雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥的應用效果研究

周 麗 高進華 解學仕 楊恒哲 趙 文 郭步慶

史丹利農業集團股份有限公司 臨沂 276700

2019年，中央1號文件明確提出“實現化肥使用量負增長”，在該目標引領下，大力發展新型肥料將對減肥增效發揮重要作用。

腐植酸是土壤有機質的核心組成部分，土壤中增施腐植酸可以刺激作物生長、增強作物抗逆能力、改良土壤理化性質、改善農產品品質、提高肥料利用率[1～4]。腐植酸結構中含有大量的親水基團，能夠提高土壤的保水能力，減少農業生產活動中灌溉的次數。另外，腐植酸來源廣泛，是一種環境友好型物質。腐植酸肥料具有巨大的應用價值和開發前景［5～7］，已被廣泛應用于農業生產中，在水稻[8]、玉米[9]等作物上已有很多研究和應用。研究結果表明，與傳統施肥類型相比，緩釋肥處理的夏玉米產量及氮素利用率均較高[10]。腐植酸緩釋肥料是新型肥料的重要類型之一，在豐富我國肥料品類、提高化肥利用率和保障糧食安全等方面具有重要作用。

本研究從腐植酸包膜和玉米專用配方兩方面研制了雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥新產品，通過與通用型配方復合肥的玉米田間試驗比較，實現雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥等量增產和減量增產/不減產的目標，以期為開發腐植酸緩釋肥料產品及玉米科學施肥推廣應用提供依據。

1 雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥的研發

采用流化床轉鼓包膜工藝，結合測土配方技術，選用聚乙烯醇縮丁醛（polyvinyl butyral，簡稱PVB）為包膜劑、己二酸二正己酯（dihexyl adipate，簡稱DHA）為增塑劑，以腐植酸、聚乙烯醇、丁醛、淀粉等為原料，通過共混、交聯反應制備可生物降解的腐植酸緩釋包膜材料，在緩釋包膜材料的加工過程中加入了作物必需的中微量元素，研發出一種新型、高效、綠色、增效的腐植酸包膜緩釋肥料。目前，通過化學工程手段，把有機高分子材料噴涂在肥料顆粒表面形成結晶膜，或者使有機單體或預聚體在肥料顆粒表面反應形成聚合物膜，是控制肥料養分釋放的一種重要手段。

本研究通過雙包膜（腐植酸包膜和中微量元素包膜）的形式解決了中微肥施用中分布不平衡的問題，產品具備刺激農作物生長、增強作物抗逆和改良土壤等功能，能夠達到“控氮、解磷、促鉀”的效果。同時，通過室內實驗分析、室外田間試驗驗證，可實現肥料養分釋放速度與作物生長周期需肥規律基本相吻合、大量元素營養與中微量元素營養相配合、作物高產優質與土壤培肥改良相結合，增產效果顯著。

項目總體技術實施方案見圖1。

圖1 項目總體技術實施方案Fig.1 Overall technical implementation plan of the project

2 材料與方法

2.1 供試材料

試驗地點：山東省臨沂市臨沭縣史丹利現代農業示范園。

供試土壤：壤質褐土，土壤pH 6.1，有機質含量為12.2 g/kg，堿解氮含量為90.8 mg/kg，速效磷含量為11.2 mg/kg，速效鉀含量為96.8 mg/kg。

供試作物：玉米，品種為“鄭單958”。

供試肥料：普通三元復合肥（17-17-17，含中微量元素），史丹利農業集團股份有限公司研制生產；雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥（26-10-15，總腐植酸含量6%，含中微量元素），史丹利農業集團股份有限公司研制生產；摻混肥料——尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%、P2O546%）、氯化鉀（K2O 60%）3種單質肥料按一定比例混合施用，這3種單質肥料均為市場購買。

2.2 試驗設計

試驗共設5個處理（表1），每個處理設3次重復，小區面積36 m2，6行區，外設保護行，隨機區組排列。種植密度為6.3萬株/公頃，播種深度3～5 cm，玉米株行距為25 cm×60 cm，按照不同處理的施肥方案進行施肥，按照當地習慣進行田間管理。2018年6月10日播種，6月17日出苗，7月5日進入拔節期，8月9日抽雄，9月21日收獲。

