丟糟有機肥配施化肥對高粱產量的影響

殷勇 張林 劉陽 周俊輝 劉興貴 安明哲 張德銀

摘要?為構建丟糟有機肥配施化肥對高粱產量的數學模型，采用二次回歸通用旋轉組合設計，設有機肥、氮肥、磷肥、鉀肥4個栽培因素，通過降維分析，研究不同施肥對高粱產量的影響，通過頻次分析建立高效栽培模式。結果表明，各因素對高粱產量均有重要影響，其大小表現為氮肥>有機肥>磷肥=鉀肥，表明宜糯紅2號的主控措施為氮肥和有機肥;氮肥與有機肥、磷肥與鉀肥之間有協同增產和增效作用;宜糯紅2號的高效栽培方式：施有機肥3 627～4 773kg/hm2，施氮（尿素）194～240kg/hm2，施磷（過磷酸鈣）87～213kg/hm2，施鉀（硫酸鉀）87～213kg/hm2，可實現5 250kg/hm2的產量。該研究為川南高粱的高產、健康、無公害生產提供技術參考。

關鍵詞?丟糟有機肥;高粱;宜糯紅2號;產量;栽培模式

中圖分類號?S?514文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）23-0177-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.051

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Distillers Grains Organic Fertilizer and Chemical Fertilizer on Sorghum Yield

YIN Yong1，ZHANG Lin1，LIU Yang2et al

（1.Sorghum Potato Research Institute， Yibin Academy of Agricultural Sciences，Yibin，Sichuan 644000;2.YibinWuliangyeCo.， Ltd.，Yibin，Sichuan644007）

Abstract?In order to construct a mathematical model of sorghum yield by using waste grains organic fertilizer combined with chemical fertilizer， this experiment adopted the general rotation combination design of quadratic regression， and set up four cultivation factors including organic fertilizer， nitrogen fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer. Through dimensional reduction analysis， the influence of different factors on sorghum yield was studied， and the efficient cultivation mode was established through frequency analysis. The results showed that all the factors had important effects on sorghum yield， and the magnitude was as follows： organic fertilizer>nitrogen fertilizer>phosphate fertilizer=potash fertilizer， indicating that the main control measures of Yinuohong 2 were nitrogen fertilizer and organic fertilizer. There were synergistic effects between nitrogen fertilizer and organic fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer. The high?efficient cultivation mode of Yinuohong 2 was application of organic fertilizer 3 627-4 773kg/hm2， application of nitrogen （urea） 194-240kg/hm2， application of phosphorus （superphosphate） 87-213 kg/hm2， application of potassium （potassium sulfate） 87 -213kg/hm2， the yield can realize 5 250kg/hm2. This study provides a technical reference for high yield， healthy and pollution?free production of sorghum in south Sichuan.

Key words?Waste grains organic fertilizer;Sorghum;Yinuohong 2;Yield;Cultivation patterns

酒糟作為白酒生產的副產物，富含粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、粗纖維和無氮浸出物等營養成分[1]。利用酒糟制成的有機肥能顯著提升土壤養分含量和提高高粱產量。黃亞東等[2]研究表明，有機肥經3年施肥后，供試土壤的有機質、全氮、全磷、全鉀含量平均增加了34.2%、35.9%、23.7%和30.8%，pH下降了10.8%。李許濱等[3]研究發現，高粱施用酒糟蠅蛆代謝物有機肥與其他肥料產量達極顯著水平，可達5 786.25kg/hm2。雷顯琪等[4]研究發現，施用酒糟有機肥比不施肥增產1 800kg/hm2，增產率71.94%。呂軍等[5]研究指出，施用酒糟有機肥+微生物菌劑的最高產量高于復合肥和普通有機肥。

利用酒糟原料制作有機肥，既能解決環保問題，又能為綠色食品的生產提供有機環境，該項目屬環境保護、資源再利用、循環經濟產業項目，具有較高的經濟效益、環保效益和社會效益[1，6-7]。雖然當前針對丟糟有機肥的栽培研究較為廣泛，但關于丟糟有機肥如何搭配化肥的研究鮮見報道。筆者以高粱品種宜糯紅2號為供試材料，采用二次回歸通用旋轉組合設計，研究丟糟有機肥配施化肥對其產量的影響，以期為川南高粱的高產、健康、無公害生產提供理論依據和技術參考。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

