一種大量元素水溶肥料的制備及其在玉米上的噴施效果

沈博文，童佳薇，蘆宇霆，王學文，郭佳豪，韓效釗，徐超

（合肥工業大學化學與化工學院，安徽合肥 230009）

玉米是我國重要的糧食作物，產量在我國經濟作物中排名第二，總產量占我國糧食總產量的29.5%[1]，但在施肥種類和施肥方式方面存在不合理之處，主要表現在兩個方面：一是施肥種類過于單一，以氮肥為主，其他養分供給不足，難以保證玉米生長對多種養分的需求；二是施肥時機不適宜，根據傳統經驗或以肉眼觀看玉米的長勢來判斷施肥時機，往往滯后于玉米生長對急需養分的需求[2]。本文在調研玉米需肥特性的基礎上提出一種含中微量元素的大量元素水溶肥料，并在不同地區開展玉米葉面噴施試驗，考查其應用效果。

1 肥料制備

每生產100 kg 籽粒玉米需吸收氮2.2～4.2 kg，磷0.5～1.5 kg，鉀1.5～4.0 kg。拔節到開花期，是玉米施肥的關鍵期，此階段所需養分占需肥量比例為氮51.15%，磷63.81%，鉀97%[3]，氮、磷、鉀吸收量平均為1.64 kg、0.64 kg、2.68 kg，比例為2.56∶1∶4.19。夏玉米拔節期以后，氮磷鉀吸收量顯著增多，氮于吐絲前后達到高峰，吸收速度一般達到3.75～4.50 kg/公頃/日；磷在抽雄期和吐絲期達到高峰，吸收速度一般達到1.80～2.25 kg/公頃/日；鉀在雌穗小花分化期至抽雄吐絲期達到高峰，吸收速度一般達到6.00～11.25 kg/公頃/日[4]。氮、磷、鉀平均吸收速度分別為4.125 kg/公頃/日、2.025 kg/公頃/日、8.625 kg/公頃/日，比例為2.04∶1∶4.26。

中微量元素鈣、鎂、鋅、錳、硼、鐵、銅、鉬對提高玉米產量與品質有良好的促進作用[3-5]。本文選擇氮、磷、鉀比例為N∶P2O∶5K2O=2∶1∶4，執行大量元素水溶肥料液體產品標準（NY 1107-2020），制備的水溶肥料具體技術指標見表1。

表1 水溶肥料技術指標

2 肥效試驗

2.1 試驗時間與地點

試驗于2019年分別在河北省衡水市安平縣前子文村和浙江省紹興市新昌縣孟家塘村進行。安平縣地處河北省中南部，土壤以河流沖積物為主，土質比較肥沃[6]。新昌縣位于浙江省東部，山地土壤系水成巖及火成的花崗母質形成的紅壤土和黃壤土，土層厚度30～100 cm，尚屬濕潤肥沃[7]。

2.2 供試作物

河北省衡水市安平縣前子文村：夏玉米，品種為鄭單958，該品種適宜在麥收5 月下旬麥壟點種或6 月上旬后播種，9月下旬收獲。

浙江省紹興市新昌縣孟家塘村：夏玉米，品種為濟單7號，該品種在5月下旬或6月上旬播種，9月上旬收獲。

2.3 試驗設計

選取健康飽滿的玉米種子，設置3 個處理3 次重復。處理1：常規施肥+空白對照；處理2：常規施肥+噴施與處理3 稀釋液等量的清水；處理3：常規施肥+噴施本文制備的水溶肥料90 mL 兌水500 倍稀釋液。各處理小區面積20 m2（小區長5 m，寬4 m），隨機排列，之間設置隔離行，防止不同處理間串水串肥。每個處理葉面共噴3 次，噴施時間均為拔節期、大喇叭口期和抽雄期。

