海藻酸復混肥對夏玉米產量及養分吸收利用的影響

王海標，張 博，陶靜靜，常 鳳，杜夢鴿，王宜倫

（河南農業大學資源與環境學院/河南糧食作物協同創新中心，鄭州450002）

海藻酸復混肥對夏玉米產量及養分吸收利用的影響

王海標，張 博，陶靜靜，常 鳳，杜夢鴿，王宜倫

（河南農業大學資源與環境學院/河南糧食作物協同創新中心，鄭州450002）

為明確夏玉米施用海藻酸復混肥的增產效果，通過田間試驗，以‘浚單29’為材料，利用數理統計、對比分析方法，研究了海藻酸包膜BB肥、常規BB肥、海藻酸包膜復合肥、常規復合肥4種肥料對鶴壁和許昌兩地夏玉米產量、地上部生物量、養分積累量、SPAD值等的影響。結果表明，鶴壁和許昌夏玉米施肥分別顯著增產8.80%～15.41%和21.21%～35.85%，海藻酸包膜BB肥較等養分常規BB肥分別增產5.70%和5.22%；海藻酸包膜復合肥較常規復合肥產量顯著增加5.98%和13.37%，施海藻酸復混肥提高了夏玉米葉綠素含量，促使氮磷鉀養分積累量分別增加3.76%～17.03%、6.29%～27.14%和3.70%～9.33%，協同提高了千粒重與穗粒數，且減量施肥20%產量差異不顯著。綜合考慮產量、肥料投入與環境壓力，豫北和豫中地區夏玉米推薦施用海藻酸復合肥600 kg/hm2。

夏玉米；海藻酸復混肥；產量；養分積累量

0 引言

玉米作為中國重要的糧食作物，具有食用、飼料、工業原料等用途。近年來玉米使用已由過去的口糧為主轉變為以飼用為主，需要量巨大。提高單產是獲得玉米增產的重要途徑，也對保障中國糧食安全具有重要意義[1-3]。肥料施用與糧食增產密切相關，據聯合國糧農組織FAO估計施用化肥可增加糧食單產55%～57%[4]。近年來中國夏玉米出現施肥過量等問題，導致作物吸收利用不完全，肥料當季利用率低，極易揮發淋溶污染環境，因此新型功能性肥料應運而生[5-10]。新型肥料能直接提供作物生長所需養分，且養分釋放緩慢，減少肥料施用量從而提高肥料利用率節約成本，對夏玉米增產增效具有重要意義。王曉晶等[11]研究報道了包膜復合肥能夠使養分釋放速率與玉米養分吸收規律相一致，從而避免了夏玉米后期養分供應不足的問題。就控釋肥[12]、脲甲醛肥[13-15]、穩定性肥料等[16-17]3種新型肥料氨揮發和氮肥利用率的研究表明新型肥料能夠促進玉米植株對氮的吸收，提高氮肥利用率。周勇明等[18]研究表明海藻酸尿素可顯著增加玉米產量和籽粒吸氮量，從而提高氮肥利用率和農學效率。海藻酸肥料在大豆[19-20]、棉花[21]、黃瓜[22-23]、果樹等[24]方面的研究報道較多，而夏玉米海藻酸復混肥效應研究鮮見報道。本研究探討了海藻酸復混肥料對夏玉米產量及養分吸收利用的影響，旨在明確海藻酸復混肥料在夏玉米上的效果，為其大面積推廣應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗安排

試驗于2015年6月—10月，在河南省鶴壁市淇濱區鉅橋鎮（簡稱“鶴壁”）和河南農業大學許昌校區（簡稱“許昌”）進行，鶴壁試驗地為黏壤質潮土，許昌試驗地為砂質潮土，供試土壤農化性狀見表1。