丟糟有機肥由宜賓五糧液股份有限公司提供，是利用五糧液丟糟和污泥混合發酵制成。經農業部肥料質量監督檢測，含有機質76%，總養分8.3%，其中氮（N）3.1%、磷（P2O5）3.3%、鉀（K2O）1.9%，pH為7.4，總砷、總鉛、總鎘、總汞等有害元素均控制在標準范圍內，未檢出蛔蟲卵和糞大腸菌群。高粱品種宜糯紅2號由宜賓市農業科學院提供。

1.2?試驗設計

試驗于2018年春季在宜賓市農業科學院大觀科研基地進行。該試點海拔280 m，屬中亞熱帶濕潤季風氣候，無霜期348 d。土壤養分：有機質15.34 g/kg，全氮1.05 g/kg，速效磷2.90 mg/kg，速效鉀149.03 mg/kg，質地為黏性，肥力水平中等，地力均勻。采用4因素5水平二次通用旋轉組合設計[8]，設有機肥、氮肥（尿素）、磷肥（過磷酸鈣）、鉀肥（硫酸鉀）4個因素，分別以X1、X2、X3、X4表示，試驗因素及水平編碼見表1。試驗共計31個小區，每個小區6行區，行長5.0 m，行距0.5 m，窩距38 cm，雙株種植，每小區面積15 m2。

1.3?栽培管理

采用育秧盤育苗移栽，選取籽粒大、飽滿完整的種子，播前曬種，播期4月中旬。移栽后每窩定植2株。施肥量按試驗方案進行，其中有機肥（丟糟有機肥）、磷肥（過磷酸鈣）和鉀肥（硫酸鉀）全作底肥，氮肥（尿素）全作追肥。全試驗未施其他有機肥。其他栽培管理同大田生產，保持小區之間一致。

1.4?測定項目與方法

準確記載播種期、出苗期、拔節期、開花期、散粉期、成熟期及收獲期。收獲前調查每小區株高、穗長、倒伏率及主要病蟲害的病級等。收獲時每小區選取有代表性的5穗高粱測定穗粒重和千粒重。每個小區實收計產。

1.5?數據分析

各因子與產量的效應采用降維分析法[8]。各數據統計分析采用DPS 9.01軟件與Excel 2007。

2?結果與分析

2.1?產量與各因子的數學模型

以產量為目標函數Y1（kg/hm2）建立數學模型：

Y1=4 612.54+91.97X1+409.45X2-53.59X3+54.35X4-208.88X12-318.86X22-35.51X32-52.18X42+265.42X1X2-72.93X1X3+87.07X1X4+55.43X2X3+13.83X2X4+249.53X3X4，對模型進行顯著性檢驗，結果表明，FR=5.88>F0.01（14，16）=3.45，FLf=1.07

對各偏回歸系數檢驗可知，一次項氮肥（X2）對產量的影響極顯著，其余因素不顯著;二次項有機肥（X1）和氮肥（X2）對產量影響極顯著，磷肥（X3）和鉀肥（X4）不顯著;互作項有機肥（X1）與氮肥（X2）互作極顯著，磷肥（X3）與鉀肥（X4）互作顯著，其余因素間互作效應不顯著。

2.2?模型分析

2.2.1?主效因分析。

由圖1可知，施有機肥量在0.22（3 330 kg/hm2）水平、施氮量在0.64（198 kg/hm2）水平、施磷量在-0.75（94 kg/hm2）水平、施鉀量在0.52（189 kg/hm2）水平時，可分別獲得其最高產量。

對貢獻率進行分析發現，各因素對產量的貢獻率：△有機肥=1.74，△氮肥=2.37，△磷肥=0.44，△鉀肥=0.44，表明4個栽培因子中，氮肥對產量影響最大，其次是有機肥，磷肥與鉀肥對產量的影響相同且較小，表明施氮肥、有機肥增產效益較高，施磷鉀肥增產效益較低。

