不同施肥方式对高淀粉玉米产量及根区土壤酶活性的影响

来源:用户上传      作者:赵索 樊景胜 连永利 曲忠诚 徐婷 武琳琳 董扬

　　摘要  选用高淀粉玉米品种鑫鑫一号为试材，通过不同施肥方式的调节，测定玉米产量和根区土壤酶活性，确定齐齐哈尔地区的高淀粉玉米栽培施肥方式。结果表明，处理S1玉米小区产量显著高于其他3个处理（P<0.05）;土壤脲酶活性苗期和拔节期处理T1显著高于其他处理（P<0.05），成熟期处理S1显著高于其他3个处理（P<0.05）;土壤过氧化氢酶活总体呈下降趋势，但成熟期处理T1土壤过氧化氢酶活性反而升高，显著高于其他处理（P<0.05）。土壤脱氢酶活性处理T1显著高于其他各处理（P<0.05）。研究表明，底肥施入量为75 kg/hm2，并深松模式，随深松在垄侧进行尿素追施（尿素追施量为125 kg/hm2）可显著提高高淀粉玉米产量，而有机肥处理可显著改善土壤品质，提高土壤酶活性，但由于后期脱肥，产量不理想。
　　关键词  高淀粉玉米;产量;土壤酶活性
　　中图分类号  S  513文献标识码  A
　　文章编号  0517-6611（2020）04-0138-03
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.041
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Effects of Different Fertilization Methods on High Starch Maize Yield and Soil Enzyme Activities in Root Zone
　　ZHAO Suo，FAN Jing-sheng，LIAN Yong-li et al  （Qigihar Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Qigihar，Heilongjiang  161000）
　　Abstract  In this experiment，Xinxin No.1 which was a high starch maize variety was selected as the test material.Through the adjustment of different fertilization methods，the yield of maize and the activity of soil enzymes in root zone were determined，and the precise fertilization methods for high starch maize cultivation in Qiqihar region were determined.The results showed that the yield of maize plots treated with S1 was significantly higher than that of the other three treatments （P< 0.05）.Soil urease activity at seedling and jointing stage was significantly higher than that of other treatments （P< 0.05）.Soil catalase activity at maturity stage was significantly higher than that of other three treatments （P< 0.05）.On the contrary，soil catalase activity increased significantly （P<0.05） compared with other treatments.The activity of soil dehydrogenase in treatment T1 was significantly higher than that in other treatments （P< 0.05）.In summary，the amount of base fertilizer was 75 kg/hm2，and the deep-loosening mode.With the deep-loosening urea topdressing on the ridge side （urea topdressing was 125 kg/hm2），the yield of high starch maize could be significantly increased，while the organic fertilizer treatment could significantly improve soil quality and soil enzyme activity，but the yield was not ideal due to the late defertilization.
　　Key words  High starch maize varieties;Yield;Soil enzyme activity
　　目前，玉米由單纯产量向定向品质型、专用型转变，实现高产、优质、专用是现代玉米发展的趋势[1]。而在高淀粉玉米生产上采用传统施肥方式将肥料在玉米播种前一次性撒播施入已被农民普遍认可，但施肥方法不科学使得化肥经淋失、挥发等途径损失，不仅造成资源浪费和环境污染[2]，也使玉米生长发育后期发生脱肥早衰，肥料利用率低，造成不同程度的减产[3]。因此，改进化肥施用方式，做到精确施肥，提高肥料利用效率，保证粮食稳产，降低生产成本势在必行。土壤酶是土壤物质循环和能量流动的重要参与者，是土壤生态系统中最活跃的组分之一，它在土壤物质循环、系统稳定性和可持续发展过程中有十分重要的作用[4-5]，与土壤的肥力水平关系密切[6]。笔者以齐齐哈尔地区主栽高淀粉玉米品种为试材，研究4种生产中常用的施肥方式对玉米整个生育期根区土壤酶活性的影响，力求找到适宜该地区的科学合理施肥方式，为高淀粉玉米大田生产提高单位面积的产量及肥料利用率的提高提供依据。 　　1  材料与方法
　　1.1  试验地概况
　　试验地设在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院科研基地，土壤类型为黑土。土壤基本理化性状：pH 6.8，有机质含量18.4 g/kg、碱解氮70.1 mg/kg、速效磷9.9 mg/kg、速效钾81.0 mg/kg。
　　1.2  试验材料  选用齐齐哈尔主栽高淀粉玉米品种鑫鑫一号为试材。
　　1.3  试验设计  采用春玉米单种方式，共设4个处理：常规大田管理施底肥按照 225 kg/hm2的纯氮施用量为处理CK;常规大田管理施底肥，并深松模式为处理S0;底肥施入量为75 kg/hm2，并深松模式，随深松在垄侧进行尿素追施（尿素追施量为125 kg/hm2）为处理S1;于前一年秋收后撒施有机肥（年均施用量为8 t/hm2，主要成分为鸡粪和牛粪），待播前整地时与耕层土壤混合为处理T1。采用随机区组排列，分3次重复，共 12 个处理。每个处理种植 5 行，行长 8 m，行距 0.65 m，株距 0.23 m，小区面积 26 m2。2018 年5月4日用人工点播器按照设计密度的株距进行点播，5月中下旬出苗，间苗时留整齐一致植株，各处理在成熟期收获。
