密肥对全膜双垄沟播玉米土壤养分的影响

密肥对全膜双垄沟播玉米土壤养分的影响李（大学农学院）摘要：采用大田随机区组试验法，研究了不同施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤全氮、碱解氮的动态变化情况。结果表明：45000株/hm2整个玉米生育时期0～20cm土层各处理的土壤全氮、碱解氮变化趋势与67500株/hm2基本一致。土壤碱解氮含量随着玉米生育时期的推进而不断降低，且分别在抽雄期和灌浆期达到最低值，成熟期碱解氮含量又略有回升。全氮含量在玉米生长前期不断增加，且分别在抽雄期和拔节期达到最大值，之后随着生育期的推进而不断降低。玉米产量在密度为67500株/hm2时产量明显高于45000株/hm2。西北干旱半干旱地区全膜双垄沟播玉米种植密度确定为67500株/hm2时，最佳施肥量为纯N210Kg/hm2,全膜双垄沟播玉米产量最高。关键词：全膜双垄沟播玉米；施肥；土壤养分；产量；DensefertilizeronthewholefilmdoublefurrowsowingcornsoilnutrientsLi(AgriculturalUniversity)Abstract:Thetestfieldrandomizedblock,thedynamicchangeofdifferentfertilizationlevelsallfilmdoublefurrowsowingmaizesoiltotalnitrogen,availablenitrogen.Theresultsshowthat:45000plants/hm2thewholemaizegrowthperiodin0~20cmsoillayer,thesoiltotalnitrogen,alkalinehydrolysisnitrogenchangetrendand67500plants/hm2basicconsistent.Thecontentofsoilavailablenitrogenanddecreasingwithcorngrowthanddevelopment,andarerespectivelyintheheadingstageandfillingstage,9reachedtheminimummaturity,nitrogencontentandpickedupslightly.Thetotalnitrogencontentincorngrowthstageincreased,andrespectivelyintasselingstageandjointingstagereachesamaximumvalue,thenwiththegrowthanddecrease.Maizeyieldinthedensityof67500plants/hm2yieldwashigherthanthatof45000plants/hm2.Thenorthwestaridandsemiaridareaallfilmdoublefurrowsowingmaizeplantingdensityis67500plants/hm2,optimumamountoffertilizationforthepureN210Kg/Hm2,thefilmdoublefurrowsowingmaizeyield.Keyword:Allfilmdoublefurrowsowingmaize;fertilization;soilnutrient;yield;前言：氮是植物需求量最大的矿质元素。由于玉米这类禾本科植物自身不具备固氮能力，其生长发育所需的氮素主要依靠根系从土壤中吸收，但土壤中可利用的氮素难以满足其高产优质的需求，以施肥方式补充土壤氮素是其优质高产的有效措施。土壤氮素是影响作物生长最重要的限制因子之一［1］，隽英华等［2］研究表明施氮明显提高耕层土壤碱解氮的含量，随着生育期推进，表层土壤碱解氮和有效磷的含量呈先升高后降低的趋势。土壤有机质、全氮、全磷和速效氮含量随土壤深度的增加呈现下降的趋势［3-6］。地膜覆盖可以提高农业生态系统的氮素利用效率，使作物获得高产［7］。全膜双垄沟播玉米技术是我国农业科技人员对传统地膜覆盖栽培技术逐步改进的最新成果，该技术集垄面集流、覆膜抑蒸、垄沟种植技术于一体，大幅度提高了土壤水分的利用效率和降水保蓄率，促进了玉米对土壤养分的吸收，增产幅度达30％以上，被视为旱作农业的一项重大创新技术［8,9］。众多学者对全膜双垄沟播玉米增产机理进行了广泛深入的研究，并取得较多研究成果［10-13］。目前，对不同施肥处理及其他覆盖方式下土壤养分含量动态变化的研究已经很多，但对全膜双垄沟播种植模式下玉米土壤养分含量动态变化的研究报道较少。因此，根据我国西北地区气候特点，以全膜双垄沟播玉米田为研究对象，系统分析了不同氮磷施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤养分的动态变化特征，旨在充分了解全膜双垄沟播种植模式下土壤养分的特性，为该地区进一步改进和完善全膜双垄沟播玉米技术，提高玉米产量，增加种植效益提供科学依据。1材料和方法１．1试验区概况试验于2013年4～10月在中国气象局兰州干旱气象研究所定西干旱气象与生态环境试验基地进行，地理位置E104°37′，Ｎ35°35′。海拔1896.7ｍ，属中温带半干旱区，大陆性季风气候。气候特点为光能较多，雨热同季，降水少蒸发率大，气候干燥。年均气温6.4℃，≥10℃积温2239.1℃，年均日照数2500ｈ，年均太阳辐射591.89KJ/cm2，年均无霜期146ｄ，年均降水量386.00mm，主要集中在5～10月，占年降水量的86.9％。土壤质地为黄绵土，呈碱性。1.2实验设计与方法以“承单20为供试材料，采用全膜双垄沟播栽培技术，种植密度设67500株/hm2和67500株/hm2。氮肥（均以纯N计算）设0kg/hm2（NP1），120kg/hm2（NP2），150kg/hm2（NP3），180kg/hm2（NP4），210kg/hm2（NP5），240kg/hm2（NP6）6个肥力水平，磷肥用量按N：P2O5=1:1配施。60%氮肥作为基肥，40%作为追肥，分别在大喇叭口期与灌浆期按1:1追施，磷肥一次性基施。