1.2 試驗設計

試驗共設7個處理：

T1：對照不施任何肥料；

T2：等養分常規BB肥料(24-8-10)750 kg/hm2；

T3：海藻酸包膜緩釋BB肥料(24-8-10)750 kg/hm2；

T4：海藻酸包膜緩釋BB肥料減量20%(24-8-10)600 kg/hm2；

T5：等養分常規復合肥料(24-8-10)750 kg/hm2；

T6：海藻酸包膜復合肥料(24-8-10)750 kg/hm2；

T7：海藻酸包膜復合肥減量20%(24-8-10)600kg/hm2。試驗用BB肥為尿素包膜，復合肥為全包膜，夏玉米品種為‘浚單29’。試驗共設3次重復，隨機區組排列，小區面積36 m2，種植密度67500株/hm2，鶴壁，2015年6月15日種植，9月29日收；許昌于6月7日種植，9月27日收。此外拔節期與吐絲期各進行一次灌溉。

1.3 樣品采集與分析

1.3.1 土樣分析 播種施肥前用五點取樣法采集0～30 cm基礎土壤樣品，過20目篩，采用常規方法分別測定土壤pH（電極法）、堿解氮（堿解擴散法）、有效磷（0.5 mol/L NaHCO3法）、速效鉀（NH4OAC浸提，火焰光度法）和有機質（K2Cr2O7容量-外加熱法）含量。

1.3.2 植株樣分析 在大喇叭口期、吐絲期和灌漿期選擇光照充足時(9:00—11:00)測定最新展開葉和穗位葉SPAD值，成熟期收獲各小區長勢均勻的30穗玉米，曬干以含水量14%折算作為小區產量，另隨機取10穗進行考種。其次各小區隨機取3株玉米，秸稈與穗分離，殺青后烘干粉碎測植株氮磷鉀養分含量。植株用濃H2SO4-H2O2消煮，AA3全自動流動注射分析儀測定植株全氮、鉬藍比色法(880 nm)測定植株全磷、火焰光度法測定植株全鉀。

1.4 有關指標計算與數據分析

用DPS 7.05軟件和Excel 2016進行數據處理和統計分析。

表1 試驗地土壤農化性狀

2 結果與分析

2.1 海藻酸復混肥對夏玉米產量及其成產因子的影響

從表2可以看出，施用海藻酸復混肥能顯著提高夏玉米產量，鶴壁和許昌夏玉米施肥分別顯著增產8.80%～15.41%和21.21%～35.85%，穗粒數均顯著增加6.08%～11.82%和15.83%～18.47%，千粒重分別增加1.48%～4.70%和4.94%～12.39%。鶴壁和許昌兩地T3較T2產量分別增加5.70%和5.22%，T6較T5產量顯著增加5.98%和13.37%，說明等養分條件海藻酸包膜肥料較常規肥料增產效果佳；兩地產量T5高于T2，T6高于T3說明施用復合肥比施用BB肥有較好的增產效果，且施肥減量20%產量無顯著差異，即施用海藻酸包膜復合肥600 kg/hm2即可達到較高產量。

2.2 海藻酸復混肥對鶴壁夏玉米SPAD值的影響

由圖1可以看出，夏玉米施用海藻酸復混肥可以顯著提高吐絲期與灌漿期SPAD值，鶴壁地區夏玉米在大喇叭口期、吐絲期、灌漿期各處理較T1分別增加10.55%～14.92%、4.28%～6.48%和0.79%～7.75%，其中吐絲期和灌漿期SPAD值T4均高于T3，T7均高于T6。表明施用海藻酸復合肥料600 kg/hm2在夏玉米生長后期能維持較高的葉綠素含量，促進養分的積累。

