秸稈灰生物有機肥在啤酒大麥上的應用效果

王 凱，洪立洲，李紅陽，顧慧玲，孫星星，高 波，周加春，張俊喜

(江蘇沿海地區農業科學研究所，江蘇鹽城 224002)

生物質能發電是當前秸稈資源化利用的有效途徑，但秸稈發電燃燒后會產生3%～20%的灰分，經測定，這些秸稈灰含有大量的速效鉀和P、Ca、Mg、Fe等植物必需營養元素，是一種優良的肥源[1-3]，同時這些秸稈灰渣質輕疏松、粒度細小，如處理不善仍會帶來巨大的環保壓力，不能實現物質的良性循環利用[4]。秸稈灰和生物菌肥配施，已在小麥、水稻等多種作物上應用[5-7]，秸稈灰生物有機肥就是秸稈灰有效物質的再利用，配以氮磷肥、生物菌劑研制生產的一種新型營養全面的生物有機肥。江蘇沿海農區是全國重要的商品啤麥生產基地之一[8-9]，本試驗主要分析秸稈灰生物有機肥在啤酒大麥上的應用效果，以期為江蘇沿海農區推廣農業新產品、新技術提供技術儲備和理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗肥料

秸稈灰生物有機肥為江蘇綠豐生態肥料有限公司和江蘇沿海地區農業科學研究所共同研制，其中有機質含量≥40%、有效活菌數≥0.2億CFU/g、N+P2O5+K2O≥25%(N ∶P2O5∶K2O 為13 ∶8 ∶4；)、尿素(含N 46.40%)、過磷酸鈣(含P2O512%)、硫酸鉀(含K2O 56%)、電廠秸稈灰(含P2O50.34%、K2O 2.75%)。

1.2 試驗土壤

供試土壤為黃潮土，質地為沙質壤土，0～20 cm土層pH值8.1，其他養分含量見表4。

1.3 試驗品種

蘇啤6號(蘇鑒麥201102)是一個優質、高產、多抗的啤酒大麥新品種，適宜江蘇沿海農區種植[10]。

1.4 試驗方法

試驗于2012年10月至2014年5月在江蘇省鹽城市鹽東鎮境內進行，栽培模式為大麥—水稻—大麥，采用田間定位小區試驗，種植蘇啤6號2季，試驗中心地點為 120°20′09.28″E、33°27′07.62″N。試驗共設置4個處理：處理1為CK1(常規施肥)，基肥(N，130 kg/hm2；P2O5，80 kg/hm2；K2O，40 kg/hm2)+追肥(N，86.7 kg/hm2；分蘗肥 ∶穗肥=1 ∶1)；處理2為CK2(秸稈灰代替化學鉀肥)，基肥(N，130 kg/hm2；P2O5，80 kg/hm2；電廠秸稈灰1 000 kg/hm2)+追肥(N，86.7 kg/hm2；分蘗肥 ∶穗肥=1 ∶1)；處理3為秸稈灰生物有機肥，基肥(秸稈灰生物有機肥1 000 kg/hm2)+追肥(N，86.7 kg/hm2；分蘗肥 ∶穗肥=1 ∶1)；處理4為CK3(空白施肥)。小區采用隨機排列，3次重復，小區凈面積10×6.67 m2=66.7 m2，小區間隔30 cm。蘇啤6號播前用5.5%二硫氰基甲烷乳油進行藥劑拌種防種傳病害，條播行間距0.2 m，常規田間管理，各小區單獨收獲計實產。2014年6月采集各小區0～20 cm土層土樣，土壤基本性狀用常規方法測定[11]。蘇啤6號籽粒蛋白質含量用凱氏定氮法測定；淀粉含量用CaCl2-HOAC浸提，旋光法測定。

2 結果與分析

2.1 秸稈灰生物有機肥對蘇啤6號的生長有促進作用

種植2季蘇啤6號生育記載數據取平均值，處理1、處理2的全生育期都是212.5 d，處理3的全生育期為214.5 d，處理4的全生育期是209.5 d，處理3全生育期最長，比其他3個處理多2～5 d。處理4為空白對照，耕層土壤基礎肥力不能滿足蘇啤6號的營養生長和生殖生長，導致抽穗不一致，早衰。施用秸稈灰生物有機肥能增加根系酸性磷酸酶的活性，可較長時間保持根系的活力，養根保葉，促進蘇啤6號的生長，活熟到老，生育期延長，為籽粒積累更多的干物質創造條件[12]。

