煤基复混肥与菌肥配施对玉米生长及土壤性状的影响
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煤基复混肥与菌肥配施对玉米生长及土壤性状的影响
有机无机复混肥可以消化吸纳多种废弃物、增加土壤有机质含量并可提供多种养分,对土壤肥力提高、结构改善和增产增收有一定贡献,因而得到用户青睐。
本研究采用挤压造粒工艺,利用不同涉煤产业固体废弃物和多种化学肥料进行复混,自主研发而成养分含量均衡、有机质含量较高的煤基复混肥。
通过煤基复混肥及其与菌肥配施等方式,分别在复垦区和熟土区进行了大田试验,系统研究了不同施肥处理对土壤肥力、土壤生物性状、作物生长、产量品质及水肥利用效率等的影响,以期揭示煤基复混肥及其与菌肥配施对作物生长和土壤性状的影响机理,并为煤基复混肥各组分调整以及扩大煤基复混肥在实践生产中的应用提供参考。
全文主要结果如下：(1)以工矿区固体废弃物为原料,研制并生产了Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型煤基复混肥。
经检测,其各项指标均符合国家相关标准(GB18877-2009)。
三种煤基复混肥的总无机养分分别为28.20%、25.35%、32.27%,有机质含量分别为25.71%、19.93%、15.60%；煤基废弃物分别占煤基复混肥总量的28.49%、30.85%、31.54%。
煤基复混肥可有效消纳工矿区废弃物并拓宽了工矿区废弃物农业资源化利
用的途径。
(2)煤基复混肥不同处理均可明显提高土壤有机质及全氮、全磷和全钾含量。
在复垦区,煤基复混肥及其与菌肥配施可使土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量较CK分别增加27.78%～72.22%、15.61%～63.90%、23.07%～76.92%、
13.80%～47.36%。
在N300和N390施肥水平,基质+复混肥施肥处理土壤有机质含量显著高于单施复混肥或菌肥+复混肥；土壤全氮含量在三种施肥类型、同一施肥水平间均无显著差异；在N120和N210施肥水平,菌肥+复混肥施肥处理土壤全
磷含量显著低于单施复混肥或基质+复混肥；在N120和N390施肥水平,单施复混肥土壤全钾含量显著高于菌肥+复混肥。
在复垦区,成熟期煤基复混肥不同处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾较CK
分别增加2.04-2.53倍、1.84-2.59倍、29.15%-41.82%。
三种施肥类型、同一施肥水平间碱解氮和速效钾含量均无显著差异。
菌肥+复混肥在各施肥水平有效磷含量均显著高于单施复混肥和基质+复混肥。
在熟土区,煤基复混肥及其与菌肥配施可使土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量较CK分别增加5.74%～18.23%、7.87%～28.53%、14.78%～46.93%、13.41%～27.36%。
土壤有机质、全氮、全磷含量在三种施肥类型、同一施肥水平间均无显著差异。
煤基复混肥不同处理均可明显提高土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量。
在熟土区,煤基复混肥不同处理在成熟期可使土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量较CK分别增加0.85-1.61倍、0.34-1.27倍、25.82%-46.84%。
在成熟期,单施复混肥和菌肥+复混肥碱解氮含量在各个施肥水平间均无显著差异,但显著高于基质+复混肥。
在各个施肥水平,菌肥+复混肥有效磷含量均高于单施复混肥和基质+复混肥,其中在N120和N390施肥水平有显著差异。
成熟期速效钾含量在三种施肥类型、同一施肥水平均无显著差异。
(3)在复垦区和熟土区,三种施肥类型条件下,土壤磷脂脂肪酸(PLFA)总量随施肥量增加而增加,在N300施肥水平达到最高。