表2 海藻酸復混肥對夏玉米產量及其成產因子的影響

圖1 海藻酸復混肥對鶴壁夏玉米SPAD值的影響

2.3 海藻酸復混肥對夏玉米地上部生物量的影響

從圖2可以看出，施用海藻酸復混肥顯著增加了夏玉米地上部生物量，鶴壁和許昌施肥地上部生物量分別增加14.36%～41.36%和48.17%～77.06%。鶴壁地區T3、T5、T6較T2地上部生物量分別增加4.23%、22.32%和19.10%，其中T5和T6均達到顯著水平，T4較T3增加5.07%，T7較T6增加3.79%。許昌地區T3和T6較T2地上部生物量分別增加2.15%和2.27%，T4較T3顯著增加16.99%，T7較T6增加2.24%。說明施用復合肥比施用BB肥有較高的地上部生物量，施用海藻酸復合肥600 kg/hm2較750 kg/hm2地上部生物量高。

圖2 海藻酸復混肥對夏玉米地上部生物量的影響

2.4 海藻酸復混肥對夏玉米養分積累量的影響

氮磷鉀積累量是衡量夏玉米對養分吸收利用的重要指標。從表3可以看出，施用海藻酸復混肥顯著增加了夏玉米植株氮磷鉀養分積累量。鶴壁各處理氮、磷和鉀素養分積累量分別增加25.00%～64.70%，4.33%～55.87%和15.44%～41.83%，其中T7處理各元素積累量均最高，較T5分別提高6.70%、18.41%和3.07%；許昌T4處理養分積累量最高，較T2分別增加23.14%、17.19%和28.86%。說明海藻酸復混肥促進了夏玉米對氮磷鉀養分的吸收利用，600 kg/hm2施肥量效果最佳。

表3 海藻酸復混肥對夏玉米植株養分積累量的影響 kg/hm2

3 討論與結論

海藻酸(Alginic acid)是存在于褐藻細胞壁中由單糖醛酸線性聚合而成的一種天然多糖又稱海藻素、褐藻酸及藻酸，易與陽離子形成凝膠。海藻酸化肥包膜劑[25]是由海帶經過特殊工藝提取出的，外觀為淺褐綠色的粉末，經過包膜的尿素可有效地延緩溶解速度具有增產、抗逆、減少肥料流失等優勢[26]，在水中的溶解速度可以延緩6倍以上，極大地提高了化肥的吸收利用率。其安全、環保、高效等優點與中國化肥零增長目標相吻合，尤其是豐富的海洋資源是其主要來源，必將得到國家的推廣及應用。

玉米產量高低取決于千粒重、穗粒數和畝穗數，施用新型肥料增效劑穩定氮肥能促進養分吸收顯著提高玉米穗粒數和千粒重，施包膜氮肥210 kg/hm2較270 kg/hm2能更好地協同提高玉米穗粒數和千粒重，實現玉米高產[26-28]。曾艷等[29]研究表明，施用肥料增效劑能顯著提高夏玉米干物質積累量和養分吸收，從而提高產量；司賢宗等[30]通過研究包膜尿素與普通尿素配施簡化了施肥模式。本試驗表明夏玉米施用海藻酸復合肥可實現一次施肥，鶴壁地區夏玉米地上部生物量誤差線高，且產量差異沒許昌顯著，可能是由于鶴壁基礎肥力高造成；減量施肥在低產田的推廣及應用還有待考證。

本試驗條件下鶴壁和許昌夏玉米施用海藻酸復混肥能夠使產量分別增加8.80%～15.41%和21.21%～35.85%。海藻酸復混肥較等養分常規復混肥地上部生物量增加4.23%～19.10%，植株氮磷鉀養分積累分別增加3.76%～17.03%、6.29%～27.14%和3.70%～9.33%，減量施肥20%與全量施肥無顯著差異。綜合考慮產量、肥料投入成本、養分吸收利用及環境壓力[31-32]，豫北及豫中地區夏玉米施用海藻酸包膜復合肥600 kg/hm2能維持葉片較高葉綠素含量，促進夏玉米對氮磷鉀養分的吸收利用，協同提高了穗粒數和千粒重，實現了高產。

[1]翁凌云.中國玉米生產現狀及發展對策分析[J].中國食物與營養,2010(1):22-25.

