兩種土壤改良劑對陜北旱區玉米生長及產量的影響
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摘要：通過施用2種土壤改良劑，改善陜北旱區土壤物理結構和微生物活性，測定其對玉米生長及產量的影響。結果表明，基施土壤改良劑均能顯著提高玉米株高、莖粗、鮮重、子粒NPK含量、產量。施用微生物土壤改良劑，相對單純改善土壤物理結構的高分子土壤改良劑，更有利于促進子粒N和P的吸收，提高子粒品質。
關鍵詞：土壤改良劑;玉米;產量;陜北旱區
中圖分類號：S513;S156.2 文獻標識碼：A
文章編號：0439-8114（2019）08-0064-03
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.08.014 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：
Absrtact： Two kinds of soil modifiers were applied to improve soil physical structure and microbial activity in northern Shaanxi arid region， and its effects on growth and yield of maize were determined. The results showed that the basal application of soil modifier could significantly increase the plant height， stem diameter， fresh weight， grain NPK content and yield. The application of microbial soil modifier was more beneficial to the absorption of N and P and improved the grain quality than to the polymer soil modifier which only improved the physical structure of the soil.
Key words： soil improver; maize; yield; northern Shaanxi arid region
陜北北部與毛烏素沙漠南端接壤，面積約15 800 km2，占榆林市總面積30%左右，自古為農牧交錯地帶，氣候干旱惡劣，特別是農田生態環境脆弱[1]，土壤為沙壤，土質疏松，團粒體結構差[2]。土壤田間持水量、容重、孔隙度等各項物理指標較差，十分不利于保肥保水和作物對養分的吸收。改良風沙土土壤生態，防止土壤進一步退化，對提高農作物產量具有重要的實際意義[3，4]。
通過向土壤中添加土壤改良劑，能促進土壤團粒體的形成，提高土壤物理性質[5]，促進保水保肥，提高肥料利用率。前人研究還發現，向土壤中添加土壤改良劑，能增加土壤有機質的含量，能促進土壤中P和K的釋放和吸收[6，7]。應用土壤改良劑，還能增加土壤微生物含量和活動，增加土壤酶活性[8]。土壤物理、化學、生物狀況的改善可以促進作物的生長、養分的吸收，進而促進作物產量的提高。
本試驗使用的土壤改良劑為微生物土壤改良劑和高分子聚合物土壤改良劑，微生物土壤改良劑可增加土壤微生物的數量和活性，促進土壤團粒體的形成，促進有機質的分解和養分的吸收。高分子聚合物土壤改良劑通過高分子在土壤中的橋連，促進土壤團粒體的形成。本研究旨在為陜北沙區耕地土壤改良、提高作物產量提供一個可行性方向。
1 研究內容與方法
1.1 試驗地概況
試驗地位于榆林市榆陽區北部沙區（109°43′E，38°23′N），氣候干旱，年降水375 mm，蒸發量約 1 850 mm，年總日照2 860 h，≥10 ℃積溫3 100～3 300 ℃，無霜期166 d，土質為風沙土[9]。試驗地土壤容重1.47 g/cm3，田間持水量15.26%。有機質5.46 g/kg，速效氮42.28 mg/kg，速效鉀105.00 mg/kg，速效磷15.42 mg/kg。