超高量(N390)施肥使土壤PLFA 总量下降。
菌肥+复混肥土壤PLFA总量在各个生育期显著高于单施复混肥或基质+复混
肥。
在两个试验区,煤基复混肥及其与菌肥配施各施肥水平均可促进细菌PLFA 量增长,且在N300施肥水平达到最高。
超高施肥水平(N390)对细菌活性抑制明显。
菌肥+复混肥各施肥水平细菌PLFA量显著高于单施复混肥或基质+复混肥；煤基复混肥及其与菌肥配施对两个试验区土壤真菌PLFA量增长有促进作用。
在复垦区,拔节期和灌浆期菌肥+复混肥各施肥水平真菌PLFA量显著高于单施复混肥或基质+复混肥,成熟期则在N300和N390施肥水平菌肥+复混肥显著高于单施复混肥。
复垦区真菌PLFA量在N210施肥水平达到最大。
在熟土区,拔节期和成熟期菌肥+复混肥在N210施肥水平真菌PLFA量显著高于单施复混肥。
灌浆期菌肥+复混肥在N120施肥水平真菌PLFA量显著高于单施复混肥。
熟土区真菌PLFA量在N300施肥水平达到最大。
土壤PLFA总量、细菌和真菌PLFA量均在灌浆期达到最高,表现为现灌浆期>成熟期>拔节期。
土壤微生物受水热资源以及作物生长等因素影响明显。
(4)复垦区和熟土区煤基复混肥不同处理均可提高土壤微生物量碳、氮水平。
单施复混肥、菌肥+复混肥、基质+复混肥三种施肥类型微生物量碳、氮含量均在玉米灌浆期、N300施肥水平达到最高。
总体来看,菌肥+复混肥可使微生物量碳、氮水平显著高于单施复混肥。
(5)煤基复混肥不同处理均可显著提高土壤酶活性。
复垦区脲酶活性、磷酸酶活性在成熟期、N300施肥水平达到最高；蔗糖酶活性在灌浆期、N300施肥水平达到最高水平；菌肥+复混肥较单施复混肥、基质+复混肥可以明显增加土壤酶活性。
在熟土区,三种酶活性均在灌浆期、N300施肥水平达到最高水平。
菌肥+复混肥对提高土壤酶活性作用明显。
(6)煤基复混肥不同处理对玉米株高和干物质积累的影响因施肥水平有一定差异。
复垦区菌肥+复混肥玉米株高和干物质积累高于单施复混肥或基质+复混肥,不施肥处理(CK)对玉米株高和干物质积累形成明显胁迫；熟土区玉米株高和干物质积累在各个施肥水平间的差异较小。
(7)随施肥水平增加,两个试验区玉米产量呈增加趋势,至N300施肥水平产量达到最高。
其中复垦区单施复混肥、菌肥+复混肥、基质+复混肥在N300施肥水平玉米产量分别为5391.15、5957.52、5695.73 kg/hm2,不施肥(CK)处理玉米产量仅为1460.25 kg/hm2.菌肥与复混肥配施玉米产量显著高于单施复混肥。
熟土区菌肥与复混肥配施在N300施肥水平玉米产量显著高于单施复混肥,但与基质与复混肥配施相比无显著差异。
(8)复垦区玉米穗部性状(穗粒数、穗粒重和百粒重)均显著低于熟土区。
复垦区玉米籽粒油脂含量呈随施肥量增加而增加的趋势。
玉米籽粒淀粉含量随施肥量增加呈减少趋势,煤基复混肥不同处理的籽粒淀粉含量均在N120施肥水平达到最大。
玉米籽粒蛋白质含量在N390施肥水平达到最大。
熟土区玉米籽粒油脂含量随施肥水平增加而增加,且油脂含量总体较复垦区高。
熟土区玉米籽粒淀粉含量与施肥水平高低无一致趋势,且淀粉含量低于复垦区。
熟土区籽粒蛋白质含量随施肥量增加无明显趋势性,单施复混肥时,N390施肥水平的玉米蛋白质含量达到最大；菌肥+复混肥、基质+复混肥两种施肥类型籽粒蛋白质含量均在N120施肥水平达到最高。
(9)两个试验区三种不同施肥类型、同一施肥水平对土壤贮水量和玉米生长阶段耗水量无显著影响；同一施肥类型、不同施肥水平对土壤保蓄水分的能力具有明显影响。
两试验区的水分利用效率均在N300施肥水平达到最高,且呈现为：菌肥+煤基复混肥(N300水平)>基质+煤基复混肥(N300水平)>单施煤基复混肥(N300水平)。
(10)三种施肥类型均显著地提高了复垦区玉米植株对氮、磷、钾的吸收量及利用效率,其中菌肥+复混肥在N300和N390施肥水平,氮、磷、钾吸收量及利用率最高。
熟土区菌肥+复混肥在N300施肥水平,氮、磷、钾吸收量及利用率最高。
复垦区籽粒和秸秆吸收氮、磷、钾量均显著低于熟土区。