2.2 秸稈灰生物有機肥可提高蘇啤6號的成穗數、成穗率和分蘗成穗率

由表1可知，4個處理的基本苗一致，處理1、處理2最高苗數較高，處理3成穗數、單株成穗、成穗率、分蘗成穗率4項指標最高，處理4除基本苗以外的各項指標最低。施用秸稈灰生物有機肥可提高蘇啤6號的成穗數、成穗率和分蘗成穗率，處理3成穗數達801.1萬個/hm2，較其他處理高64.6萬～186.9萬個/hm2，增幅達8.8%～30.4%，成穗率較其他處理高8.1～10.5百分點，增幅達17.4%～23.8%；處理3分蘗成穗率數較其他處理高9.1～14.7百分點，增幅達28.3%～55.3%。秸稈灰生物有機肥中的生物菌劑和土壤中微生物協同作用，活化土壤中各種養分，特別是磷素的活性，促進蘇啤6號對養分的全面吸收，主莖和大分孽的生長得到強化，無效分孽減少，從而提高了蘇啤6號的成穗率和分蘗成穗率，為高產奠定群體基礎。

表1 2012—2014年蘇啤6號成穗表現

2.3 秸稈灰生物有機肥對蘇啤6號產量的影響

由表2可知，處理1、處理2、處理3每穗實粒數為(22.2±0.1)粒/個，施用秸稈灰生物有機肥對蘇啤6號的穗實粒數無影響，處理4比前3個處理穗實粒數減少3.1±0.1粒/穗，施肥可以增加蘇啤6號穗實粒數；處理3的千粒質量最高為 41.51 g，較其他處理高0.50～8.29 g，可見施用秸稈灰生物有機肥可以增加蘇啤6號的千粒質量。處理3成穗率、千粒質量在4個處理中最高，平均實產也最高，達 6 934.5 kg/hm2，較其他處理增產655.5～3 427.2 kg/hm2，增幅達10.4%～97.7%，采用SSR檢驗法進行統計分析，增產達極顯著水平；處理2、處理1產量水平相當，產量構成各要素指標基本相同，說明使用電廠秸稈灰可以代替化學鉀肥，能滿足蘇啤6號對鉀的營養需求；處理4是空白對照，產量構成的各要素指標都是最低，實際產量最低，說明供試土壤不施肥無法滿足蘇啤6號整個生育期對營養的需求，施肥對產量影響最顯著。

施用秸稈灰生物有機肥可保證磷素和鉀素持續有效的供給，促進蘇啤6號生長后期營養器官貯存的光合產物向生殖器官的再分配，從而提高每穗粒質量，為蘇啤6號的穩產高產奠定物質基礎[13]。

2.4 秸稈灰生物有機肥對蘇啤6號品質的影響

由表3可知，處理1、處理2、處理3的5項籽粒品質性狀指標都明顯高于處理4，處理1、處理2、處理3的淀粉含量為53.1%±0.1%，發芽率為92.15%±0.05%，可見施用秸稈灰生物有機肥對蘇啤6號籽粒的淀粉含量、發芽率無影響；處理3籽粒飽滿有光澤，成熟度較好，千粒質量為41.51 g，發芽勢為 91.0%，在4個處理中最高，蛋白質含量為10.78%，在3個施肥處理中最低，較處理1、處理2蛋白質含量降低0.32～0.33百分點，可見施用秸稈灰生物有機肥可以增加蘇啤6號籽粒的千粒質量，提高發芽勢，降低蛋白質含量，啤麥品質得到改善，啤麥質量達國標二級以上[14]。

表2 2012—2014年蘇啤6號產量結構

注：F=397.725，F0.05=4.73，F0.01=8.09，s=5.31 kg。

表3 2012—2014年蘇啤6號籽粒品質性狀

2.5 連續2季施用秸稈灰生物有機肥對土壤肥力的影響

由表4可知，處理3連續2季施用秸稈灰生物有機肥后，0～20 cm耕層土壤有機質含量最高，達17.6 g/kg，比試驗前及其他3個處理高2.1～7.5 g/kg；處理3測定的其他4項指標也都較高。處理2和處理1相比測定的5項指標基本相當，說明在實際生產中秸稈灰完全可以替代化學鉀肥。處理4因為沒有施肥，作物生長帶走了土壤中的養分，各項測定的指標最低；處理1、處理2、處理3因為施肥，除了作物當季利用還有不同程度的殘留積累，所以測定的各項指標都比試驗前有所提高。

