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吉林省春玉米土壤中、微量元素“潜缺乏”初探

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发布时间: 2016-01-12
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吉林省春玉米土壤中、微量元素“潜缺乏”初探

蔡红光 1,张秀芝1,闫孝贡1,刘剑钊 1,盖嘉慧2,张洪喜1,袁静超1,周康3,任军1

(1. 吉林省农业科学院农业资源与环境研究所,长春 130033;2.吉林省农业科学院农业经济与信息服务中心,长春 130033;3.吉林省科技信息研究所,长春 130021)

摘要:在吉林省中、西部玉米主产区进行高产条件下硫、镁、锌、锰、硼施用效果试验。结果表明,增施中、微量元素可以有效促进植株对营养元素的吸收、子粒的形成以及干物质的累积,不同中、微量元素响应程度区域性差异较大。中部地区以硫效果最好,产量增幅 10.4%~12.0%,氮、磷、钾养分累积量分别增幅 12.0%~12.8%、12.9%~21.7%、0~11.5%,其次是硼、镁;西部地区以锌效果最好,产量增幅 18.7%~35.0%,氮、磷、钾养分累积量分别增幅40.8%~62.4%、39.4%~59.5%、9.4%~70.5%,其次是硼、锰、硫。依据区域特点,有针对性地补充中、微量元素可有效提高作物生产力,增产增收。

关键词:春玉米;中微量元素;吉林省 

中、微量元素缺乏一直是我国粮食生产中限制作物高产和优质的重要因子。早在 80 年代,我国曾大范围开展了土壤中、微量元素状况及肥料效应的研究和分析工作,对探明我国主要农作物种植区土壤中、微量元素丰缺状况及中、微量元素肥料的合理施用起到了重要的作用[1]。近年来,随着氮磷钾肥料(BB肥及复合肥) 的大量施用及作物品种的不断更替,产量水平不断提升,作物对中、微量元素的需求亦不断增加。许多地区农作物种植体系对中、微量元素呈现“潜缺乏”,即增施某种微量元素即可提高产量,不施亦不减产。提高农民对中、微量元素的认识,合理施用中、微量元素肥料及土壤培肥已成为现代农业能否持续增产的重要问题[2]。

吉林省是粮食大省,其中以玉米为主,种植区主要分布在中部半湿润区和西部半干旱区,占到全省粮食种植面积 70%以上[3],主要土壤类型为黑土和黑钙土。吉林省土壤中、微量元素丰缺情况曾在80年代第2次土壤普查时进行过系统调研,至今已有近30年时间[4]。随着化肥的大量施用,土壤中、微量元素的含量也发生了很大的变化。与大量元素相比,中、微量元素肥料的应用程度严重不足,同时也存在明显的盲目性[5]。尤其在高产栽培条件下,增施中、微量元素是否对作物生长、产量形成及养分吸收有促进作用,是否存在“潜缺乏”现象均需要进行系统的探讨与分析。本研究通过对吉林省主要玉米种植区不同中、微量元素肥料效应的评价,在当前高产栽培模式下探明吉林省玉米主产区中、微量元素是否存在“潜缺乏”,为吉林省玉米主产区中、微量元素的施用提供指导。

1 材料与方法

1 .1 试验地概况

试验于2011年在吉林省中部半湿润区公主岭市、农安县,西部半干旱区乾安县、前郭县进行。4个试验点均是以当地高产栽培技术模式为指导的连作区[6,7]。土壤类型及耕层理化性状见表1。

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1 .2 试验设计

每个试验点均设6个处理,分别为对照(CK)、CK+硫 (S)、CK+镁 (Mg)、CK+锌 (Zn)、CK+锰 (Mn)、CK+硼(B),每处理重复3次,随机区组排列,小区面积为30m2。CK处理施氮(N)195kg/hm2,磷(P2O5)75kg/hm2,钾 (K2O)82.5kg/hm2。磷肥为磷酸二铵(18-46-0),钾肥为氯化钾(含K2O 60%),均一次性基施。氮肥为尿素(含N46%),30%基施,其余于拔节期开沟(8-10 cm)追施。S、Mg、Zn、Mn、B用量参考任军等研究[8,9],分别为45、45、20、10、8 kg/hm2,均为单质肥料。试验于4月下旬播种,10月上旬收获。其他管理方式均同一般大田。

