配方施肥与腐植酸增效协同效应研究_尚大朋.pdf

2023.3 试验研究我国每年化肥施用量占世界生产化肥总量的1/31。但是目前我国农田肥料的当季利用率氮肥仅为30%35%、磷肥为10%25%、钾肥为40%50%2,3。因此化肥减施增效工作仍有较大空间4。腐植酸（HA）以其天然环保的自然属性和安全可靠的使用价值已被广泛关注,腐植酸与化肥配合施用不仅能促进作物生长对氮磷钾的吸收，提高肥效、改良土壤,还能刺激作物生长，提高作物产量和品质,应用潜力巨大5-8。但不同来源的腐植酸的组成成分及活性差异很大，对土壤肥力及作物产量的影响也不同。褐土、潮土占许昌市耕地面积的80%，也是河南省的主要粮食产区。为探明褐土、潮土区配方施肥与腐植酸增效的协同效应，2016年10月至2020年9月连续4年，在许昌市两大类型土壤上开展配方施肥与腐植酸增效协同定点试验,以期为化肥减量增效、耕地质量提升、配肥施肥技术升级、腐植酸新型肥料创制与应用提供依据。1材料与方法1.1试验点概况试验位于禹州市康城科技示范区、鄢陵县解岗种植专业合作社，2个试验点土壤类型分别为褐土和潮土。供试土壤020 cm土层理化性状见表1。1.2试验设计试验共设置6个处理，处理1：不施肥（CK）；处理2：不施氮肥（PK）；处理3：不施磷肥（NK）；处理4：不施钾肥（NP）；处理5：配方施肥（NPK）；处理6：配方施肥+腐植酸（HANPK）。氮、磷（P2O5）、钾（K2O）使用量依据冬小麦、夏玉米目标产量和丰缺指标确定。褐土区冬小麦氮磷钾施用量分别为15 kg/亩、9 kg/亩、3 kg/亩，夏玉米氮磷钾施用量分别为14 kg/亩、8 kg/亩、3 kg/亩；潮土区冬小麦氮磷钾施用量分别为14 kg/亩、8 kg/亩、6 kg/亩，夏玉米氮磷钾施用量分别为14 kg/亩、配方施肥与腐植酸增效协同效应研究尚大朋1，2付文1，2侯占领1，2牛银霞1，2苗小红1，2史慧芳3（1.许昌市农业技术推广站河南许昌461000；2.许昌市健康土壤保育与腐植酸肥料应用技术创新中心河南许昌461000；3.许昌市金田野肥业有限公司河南许昌461107）摘要：为探明配方施肥与腐植酸增效协同效应，设计冬小麦夏玉米轮作、腐植酸氮磷钾配施，开展为期4年的肥效定点试验。结果表明，腐植酸增效协同处理与配方施肥处理相比，冬小麦每亩增产33.655.8 kg、增幅6.21%11.04%,夏玉米每亩增产49.253.2 kg、增幅7.02%8.89%，增产程度均达显著水平；氮、磷、钾农学效率分别提高37.62%56.62%、55.90%80.77%、57.35%167.57%；氮肥利用率提高9.0212.48个百分点，范围为48.93%49.92%，磷肥利用率提高5.958.92个百分点，范围为24.56%27.51%，钾肥利用率提高7.7420.33个百分点，范围为55.11%57.39%；耕层土壤pH呈下降趋势，土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量分别提高1.32.1 g/kg、0.120.18 g/kg、2.33.9 mg/kg、4253 mg/kg。为化肥减量增效和耕地质量提升关键共性技术创新、配方施肥技术升级、腐植酸新型肥料创制与应用提供依据。关键词：小麦；玉米；轮作；腐植酸氮磷钾协同；土壤类型；施肥效应基金项目：农业农村部化肥减量增效与耕地质量保护提升项目。作者简介：尚大朋(1976-)，本科，高级农艺师，从事农业新技术开发与推广工作。E-mail:S通讯作者：侯占领（1965-），男，推广研究员，从事土壤肥料应用技术研发与推广工作。E-mail:122-试验研究 2023.38 kg/亩、5 kg/亩。褐土、潮土腐植酸有机肥施用量均为5 kg/亩。小区面积66.7 m2，重复3次。所有肥料在整地时一次性基施，田间管理同当地习惯方式一致。1.3试验材料氮肥为尿素(N 46%)，磷肥为重钙（P2O546%），钾肥为氯化钾（K2O 60%），腐植酸肥料为腐植酸有机肥（含腐植酸10%、有机质45%、氮10%）。