一、什么是啟動肥?
啟動肥（Starter Fertilizer）是在作物出苗期施用的少量肥料，以滿足幼苗對速效養(yǎng)分的需求，促進新生幼苗的根系發(fā)育，常說的種肥（Seed Fertilizer）、口肥（pop-up）都是啟動肥的施肥方法。其特點是局部施肥，并在局部形成較高的養(yǎng)分濃度，以利于作物在早期根系能夠吸收到足夠的養(yǎng)分。在新疆，由于普遍采用滴灌，農(nóng)民播種一般不是搶墑播種，而是在土壤含水量較低時整地以獲得最佳的整地質(zhì)量。隨后播種。播種后，采用滴灌澆水補充土壤水分，這時也可以同時施入肥料，這些肥料也是啟動肥。啟動肥的一個顯著特點是在土壤養(yǎng)分含量高甚至很高的條件下，仍然可以獲得可觀的增產(chǎn)效應(yīng)，因此在目前農(nóng)田普遍施肥過量、土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分高的情況下，，在玉米“雙減”節(jié)肥增效中應(yīng)該受到重視。
啟動肥首先在美國的玉米帶受到重視，并且應(yīng)用比較廣泛。它是一種肥料用量少，而增產(chǎn)效應(yīng)較大的施肥方法。
二、哪些種類的肥料適合做啟動肥
啟動肥是指一種施肥方法，而不是某種具體的肥料。這些肥料在作物生長的初期（苗期）發(fā)揮營養(yǎng)作用，因此被稱為啟動肥。Gai等（2017）發(fā)現(xiàn)，大豆上施用氮肥（0, 25,50, and 75 kg N ha -1）其增產(chǎn)作用相對于對照為0.62%, 2.77%, 2.06%。效果穩(wěn)定，但是增產(chǎn)作用一般。Kaiser（2005）在Iowa州設(shè)置16實驗，包含免耕/常規(guī)耕作土壤、土壤有效磷含量5-77mg kg-1，土壤交換性鉀含量88-237mg kg-1,采用高磷肥料（液體或者固體）施啟動肥。統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全部16個地點中，有5個啟動肥處理玉米產(chǎn)量低于常規(guī)，其中4個地點的土壤有效磷含量低（<15 mg kg-1）。任何啟動肥+撒施處理軍不會生產(chǎn)超過單一施用啟動肥的處理。
Manuel （2004）認為啟動肥包含的養(yǎng)分種類主要取決于土壤的養(yǎng)分豐富程度（缺素狀況），磷肥做啟動肥效果最顯著。就肥料的種類而言，液體肥料和固體肥料都適合做啟動肥，取決于配套的農(nóng)事手段。液體肥料如果能借助噴灌/滴灌系統(tǒng)則施用效率較高，固體肥料則適合于播種機帶有施肥裝置的場合。
雖然啟動肥并非特指某種具體的肥料，但是啟動肥是在低溫條件下作用最為顯著，且以促進根系為主要特征。因此，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了一些專用的玉米啟動肥，除了包含磷素營養(yǎng)外，還含有促進玉米根系生長、提高抗寒性的物質(zhì)，使啟動肥的作用進一步增強（危常州，發(fā)明專利）。
三、啟動肥增產(chǎn)原理
玉米剛出苗時，依靠種子攜帶的養(yǎng)分提供器官建成需要的養(yǎng)分。在種子中的養(yǎng)分耗竭后，轉(zhuǎn)為從土壤中獲取營養(yǎng)，這是從自養(yǎng)轉(zhuǎn)向“他養(yǎng)”的關(guān)鍵時期。施用少量速效且分布在根系附近的養(yǎng)分最有利于玉米根系發(fā)育和養(yǎng)分生長，恰如人類的嬰兒從哺乳期轉(zhuǎn)為普通飲食時對營養(yǎng)的需求，這就是玉米施用啟動肥的增產(chǎn)的根本原理。
玉米在幼苗期根系少，分布深度淺，吸收養(yǎng)分的能力最弱，因此要求速效且濃度較高的養(yǎng)分供應(yīng)才能滿足其快速生長，啟動肥剛好能滿足這種需要。玉米的磷臨界營養(yǎng)期出現(xiàn)在三葉期，此期P營養(yǎng)不足對后期生長和產(chǎn)量影響強烈，啟動肥剛好可以解決玉米磷素臨界期營養(yǎng)，一舉多得。
多數(shù)實驗發(fā)現(xiàn)磷肥做啟動肥效果最顯著，主要與磷素在土壤中有效性受溫度高低影響顯著，且其移動性最差有關(guān)。實驗發(fā)現(xiàn)，即使土壤有效磷含量高的土壤，其在低溫階段依然不足以滿足玉米對苗期對磷素的需求，而磷素的遷移性在土壤中低則影響了玉米根系對磷素的獲取程度。
四、啟動肥用量與施用方法