1.3 测定项目与方法

在玉米播种前采集 0-40cm 耕层土壤样品,每20cm一层,采用常规方法测定土壤养分。成熟期收获中间2行玉米,装入尼龙网袋,晒干脱粒称重,以含水量14%的重量折算小区产量。每个处理选取有代表性的植株3株,分秸秆和子粒烘干后粉碎,测定N、P、K 含量。其中全氮采用凯氏定氮法;全磷采用钼-锑抗比色法;全钾采用火焰光度计法[10]。

1 .4 数据处理

所有数据均采用Microsoft Excel 2003软件处理,用SAS 8.0统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 中、微量元素对玉米产量及生物量的影响

各处理对玉米产量和生物量的影响不同种植区域差异较大(表2)。在中部地区公主岭,各处理产量在11 235~12 349 kg/hm2范围内,增幅2.9%~13.1%,平均9.1%;生物量在21 076~24527 kg/hm2范围内,增幅3.7%~20.7%,平均10.8%;以加Mg处理的产量最高,生物量亦最高;增加产量大小依次为加Mg>加S>加Zn>加B>加Mn>CK,生物量大小依次为加 Mg>加S>加Zn>加B>加Mn>CK。农安增施中、微量元素也具一定增产效果,但差异不显著,产量在10308~10949kg/hm2范围内,增幅8.9%~15.6%,平均11.3%;生物量在20109~24242kg/hm2范围内,增幅4.9%~26.5%,平均15.3%;以加B处理下产量最高,生物量亦最高;产量大小依次为加B>加Mn>加S>加Mg>加Zn>CK,生物量大小依次为加B>加S>加Mn>加Zn>加Mg>CK。

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在西部地区各处理增产效果显著。前郭各处理产量在9496~10555 kg/hm2范围内,增幅21.4%~35.0%,平均27.2%;生物量在17052~21536 kg/hm2范围内,增幅17.3%~48.1%,平均37.1%;以加Zn处理下产量最高,加Mg处理下生物量最高;增加产量大小依次为加Zn>加B>加Mg>加Mn>加S>CK,生物量大小依次为加Mg>加Zn>加B>加Mn>加S>CK。乾安各处理产量在5637~6932 kg/hm2范围内,增幅-3.5%~26.1%,平均14.2%;生物量在12051~15680 kg/hm2范围内,增幅9.1%~42.0%,平均30.6%;以加S处理下产量最高,加B处理下生物量最高;产量大小依次为加S>加Zn>加Mn>加B>CK>加Mg,生物量大小依次为加 B>加Mn>加S>加Zn>加Mg>CK。

2.2 对氮素累积的影响

增施中、微量元素显著促进了植株对氮素的吸收,但因地域及养分种类不同而有所差异。中部以增施Zn肥对植株氮素的累积促进最大,与CK处理相比,子粒吸氮量平均增幅达 28.0%,其次是增施Mn,平均增幅为22.6%。相比而言,秸秆中氮累积量增幅较少,平均为11.3%;与中部相比,西部增幅较大,子粒、秸秆以及总累积量增幅分别达44.5%、39.4%和42.9%;增幅效果依次为加Zn>加B>加Mn>加Mg>加S(表3)。

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2.3 对磷素累积的影响

与氮素相比,中、微量元素对磷吸收量的增幅较小。中部地区平均增加10.7%,且处理间差异较大;公主岭加S和Mn处理下秸秆中的磷增幅效果较大,分别为42.9%和32.2%,而子粒中平均增幅仅为4.1%,且均无显著差异。农安地区以增施 Mn 肥效果最好,子粒和秸秆中的磷累积量与 CK 处理相比分别增加36.4%和21.9%。与中部地区相比,西部地区除CK处理外各处理植株吸磷量均显著增加,植株体内磷总累积量增幅24.9%~49.5%,平均 36.8%,各处理增幅效果依次为加 Zn>加B>加S>加Mn>加Mg(表4)。

