不同連作年限玉米制種田微量元素和敦玉810效益變化特征

羅致春 葸陽 樊廷錄 陳紹江 劉興斌 閆治斌 王學 馬世軍

摘 ? ?要：在甘肅省張掖市甘州區甘浚鎮巴吉村選擇制種玉米連作5年、10年、15年和20年的地塊為采樣點，以相鄰露地未種過制種玉米的地塊為對照，共設計5個采樣點，測定土壤微量元素含量。結果表明，隨著玉米制種連作年限增加，土壤微量元素含量隨著土壤剖面垂直深度的增加而遞減。不同連作年限0～80 cm土層有效B、Mn、Cu、Fe和Mo含量由大到小依次為對照、5年、10年、15年、20年；有效Zn含量由大到小依次為20年、15年、10年、對照、5年；敦玉810制種玉米產量、品質和效益由大到小依次為連作5年、10年、15年、20年。隨著玉米制種連作年限增加，0～80 cm土層B、Mn、Cu、Fe、Mo含量和制種玉米產量遞減，Zn含量為先降低后增加。

關鍵詞：制種玉米；連作年限；土壤；微量元素；品質

文章編號：1005-2690（2023）04-0031-03 ? ? ? 中國圖書分類號：S158 ? ? ? 文獻標志碼：B

甘肅河西內陸灌區的武威、張掖和酒泉市常年干燥少雨，日照時數長，晝夜溫差大，是雜交玉米良種繁育的最佳生態區[1]。在玉米制種產業發展過程中，制種玉米種植面積大，連作年限15～20年的面積占80％以上；長期施用尿素、磷酸二銨和硫酸鉀，沒有施用微量元素的習慣，速效氮磷鉀富集，有效鋅和鉬含量小于微量元素缺乏臨界濃度，土壤養分比例失調[2]。前人研究主要集中在連作對半夏、百香果、高粱、哈密瓜、大豆和藜麥等的影響方面[3-8]。不同連作年限玉米制種田微量元素和敦玉810玉米效益變化特征的研究少見報道。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況和試驗材料

1.1.1 試驗地概況

試驗于2021年在甘肅省張掖市甘州區甘浚鎮巴吉村連作5年、10年、15年和20年的玉米制種基地上進行。當地年降水量116 mm，年蒸發量1 850 mm，日照時數3 052.9 h，平均氣溫7.50 ℃，≥10 ℃的活動積溫2 980 ℃，無霜期160 d，土壤類型為灌淤旱作人為土。樣品采集地點土壤基本情況見表1。

1.1.2 試驗材料

尿素（N 46％）、磷酸二銨（N 18％、P2O5 46％）、硫酸鉀（K2O 50％），玉米品系為敦玉810（IN46×Q4-2）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

選擇海拔高度、土壤類型、種植模式、施肥水平基本一致連作玉米制種5年、10年、15年和20年的地塊為采樣區，以相鄰露地未種過玉米制種的地塊為對照，設計5個采樣區，每個采集區設置50 m×50 m的樣方。

1.2.2 樣品采集方法

2021年9月28日收獲時，在樣方中間3行隨機采集15穗，測定穗粒數、穗粒種和百粒重。每個樣方單獨采收折算成單位面積產量進行統計分析。制種玉米收獲后，每個樣方按對角線布置5個樣點，從地表垂直向下挖掘土壤剖面，按照0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm自下而上逐層采集土樣各4 kg，用4分法留1 kg土樣風干過1 mm篩，室內測定微量元素含量。

1.2.3 種植方法

播種前將磷酸二銨675 kg/hm2、硫酸鉀375 kg/hm2淺耕翻入20 cm土層作底肥。2021年4月23日播種，深度、株距和行距為5 cm×22 cm×50 cm，父母本行比為1∶6。在玉米大喇叭口期和開花期分別追施尿素300 kg/hm2和600 kg/hm2。其他管理水平與常規制種相同。1.2.4 測定指標及方法

