm，每盆12粒，澆水400mL/盆，保證土壤自然含水量達(dá)40%。播后每隔3 d定量澆水400mL/盆，玉米出苗后間苗，留苗10株/盆。2011年6月30日玉米出苗后45 d取3株幼苗測(cè)定地上部分鮮重，然后將幼苗地上部分放入烘箱內(nèi)，105℃殺青30min，80℃烘干至恒重，再測(cè)定地上部分干重。采用正交試驗(yàn)方法，分別計(jì)算因素間的T值和R值，確定因素間最佳組合，組成多功能專用肥配方，并在室內(nèi)測(cè)定其有機(jī)質(zhì)、全N、P2O5、K2O、Zn和吸水倍率。

表1 L9（35）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.2 多功能專用肥與傳統(tǒng)化肥比較 試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，處理1（CK）為不施肥；其余2個(gè)處理投入相同量的N、P2O5，分別為N 150.00、P2O550.00 kg/hm2，即處理2施傳統(tǒng)化肥，CO（NH2）2、（NH4）2HPO4投入量分別為283.54、108.70 kg/hm2；處理3為經(jīng)正交試驗(yàn)篩選出的最佳配方多功能專用肥7 042.25 kg/hm2。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。2012年4月10日稱取過10mm篩的風(fēng)干土10 kg加入膠木桶內(nèi)，按試驗(yàn)方案準(zhǔn)確稱取肥料均勻混合，取1/3肥料與膠木桶內(nèi)風(fēng)干土充分混合做底肥，將盆缽置于樓頂陽臺(tái)上，4月17日澆水8 000mL/盆，使土壤自然含水量達(dá)到80%；澆水后第5 d播種，播深5 cm，每桶播種8粒，以后每隔3 d定量澆水5 000mL，使土壤自然含水量達(dá)到50%。出苗后間苗，每桶留苗6株。出苗后45 d采集3株玉米樣測(cè)定株高、莖粗、生長(zhǎng)速度、地上部分鮮重、地上部分干重。其余2/3肥料在玉米拔節(jié)期結(jié)合澆水追施。9月2日收獲，收獲后晾曬30 d，然后進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)定穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重，每個(gè)盆缽單獨(dú)計(jì)產(chǎn)后將折合產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。9月5日采集0～20 cm土樣在陰涼干燥處風(fēng)干，測(cè)定土壤理化性狀。在盆缽內(nèi)用環(huán)刀取原狀土測(cè)定土壤容重，土壤團(tuán)聚體采用濕篩法測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀法測(cè)定，土壤pH采用5∶1水土比浸提，用pH-2F數(shù)字pH計(jì)測(cè)定。植物學(xué)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量采用多重比較，LSR檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 多功能專用肥配方

通過表2可以看出，各處理因素間效應(yīng)（R）從大到小依次是C、A、B和E、D，說明影響玉米幼苗地上部分干重的因素依次為復(fù)混肥（C）、牛糞（A）、糠醛渣（B）和保水劑（E）、聚乙烯醇（D）。比較各因素不同水平的T值，可以看出，A1＞A3＞A2，B1＞B2＞B3，說明牛糞（A）和糠醛渣（B）適宜用量分別為3 480、2 667mg/1 000 g土。C2＞C3＞C1，說明玉米幼苗地上部分干重隨專用復(fù)混肥（C）施用量的增大而增加，但復(fù)混肥（C）施用量超過462 mg/1 000 g土后，地上部分干重又隨復(fù)混肥（C）施用量的增大而降低。D3＞D2＞D1，E3＞E2＞E1，說明隨聚乙烯醇（D）和保水劑（E）用量的增加，玉米幼苗地上部分干重在增加。從各因素的T值可以看出，因素間最佳組合是A1B1C2D3E3，即牛糞（A）、糠醛渣（B）、復(fù)混肥（C）、聚乙烯醇（D）、保水劑（E）用量分別為3 480、2 667、462、39、21mg/1 000 g土，組合比例為520∶400∶71∶6∶3。經(jīng)室內(nèi)測(cè)定，該配方含有機(jī)質(zhì)376.8 g/kg、N 18.5 g/kg、P2O59.9 g/kg、K2O 4.1 g/kg、 Zn 0.06 g/kg，吸水倍率245 g/g，價(jià)格410元/t。