表1 玉米肥效試驗設計Tab.1 The design of fertilizer eきciency test for maize

2.3 測定指標

玉米收獲時，每小區按照對角線取樣法，選取30株樣本，分別測定各樣本的株高、穗位高，玉米果穗的穗長、穗粗、穗粒數、百粒重等指標，并實測各小區產量。其中株高、穗位高、穗長、穗粗指標用米尺測量，百粒重用電子天平稱量。

2.4 數據處理

試驗數據均使用SAS 9.2進行統計分析，Microsoft Oきce Excel 2013作圖。

試驗結果選用3次重復的“平均值±標準誤差”表示，多重比較采用Duncan's法，顯著性水平為“P＜0.05”，用“標記字母法”顯示顯著性檢驗結果。

3 結果與分析

3.1 同等施肥量下不同處理對玉米農藝性狀及產量的影響

同等施肥量下不同處理對玉米農藝性狀及產量的影響見表2。由表可以看出，在施肥量均為50千克/畝時，施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥（HF3）的玉米生長情況最好，普通三元復合肥處理（PF）次之，均好于施用摻混肥料處理（CK）的玉米生長情況。在玉米農藝性狀方面，與施用摻混肥料處理（CK）相比，施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥（HF3）和普通三元復合肥處理（PF）的株高分別顯著增加9.6%和2.5%，穗位高分別顯著增加16.5%和3.9%，穗粗分別增加10.3%和3.9%（HF3增加顯著），這說明同等施肥量下，雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥對玉米生長的促進作用大于普通三元復合肥。在玉米產量指標方面，與施用摻混肥料處理（CK）相比，施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥處理（HF3）和普通三元復合肥處理（PF）的穗粒數分別顯著增加7.7%和2.2%，百粒重分別增加20.0%和2.4%（HF3增加顯著），產量分別顯著提高11.4%和3.3%，說明同等施肥量下，雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥可顯著提高玉米產量。

3.2 雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥減量施用對玉米農藝性狀及產量的影響

雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥減量施用對玉米農藝性狀及產量的影響見表3。由表可以看出，施肥量為45千克/畝雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥處理（HF2），玉米生長情況與產量表現最佳，施肥量為40千克/畝雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥處理（HF1）次之，施肥量為50千克/畝普通三元復合肥處理（PF）中除穗長和穗粗，其他指標數值均最小。與施肥量為50千克/畝普通三元復合肥處理（PF）相比，施肥量為40千克/畝雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥處理（HF1）和施肥量為45千克/畝雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥處理（HF2）的株高分別增加0.8%和4.4%（HF1增加顯著），穗位高分別提高3.7%和8.4%（HF1增加顯著），穗粒數分別顯著增加2.8%和3.8%，百粒重分別增加3.6%和1.04%，產量分別提高0.15%和1.84%（HF1增加顯著）。這說明與普通三元復合肥處理相比，減量施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥對玉米性狀數值間差距影響不大，可使玉米增產、穩產。

表2 同等施肥量下不同處理對玉米農藝性狀及產量的影響Tab.2 Effects of different treatments on agronomic characters and yield of maize under the same amount of fertilizer application

表3 雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥減量施用對玉米農藝性狀及產量的影響Tab.3 Effects of double-coated humic acid slow-release compound fertilizer on agronomic characters and yield of maize under decrement application

4 結論

在本試驗條件下，與普通三元復合肥和摻混肥料相比，施用雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥能夠提高玉米株高、穗位高、穗長、穗粗等農藝性狀指標，提高穗粒數和百粒重，增加玉米產量。施用與普通三元復合肥等量的雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥增產效果顯著，在雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥減量10%，甚至減量20%的情況下也可穩產；同時，雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥的處理均為一次性施肥，后期不追肥，節本增效的同時也切合國家提倡的化肥使用量負增長的目標。

雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥可謂是一種新型、高效、綠色、增效的緩釋肥料，一次施肥既省工省時，又能有效地提高肥料養分利用率，減少肥料損失，提高經濟效益，減少環境污染。綜上，在玉米種植上，雙包膜腐植酸玉米專用緩釋復合肥值得大力推廣，以為促進玉米高產穩產、化肥減量增效、實現化肥使用量負增長貢獻力量。