3 結果與分析

3.1 不同施肥處理對玉米生物性狀以及產量的影響

由表2和表3可知，葉面噴施本文制備的水溶肥料，對防治禿尖有一定效果，對孟家塘村玉米其他生物學性狀影響不大，對前子文村玉米生物學性狀有所改善，孟家塘村玉米增產幅度不大，前子文村玉米比空白對照增產8.3%，比清水對照僅增產6.0%，增產效果明顯。由表4可知，噴施水溶肥料對玉米出籽率、百粒重、容重具有一定的影響，與空白對照相比分別提高了4.47%、13.85%、6.86%；與清水對照相比分別提高了1.45%、7.56%、2.25%。

表2 浙江省紹興市新昌縣孟家塘村試驗玉米生物性狀及其產量

表3 河北省衡水市安平縣前子文村試驗玉米生物性狀及其產量

表4 河北省衡水市安平縣前子文村玉米籽粒性能

3.2 不同施肥處理對玉米經濟效益的影響

河北省衡水市安平縣前子文村和浙江省紹興市新昌縣孟家塘村玉米價格略有差異，本文以玉米價格2.2元/kg計算。本文制備的水溶肥料按照目前市場大量元素水溶肥料平均價格50元/L計算。

由表5、表6 可知，噴施本文制備的水溶肥料，與清水對照相比，孟家塘村純增收51.60 元/公頃，前子文村純增收1 087.80元/公頃；與空白對照相比，孟家塘村純增收 219.90 元/公頃，產投比為2.09∶1，前子文村純增收1 572.90元/公頃，產投比為8.77∶1。

表5 浙江省紹興市新昌縣孟家塘村玉米效益分析

表6 河北省衡水市安平縣前子文村玉米效益分析

4 討論與結論

（1）本研究分析了玉米需肥特性，設計制備了包含大中微量元素的水溶肥料，產品執行農業行業標準（NY 1107-2020），微量元素B+Mo+Cu+Fe+Mn+Zn 總量為2.03 g/L，中量元素Ca+Mg 總量為5.39 g/L，大量元素N+P2O5+K2O 為 500 g/L；其中 N 為 150 g/L，P2O5為 75 g/L，K2O為300 g/L，N∶P2O∶5K2O=2∶1∶4，屬于高鉀中氮低磷型。

（2）噴施本文制備的水溶肥料，能改善玉米生物學性能，提高玉米產量、出籽率、百粒重與容重，改善玉米品質。安平縣前子文村玉米增產8.3%，新昌縣孟家塘村玉米增產2.6%，平均增產率為5.45%。

（3）噴施本文制備的水溶肥料，與清水對照相比，孟家塘村純增收51.60 元/公頃，前子文村純增收1 087.80 元/公頃，平均純增收569.70 元/公頃。與空白對照相比，孟家塘村純增收219.90 元/公頃，產投比為2.09∶1，前子文村純增收 1 572.90 元/公頃，產投比為8.77∶1，平均純增收896.40元/公頃，平均產投比為5.43∶1。

（4）對照全國第二次土壤普查分級標準，安平縣所在的衡水地區土壤全氮、有效磷、速效鉀含量分別為1.14 g/kg、16.28 mg/kg、179.97 mg/kg[8]，土壤鉀較豐富，氮、磷中等，施肥宜適當提高氮、磷比例；新昌縣土壤全氮、有效磷、速效鉀含量分別為1.69 g/kg、3.7 mg/kg、154.75 mg/kg[9]，土壤氮鉀較豐富，磷較缺，施肥宜提高磷的比例。

（5）拔節到開花期是施肥的關鍵期，此階段氮、磷、鉀吸收量比例為2.56∶1∶4.19[3]。氮、磷、鉀吸收速度比例為2.04∶1∶4.26[4]。本文設計的水溶肥料氮、磷、鉀比例為2∶1∶4，只重視了玉米的需求，未考慮土壤供給氮、磷、鉀的能力，而新昌縣土壤磷含量較缺，需要提高肥料中磷的相對含量，這可能是新昌縣孟家塘村玉米增產幅度不高的主要因素。可見，應該綜合研究土壤供肥能力和作物需肥規律，才能真正做好配方施肥工作，使肥料發揮更大的效益。