2.2 多功能專用肥對(duì)風(fēng)沙土物理性狀的影響

2.2.1 土壤容重 從表3可以看出，不同處理風(fēng)沙土容重大小依次為對(duì)照（CK）、傳統(tǒng)化肥、多功能專用肥，其中多功能專用肥分別較傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）降低了0.03、0.05 g/cm3。對(duì)土壤容重進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明，多功能專用肥與傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）之間差異達(dá)極顯著水平；傳統(tǒng)化肥與對(duì)照（CK）之間差異不顯著。這與多功能專用肥中牛糞和糠醛渣使土壤疏松，容重降低有關(guān)。

2.2.2 總孔隙度 從表3可以看出，不同處理風(fēng)沙土總孔隙度由大到小依次為多功能專用肥、傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK），其中多功能專用肥較傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）分別增加了1.13、1.89百分點(diǎn)。對(duì)風(fēng)沙土總孔隙度進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明，多功能專用肥、傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）之間差異均達(dá)顯著水平。其原因是多功能專用肥中的牛糞和糠醛渣使土壤疏松，孔隙度增大。

2.2.3 毛管孔隙度 不同處理風(fēng)沙土毛管孔隙度由大到小依次為多功能專用肥、傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK），其中多功能專用肥較傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）分別增加了0.97、1.66個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)風(fēng)沙土毛管孔隙度進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明，多功能專用肥、傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）之間差異達(dá)顯著水平（表3）。

2.2.4 非毛管孔隙度 風(fēng)沙土非毛管孔隙度由大到小順序?yàn)槎喙δ軐Ｓ梅省鹘y(tǒng)化肥、對(duì)照（CK），其中多功能專用肥較傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）分別增加了0.16、0.23百分點(diǎn)。多功能專用肥、傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）之間差異不顯著（表3）。

2.2.5 團(tuán)聚體 從表3可以看出，不同處理風(fēng)沙土＞0.25mm團(tuán)聚體由大到小依次為多功能專用肥、傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK），其中多功能專用肥較傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）增加了2.42、3.46百分點(diǎn)。對(duì)風(fēng)沙土＞0.25mm團(tuán)聚體進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明，多功能專用肥與傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）之間差異達(dá)極顯著水平；傳統(tǒng)化肥與對(duì)照（CK）之間差異不顯著。這與多功能專用肥中的聚乙烯醇是一種膠結(jié)物質(zhì)，可以把小土粒粘在一起，能形成較穩(wěn)定的團(tuán)聚體有關(guān)。

表2 L9（35）正交試驗(yàn)分析

表3 多功能專用肥和傳統(tǒng)化肥對(duì)耕種風(fēng)沙土理化性狀的影響

2.3 多功能專用肥對(duì)風(fēng)沙土含水量的影響

從表3可以看出，風(fēng)沙土自然含水量、蓄水量均以多功能專用肥最高，與傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）之間差異達(dá)顯著水平。其中多功能專用肥較傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）自然含水量分別增加1.36、2.27 g/kg；蓄水量分別增加19.40、33.20m3/hm2。分析原因?yàn)槎喙δ軐Ｓ梅手械谋Ｋ畡┪瘦^大，在風(fēng)沙土上施用可以明顯的提高土壤含水量。

2.4 多功能專用肥對(duì)風(fēng)沙土有機(jī)質(zhì)及酸堿度的影響

從表3可以看出，風(fēng)沙土有機(jī)質(zhì)以多功能專用肥最高，為24.21 g/kg，較傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）分別增加了0.48、0.60 g/kg；對(duì)風(fēng)沙土有機(jī)質(zhì)進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明，多功能專用肥與傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）之間差異顯著；傳統(tǒng)化肥與對(duì)照（CK）差異不顯著。分析原因，可能是多功能專用肥含有豐富的是有機(jī)質(zhì)，因而提升了土壤有機(jī)質(zhì)含量。風(fēng)沙土酸堿度多功能專用肥最低，pH為8.24，較傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）分別降低了0.10、0.19，與傳統(tǒng)化肥、對(duì)照（CK）之間差異達(dá)顯著水平。其原因可能是多功能專用肥中的糠醛渣是一種極強(qiáng)酸性物質(zhì)，因而降低了風(fēng)沙土的酸堿度。