供试冬小麦品种为华育198，播量为10 kg/亩；夏玉米品种为密植高产品种科玉188，种植密度为5 000株/亩。1.4测定指标及方法地上部植株的干重和产量采用田间调查晾干称重法测定；植株全氮、全磷、全钾采用H2SO4混合加速剂蒸馏法测定；土壤全氮采用凯氏法测定；土壤硝态氮和铵态氮采用0.01 mol/L CaCl2浸提AA3型流动注射分析仪测定；土壤有效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法测定；土壤速效钾采用1 mol/L NH4Ac浸提-火焰光度法测定。1.5数据处理及分析肥料利用率（%）=（全肥区作物养分吸收总量-缺素区作物养分吸收总量）/所施肥料养分总量100；农学效率（kg/kg）=（全肥区作物产量-缺素区作物产量）/施肥量。数据处理和统计分析用Excel 2019和SPSS 24软件进行。2结果与分析2.1不同施肥处理对冬小麦、夏玉米产量的影响2.1.1不同施肥处理对冬小麦产量的影响从表2可以看出，与CK相比，不同施肥处理对冬小麦产量均有不同程度的增产作用。褐土区冬小麦增产幅度为17.62%41.93%，潮 土 区 冬 小 麦 增 产 幅 度 为16.18%60.17%。褐土、潮土均表现为HANPK处理产量最高，增产幅度最大；其次为配方施肥（NPK）处理，不施氮肥处理增产最少。说明氮肥对冬小麦产量有主导作用，是冬小麦增产的关键因素。HA+NPK处理与配方施肥（NPK）处理相比，褐土冬小麦亩产量提高33.6 kg，增产6.21%；潮土冬小麦每亩增产55.8 kg，增产11.04%。褐土、潮土冬小麦增产程度均达显著水平。潮土区腐植酸、氮磷钾协同增产效应明显好于褐土，说明腐植酸在不同土壤中的增产效果不同，且都能够有效地提高冬小麦的产量，具有显著的增产增效作用。2.1.2不同施肥处理对夏玉米产量的影响从试验结果（表3）来看，不同施肥处理较CK均有显著的增表1供试土壤020 cm土层理化性状土壤类型pH有机质（g/kg）全氮（g/kg）有效磷（mg/kg）速效钾（mg/kg）褐土8.220.31.0319.9122潮土8.114.50.9014.8128表2不同施肥处理对冬小麦产量的影响分析土壤类型处理产量（kg/亩）较CK增产（%）HA+NPK较NPK增产（%）褐土CK405.2d-PK476.6c17.62NK481.5c18.83NP482.9c19.18NPK541.5b33.64HA+NPK575.1a41.936.21潮土CK350.5d-PK407.2cd16.18NK434.6c23.99NP466.1cb32.98NPK505.6b44.25HA+NPK561.4a60.1711.04注：冬小麦产量为2017-2020年的平均产量。123-2023.3 试验研究产效果，褐土增产16.40%53.07%，潮土增产12.46%49.71%。褐土、潮土均为HA+NPK处理产量最高，其次为配方施肥处理。褐土区最高产量750.5 kg/亩，增产53.07%；潮 土 区 最 高 产 量651.4 kg/亩，增 产49.71%；其次为配方施肥（NPK）处理，不施氮肥处理增产最低。说明氮是限制玉米产量的最主要因子。HA+NPK处理与配方施肥（NPK）处理相比，褐土区夏玉米亩产量提高49.2 kg，增产7.02%；潮土区夏玉米亩产量提高53.2 kg，增产8.89%；褐土区、潮土区腐植酸氮磷钾配施增产效果差异不明显，但都达到了显著水平。说明配方施肥与腐植酸增效协同对夏玉米具有显著的增产效果。2.2配方施肥与腐植酸增效协同对冬小麦、夏玉米氮磷钾农学效率的影响2.2.1配方施肥与腐植酸增效协同对冬小麦氮磷钾农学效率的影响从表4可以看出，HA+NPK处理与配方施肥（NPK）处理相比，褐土的冬小麦氮、磷、钾农学效率分别增加2.24 kg/kg、3.73 kg/kg、11.20 kg/kg，分别提高51.73%、55.92%、57.35%；潮土的氮、磷、钾农学效率分别增加3.98 kg/kg、6.97 kg/kg、9.30 kg/kg，分别提高56.62%、80.77%、167.57%。