不同施肥对玉米产量、粗蛋白质含量及氮磷肥农业机制的影响

不同施肥对玉米产量、粗蛋白质含量及氮磷肥农业机制的影响

风化煤是指露入地表或埋在平坦部分的煤矿。储量丰富，分布广泛，价格低廉。风化后，风化煤失去了用作燃料和焦洗剂的价值。然而，它含有丰富的腐殖质酸，具有吸附、聚合和交换的性能。这是良好的天然吸附剂。大量研究表明,腐殖酸可以通过氢键、络合以及物理性吸附等多种作用增加化肥的肥效。亦有研究表明,腐殖酸是一类有良好生物活性的有机高分子物质,在促进作物养分吸收,提高肥料利用率等方面有显著的作用。目前,风化煤腐殖酸及腐殖酸有机肥对作物产量及品质的影响研究还比较少。本试验通过大田试验,研究腐殖酸有机肥对玉米干物质积累、籽粒产量及品质影响,为风化煤腐殖酸及腐殖酸有机肥的合理利用提供依据。1材料和方法1.1试验设计1.1.1带大陆性气候试验设在山西农业大学实验站内,经度为东经112.55°,纬度为北纬37.42°,属暖温带大陆性气候,年平均气温9.9℃,无霜期176d,年降雨量462.9mm。土壤为石灰性褐土,土壤有机质含量为14.5g·kg-1,碱解氮为21.8mg·kg-1,速效磷为25.6mg·kg-1,土壤速效钾含量为79.4mg·kg-1,pH值7.91。1.1.2试验用肥料及品种试验共设空白(CK)、化肥(H)、风化煤与化肥配施(FH)、腐殖酸有机肥(Fu)4个处理,3次重复,12个小区,每个小区的面积为16m2。化肥使用尿素(含N45%)、过磷酸钙(含P2O517%)。供试风化煤和腐殖酸有机肥购自太谷县化肥厂,其中腐殖酸有机肥是以风化煤为原料,配合一定的氮、磷、钾研制生产的,其有机质含量≥30%,N-P2O5-K2O为2.32-1.49-1.30。腐殖酸有机肥的用量为5625kg·hm-2,根据腐殖酸有机肥中的氮、磷含量确定H、FH处理中化肥的用量。不同处理肥料用量见表1。供试作物为玉米,品种为‘先玉335’。2013年4月23日播种,播种密度为59250株·hm-2,10月15日收获。其他管理按常规。1.2穗轴质量测定在玉米的成熟期,每个小区随机选取10株,烘干后测定玉米地下部质量、茎秆质量及穗轴质量,同时进行考种,测定单个果穗质量、穗行数、穗粒数、百粒质量及籽粒产量。用H2SO4-H2O2消煮,奈氏比色法测植株茎秆和籽粒中全氮,计算粗蛋白质含量公式为:根据施肥量,施肥区和空白区玉米产量计算氮、磷肥的偏生产力和肥料农学效率:1.3统计方法采用Word和Excel对数据进行处理,利用DPS软件进行显著性分析。2结果与分析2.1玉米秸秆质量由表2可知,施肥显著提高了玉米各部位干物质的积累,其中Fu的效果最佳。FH、Fu与CK相比,玉米秸秆质量分别增加624.70,749.55kg·hm-2;与H相比,FH、Fu玉米秸秆质量分别增加561.50,686.35kg·hm-2。H、FH、Fu与CK相比,玉米穗轴质量上增加144.69~312.57kg·hm-2。不论与CK处理还是H处理相比,FH、Fu对玉米根质量的积累均达到极显著水平。H、FH、Fu较CK玉米根质量分别提高6.5%,12.7%,15.3%。2.2不同施肥处理对玉米行粒数及籽粒产量的影响由表3可知,成熟期玉米产量构成因素及玉米产量趋势表现为Fu>FH>H>CK。施肥能显著提高玉米穗行数,且均达到显著水平,各施肥区比不施肥区增加玉米穗行数1.2~3.1行。FH、Fu比CK行粒数分别增加0.5粒、0.7粒,比H处理分别增加0.3粒、0.5粒,说明风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥能提高玉米行粒数。H、FH、Fu较CK玉米每穗粒数增加均有显著增加,增加率达到2.1%~10.8%,且处理间差异均达极显著水平。H、FH、Fu较CK显著提高了玉米百粒质量和籽粒产量,增加率分别达到11.4%~16.2%、4.2%~20.3%。刘磊等研究表明,不同施肥措施对玉米产量构成因素有显著性差异。施肥处理每穗粒数多,百粒质量也大,这说明施肥有利于籽粒的形成,进而影响玉米的籽粒产量。邓森林研究表明,施用腐殖酸可以使玉米百粒质量提高,籽粒产量增加。2.3不同保肥量对肥力学特性的影响肥料偏生产力(PFP)指施用某一特定肥料下的作物产量与施肥量的比,是反映当地土壤的基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标。肥料农学效率(AE)是在特定的施肥条件下,单位施肥量所增加的作物经济产量,它是施肥增产效应的综合体现。由表4可以看出,不论氮磷肥偏生产力还是氮磷肥农学效率,H、FH、Fu处理间差异均达到极显著水平,FH、Fu较H氮磷肥偏生产力分别提高9.89kg·kg-1和15.38kg·kg-1,14.30kg·kg-1和22.23kg·kg-1。FH、Fu较H氮磷肥农学效率分别提高9.88kg·kg-1和15.37kg·kg-1、14.29kg·kg-1和22.23kg·kg-1,说明腐殖酸有机肥的施用对肥料偏生产力及肥料农学效率有提高的作用。此结果与杨宏顺等的结果相似。2.4提高营养价值粗蛋白质包括纯蛋白质和氨化物。玉米是我国主要粮食作物之一,玉米秸秆是中国农区食草家畜的主要粗饲料资源,提高玉米及玉米秸秆中粗蛋白质的含量,有助于提高其营养价值。由图1、图2可以看出,与CK、H相比,腐殖酸有机肥对秸秆、籽粒粗蛋白质含量的影响均达到极显著水平,不同处理粗蛋白质含量表现为Fu>FH>H>CK。Fu中秸秆和籽粒粗蛋白质含量分别达到5.23%,7.89%,较CK分别提高0.59,0.33个百分点。FH中秸秆和籽粒粗蛋白质含量分别达到5.03%,7.82%,较CK分别提高0.39,0.26个百分点。3风煤与化肥配施对玉米产量、品质的影响(1)不同施肥能显著提高玉米干物质积累、籽粒产量、粗蛋白含量及氮磷肥偏生产力和农学效率。(2)风化煤与化肥配施、腐殖酸有机肥较单施化肥显著提高了玉米根质量、秸秆质量、行粒数、每穗粒数、籽粒