[2]孫本喆,郭新平,曾蘇明,等.中國玉米生產現狀及發展對策[J].玉米科學,2003(Z2):32-33.

[3]寧慧云.中國玉米品質現狀問題及發展優質食用玉米對策[J].農業與技術,2013(9):123-123.

[4]Wu P.Water And Nitrogen Use Efficiency Of Lowland Rice In Ground Covering Rice Production System In South China[J].Journal of Plant Nutrition,2002,25(9):1855-1862.

[5]朱兆良,金繼運.保障中國糧食安全的肥料問題[J].植物營養與肥料學報,2013,19(2):259-273.

[6]夏循峰,胡宏.中國肥料使用的現狀及新型肥料的發展[J].化工技術與開發,2011,40(11):45-48,4.

[7]楊青林,桑利民,孫吉茹,等.中國肥料利用現狀及提高化肥利用率的方法[J].山西農業科學,2011,39(7):690-692.

[8]趙秉強,張福鎖,廖宗文,等.中國新型肥料發展戰略研究[J].植物營養與肥料學報,2004,10(5):536-545.

[9]武志杰,石元亮,李東坡,等.新型高效肥料研究展望[J].農業系統科學與綜合研究,2012,1(1):2-9.

[10]趙秉強.中國新型肥料發展若干問題的探討[J].磷肥與復肥,2012,27(3):1-4.

[11]王曉晶,王艷.包膜復合肥料對大田玉米緩釋效應的研究[J].天津農業科學,2011,17(3):40-42.

[12]李雨繁,賈可,王金艷,等.不同類型高氮復混(合)肥氨揮發特性及其對氮素平衡的影響[J].植物營養與肥料學報,2015,21(3):615-623.

[13]李偉,李絮花,李海燕,等.控釋尿素與普通尿素混施對夏玉米產量和氮肥效率的影響[J].作物學報,2012,38(4):699-706.

[14]趙秉強,林治安,劉增兵.中國肥料產業未來發展道路——提高肥料利用率,減少肥料用量[J].磷肥與復肥,2008,23(6):1-4.

[15]武志杰.中國緩釋、控釋肥料發展現狀、趨勢及對策[J].中國農業科技導報,2001,3(1):73-76.

[16]孫愛文,石元亮,張德生,等.硝化/脲酶抑制劑在農業中的應用[J].土壤通報,2004,35(3):357-361.

[17]李敏,葉舒婭,劉楓,等.穩定氮肥用量對夏玉米產量和氮肥利用率的影響[J].農業環境科學學報,2014(4):323-327.

[18]周勇明,商照聰,寶德俊,等.海藻酸尿素對夏玉米產量和氮肥利用率的影響[J].中國土壤與肥料,2014(3):23-26.

[19]李玉鵬,焦峰.海藻酸肥料在大豆上應用效果初探[J].現代農業科技,2008(24):170-172.

[20]仲偉新.海藻酸可溶性葉面肥在無限分枝類型大豆上的應用效果[J].現代農業科技,2014(9):17-18.

[21]李友,陳紅濤,王光泉,等.“根多多”在棉花生產上的應用效果[J].中國棉花,2009,36(8):28-29.

[22]石其偉.含海藻酸可溶性葉面肥在黃瓜上的應用效果[J].浙江農業科學,2015,56(7):1007-1008.

[23]申婷,胡蕾,劉忠良,等.黃瓜施用海藻酸肥料的效果[J].浙江農業科學,2003(6):673-676.

[24]高瑞杰,宋國通,王少杰.新型海藻酸肥料肥效試驗[J].山東農業科學,2004(3):62-62,66.

[25]高仁升,殷軍港,趙巖.一種具有脲酶抑制作用的海藻酸包膜緩釋尿素及其制備方法:CN 101891546 B[P].2013.