按二因素随机区组试验设计，共12个处理，3次重复，小区面积30.8m2（4.4m×7m），4m2的采样区，20m2的计产区。小区间走道40cm，重复间走道60cm。1.3测定项目与方法1.3.1土样采集试验样品2013年4～10月采集，4月28日采集基础土样，之后于玉米苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期分别采集0～20cm土层土样，采样按5点采样法采集，然后把各土层的土样分别混合均匀，剔除石砾和植物残根等杂物，分别装入自封袋中带回实验室，样品风干后过１ｍｍ筛备测。1.3.2玉米果实采集实验样品2013年10月～11月采集，每个小区均匀采取20株的玉米果实，称鲜重，带回实验室烘干后称重，测产。1.3.3测定方法土壤全氮测定——半微量开氏法[14]土壤碱解氮的测定——碱解扩散法[14,15]1.4数据处理试验数据利用Excel软件进行整理，利用SPSS软件进行显著性检验。２结果与分析2．1肥料对不同密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤全氮含量的影响2.1.1肥料对45000株/hm2密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤全氮含量的影响表1全膜双垄沟播玉米（45000株/hm2）各处理土壤全氮的含量处理苗期拔节期抽雄期灌浆期成熟期NP11.0813aA1.0623aA1.1230bA1.1095aA0.8189bcBCNP21.1629aA1.1604aA1.2889bA1.1132aA0.8684bABNP31.2173aAB1.1612cBC1.1643bA1.2183aA0.9573bBCNP41.2250aAB1.1127dC1.2944bA1.2149bA0.95601aANP51.2547bB1.1368abA1.3280bA1.3097aA0.9743abABNP61.1577abAB1.1054bAB1.2325aA1.2311aA0.9897cC由表1可以看出，整个生育期内全膜双垄沟播玉米0-20cm土层各处理土壤全氮含量的变化幅度相对较小。从苗期到拔节期土层各处理的土壤全氮含量均出现不同程度的增长，拔节期、抽雄期、灌浆期0-20cm土层各处理的土壤全氮量处在一个相对稳定的高峰时期，3个时期土层各处理的土壤全氮量均以抽雄期最高，而成熟期时２个土层各处理的土壤全氮含量与前面其他４个生育期相比出现了比较明显的下降。苗期玉米植株较小，根系不发达，对土壤养分的吸收相对较小，而拔节期、抽雄期和灌浆期属玉米的生长旺盛期，需要从土壤中吸取大量的养分来满足生长，此时段由于地表温度较高且覆盖了地膜，促使地下水分不断向地表集聚，使得土壤下层有效氮上移至表层，补充了表层土壤可被植株吸收的有效氮的含量。此时土壤全氮含量较高，很好的满足了植株生长的养分需求。玉米前期从土壤吸取了大量的养分，成熟期土壤养分没有从外界得到有效的补充、玉米根系的衰老也不利于深层土壤氮素向地表的集聚等原因导致了成熟期全膜双垄沟播玉米0-20cm土层各处理土壤全氮含量出现了明显下降。全膜双垄沟播玉米全生育期0-20cm土层均是NP5处理土壤全氮含量最高,NP1处理最低。说明适度的增施氮磷肥料能有效促进土壤全氮的含量。其中，0-20cm土层5个生育期NP5处理土壤全氮含量分别比NP1处理提高了7.60%、7.01%、18.25%、18.04%和18.97%。2.1.2肥料对67500株/hm2密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤全氮含量的影响表2全膜双垄沟播玉米（67500株/hm2）各处理土壤全氮的含量处理苗期拔节期抽雄期灌浆期成熟期NP11.1225bA1.0205cdCD1.1938bcA1.0492bcB0.8778aANP21.2154bA1.0966dD1.3321aA1.2132cB0.8727aANP31.2210bA1.2091aA1.2818abcA1.2365aA0.9974aANP41.2714Aa1.1860abAB1.1576cA1.2166cB0.982203aANP51.2894aA1.2455cBCD1.3984aA1.2389bC1.0677aANP61.2203bA1.1560bcABC1.2109abA1.2045bB0.9132aA由表2可以看出整个生育期内全膜双垄沟播玉米0-20cm土层各处理土壤全氮含量在种植密度45000株/hm2与67500株/hm2下的变化幅度相对较小，动态变化趋势基本一致，从苗期到拔节期之间0-20cm土层各处理的土壤全氮含量均出现不同程度的增长，在NP5增长下最为显著，0-20cm土层5个生育期NP5处理土壤全氮含量分别比NP1处理提高了14.87%、22.05%、17.14%、18.08%和21.66%。2．2肥料对不同密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤碱解氮含量的影响2.1.2肥料对45000株/hm2密度水平下全膜双垄沟播玉米土壤碱解氮含量的影响表3全膜双垄沟播玉米（45000株/hm2）各处理土壤碱解氮的含量处理苗期拔节期抽雄期灌浆期成熟期NP186.1429abA68.1232abA67.4291bAB65.6340bcB72.9033aANP288.7115abA69.9646abA68.1629aAB68.3763aA73.8266aANP392.1858bA72.7479bA69.1695cB70.7928abcAB73.6338aANP495.3745aA82.8552abA72.9613bcB71.4323cB75.8674aANP594.4604abA83.3315abA81.7381bcB76.4837abAB79.0173aANP688.8637aA77.1812aA81.0341aA72.2886cB76.7485aA由表3可以看出整个生育期内全膜双垄沟播玉米0-20cm土层各处理的土壤碱解氮含量变化趋势基本一致，且呈现出较强的规律性，即整个