氮肥、磷肥农学效率潮土区褐土区，钾肥农学效率褐土区潮土区，这是由于褐土区钾肥施用量低造成的。但潮土区HA+NPK处理的小麦氮、磷、钾农学效率增幅显著高于褐土区。2.2.2配方施肥与腐植酸增效协同对夏玉米氮磷钾农学效率的影响从表5可以看出，HA+NPK处理与配方施肥（NPK）处理相比，褐土区夏玉米的氮、磷、钾农学效率分别增加3.51 kg/kg、6.15 kg/kg、16.40 kg/kg，分别提高37.62%、53.90%、87.37%。潮土区夏玉米的氮、磷、钾农学效率分别增加3.80 kg/kg、6.65 kg/kg、10.64 kg/kg，分别提高48.84%、56.21%、66.17%。注：夏玉米产量均为2017-2020年的平均产量。表3不同施肥处理对夏玉米产量的影响分析土壤类型处理产量（kg/亩）较CK增产（%）HA+NPK较NPK增产（%）褐土CK490.3d-PK570.7cd16.40NK610.0c24.41NP645.0c31.55NPK701.3b43.04HA+NPK750.5a53.077.02潮土CK435.1d-PK489.3c12.46NK503.6c15.74NP517.8c19.01NPK598.2b37.49HA+NPK651.4a49.718.89表4腐植酸增效协同对冬小麦氮、磷、钾农学效率的影响分析土壤类型农学效率（NPK）（kg/kg）农学效率(HANPK)（kg/kg）褐土N 4.33N 6.572.2451.73P 6.67P 10.403.7355.92K 19.53K 30.7311.2057.35潮土N 7.03N 11.013.9856.62P 8.63P 15.606.9780.77K 5.55K 14.859.30167.57HANPK相比NPK增加（kg/kg）增幅（%）124-试验研究 2023.3从上述4年定点试验结果可以看出，在冬小麦夏玉米轮作体系中相同施肥量条件下，配方施肥与腐植酸协同增效效果显著。说明腐植酸肥料是提高化肥利用效率的关键因子。2.3配方施肥与腐植酸增效协同对冬小麦、夏玉米肥料利用率的影响据研究报道，腐植酸肥料可以降低土壤的pH，提高土壤中有效磷含量，同时 在提高氮素利用率方面也发挥出极大的作用9。腐植酸增效协同处理对氮磷钾肥料利用率的影响见表6。2.3.1配方施肥与腐植酸增效协同对冬小麦肥料利用率的影响从表6可以看出，HA+NPK处理与配方施肥（NPK）处理相比，褐土冬小麦氮肥利用率提高了12.48个百分点，达到48.93%，磷肥利用率提高了7.79个百分点，达到26.22%，钾肥利用率提高了20.30个百分点；潮土区冬小麦氮肥利用率提高了10.83个百分点，达到49.92%，磷肥利用率提高了6.48个百分点，达到25.67%，钾肥利用率提高了7.74个百分点，达到了55.11%。2.3.2配方施肥与腐植酸增效协同对夏玉米肥料利用率的影响夏玉米氮磷钾肥料利用率见表6。HA+NPK处理与配方施肥（NPK）处理相比，褐土夏玉米氮肥利用率提高了9.02个百分点，达到49.33%，磷肥利用率提高了5.95个百分点，达到24.56%，钾肥利用率提高了30.21个百分点；潮土夏玉米氮肥利用率提高了10.67个百分点，达到49.89%，磷肥利用率提高了8.92个百分点，达到27.51%，钾肥利用率提高7.86个百分点，达到57.39%。上述试验结果表明，配方施肥与腐植酸增效协同能促进作物对养分的吸收利用，显著提高冬小麦、夏玉米氮、磷、钾肥料利用率。腐植酸对化肥利用率的影响为磷肥氮肥钾肥。尽管褐土钾肥利用率均表5腐植酸增效协同对夏玉米氮、磷、钾农学效率的影响分析土壤类型农学效率（NPK）（kg/kg）农学效率（HANPK）（kg/kg）褐土N 9.33N 12.843.5137.62P 11.41P 17