两种土壤改良剂对陕北旱区玉米生长及产量的影响
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摘要：通过施用2种土壤改良剂，改善陕北旱区土壤物理结构和微生物活性，测定其对玉米生长及产量的影响。结果表明，基施土壤改良剂均能显著提高玉米株高、茎粗、鲜重、子粒NPK含量、产量。施用微生物土壤改良剂，相对单纯改善土壤物理结构的高分子土壤改良剂，更有利于促进子粒N和P的吸收，提高子粒品质。
关键词：土壤改良剂;玉米;产量;陕北旱区
中图分类号：S513;S156.2 文献标识码：A
文章编号：0439-8114（2019）08-0064-03
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.08.014 开放科学（资源服务）标识码（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
陜北北部与毛乌素沙漠南端接壤，面积约15 800 km2，占榆林市总面积30%左右，自古为农牧交错地带，气候干旱恶劣，特别是农田生态环境脆弱[1]，土壤为沙壤，土质疏松，团粒体结构差[2]。土壤田间持水量、容重、孔隙度等各项物理指标较差，十分不利于保肥保水和作物对养分的吸收。改良风沙土土壤生态，防止土壤进一步退化，对提高农作物产量具有重要的实际意义[3，4]。
通过向土壤中添加土壤改良剂，能促进土壤团粒体的形成，提高土壤物理性质[5]，促进保水保肥，提高肥料利用率。前人研究还发现，向土壤中添加土壤改良剂，能增加土壤有机质的含量，能促进土壤中P和K的释放和吸收[6，7]。应用土壤改良剂，还能增加土壤微生物含量和活动，增加土壤酶活性[8]。土壤物理、化学、生物状况的改善可以促进作物的生长、养分的吸收，进而促进作物产量的提高。
本试验使用的土壤改良剂为微生物土壤改良剂和高分子聚合物土壤改良剂，微生物土壤改良剂可增加土壤微生物的数量和活性，促进土壤团粒体的形成，促进有机质的分解和养分的吸收。高分子聚合物土壤改良剂通过高分子在土壤中的桥连，促进土壤团粒体的形成。本研究旨在为陕北沙区耕地土壤改良、提高作物产量提供一个可行性方向。
1 研究内容与方法
1.1 试验地概况
试验地位于榆林市榆阳区北部沙区（109°43′E，38°23′N），气候干旱，年降水375 mm，蒸发量约 1 850 mm，年总日照2 860 h，≥10 ℃积温3 100～3 300 ℃，无霜期166 d，土质为风沙土[9]。试验地土壤容重1.47 g/cm3，田间持水量15.26%。有机质5.46 g/kg，速效氮42.28 mg/kg，速效钾105.00 mg/kg，速效磷15.42 mg/kg。
1.2 供试品种与肥料
供试品种为玉米吉单137，基施有机肥（N+P2O5+K2O 5.0%，有机质45%）。土壤改良剂为菌动力（山东淮坊君德生物科技有限公司），含芽孢杆菌、木霉菌、乳酸菌、固氮菌、放线菌等。松土精（英国汽巴公司），主要成分为线性聚丙烯酰胺。
1.3 试验设计与方法
1.3.1 试验设计 试验于2017年实施。各处理基施有机肥3 000 kg/hm2，1次施入。追肥为自制N、P、K滴管肥600 kg/hm2，灌水量统一为4 500 m3/hm2（CK）。松土精施用量为30 kg/hm2（处理S）。菌动力施用量为300 kg/hm2（处理J）。土壤改良剂播前作为基肥1次施入。大田试验采用水肥一体管理，宽窄行设计，每公顷约90 900株，每处理3次重复，小区面积80 m2。
1.3.2 研究方法 ①生长指标测定。于灌浆后期测量各处理株高、茎粗，各小区随机测量20株。各小区随机抽取平均长势的玉米4株，测量鲜重。②产量的测定。收获期各小区随机抽取20株，测产量（以子粒含水量18%记产）。③子粒NPK含量的测定。N用H2SO4-H2O2消煮蒸馏法测定，用NaOH熔融-钼锑抗比色法测定全磷含量，用火焰光度计测定全钾含量[10]。
