不同滴灌玉米水溶肥在寧夏農墾暖泉農場應用效果研究

殷韶梅蔡嶄紅張洪銀吳佳瑞夏學智馬文禮楊桂麗張萬有

(1.寧夏農科農林牧技術推廣服務中心，寧夏 銀川 750000；2.寧夏農墾暖泉農場有限公司，寧夏 銀川 750200)

引言

國家統計局數據顯示，2020年寧夏糧食作物播種面積共679.18千hm2，其中玉米播種面積322.73千hm2，占總面積的47.52%，為寧夏第1大糧食作物。近年來，寧夏高效節水灌溉面積正逐年增加，截至2020年底，高效節水灌溉面積已接近27萬hm2，在灌溉面積逐年增加的情況下，全區引黃取水量由最高89億m3穩定到65億m3左右，灌溉水利用系數由2010年的0.43提高到0.511。

隨著農業產業化、集約化的推進，對節水灌溉工程依賴程度不斷提高，傳統的過磷酸鈣、造粒復合肥已經不能滿足高效節水灌溉的要求。而水溶肥料[1，2]作為一種新型肥料，與傳統肥料相比，可以實現養分自由搭配，肥料利用率高，施用經濟方便[3]，在節約灌溉用水的同時，有效提高勞動生產效率和肥料利用效率。目前，市場上水溶肥品種不一，不同品種肥效差異較大，國內外很多學者就不同水溶肥在玉米上的研究也比較多[4-11]，但在寧夏地區的報道還比較少。因此，為更好地篩選出適合寧夏玉米滴灌水溶肥，開展了以5種不同水溶肥為對比，以糧飼兼用型玉米為研究對象的肥效試驗研究，為寧夏節水灌溉水溶肥供應大面積推廣提供重要依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年4—10月在寧夏農墾暖泉農場農五隊進行，試驗區為2018年實施的高效節水項目區，經過智能化改造，所有面積均可以實現自動化灌溉，完全實現通過手機開關不同電磁閥，讀取實時土壤墑情數據等。試驗區土壤為灰鈣土，其土壤理化性狀為pH值8.12，電導率0.225ms·cm-1，有機質9.69g·kg-1，全氮0.628g·kg-1，速效鉀73.8mg·kg-1，水解性氮48.14mg·kg-1，有效磷30.18mg·kg-1，鹽分0.822g·kg-1。土層20cm深度土壤田間持水量20.86%，土壤容重1.51g·cm-3，土層40cm深度土壤田間持水量20.48%，土壤容重1.59g·cm-3。試驗前茬作物為玉米，平均籽粒產量12750kg·hm-2。

1.2 試驗材料

參試玉米品種為“先玉335”。播種方式為寬窄行，寬行80cm，窄行40cm，株距18cm。供試肥料有西夏、綠萌家樂、和樂美滿、銀碩、回農。

1.3 試驗設計

試驗設5個處理，處理1為西夏水溶肥、處理2為綠萌家樂水溶肥、處理3為和樂美滿水溶肥、處理4為銀碩水溶肥、處理5為回農水溶肥。試驗為單因素隨機試驗，每個小區面積1.07hm2，不做重復，取樣設3次重復。根據暖泉農場地力條件推薦的玉米施肥配方見表1。所生產的水溶肥為大量元素水溶肥，中量元素及微量元素符合國家標準。

表1 根據暖泉農場地力條件推薦的玉米施肥配方

1.4 試驗操作

各處理灌水一致，均根據智能化灌溉系統測定的土壤墑情判斷是否達到灌溉時間。試驗設計為相同灌水量，相同施肥配方相同施肥量，不同廠家肥料生產的水溶肥。試驗區栽培管理和農事操作完全一致，并在相同日期內完成。8月25日收獲，各小區單獨測定產量及考種指標。

2 觀測內容與方法

2.1 土壤物理性質的測定

土壤干容重的測定：烘干法。田間持水率的測定：環刀法。土壤性狀：試驗開始前采集試驗地基礎土樣，收獲后按小區采集土壤樣品。測定項目：pH、全鹽、有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀。土壤含水量的測定：智能化灌溉系統配套的土壤墑情監測系統。

2.2 產量的測定

成熟時各小區單獨收獲、脫粒、測定籽粒含水率并折算成14%含水率時的產量。

2.3 室內考種

在收獲前，按照小區選取典型樣品進行室內考種，每個小區測定20株。室內考種指標：穗長，用鋼卷尺測定，cm；穗粗，用游標卡尺測定，mm；穗行數，數數確定，無單位；行粒數，數數確定，無單位；禿尖長，用鋼卷尺測定，cm；穗重，電子天平測定，g；穗粒重，電子天平測定，g；百粒重，電子天平測定，g；芯重，電子天平測定，g。