1. 用量與施肥方法：Ghodrati (1983)報道在大部分土壤上，以2 x 2 方法施用啟動肥，用量 10 lb N/acre, 20 lb P 2 O 5 /acre, and 20 lb K 2 O/acre（0.75 kg/畝，1.5 kg/畝，1.5 kg/畝）就足夠，更高的施肥量不會帶來新的增產(chǎn)。Wolkowski and Kelling (1985)報道采用2x2in.方法，用量100-200lb/a，比36lb/a或46lb/a的7-14-7液體肥料的增產(chǎn)作用強。
圖1啟動肥施肥方法
2.防止鹽害：為避免發(fā)生鹽害，啟動肥用量應(yīng)根據(jù)啟動肥與種子的距離確定，距離種子越近，用量越少。如果土壤肥力水平良好，最佳施磷量為15-30kg hm-2。如果肥料條施且離種子大約5cm的地方，每公頃施用N、P2O5和/或K2O總量在30-45kg之間。在西北地區(qū)，土壤較為瘠薄，啟動肥用量可適度加大，一般施氮量不超過45kg hm-2，施用N和K2O總量不超過75kg hm-2；在沙質(zhì)土壤上，每公頃用量氮的最高含量不超過30kg hm-2；當啟動肥與種子同播時，每公頃施用的N和K2O總量不能超過15 kg hm-2。
氯化鉀、氯化銨等化肥含有氯離子，施入土壤后會產(chǎn)生水溶性氯化物，對種子發(fā)芽和幼苗生長不利，甚至燒種燒苗；硝酸銨、硝酸鉀等肥料含有硝酸根離子，對種子發(fā)芽有毒害作用。碳酸氫銨有揮發(fā)性和腐蝕性，易熏傷種子和幼苗。尿素會生成少量的縮二脲，含量若超過2%對種子和幼苗就會產(chǎn)生毒害。這些都不適宜做啟動肥，否則容易燒芽、燒苗。
3. 施肥方法：為了減少機器作業(yè)程序，啟動肥一般播種時與種子一起施入土壤。常規(guī)做法是將啟動肥施用在種子側(cè)方5cm和下方5cm，這樣根系可以最容易地獲得肥料，也可以保護根系不被肥料灼傷，條施和穴施是最常用的兩種方式。
新疆玉米普遍采用滴灌，而播種后要施用“出苗水”，即少量灌溉調(diào)節(jié)土壤含水量，使玉米出苗整齊。而整地播種時土壤較為干燥，容易保證較高的播種質(zhì)量。
對于保護性耕作的土壤，啟動肥施用較困難，將啟動肥與種子混合施用也是可取的方式。這時對肥料質(zhì)量的要求較高，要求不燒苗，優(yōu)質(zhì)硫酸銨、磷酸二銨適合這種方式施用。
五、啟動肥發(fā)揮作用的環(huán)境條件
1. 免耕/翻耕：研究發(fā)現(xiàn)，免耕的土壤由于含水量高，地表有秸稈覆蓋，土壤升溫慢，啟動肥的作用更為顯著（Osborne and W. E. Riedell，2006）。
2. 土壤養(yǎng)分含量高低：即使土壤養(yǎng)分含量相當高，啟動肥依然能發(fā)揮顯著的增產(chǎn)效應(yīng)。但是在養(yǎng)分含量低的土壤上其增產(chǎn)效應(yīng)更為穩(wěn)定（Kaiser，2005）。
3. 氣溫/土溫：由于磷的有效性在低溫下不足，而且低溫降低玉米根系養(yǎng)分吸收速率，因此啟動肥在早播、氣溫低的時期施用更有利于發(fā)揮其肥效。雖然這個推測很有效，但目前缺乏公開發(fā)表的文獻支持。
4. 土壤含水量：由于水的比熱和熱容量比土壤和空氣大的多，因此土壤含水量高的土壤升溫慢。因此，含水量高的土壤上啟動肥效果優(yōu)于含量低的土壤。
5. 玉米品種差異：研究發(fā)現(xiàn)，玉米品種對啟動肥的響應(yīng)有所差別?？傮w而言，密植的玉米、根系體積較小的玉米對啟動肥的響應(yīng)較好（Gordon et al., 1997）。也有人認為品種間差異并不大（Buah et al., 1999）
六、“澤商”牌玉米啟動肥
1. 肥料性質(zhì)：在國家重點研發(fā)計劃課題“北方玉米化肥農(nóng)藥減施技術(shù)集成研究與示范（2017YFD0201800）” 和農(nóng)業(yè)部行業(yè)專項“農(nóng)作物最佳養(yǎng)分管理技術(shù)研究與應(yīng)用（201103003）” 長期支持下，依據(jù)啟動肥原理，在新疆澤商農(nóng)資有限公司的協(xié)助下，開發(fā)了一種液體玉米啟動肥，適合于滴灌條件下玉米啟動肥施用。該肥料以液體磷酸為主要原料，滿足玉米苗期對磷素的迫切需求，還添加了微量元素Zn、B，優(yōu)質(zhì)礦物源腐殖酸，以及生物源植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。其主要特點如下：