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2.4 对钾素累积的影响

总体上来看,中部地区增施中、微量元素对钾吸收量的影响明显低于西部地区。中部地区各处理植株钾累积量平均增幅4.8%,主要来自子粒钾含量的增加,其中以加S、B、Mn 处理效果最为显著;秸秆中多以负增长居多。此外,公主岭增施Mg肥效果也较为显著,子粒和秸秆中钾累积量增幅分别达30.0%和 10.6%。与中部相比,西部地区秸秆和子粒中的钾累积量平均增加35.9%和39.0%,且差异显著,处理间依次为加B>加Mg>加Zn>加Mn>加S(表 5)。

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3 讨论与结论

中、微量元素肥料的应用水平与农业生产的发展阶段密切相关。当农业生产发展到依靠大幅度提高单产来增加作物产量时,中、微量元素肥料的缺乏问题就极易表现出来。

组综合前期研究成果,在当代玉米高产栽培条件下在吉林省中、西部玉米主产区进行了硫、镁、锌、锰、硼共 5 种元素的效果试验,研究结果表明,增施中、微量元素可以有效地促进植株对养分的吸收、子粒的形成以及植株干物质的累积;但中部和西部地区对不同中、微量元素的响应程度差异较大,同时,不同中、微量元素之间也有所差异。西部地区对中、微量元素的反应更为敏感,增施微肥后,其产量增加幅度和养分累积幅度均显著高于中部地区,这可能与其土壤肥力水平或其土壤质地有关[11-14]。综合来看,中部地区以增施硫肥效果最好,产量增幅10.4%~12.0%,生物量增幅12.0%~12.8%、12.9%~21.7%、0~11.5%,其次是硼、镁;西部地区以增施锌肥效果最好,产量增幅18.7%~35.0%,生物量增幅32.0%~46.3%,氮、磷、钾养分累积量分别增幅40.8%~62.4%、39.4%~59.5%、9.4%~70.5%,其次是硼、锰、硫。关于中、微量元素施入土壤的后效问题及作物品种的变化需求还需进一步的研究。

参考文献:

[1] 邹春琴, 张福锁. 中国土壤-作物中微量元素研究现状和展望[M]. 北京:中国农业大学出版社, 2010 .

[2] 邵建华. 中微量元素肥料的生产与应用研究进展[J]. 磷肥与复肥, 2000,15(6): 51-53.

[3] 吉林省统计局. 吉林统计年鉴 2010[M]. 北京:中国统计出版社, 2010 .

[4] 吉林省土壤肥料总站. 吉林土壤[M]. 北京:中国农业出版社, 1998 .

[5] 任禾, 张明义. 吉林省中、微量元素肥料应用现状与对策[J]. 吉林农业科学, 2005, 30(6):  42-44 .

[6] 任军, 王立春, 边少锋, 等. 半湿润区玉米密植防衰高产高效生产技术规程[S]. 吉林省地方标准, 2012 .

[7] 高玉山, 刘慧涛, 窦金刚, 等. 半干旱区玉米节水保苗高产高效生产技术规程[S]. 吉林省地方标准, 2012 .

[8] 任军, 郭金瑞, 邢秀琴, 等. 硅肥对玉米的增产效果及增产机理初探[J]. 玉米科学, 2002, 10(2): 84-86 .

[9] 任军, 朱平, 邢秀琴, 等. 吉林省玉米和水稻硫肥施用效果的研究[J]. 吉林农业科学, 2002, 27(3): 37-39 .

[10] 鲍士旦. 土壤农化分析 (第三版)[M]. 北京:中国农业出版社, 2000.

[11] 闫孝贡, 刘剑钊, 郭金瑞, 等. 微量元素肥料在农业生产中的有效施用[J]. 农业与技术, 2010, 30(1): 69-71 .

[12] 边秀芝, 郭金瑞, 闫孝贡, 等. 吉林西部半干旱区玉米高产氮磷钾肥适宜用量研究[J]. 中国土壤与肥料, 2010(2): 63-65 .

[13] 任军, 边秀芝, 郭金瑞, 等. 黑土区高产土壤培肥与玉米高产田建设研究[J]. 玉米科学, 2008, 16(4): 147-151 .

[14] 吉林省土壤肥料总站. 吉林土壤[M] .

 

——来源:《玉米科学》,2013,21(3):71~75

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