3 結果分析

3.1 實際產量對比結果

不同肥料處理的產量見表2，可以看出，在相同收獲密度的條件下，不同處理產量從大到小依次為5>1>4>2>3，即回農>西夏>綠萌家樂>銀碩>和樂美滿。相比較往年的平均產量12750kg·hm-2，各處理均表現為增產。處理1、2、3、4、5較往年增產分別為21.29%、14.82%、9.65%、15.06%、25.18%。增產幅度為9%～25%。

表2 不同水溶肥處理產量及增產比例

3.2 室內考種結果分析

不同肥料處理考種結果見表3。從穗長結果可以看出，處理5穗長最長，處理4穗長最小，處理5與處理4之間構成顯著差異，其余處理之間無顯著差異，整齊度范圍[85.8，92.0]。從穗粗結果可以看出，處理1最大，處理2最小，各處理之間差異不顯著，整齊度范圍[94.4，96.7]。從穗行數結果可以看出，各處理差異不顯著，整齊度范圍[89.8，95.1]。從行粒數結果看，處理5、處理1與處理3構成極顯著差異，整齊度范圍[84.9，89.1]，P<0.05。從禿尖結果看，各處理之間無顯著差異，整齊度范圍[8.7，37.7]。從芯重結果看，各處理之間無顯著差異，整齊度范圍[74.4，80.9]。從穗粒數結果看，處理5最大，處理3最小，但各處理之間差異不顯著，整齊度范圍[83.5，88.3]。從穗粒重結果看，處理5最大，處理3最小，處理5與處理3之間構成顯著差異，整齊度范圍[83.5，88.3]，P<0.05。總體來說，不同水溶肥對玉米穗長、行粒數、穗粒重影響較大，個別處理存在顯著差異，對穗粗、穗行數、禿尖、芯重影響較小，各處理之間不構成顯著差異。

表3 不同肥料處理考種結果分析

3.3 基于熵值法的室內考種結果分析

熵值法原理：熵的概念源于熱力學，是對系統狀態不確定性的一種度量。在信息論中，信息是系統有序程度的一種度量。而熵是系統無序程度的一種度量，兩者絕對值相等，但符號相反。根據此性質，可以利用評價中各方案的固有信息，通過熵值法得到各個指標的信息熵，信息熵越小，信息的無序度越低，其信息的效用值越大，指標的權重越大。

數據標準化處理—正向指標：

(1)

負向指標：

(2)

計算第i種水溶肥第j項指標值的比重：

(3)

計算指標信息熵：

(4)

計算信息熵冗余度：

(5)

計算指標權重：

(6)

計算單指標評價得分：

(7)

考種結果原始數據見表4，除禿尖和芯重為負向指標，按照式(2)進行數據標準化，其余指標均為正向指標，按照式(1)進行數據標準化，結果見表5。根據式(3)～(6)計算信息熵、信息熵冗余度、指標權重，計算結果見表6。結果表明，權重較大的3個指標為行粒數、穗粒數和穗粒重，權重從大到小依次為穗粒數(0.304)>穗粒重(0.204)>行粒數(0.179)，即對產量影響最大的是穗粒數，其次是穗粒重，再次是行粒數。根據式(7)計算單指標評價得分。通過綜合評價，確定各處理高產排名為5、1、4、2、3，即回農>西夏>綠萌家樂>銀碩>和樂美滿。這與實際產量表2的結果相吻合，說明這種評價方法對產量的評價比較精確。并且進一步確定了影響產量的主要考種指標為行粒數、穗粒數和穗粒重。

表4 考種結果原始數據

表5 考種結果原始數據標準化

表6 權重比較

表7 綜合評價

4 試驗結論

從實際產量上看，不同廠家生產的相同配方的大量元素水溶肥滴灌玉米產量均高于往年平均值。從農藝性狀上看，各處理的綜合性狀表現為玉米穗長、行粒數、穗粒重影響較大，處理存在顯著差異，對穗粗、穗行數、禿尖、芯重影響較小，各處理之間不構成顯著差異。利用熵值法進行綜合比較分析，綜合評價得分獲得的產量角度的肥效排名與實際產量獲得的肥效排名一致，各處理高產排名為5、1、4、2、3，即回農>西夏>綠萌家樂>銀碩>和樂美滿。相比較往年的平均產量12750kg·hm-2，各處理均表現為增產增產幅度為9%～25%。本試驗為大區試驗，小區面積相對較大，對于肥料試驗來說，產量結構與實際數據表現一致，具有很好的數據參考，具有一定的說服力。總體來說，從產量角度看，回農水溶肥和西夏水溶肥表現較好，比較適合在周邊地區大面積推廣。但是，不同水溶肥對玉米品質及長勢方面的研究沒有分析，引起玉米肥效差別的原因還需進一步認真研究。