施用有机肥对土壤物理性状和玉米生长的影响

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　　摘 要：通过大田试验，研究了CK（不施肥）、CF（习惯施肥）、SM（羊粪有机肥）、SM+CF（羊粪有机肥和尿素各50%的氮）等处理对农田土壤物理性状、玉米农艺性状及产量的影响，结果表明：与CK处理相比，SM和SM+CF处理能显著降低土壤容重，增加总孔隙度，其中SM+CF处理显著增加土壤毛管孔隙度;SM+CF处理较CK、CF和SM处理显著促进玉米株高和茎粗的生长，有效改善了穗部性状，提高了千粒重和产量，其中千粒重分别较CK、CF和SM处理提高22.94%、7.30%和8.55%，产量分别提高64.16%、17.54%和20.22%。因此，羊粪有机肥与尿素配施的施肥方式，更有利于改善农田土壤物理性状，并有效地改善了玉米穗部性状，进而提高了玉米产量。
　　关键词：玉米;羊粪有机肥;物理性状;穗部性状;产量
　　中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）07-0116-03
　　大量施用化肥，忽视有机肥的使用是近些年来农业种植模式的一个重要特征，长此以往，将会导致土壤有机质明显缺少、地下水与农作物中硝酸盐严重超标等一系列问题[1]。有机肥具有丰富的养分与缓释性，并能改善土壤物理化学性状，促进土壤微生物的快速繁殖与活动，同时还能改善作物品质等[2]。增施有机肥是农业生产中保持土壤肥力、减少施用化肥与降低成本的一个有效措施[2-3]。其中，化肥与有机肥搭配施用，能够促进作物增产、培肥土壤、提高肥料利用效率、减少环境污染等[4-5]。因此，有机肥与化肥的配施，有助于促进农业的可持续发展，得到了国内外的高度重视。
　　玉米是我国重要的粮饲兼用作物之一，在保障粮食安全方面发挥着不可替代的重要作用。近年来，为了追求更高的玉米产量而过量施用化肥的现象十分普遍，导致农业种植成本大幅增加、肥料利用效率降低、农业面源污染持续加重等问题，并且威胁到农业生态环境的可持续发展[3，6]。农业农村部提出，力争到2020年实现“化肥零增长”的目标，并有效解决农业的污染问题[7]。目前，有关玉米种植的研究主要集中在氮肥种类与用量[8]、秸秆还田[9]、起垄覆膜模式和缓释肥[10]、腐植酸有机肥或肥料增效剂配施氮肥[11]等方面，而针对羊粪有机肥与尿素配施在玉米上的应用研究报道还较少。羊粪有机肥是一种普遍的微碱性、热性肥料，有机质含量高于30%，且氮、钾含量较高，肥力足，肥效快[12-13]。为此，本研究选用羊粪有机肥为供试原料，开展了羊粪有机肥与尿素配施对土壤物理性状及玉米生长影响试验，为羊粪有机肥在玉米上的应用以及当地玉米种植中减肥增效提供科学依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 試验地点与供试材料 试验地点设在德州市陵城区徽王庄镇孙世官村，供试土壤为潮土，土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别为72.5mg/kg、38.6mg/kg和93mg/kg，pH值7.59，有机质含量为10.87g./kg。供试玉米品种为隆平206;供试羊粪有机肥购自市场，有机质46%、N 2.53%、P2O5 0.92%、K2O 1.09%;所用化肥为尿素、过磷酸钙和硫酸钾。