土壤有效Mn和Cu測定采用1 mol/L NH4OAc浸提—KMnO4比色法，有效B、Zn、Fe和 Mo測定分別采用熱水浸提—甲亞胺比色法、DTPA-TEA浸提—AAS法、DTPA溶液浸提—原子吸收光譜法、草酸銨浸提—催化極譜法[9]，玉米可溶性糖和淀粉測定采用蒽酮比色法，粗蛋白測定采用凱氏定氮法[10]。

1.2.5 數據分析

采用DPS V 13.0軟件分析，多重比較，LSR檢驗。

2 結果與分析

2.1 玉米制種不同連作年限土壤剖面微量元素變化特征

隨著玉米制種連作年限增加，土壤微量元素含量均隨著土壤剖面垂直深度加深而降低，見表2。不同連作年限0～80 cm土層B、Mn、Cu、Fe和Mo含量均值由大到小依次為對照、5年、10年、15年、20年。連作20年與15年比較，B、Mn、Cu和Mo變化極顯著（P＜0.01）、Fe變化顯著（P＜0.05）；與10年比較，B、Mn、Cu、Fe和Mo變化極顯著（P＜0.01）；與5年比較，B、Mn、Cu、Fe和Mo變化極顯著（P＜0.01）；與對照比較，B、Mn、Cu、Fe和Mo變化極顯著（P＜0.01）。

隨著連作年限增加，0～80 cm土層Zn含量均值先降低后增加。不同處理0～80 cm土層Zn含量均值由大到小依次為20年、15年、10年、對照、5年。連作5年與對照比較變化顯著（P＜0.05），與10年、15年和20年比較變化極顯著（P＜0.01）。

2.2 不同連作年限敦玉810制種玉米經濟性狀和品質變化特征

隨著玉米制種連作年限增加，敦玉810制種玉米經濟性狀、產量和品質遞減，見表3。

不同連作年限制種玉米穗粒數、穗粒重、百粒重和產量由大到小依次為連作5年、10年、15年、20年。連作10年與5年比較，穗粒數、穗粒重、百粒重、產量和淀粉變化不顯著（P＞0.05），可溶性糖和粗蛋白變化顯著（P＜0.05）；連作15年與5年比較，百粒重和產量變化不顯著（P＞0.05），穗粒數和穗粒重變化顯著（P＜0.05），可溶性糖、淀粉和粗蛋白變化極顯著（P＜0.01）；連作20年與5年比較，穗粒數、穗粒重、百粒重和產量變化顯著（P＜0.05），可溶性糖、淀粉和粗蛋白變化極顯著（P＜0.01）。

2.3 不同連作年限敦玉810制種玉米經濟效益變化特征

隨著玉米制種連作年限增加，敦玉810制種玉米利潤和投資效率遞減，見表4。

不同連作年限制種玉米利潤和投資效率由大到小依次為連作5年、10年、15年、20年。連作5年與10年比較，利潤和投資效率變化顯著（P＜0.05）；與15年和20年比較，利潤和投資效率變化極顯著（P＜0.01）。

隨著玉米制種連作年限增加，生產成本在遞增。不同處理制種玉米生產成本由大到小依次為連作20年、15年、10年、5年。連作20年與15年、10年和5年比較變化不顯著（P＞0.05）。

3 結論

隨著玉米制種連作年限增加，0～80 cm土層B、Mn、Cu、Fe和Mo含量遞減，Zn含量先降低后增加；連作20年后，Mn、Cu、Zn和 Mo含量低于微量元素缺乏臨界濃度，在玉米制種生產過程中，可以有針對性地施用Mn、Cu、Zn和Mo等微肥；0～80 cm土層B、Mn、Cu、Fe、Mo含量和制種玉米產量遞減，Zn含量變化特征為先降低后增加；不同處理0～80 cm土層B、Mn、Cu、Fe和Mo含量由大到小依次為對照、5年、10年、15年、20年，有效Zn含量為由大到小依次為20年、15年、10年、對照、5年，制種玉米產量、品質和效益由大到小依次為連作5年、10年、15年、20年。

參考文獻：

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［9］鮑士旦.土壤農化分析［M］.北京：中國農業出版社，2002.

［10］李合生.植物生理生化實驗原理與技術［M］.北京：高等教育出版社，2000.