1.2 供試品種與肥料
供試品種為玉米吉單137，基施有機肥（N+P2O5+K2O 5.0%，有機質45%）。土壤改良劑為菌動力（山東淮坊君德生物科技有限公司），含芽孢桿菌、木霉菌、乳酸菌、固氮菌、放線菌等。松土精（英國汽巴公司），主要成分為線性聚丙烯酰胺。
1.3 試驗設計與方法
1.3.1 試驗設計 試驗于2017年實施。各處理基施有機肥3 000 kg/hm2，1次施入。追肥為自制N、P、K滴管肥600 kg/hm2，灌水量統一為4 500 m3/hm2（CK）。松土精施用量為30 kg/hm2（處理S）。菌動力施用量為300 kg/hm2（處理J）。土壤改良劑播前作為基肥1次施入。大田試驗采用水肥一體管理，寬窄行設計，每公頃約90 900株，每處理3次重復，小區面積80 m2。
1.3.2 研究方法 ①生長指標測定。于灌漿后期測量各處理株高、莖粗，各小區隨機測量20株。各小區隨機抽取平均長勢的玉米4株，測量鮮重。②產量的測定。收獲期各小區隨機抽取20株，測產量（以子粒含水量18%記產）。③子粒NPK含量的測定。N用H2SO4-H2O2消煮蒸餾法測定，用NaOH熔融-鉬銻抗比色法測定全磷含量，用火焰光度計測定全鉀含量[10]。
1.4 數據統計 不同處理玉米株高、莖粗、整株鮮重、產量、子粒NPK含量等差異均采用單因素方差分析（one-way ANOVA）。統計學分析采用SAS 8.01數據統計軟件。
2 結果與分析
2.1 土壤改良劑對株高、莖粗的影響
從圖1可以看出，施用土壤改良劑的兩個處理，株高、莖粗相對CK，均有顯著性增加，充分說明對土壤進行改良，改善了土壤的物理性質和生態環境，有利于作物對養分的吸收，能夠顯著增加玉米的株高和莖粗。
2.2 土壤改良劑對單株鮮重的影響
從圖2可以看出，施用土壤改良劑的兩個處理，單株鮮重均相對CK有顯著增加（P<0.05），說明施用土壤改良劑改善了土壤物理結構和微生物的活性，均能促進玉米對養分的吸收，并能增強光合作用，增加營養物質的積累，提高生物量。
2.3 土壤改良劑對子粒NPK含量的影響
從圖3（a）可以看出，施用松土精、菌動力的處理相對CK，子粒N含量均呈顯著增加趨勢，說明施用土壤改良劑，改善了土壤的物理性質和微生物環境，能提高根系對N的吸收效率，對保水保肥也有一定的促進作用，提高了子粒中N含量。故施用土壤改良劑能提高子粒蛋白質含量，提高子粒品質。由圖2（b）、圖2（c）可知，施用土壤改良劑，子粒P和K含量相對CK均呈顯著性差異，說明施用土壤改良劑能提高子粒營養物質含量及品質。就子粒N和P含量而言，施用菌動力相對施用松土精呈顯著增加趨勢，菌動力中含有多種活性菌，不但能改善土壤物理結構，而且能促進土壤中營養元素的釋放和礦化，相對于松土精單一的改善物理結構，更能促進玉米對營養元素的吸收。
2.4 土壤改良劑對產量的影響
從圖4可以看出，施用土壤改良劑的兩個處理，產量相對CK呈顯著增加趨勢，說明施用土壤改良劑，能在不增加水肥的前提下，通過改善土壤物理結構和微生物環境，增加作物對營養物質的吸收能力，最終起到增加產量的作用。
3 討論
陜北旱區土質疏松，營養貧瘠，保肥保水性差，玉米栽培中，過多的依賴化肥投入，不但增加了成本，土質結構、土壤化肥殘留等問題也日趨突出，逐漸推廣土壤改良劑，改善土壤物理結構、微生物生態環境，是玉米生產可持續發展的出路。
參考文獻：
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[9] 王 雯，張 雄.榆林沙區不同灌溉方式對春玉米生長及產量的影響[J].水土保持通報，2015，35（4）：213-217，222.
[10] 鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業出版社，2000.
收稿日期：2019-01-23
基金項目：陜西省科技廳農業科技創新與公關項目（2016NY-026）
作者簡介：李小煒（1978-），男，陜西榆林人，講師，碩士，主要研究方向為大田作物營養，（電話）13399227070（電子信箱）245879758@qq.com。
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