　　1.2 试验设计 大田试验于2019年6—10月进行，共设4个处理，随机区组排列。各处理为：（1）CK，不施肥;（2）CF，习惯施肥（尿素提供100%的氮）;（3）SM，羊粪有机肥提供100%的氮;（4）SM+CF，羊粪有机肥和尿素各提供50%的氮。每个处理重复3次，每小区面积46m2（9.2m×5m），共计12个小区。除CK外，各处理均为等养分量，N、P2O5和K2O含量相当于276.5、198.0和172.5kg/hm2，各处理的磷与钾不足部分分别用过磷酸钙、硫酸钾补足。玉米于2019年6月10日播种，株行距为30cm×60cm，播种密度5.55万株/hm2。其中，羊粪有机肥、40%尿素和全部磷钾肥作为基肥施入，剩余60%的尿素在拔节期人工追施。其他田间管理措施与当地常规管理方法一致。
　　1.3 测定项目与方法 2019年10月8日（成熟期），每个小区选取长势均匀的10株玉米，首先测定玉米株高与茎粗（用游标卡尺测定茎基第1节间），然后测定穗长、穗粗、行粒数、穗行数和千粒重，待脱粒烘干后称重，计算产量。同时，采集土样进行土壤理化性状的测定，其中土壤含水量采用烘干法，土壤容重采用环刀法，土壤孔隙度采用公式计算法[14]。
　　1.4 数据处理 采用Excel 2013处理数据并制图，采用SPSS 17.0软件进行方差分析和多重比较（LSD法，P<0.05）。
　　2 结果与分析
　　2.1 土壤物理性状 土壤容重是表征土壤松紧状况的敏感性指标，其不仅是影响作物根系发育的重要因素，亦是表征土壤质量的重要参数。由表1可知，不同处理的土壤含水量变化范围在13.58%～14.30%，处理之间未表现出明显差异。各处理容重的大小次序为：CK≈CF>SM+CF≈SM，SM处理的容重最小，与SM+CF处理差异不显著，但均显著低于CK和CF处理，其中SM+CF处理的容重分别较CK、CF处理下降7.53%、6.90%。SM处理的总孔隙度最大，SM+CF处理次之，但两者差异未达显著水平，并均显著高于CK和CF处理。同时可见，SM+CF处理的毛管孔隙度最大，且显著高于CK、CF和SM处理，而CK、CF与SM处理之间无显著性差异。此外，SM处理的非毛管孔隙度最大，SM+CF处理次之，均显著高于CK和CF处理。以上分析认为，不同施肥措施对土壤物理性状的影响存在一定的差异，施用羊粪有机肥处理较对照和习惯施肥处理能明显改善土壤的物理性状，其中，羊粪有机肥与尿素配施使土壤毛管孔隙度达最大值，对于提高土壤的保水保墒能力具有重要意义。
　　2.3 玉米穗部性状 由表2可知，施肥对玉米的穗部性状有一定的影响。不同处理的穗长和行粒数呈现出基本一致的变化规律，其大小排序为：SM+CF>SM≈CF>CK，SM+CF处理的穗长和行粒数均达最大值，并显著高于其他处理，其中较CK分别提高25.87%、26.37%;依次为SM和CF处理，两者差异不显著，但均显著高于CK。同CK相比，3个施肥处理的穗粗均显著增大，其中3个施肥处理之间的差异未达显著水平。此外，各处理的穗行数无显著性差异。由此可见，不同施肥措施对玉米穗部性状的影响具有一定的差异，其中羊粪有机肥与尿素配施对玉米穗部性状的改善效果最佳。 　　3 讨论与结论
　　有研究认为，有机肥含有大量的有机物质与作物所需的多种营养元素，在改善土壤结构及协调水肥供应、活化土壤养分库容等方面具有化肥不可代替的优势[15]。合理施用有机肥能够有效改善农田的土壤物理性状。本试验结果表明，与对照和习惯施肥相比，施用羊粪有机肥处理能显著降低农田土壤容重，明显增加总孔隙度。可见，施用羊粪有机肥后，农田的土壤容重与总孔隙度得到了显著改善，有利于有机质的快速积累，这与邱吟霜等[3]在当季旱地土壤肥力与玉米产量的研究结果相类似。同时，羊粪有机肥与尿素配施能使农田土壤的毛管孔隙度达最大值，这有助于增强土壤的保水保墒能力，进而提高了玉米产量。