　　1.4  测定项目与方法
　　分别于播种后14（苗期）、55（拔节期）、144 d（成熟期）时取根区土壤样品，每次取样各重复随机取3株，土样过20目筛，保存于4 ℃冰箱中用于土壤酶活性的测定。参照文献[7]的方法测定，土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定测定;土壤脱氢酶活性采用三苯基四氮唑氯化物（TTC）比色法测定;土壤过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定，过氧化氢酶活性单位为mL/g。产量采用小区测产法测定。
　　1.5  数据分析
　　试验数据采用Microsoft Excel （Office 2007）软件整理，方差分析采用SAS 8.1软件。
　　2  结果与分析
　　2.1  不同施肥方式对玉米产量的影响
　　图1表明， 处理S1玉米产量显著高于其他3个处理（P<0.05）;处理S0和处理T1玉米产量显著高于CK（P<0.05）。
　　2.2  不同施肥方式对玉米根区土壤脲酶活性的影响
　　图2表明，土壤脲酶活性随着生育期的延长总体呈上升趋势，但后期处理T1脲酶活性下降。苗期处理T1土壤脲酶活性显著高于其他处理（P<0.05）;拔节期处理S1和处理T1土壤脲酶活性显著高于处理S0，处理S0土壤脲酶活性显著处理CK（P<0.05）;成熟期处理S1土壤脲酶活性显著高于处理S0和处理T1（P<0.05），处理CK土壤脲酶活性显著低于其他处理（P<0.05）。
　　2.3  不同施肥方式对玉米根区土壤过氧化氢酶活性的影响
　　图3表明，苗期处理CK土壤过氧化氢酶活性显著高于其他处理（P<0.05）;拔节期处理CK土壤过氧化氢酶活性顯著高于其他处理（P<0.05）;成熟期处理T1土壤过氧化氢酶活性显著高于其他处理（P<0.05）。
　　2.4  不同施肥方式对玉米根区土壤脱氢酶活性的影响
　　图4表明，苗期处理T1土壤脱氢酶活性显著高于其他各处理（P<0.05）;拔节期处理T1土壤脱氢酶活性显著高于处理S0，处理S0土壤脱氢酶活性显著高于处理S1，处理S1土壤过氧化氢酶活性显著低于处理CK（P<0.05）;成熟期处理T1土壤脱氢酶活性显著高于处理S0和处理S1，处理S0和处理S1土壤过氧化氢酶活性显著低于处理CK（P<0.05）。
　　3  结论与讨论
　　土壤酶被认为是土壤生态过程的核心物质[8-11]。脲酶能催化施入土壤中尿素的水解从而使尿素转化为铵供作物利用，在土壤氮素循环中起着重要作用[11]。过氧化氢酶表征土壤生物氧化过程的强弱，在生物氧化过程中起分解过氧化氢的作用[10-11]。土壤脱氢酶主要酶促碳水化合物、有机酸等有机物质的脱氢作用，其高低标志着土壤微生物分解代谢的强弱，反映了微生物总活性[10-11]。研究表明，拔节期深松追肥可显著提高高淀粉玉米产量，而有机肥处理可显著改善土壤品质，提高土壤酶活性，但可能由于后期脱肥现象导致产量不理想，有机肥与化肥追施入对高淀粉玉米产量和土壤肥力的影响有待进一步研究。有机肥的施入可以改良玉米根际土壤，提高土壤酶活和土壤肥力，与高洪军等[12]研究结果一致，有利于增强土壤可持续生产力[13]，植株生长旺盛、根系发达，养分需求增大，会刺激脲酶和脱氢酶活性迅速增加以满足植株生长需求。有机肥处理土壤过氧化氢酶活性在玉米生育期内先降低再逐渐增加，成熟期达到峰值，由于成熟期植株成熟，根际植物残体及凋落物增多，诱使其活性增强以氧化分解土壤中的过氧化氢。
　　参考文献
　　[1]
　　李进，阿不来提，李铭东，等.工业用高淀粉玉米及其品质改良[J].新疆农业科学，2000（6）：283-285.
　　[2] JU X T，KOU C L，ZHANG F S，et al.Nitrogen balance and groundwater nitrate contamination： Comparison among three intensive cropping systems on the North China Plain[J].Environmental pollution，2006，143（1）：117-125. 　　[3] MENG Q F， CHEN X P， ZHANG F S， et al.In-season root-zone nitrogen management strategies for improving nitrogen use efficiency in high-yielding maize production in China[J].Pedosphere，2012，22（3）：294-303.
　　[4] 李秀英，赵秉强，李絮花，等.不同施肥制度對土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系[J]. 中国农业科学，2005，38（8）：1591-1599.
　　[5] 孙瑞莲，赵秉强，朱鲁生，等. 长期定位施肥对土壤酶活性的影响及其调控土壤肥力的作用[J]. 植物营养与肥料学报，2003，9（4）：406-410.
　　[6] VISSER S，PARKINSON D.Soil biological criteria as indicators of soil quality：Soil microorganisms[J]. American journal of alternative agriculture，1992，7（1/2）：33-37.
　　[7] 严昶升.土壤肥力研究方法[M].北京：农业出版社，1988.
　　[8] DANIEL H.Encyclopedia of soils in the environment[M].Oxford： Academic Press，2005.
　　[9] MENON P，GOPAL M，PARSAD R.Effects of chlorpyrifos and quinalphos on dehydrogenase activities and reduction of Fe3+in the soils of two semi-arid fields of tropical India[J].Agriculture，ecosystems and environment，2005，108：73-83.
　　[10] 周礼恺.土壤酶学[M].北京：科学出版社，1988.
　　[11] 关荫松.土壤酶及其研究法[M].北京：农业出版社，1987.
　　[12] 高洪军，彭畅，张秀芝， 等.长期施肥对黑土活性有机质、 pH 值和玉米产量的影响[J].玉米科学， 2014， 22（3）：126-131.
　　[13] 侯云鹏，陆晓平，赵世英， 等.平衡施肥对春玉米产量及养分吸收的影响[J].玉米科学， 2014， 22（4）：126-131.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15139994.htm