表4 2012—2014年施用秸稈灰生物有機肥后的土壤肥力

3 結論與討論

本試驗主要分析了秸稈灰生物有機肥在啤酒大麥上的應用效果，結果表明，秸稈灰生物有機肥作為蘇啤6號的基肥，可促進其生長，延長其生育期，提高其成穗數、成穗率、分蘗成穗率和千粒質量，增產作用顯著；同時施用秸稈灰生物有機肥可以增加蘇啤6號籽粒的千粒質量，提高發芽勢，降低蛋白質含量，蘇啤6號籽粒飽滿有光澤，啤麥品質得到改善；經過測定，連續2年施用秸稈灰生物有機肥，耕層土壤的產出能力有所提高。

試驗結果也表明，在啤麥生產中秸稈灰可以替代化學鉀肥，但由于秸稈灰質輕疏松，在實際生產中很難單獨施用，秸稈灰生物有機肥是秸稈灰循環增值利用的有效途徑，秸稈灰不僅可以替代化學鉀肥，在生物菌劑的作用下還能激活土壤中的無機營養，促進秸稈灰中磷、鈣、鎂、硼等元素養分的釋放，進而提高秸稈灰的養分有效性及利用率，同時生物菌劑可以增強啤麥根系的活力，有利于根系對土壤中養分的平衡吸收，尤其是磷、鉀的吸收，提高啤麥產量和品質，本研究結果和已有在小麥、水稻、煙草、堿蓬等作物上的研究結論一致[5-7，15-17]。

秸稈灰生物有機肥施入土壤后，它的作用是多方面的，不僅可以為作物提供養分，還可以提高耕層土壤的緩沖性，增加土壤微生物量及其活性，促進土壤團粒結構的形成，多年施用秸稈灰生物有機肥對耕層土壤理化性狀的影響及其機制還須要進一步研究。

[1]朱 紅，常志州，黃紅英，等.高溫焚燒對秸稈灰渣磷、鉀養分變化的影響[J].植物營養與肥料學報，2007，13(6)：1197-1201.

[2]劉鳴達，肖質凈，王厚鑫，等.高溫焚燒對秸稈灰渣養分含量的影響[J].可再生能源，2009，27(3)：46-48，52.

[3]韓魯佳，閆巧娟，劉向陽，等.中國農作物秸稈資源及其利用現狀[J].農業工程學報，2002，18(3)：87-91.

[4]孫云娟，蔣劍春，趙淑蘅，等.秸稈灰利用的研究進展[J].生物質化學工程，2011，45(6)：35-42.

[5]朱小梅，劉 沖，邢錦城，等.秸稈灰配施生物菌肥對小麥產量及養分吸收與分配的影響[J].華北農學報，2013，28(增刊1)：337-341.

[6]王前進，李輝信，李克才，等.秸稈發電和氣化殘余物作為肥料在水稻生產上的應用研究[J].土壤通報，2013，44(1)：155-160.

[7]朱小梅，洪立洲，劉興華，等.秸稈灰、生物菌肥與化肥配施對土壤養分和設施堿蓬產量及品質的影響[J].水土保持學報，2012，26(6)：102-105，110.

[8]顧自奮，黃志仁，許如根，等.近10年世界大麥生產概況[J].大麥科學，2001(1)：1-4.

[9]楊建明，沈秋泉，汪軍妹，等.我國大麥生產、需求與育種對策[J].大麥科學，2003(1)：1-6.

[10]李曉蓉，陳云芹，顧書忠，等.蘇啤6號特征特性及配套栽培技術[J].大麥與谷類科學，2011(3)：84-85.

[11]鮑士旦.土壤農化分析[M].北京：中國農業出版社，2005.

[12]羅安程，章永松，孫 羲.有機肥對大麥根系生理代謝和磷吸收的影響[J].西北農業學報，1996，5(3)：9-12.

[13]洪立洲，尹金來，周春霖，等.有機-無機肥配施對啤酒大麥產量及品質的影響研究[J].大麥科學，1999(2)：24-25.

[14]謝志新，丁守仁.大麥品質育種研究與進展(1)[J].大麥科學，1996(1)：1-6.

[15]邵文奇，鐘 評，紀 力，等.草木灰中殘余可溶鹽分對蔬菜幼苗生長的影響[J].江蘇農業科學，2011，39(3)：193-194.

[16]王前進，焦加國，李依婷，等.秸稈氣化殘余物在煙草漂浮育苗系統中的應用研究[J].中國煙草學報，2009，15(6)：44-48.

[17]江麗華，劉兆輝，張文君，等.化學肥料-有機物-微生物肥料菌劑相互作用的研究[J].山東農業大學學報(自然科學版)，2004，35(1)：55-58，64.