　　本试验还发现，羊粪有机肥与尿素配施处理相比于其他处理，能显著促进玉米株高与茎粗的生长，并能明显增加穗长和行粒数，显著提高了玉米的千粒重与产量。分析其可能的原因可能是：（1）当羊粪有机肥施入农田后，为农田土壤微生物提供了新的能源，使微生物在种群数量上发生明显改变，并且羊粪有机肥本身也带入大量活的微生物，所以有助于活化农田土壤，提高土壤生物活性;（2）羊粪有机肥能降低土壤容重，增加土壤孔隙度，有效改善土壤物理结构[3];（3）羊粪有机肥与尿素配施有利于协调土壤C/N比，且施入化肥补充了土壤中氮的消耗，更利于促进土壤微生物的快速繁殖[16]，同时能明显增加农田土壤的毛管孔隙度，从而显著增强了供肥性与保水性。
　　从以上分析可知，不同施肥措施对农田土壤物理性状和玉米生长的影响存在明显的差异，而羊粪有机肥与尿素配施的施肥方式能更加有效地改善土壤物理性状和玉米穗部性状，并促进玉米株高和地径生长，进而提高产量。可见，有机肥与化肥配合施用是值得在农田作物上推广的施肥措施，而有关有机肥与化肥的更优搭配比例，仍有待于后期进一步研究。
　　参考文献
　　[1]刘高洁，逄焕成，李玉义.长期施肥对潮土夏玉米生长发育和光合特性的影响[J].植物营养与肥料学报，2010，16（5）：1094-1099.
　　[2]何翠翠，李贵春，尹昌斌，等.有机肥氮投入比例对土壤微生物碳源利用特征的影响[J].植物营养与肥料学报，2018，24（2）：383-393.
　　[3]邱吟霜，王西娜，李培富，等.不同种类有机肥及用量对当季旱地土壤肥力和玉米产量的影响[J].中国土壤与肥料，2019（6）：182-189.
　　[4]张晶，张定一，王丽，等.不同有机肥和氮磷组合对旱地小麦的增产机理研究[J].植物营养与肥料学报，2017，23（1）：238-243.
　　[5]李胜华，谷丽萍，刘可星，等.有机肥配施对番茄土传病害的防治及土壤微生物多样性的调控[J].植物营养与肥料学报，2009，15（4）：965-969.
　　[6]李开宇，肖继兵，杨宁，等.不同可降解地膜对土壤水热变化和玉米产量的影响[J].中国土壤与肥料，2019（5）：194-199.
　　[7]Jin S，Zhou F.Zero growth of chemical fertilizer and pesticide use： China’s objectives，progress and challenges[J].Journal of Resources and Ecology，2018，9（1）：50-58.
　　[8]李乌日吉木斯，高欣梅，徐兴健，等.氮肥种类及用量对旱地玉米肥料利用率和产量的影响[J].土壤與作物，2019，8（4）：415-426.
　　[9]刘玮斌，田文博，陈龙，等.不同秸秆还田方式对土壤酶活性和玉米产量的影响[J].中国土壤与肥料，2019（5）：25-29.
　　[10]刘震，徐玉鹏，娄翼来，等.栽培施肥模式对华北旱作玉米生长及氮肥利用率的影响[J].江苏农业科学，2019，47（24）：50-54.
　　[11]何浩，张宇彤，危常州，等.不同有机替代减肥方式对玉米生长及土壤肥力的影响[J].水土保持学报，2019，33（5）：281-287.
　　[12]程治良，全学军，代黎，等.羊粪好氧堆肥处理研究进展[J].重庆理工大学学报，2013，27（11）：36-41.
　　[13]李娟，韩慧，常少刚，等.羊粪有机肥施用量对沙地甘蓝生长和产量及土壤化学性质的影响[J].上海农业学报，2019，35（6）：97-101.
　　[14]鲍士旦.土壤农化分析（第3版）[M].北京：中国农业出版社，2000：16-106.
　　[15]谢娟娜，房琴，路杨，等.增施有机肥提升作物耐盐能力研究[J].中国农学通报，2018，34（3）：42-50.
　　[16]郭振，王小利，徐虎，等.长期施用有机肥增加黄壤稻田土壤微生物量碳氮[J].植物营养与肥料学报，2017，23（5）：1168-1174.
　　（责编：张宏民）
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