[26]劉金鳳,張娟.海藻酸的農業應用及測定方法研究[J].中國果菜,2015(8):20-23.

[27]林海濤,李慧,余曄,等.氮肥與新型增效劑配施對夏玉米生長及產量的影響[J].山東農業科學,2015,47(11):68-71.

[28]齊文增,陳曉璐,劉鵬,等.超高產夏玉米干物質與氮、磷、鉀養分積累與分配特點[J].植物營養與肥料學報,2013,19(1):27-37.

[29]曾艷,周柳強,黃金生,等.肥料增效劑對玉米干物質積累及氮養分吸收的影響[J].南方農業學報,2014,45(10):1813-1817.

[30]司賢宗,韓燕來,王宜倫,等.緩釋氮肥與普通尿素配施提高冬小麥-夏玉米施肥效果的研究[J].中國農業科學,2013(07):1390-1398.

[31]于亞利,賈文凱,王春宏,等.春玉米葉片SPAD值與氮含量及產量的相關性研究[J].玉米科學,2011,19(4):89-92.

[32]趙萍萍,王宏庭,郭軍玲,等.氮肥用量對夏玉米產量、收益、農學效率及氮肥利用率的影響[J].山西農業科學,2010,38(11):43-46.

Alginic Acid Compound Fertilizer:Effects on Yield and Nutrient Absorption and Utilization of Summer Maize

Wang Haibiao,Zhang Bo,Tao Jingjing,Chang Feng,Du Mengge,Wang Yilun
(College of Resource and Environment,Henan Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Henan Grain Crops,Zhengzhou 450002,Henan,China)

The study aims to confirm the yield-increasing effect of alginic acid compound fertilizer of summer maize.Taking‘Xundan 29’as the material,we conducted a field experiment by using mathematical statistics and comparison analysis method,to study the effect of alginic acid coated blend bulk fertilizer,average nutrients common blend bulk fertilizer,alginic acid coated compound fertilizer and average nutrients common compound fertilizer on yield,aboveground biomass,nutrient accumulation,SPAD of summer maize in Hebi and Xuchang.The results showed that the yield of summer maize increased significantly by 8.80%-15.41%and 21.21%-35.85%with the application of fertilizer in Hebi and Xuchang,respectively.Compared with average nutrients common blend bulk fertilizer,the alginic acid coated blend bulk fertilizer increased yield by 5.70%and 5.22%,respectively.Compared with average nutrients common compound fertilizer application,the yield under the application of alginic acid coated compound fertilizer increased significantly by 5.98%and 13.37%,respectively.Applying alginic acid compound fertilizer could improve chlorophyll content,1000-grain weight,grain number of summer maize and promote nitrogen,phosphorus and potassium nutrient accumulation.The accumulation of nitrogen,phosphorus and potassium increased by 3.76%-17.03%,6.29%-27.14%and 3.70%-9.33%respectively.When fertilizer application was reduced by 20%,the difference on yield was not significant.Considering the summer maize yield,fertilizer inputs and environmental pressure,the applicationof alginic acid compound fertilization 600 kg/hm2is recommended in north and central Henan.

Summer Maize;Alginic Acid Compound Fertilizer;Yield;Nutrient Accumulation

S513，S5-33

A論文編號：cjas17050022

公益性行業（農業）科研專項“黃淮流域小麥玉米水稻田間節水節肥節藥綜合技術方案”(201503130)。

王海標，男，1992年出生，河南永城人，碩士，研究方向為植物營養與施肥研究。通信地址：450002河南鄭州金水區文化路95號河南農業大學，E-mail：1124854410@qq.com。

王宜倫，男，1976年出生，山東鄆城人，副教授，博士，主要從事植物營養與施肥研究。通信地址：450002河南鄭州金水區文化路95號河南農業大學，E-mail：wangyilunrl@163.com。

2017-05-16，

2017-06-22。