1.4 数据统计 不同处理玉米株高、茎粗、整株鲜重、产量、子粒NPK含量等差异均采用单因素方差分析（one-way ANOVA）。统计学分析采用SAS 8.01数据统计软件。
2 结果与分析
2.1 土壤改良剂对株高、茎粗的影响
从图1可以看出，施用土壤改良剂的两个处理，株高、茎粗相对CK，均有显著性增加，充分说明对土壤进行改良，改善了土壤的物理性质和生态环境，有利于作物对养分的吸收，能够显著增加玉米的株高和茎粗。
2.2 土壤改良剂对单株鲜重的影响
从图2可以看出，施用土壤改良剂的两个处理，单株鲜重均相对CK有显著增加（P<0.05），说明施用土壤改良剂改善了土壤物理结构和微生物的活性，均能促进玉米对养分的吸收，并能增强光合作用，增加营养物质的积累，提高生物量。
2.3 土壤改良剂对子粒NPK含量的影响
从图3（a）可以看出，施用松土精、菌动力的处理相对CK，子粒N含量均呈显著增加趋势，说明施用土壤改良剂，改善了土壤的物理性质和微生物环境，能提高根系对N的吸收效率，对保水保肥也有一定的促进作用，提高了子粒中N含量。故施用土壤改良剂能提高子粒蛋白质含量，提高子粒品质。由图2（b）、图2（c）可知，施用土壤改良剂，子粒P和K含量相对CK均呈显著性差异，说明施用土壤改良剂能提高子粒营养物质含量及品质。就子粒N和P含量而言，施用菌动力相对施用松土精呈显著增加趋势，菌动力中含有多种活性菌，不但能改善土壤物理结构，而且能促進土壤中营养元素的释放和矿化，相对于松土精单一的改善物理结构，更能促进玉米对营养元素的吸收。
2.4 土壤改良剂对产量的影响
从图4可以看出，施用土壤改良剂的两个处理，产量相对CK呈显著增加趋势，说明施用土壤改良剂，能在不增加水肥的前提下，通过改善土壤物理结构和微生物环境，增加作物对营养物质的吸收能力，最终起到增加产量的作用。
3 讨论
陕北旱区土质疏松，营养贫瘠，保肥保水性差，玉米栽培中，过多的依赖化肥投入，不但增加了成本，土质结构、土壤化肥残留等问题也日趋突出，逐渐推广土壤改良剂，改善土壤物理结构、微生物生态环境，是玉米生产可持续发展的出路。
参考文献：
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[2] 王兴龙，莫太相，邱传志，等.减氮配施有机肥对土壤碳库及玉米产量的影响[J].生态环境学报，2017，26（8）：1342-1348.
[3] 曹丽花，赵世伟，赵勇钢，等.土壤结构改良剂对风沙土水稳性团聚体改良效果及机理的研究[J].水土保持学报，2007，21（2）：65-68.
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[5] 黄耀蓉，王强峰，朱彭玲，等.土壤改良剂对酸性土壤改良的影响[J].西南农业学报，2014，27（4）：1637-1640.
[6] 刘立军.不同改良剂对北方干旱地区土壤水分和养分的影响[J].吉林水利，2017（5）：12-16.
[7] 郭和蓉，陈琼贤，郑少玲，等.营养型土壤改良剂对酸性土壤中磷的活化及玉米吸磷的影响[J].华南农业大学学报，2004，25（1）：29-32.
[8] 姜云超，董建江，徐经年，等.改良剂对土壤酸度和烤烟生长及烟叶中重金属含量的影响[J].土壤，2015，47（1）：171-176.
[9] 王 雯，张 雄.榆林沙区不同灌溉方式对春玉米生长及产量的影响[J].水土保持通报，2015，35（4）：213-217，222.
[10] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.
收稿日期：2019-01-23
基金项目：陕西省科技厅农业科技创新与公关项目（2016NY-026）
作者简介：李小炜（1978-），男，陕西榆林人，讲师，硕士，主要研究方向为大田作物营养，（电话）13399227070（电子信箱）245879758@qq.com。
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