化肥减量配施腐植酸生物肥对土壤性质及玉米生长的影响

作     者：杜丹凤 

作者单位：黑龙江八一农垦大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙海燕;马星竹

授予年度：2021年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：化肥减量 腐植酸 生物肥 土壤性质 玉米 

摘      要：我国北方地区气候冷凉、化肥利用效率偏低,因此农业生产中存在化肥施用量不断提高,造成土壤理化性质变差、生产成本增加、农业面源污染加剧等实际问题,从而限制了玉米产量的提高和耕地的可持续利用。因此,本研究以玉米作为研究对象,采用2年室内模拟试验,利用新型腐植酸生物肥配施化肥,对比常规化肥用量(T1),研究了化肥减量15%(T2)、减量30%(T3)条件下,腐植酸生物肥对土壤化学和生物学特性、玉米生理特性和养分吸收的影响,以期明确土壤-作物对腐植酸生物肥的系统响应,为化肥减量应用技术提供参考。主要研究结果如下:1.腐植酸生物肥的施用显著增加了土壤真菌和细菌数量,菌群数量随着腐植酸生物肥用量的增加而增加,不同时期T2和T3处理的真菌数量较T1对照处理分别增加了10.8%-144.4%和13.8%-181.8%;细菌数量分别增加了6.5%-40.5%和16.2%-47.4%。2.适当减少化肥用量配施腐植酸生物肥(T2)可显著提高土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性,玉米抽雄期以后脲酶和蔗糖酶活性分别显著增加了11.4%-21.6%和34.9%-46.7%,拔节期过氧化氢酶活性增加了6.5%、13.4%。腐植酸生物肥增强了玉米生育后期土壤碳氮代谢活性,对土壤腐殖化进程具有一定促进作用。3.腐植酸生物肥对土壤氮素转化具有一定的“缓释作用,T2处理的玉米拔节期、抽雄期土壤碱解氮含量较T1对照处理降低了7.1%-22.7%,抽雄期后保障土壤的供氮能力。腐植酸生物肥活化土壤养分,不同时期土壤有效磷含量和速效钾含量分别显著增加了6.4%-121.0%和2.3%-35.2%,随着腐植酸生物肥用量的增加对土壤磷素和钾素活化效果更显著。4.腐植酸生物肥促进了玉米植株氮、磷和钾素吸收,不同时期T2处理的植株全氮和全钾含量分别提高了1.3%-20.1%和5.8%-37.3%,尤其是钾的吸收随着腐植酸生物用量的增加而增加,拔节期磷含量显著高于T1对照处理。但腐植酸生物肥降低了玉米拔节期以后植株对钙和镁元素的吸收能力。5.施用腐植酸生物肥加强了玉米植株光合碳同化与转化能力,尤其是T2处理效果显著,植株的二磷酸核酮糖羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性显著提高,蔗糖磷酸合成酶和蔗糖合成酶活性分别显著提高了22.7%-84.4%和17.8%-135.7%。植株可溶性糖、还原糖和淀粉的含量分别增加了0.9%-72.8%、6.3%-25.8%和1.0%-127.7%,配施腐植酸生物肥加强了植株光合碳代谢活性。6.施用腐植酸生物肥提高了玉米植株氮代谢活性,T2处理的硝酸还原酶活性增加了33.0%-45.0%,拔节期谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶活性分别增加了26.7%、44.7%和34.3%、54.3%,同步提高了氮素的同化与转化过程。拔节期和抽雄期植株可溶性蛋白含量较T1对照处理分别显著增加了15.8%-18.5%和15.0%-24.2%。7.腐植酸生物肥处理的玉米植株抗氧化酶系活性增强,抗氧化物质含量提高,系统抗性得到加强,其中T2处理的作用更显著。拔节期主要是超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶及抗坏血酸过氧化物酶的活性增强,而抽雄期主要是过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶作用;抗坏血酸-谷胱甘肽循环在拔节期与抽雄期均表现出较高的活性,植株的丙二醛含量降低了10.0%左右,加强了对质膜完整性的保护。按照常规施肥量的85%或70%再配施腐植酸生物肥(按照钾素等量代换),可促进玉米生长,玉米单株总重分别增加106.2%、112.3%或88.8%、120.7%;增强了土壤-作物系统的代谢活性,肥料利用率显著提高。综合分析,每公顷施用尿素(N 46%)319kg、磷酸二铵(N 18%,PO46%)191 kg、硫酸钾(KO 50%)50 kg、新型腐植酸生物肥(黄腐酸65%,KO 12.5%)400 kg作为该研究区域玉米的推荐施肥方式。