2.5 多功能專用肥對(duì)玉米幼苗植物學(xué)性狀的影響

從表4可以看出，不同處理玉米幼苗植物學(xué)形狀均以處理3表現(xiàn)最好，株高為51.63 cm，較處理2、CK分別增加了1.33、3.84 cm。莖粗為15.50mm，較處理2、CK分別增加了1.18、1.89mm。生長(zhǎng)速度為8.61mm/d，較處理2、CK分別增加了0.23、0.64 mm/d。地上部分鮮重為27.57 g/株，較處理2、CK分別增加了1.46、3.03 g/株。地上部分干重為3.67 g/株，較處理2、CK分別增加了0.23、0.55 g/株。進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明，處理3不同植物學(xué)形狀均與與處理2差異達(dá)顯著水平，與CK差異達(dá)極顯著水平；處理2均與CK差異達(dá)顯著水平。

2.6 多功能專用肥對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

2.6.1 經(jīng)濟(jì)性狀 從表5可以看出，玉米穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重均以處理3最高。其中穗粒數(shù)為253.0粒/穗，較處理2、CK分別增加4.0、8.0粒/穗；處理3與處理2、CK之間差異極顯著，處理2與CK差異顯著。穗粒重為68.64 g/穗，較處理2、CK分別增加3.40、8.58 g/穗，處理3、處理2、CK之間差異極顯著。百粒重為27.13 g，較處理2、CK分別增加了0.93、2.57 g，處理3與處理2差異達(dá)顯著水平，與CK差異達(dá)極顯著水平；處理2與CK差異顯著。

2.6.2 產(chǎn)量產(chǎn)值 從表5可以看出，玉米折合產(chǎn)量以處理3最高，為5691.20 kg/hm2，較CK增產(chǎn)886.4 kg/hm2，增產(chǎn)率18.45%，增收1 101.48元/hm2。處理3較處理2增產(chǎn)472.0 kg/hm2，增產(chǎn)率9.06%，增收238.55元/hm2。對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析的結(jié)果表明，處理3、處理2、CK之間差異極顯著。

3 小結(jié)

1） 采用L（935）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出影響玉米幼苗地上部分干重的因素依次是復(fù)混肥、牛糞、糠醛渣和保水劑、聚乙烯醇，玉米多功能專用肥最佳配方組合為牛糞、糠醛渣、復(fù)混肥、聚乙烯醇、保水劑，用量分別為3 480、2 667、462、39、21 mg/1 000 g土，配制比例為520∶400∶71∶6∶3。

2）與傳統(tǒng)化肥比較，施用多功能專用肥可使耕種風(fēng)沙土的總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、＞0.25mm團(tuán)聚體、自然含水量、蓄水量、有機(jī)質(zhì)有所增加，容重、土壤酸堿度則有所降低，并能顯著改善玉米幼苗的植物學(xué)性狀。

3）玉米折合產(chǎn)量以投入多功能玉米專用肥處理最高，為5 691.20 kg/hm2，較施傳統(tǒng)等量N、P2O5化肥處理增產(chǎn)472.0 kg/hm2，增產(chǎn)率9.06%，增收238.55元/hm2。

表4 不同處理對(duì)玉米幼苗植物學(xué)性狀的影響

表5 多功能專用肥和傳統(tǒng)化肥對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量產(chǎn)值的影響

[1]佟屏亞.河西地區(qū)玉米制種基地考察報(bào)告[J].種子世界，2005（5）：4-8.

[2]韓素梅，鄒 麗.設(shè)施栽培環(huán)境下不良外界因素對(duì)蔬菜生產(chǎn)的影響[J]. 蔬菜，2011（10）：28-30.

[3]龍明杰，張宏偉，曾繁森.高聚物土壤結(jié)構(gòu)改良劑的研究[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2001，38（4）：584-589.

[4]龍明杰，曾繁森.高聚合物土壤改良劑研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào)，2000，31（5）：199-202.

[5]秦嘉海，金自學(xué)，劉金榮.含鉀有機(jī)廢棄物糠醛渣改土培肥效應(yīng)研究[J]. 土壤通報(bào)，2007，38（4）：705-708.

[6]秦嘉海，呂 彪.河西土壤與合理施肥[M].蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2001：150-155.