硫酸銨對玉米產量及經濟效益的影響試驗初報

王飛 王金鑫

摘 要 膜下滴灌平衡施肥技術是新疆實現糧食高產、肥料高效的有效途徑。新疆南疆由于土壤pH及碳酸鈣等含量偏高等因素的影響，玉米的根系很難充分吸收施入土壤中的礦質元素肥料，導致肥料利用率低。長期以來，尿素是農民習慣施用的氮肥，硫酸銨雖為一種很好的酸性肥料，但市場對硫酸銨認可程度較低。基于此，嘗試在膜下滴灌，通過施用硫酸銨肥料降低作物根區pH，提高礦質元素的有效性，以期減少肥料的使用量，實現農業增產、農民增收。

關鍵詞 硫酸銨;玉米;產量;經濟效益

中圖分類號：S513 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.074

在南北緯10°～40°的干旱和半干旱地區，廣泛分布著約占世界土地面積1/3的石灰性土壤。這些土壤中種植的作物常出現Fe、Mn、Zn等中微量元素缺乏，易造成作物吸收不足而影響產量。而新疆南疆農田絕大多數為石灰性土壤，該類土壤具有較高pH及高含量碳酸鈣[1]。石灰性土壤中的碳酸鈣能夠吸附、固定土壤中磷、鉀、鐵、錳、鋅等作物必需的礦質元素，因此施入土壤中的肥料將有部分不能被作物根系吸收，導致肥效降低。玉米是新疆西北部冷涼地區的主要作物，也是重要的糧食、青儲作物。近年來，玉米的種植面積和產量均大幅增加。2018年，全國玉米種植面積達到了4 213萬公頃，總產量達到了25 717萬噸[2]。硫酸銨中含有20.6%的氮，作為一種常見生理酸性肥料，新疆的土壤更適合施用硫酸銨。通過優化農藝管理等施肥措施，實現施入土壤中的肥料被作物高效利用，能夠深度挖掘作物自身的生物學潛力。硫酸銨施入土壤后，在土壤溶液中可以電離為NH4+和SO42-，雖然這兩種離子都可以被作物吸收，但作物吸收的NH4+要遠高于SO42-，因而大部分SO42-會停留在土壤中。在作物吸收NH4+的同時，又會釋放出H+，能夠降低土壤pH。銨態氮肥通過硝化作用可以降低非根際土壤的pH值，同時通過作物對銨態氮的優先吸收也降低根際土的pH值，活化土壤養分[3]。結合新疆棉花膜下滴灌技術[4]，將水及硫酸銨肥料滴灌至作物根系，使得肥料養分和水分控制在作物根系周圍的25 cm范圍內，從而滿足作物所需的適宜養分和水分[5-6]，保證氮、磷、鉀和其他中微量元素的充足供應。基于此，嘗試通過滴施硫酸銨肥料，提高肥料利用率，并獲得較高的收益，對干旱區滴灌條件下的養分資源高效利用具有指導意義和借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

2017年，試驗安排在新疆阿瓦提縣喀拉庫勒鎮，玉米種植品種為新玉3號，生育期每667 m2灌溉量300 m3，灌溉方式為滴灌，分10次滴灌，生育期每7～10 d灌溉一次;土壤基礎養分條件為pH值8.27、有機質13.11 g·kg-1、速效氮66.2 mg·kg-1、速效磷9.5 mg·kg-1、速效鉀271 mg·kg-1。玉米栽培模式為一膜種植2行玉米，株距25 cm，行距60 cm，每667 m2保苗數4 000株。4月14日播種，10月1日收獲。

1.2 試驗設計

試驗設置3個處理，分別為CK（氮肥空白對照）、尿素、硫酸銨3個處理，每個處理設置3次重復，采用隨機區組方法安排處理小區。氮肥在玉米生育期作為追肥隨水分次施用，磷肥在播前全部基施。磷肥、鉀肥分別為過磷酸鈣、硫酸鉀。各處理施肥量如表1所示。

1.3 測定方法

播種前采集0～20 cm的土壤混合樣，測定基礎土壤有機質、pH、速效N、速效P、速效K;在玉米成熟期采集各處理0～20 cm土壤樣品。土壤有機質采用重鉻酸鉀-外加熱法測定;土壤速效N采用堿解-擴散法測定;速效磷采用0.5 mol·L-1 NaHCO3浸提法測定;速效鉀采用NH4OAc浸提法測定;pH值采用電極電位法測定[7]。

干物質：在玉米成熟期（9月1日）每小區取3株，按玉米莖、葉、穗、籽粒等不同部分將采集的植株分開，經過殺青、烘干、稱重、粉碎過篩處理后待用。每個處理的每個小區抽樣調查玉米株數、穗行數、行粒數并計算玉米的百粒質量，根據公式1和公式2計算理論產量和農學效率。

1.4 數據處理

本研究基礎數據運用 SPASS 20.0對數據進行差異性分析，文中圖表大寫或小寫字母代表組間或組內差異顯著（P<0.05）或極顯著（P<0.01）。

2 結果與分析

2.1 不同處理下的玉米干物質量分析

由表2可知，CK處理玉米各器官及整株干物質均顯著偏低。施用尿素肥料的玉米除莖外，葉、穗、籽粒等各器官干物質顯著低于硫酸銨肥料處理。就整株干物質而言，施用尿素后，單株干物質增加117.4 g/株，干物質積累增加43.3%;而施用硫酸銨的處理，單株干物質約增加179.5 g/株，干物質積累增加66.3%;施用硫酸銨的處理比施用尿素單株干物質增加60 g/株，干物質積累增加15.4%。表2數據表明，施肥對玉米的干物質及籽粒有顯著影響，且施用硫酸銨的效果強于尿素。

2.2 不同處理下的玉米產量構成

從圖3的玉米產量構成中可以看到，與CK處理相比，施肥處理玉米均顯著增產，增產率達18.4%～36.0%;與不施肥處理相比，尿素處理增產1 815 kg·hm-2，增產率為18.4%;硫酸銨處理增產3 561 kg·hm-2，增產率為36.0%。與尿素處理相比，硫酸銨處理增產1 746 kg·hm-2，增產率為14.9%。

2.3 玉米農學效率

養分吸收是玉米產量的基礎，玉米產量和肥料利用效率受其直接影響。試驗中，僅施用尿素處理的玉米，氮肥農學效率為5.0 kg·kg-1，而施用硫酸銨處理的玉米，氮肥農學效率為9.9 kg·kg-1，因此施用硫酸銨后其農學效率高于施用尿素，表明在施用等量氮肥的情況下，硫酸銨效果比尿素更好。