2.2.2?邊際效應分析。

由圖2可知，單個因素對產量的影響速率隨水平提高由正值變為負值，即先增產后減產，因此各因素均存在最適水平。此外，產量隨各因素水平的增加，速率逐漸減小，表明增加各因素水平量越多，則增產效益遞減。

2.2.3?栽培因子對產量的互作效應。

方差分析結果表明，有機肥（X1）與氮肥（X2）互作極顯著，磷肥（X3）與鉀肥（X4）互作顯著，其余因素間互作效應不顯著。

采取降維法分析有機肥與氮肥互作效應（圖3）可知，在有機肥處于低水平下，增施氮肥對產量增產作用較小，隨著氮肥用量進一步加大，甚至出現減產;在有機肥處于中高水平時，增施氮肥產量增產幅度較大，施肥達到一定值后，出現最高產，隨后呈減產趨勢;在有機肥高水平下，產量隨氮肥水平提高增產幅度最大，但最高產量不如有機肥處于中高水平下。在氮肥處于低水平時，增施有機肥對產量增產作用較小，隨著有機肥用量進一步加大，甚至出現減產;在氮肥處于中高水平或高水平時，隨有機肥遞增產量增加，施肥達到一定值后，出現最高產，隨后呈減產趨勢。表明有機肥與氮肥具有協同增產和增效的作用，宜糯紅2號采取中高水平有機肥配施中高水平氮肥的措施是獲得高產的重要途徑。

采取降維法分析磷肥與鉀肥互作效應（圖4）可知，在低磷水平下，增施鉀肥產量遞減;在高磷水平下，增施鉀肥產量遞增。在低鉀水平下，增施磷肥產量遞減;在高鉀水平下，增施磷肥產量遞增。表明磷鉀肥具有協同增產和增效作用，磷鉀肥配合施用是保證高產的關鍵。

2.3?高產栽培頻數?在因素水平范圍內，步長為1時，共有625套方案，其中，產量高于5 250 kg/hm2的有20套，占所有組合方案的3.2%，其頻數統計見表2。由表2可知，有機肥和氮肥在Xi=0、1時，高產方案出現的次數最多、頻率最大，表明這2個因子在中高水平時獲得高產的概率較大;值得注意的是，磷肥和鉀肥在Xi=-2、2時高產方案出現的次數最多、頻率最大，表明這2個因子在極高或極低水平時獲得高產的概率較大。獲得高產農藝措施的優化組合方案：施有機肥量3 627～4 773 kg/hm2，施氮量194～240 kg/hm2，施鉀量87～213 kg/hm2，施磷量87～213 kg/hm2。

3?結論與討論

有機肥與化肥的配合施用是一項科學施肥的策略[10]。

對回歸模型進行“降維”和“貢獻率”分析發現，有機肥、氮

肥、磷肥、鉀肥對高粱產量均有重要影響，其貢獻大小表現為氮肥>有機肥>磷肥=鉀肥。這可能與試驗點土壤磷鉀含

量較高而氮含量較低，且高粱生長季節光照充足、降雨量充沛有關。邊際效應分析可知，隨著各因素水平的增加，高粱增產效應遞減，當繼續增加超過臨界值，產量遞減，這與邢秀芹等[11]對不同用量有機肥對高粱產量的影響結果基本一致。有機肥和氮肥具有較強的互作效應，即采取中高水平有機肥配施中高水平氮肥是獲得高產的重要途徑，這與董紅霞[12]研究有機肥與氮肥不同施用量對產量的影響結果基本一致;磷鉀肥具有較大的交互作用，即施用磷肥時，必須配合施用適量鉀肥。

高粱品種宜糯紅2號在川南地區采用有機肥配施化肥的高效栽培方式：施有機肥量3 627～4 773 kg/hm2，施氮量194～240 kg/hm2，施鉀量87～213 kg/hm2，施磷量87～213 kg/hm2，則可實現5 250 kg/hm2的產量。

參考文獻

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