液體肥料：本肥料為液體狀態(tài)，適合于滴灌條件下施用。
強酸性：本肥料采用磷肥工業(yè)的渣酸為磷原料。它解決了磷肥企業(yè)渣酸難以處理的難題，又提供了一種適合滴灌的肥料。肥料原液pH為1.5-2.0，稀釋一萬倍后pH為3.6左右，能顯著降低土壤的PH值，因此在堿性土壤上比較適用。多點多次試驗，施用啟動肥降低土壤pH 0.3-0.6個pH單位。
優(yōu)質(zhì)腐殖酸：礦物源腐殖酸含量>80 g L-1。促進土壤疏松，提高淺層土壤的溫度，溫和的生物刺激作用促進種子根系萌發(fā)和生長。
微量元素含量： B+Zn+Mn>1.2%
植物生長刺激物質(zhì)：添加非激素植物生長刺激物質(zhì)，促進根系生長、提高植物耐寒性。
氮磷鉀養(yǎng)分含量：N>60 g L-1, P2O5>350 g L-1, K2O>60 g L-1
2. 用法用量
結(jié)合滴灌出苗水施用，2-4kg/畝，粘土地用量宜大些，堿性大的土壤可達5kg/畝。施用啟動肥，在肥力好的地塊基肥可不施，在一般肥力地塊基肥可減少60%（如二銨減少10kg/畝）。出苗水用量限制在15 m3/畝以內(nèi)，一管四行的配置出苗水16-20m3/畝。采用灌水-施肥-灌水的模式施用，確保肥料停留在土壤淺層便于根系吸收。
3. 增效效果與機理
（1）早出早長，早啟動?！皦衙缦葔迅?。根系是植物的養(yǎng)分、水分吸收和運輸器官。沒有發(fā)達的根系，植物的營養(yǎng)就沒有來源。啟動肥中添加了安全無副作用的作物生根物質(zhì)，有效促進了新根萌發(fā)和根系伸長，讓作物具有“先發(fā)”優(yōu)勢，使作物增產(chǎn)“贏在起跑線”上。田間挖根顯示，畝施用3.5kg或7.0kg澤商啟動肥，在2-3葉期玉米根系比對照（施用DAP，用量20kg/畝）增加20條以上，根系長度增加80%。
圖3 “澤商啟動肥”對玉米根系發(fā)育的影響
（2）調(diào)酸治堿，好保苗。新疆土壤堿性重。鹽堿不僅影響種子的發(fā)芽力，而且對作物幼苗吸收水分和養(yǎng)分都有不利影響。啟動肥中的強酸性原料在接近滴灌的稀釋程度下（1萬倍），pH大約3.6-4.0，對植物安全不會發(fā)生酸害，降低種子附近的土壤pH 0.3-0.4個單位，提供更為有利于種子萌發(fā)后的生長條件和發(fā)根條件。
圖4 啟動肥對土壤pH的影響（玉米生長后期也一直使用專用啟動肥）
（3）強根壯苗，抗冷害。新疆氣候特點是五月氣溫較低，六月中旬溫度才極速上升。苗期低溫不利于喜溫作物如棉花、玉米的生長發(fā)育需求。低溫抑制植物對養(yǎng)分的吸收、導致較低的生理活性，如光合作用強度低、細胞分裂速度慢，細胞伸長速度慢。啟動肥中添加了提高作物的抗寒性的物質(zhì)如水楊酸、香草酸，提高幼苗的抗寒性。
（4） 促苗旺、促增產(chǎn)?？沟蜏匚镔|(zhì)提高植物在低溫下的生理活性，加上促根特性，對作物苗期具有顯著的促進生長的作用。圖2顯示，在塔城地區(qū)的示范田，施用啟動肥的玉米比常規(guī)施肥玉米葉片多一葉，高度則高10cm以上，生物學產(chǎn)量也顯著增加。
5 啟動肥節(jié)肥增產(chǎn)效應(yīng)
由于啟動肥的“先發(fā)”優(yōu)勢，以及其滿足P臨界營養(yǎng)的作用，作物根系具備較強的利用土壤養(yǎng)分的能力，因此總體上可以降低磷肥的施肥量。在我們的示范中，啟動肥在節(jié)約氮肥15%、 磷肥26%的基礎(chǔ)上，玉米獲得了6.5%的增產(chǎn)率。啟動肥增產(chǎn)作用主要表現(xiàn)為減少玉米果穗“禿尖”從而增加行粒數(shù)，同時提高了千粒重。2018年在塔城地區(qū)示范，施用啟動肥的地塊在9月18日達到生理成熟，而塔城地區(qū)絕大部分農(nóng)田還處于乳熟階段。該年初霜出現(xiàn)在9月12日，導致玉米減產(chǎn)嚴重，平均產(chǎn)量900kg/畝，而啟動肥示范多點平均產(chǎn)量達到1096 kg/畝。節(jié)肥增產(chǎn)合計，在其他生產(chǎn)性投入不變的情況下，農(nóng)戶的平均收率增加120.2元/畝（表1）。
表1 啟動肥示范與農(nóng)戶常規(guī)管理測產(chǎn)結(jié)果
圖5 啟動肥顯著降低玉米果穗禿尖，提高穗粒數(shù)
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