有機碳生態肥對灌漠土理化性質及甜糯玉米品質和效益的影響

閆 剛，劉 靜 ，秦嘉海 ，殷學云

（1.酒泉市農輝農業科技開發有限公司，甘肅酒泉735000；2.河西學院農業與生態工程學院，甘肅張掖734000；3.甘肅省酒泉市肅州區蔬菜技術服務中心，甘肅酒泉735000）

經社會實踐調查，甘肅省酒泉市大多數農戶種植的甜糯玉米無機肥料氮磷鉀投入量為1161kg/hm2，而有機肥氮磷鉀投入量為208 kg/hm2，無機肥料施用量多，有機肥料施用量少，甜糯玉米品質差，市場競爭能力不強。關于功能性肥料閆治斌、程紅玉、彭紹峰、張春強、劉玉環、張春梅、閆芳、秦超、秦嘉海、馬世軍、閆富海等研究報道的較多[1-11]。而有機碳生態肥對灌漠土理化性質及甜糯玉米品質和效益影響的研究未見文獻報道。本文針對酒泉市灌區甜糯玉米種植過程中存在的上述問題進行了有機碳生態肥對灌漠土理化性質及甜糯玉米品質和效益影響的研究。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地土壤類型是灰灌漠土[12]，0～20cm耕作層容重1.48 g/cm3，總孔隙度43.77%，＞0.25 mm團聚體30.99%，飽和持水量875.40 t/hm2，土壤質地為輕壤質土，土壤結構為碎塊狀,有機質18.57 g/kg，速效氮57.46 mg/kg，有效磷7.71 mg/kg，有效鉀135.06 mg/kg，pH值8.32，陽離子交換量18.94cmol/kg，全鹽1.83 g/kg，前茬作物是玉米，試驗地點設在甘肅省酒泉市肅州區果園鄉。

1.2 供試材料

尿素（N 46%，粒徑2～3 mm）；碳酸氫銨（N 17%，粒徑 1～2 mm）；磷酸二銨（N 18%，P2O546%，粒徑3～4 mm）；硫酸鉀（K2O 50%，粒徑1～2 mm）；腐殖酸銨（自主研發，1 000 kg粒徑0.1 mm的腐殖酸粉末與120 kg碳酸氫銨混合噴灑自來水，使其含水量達到15%，攪拌均勻得到腐殖酸銨，有機質56.07%，腐殖酸 67.82%，N 3.64%，P2050.38%，K20 0.21%，粒徑為0.05～0.10 mm）；腐熟雞糞（有機質42.77%，N 1.03%，P2O50.41%，K2O 0.72%，粒徑1～5 mm）；腐熟羊糞（有機質38.30%，N 0.32%，P2O50.29%，K2O 0.31%，粒徑 1～5 mm）；生物增效劑（市售，枯草芽孢桿菌，N、P2O5、K2O≥10%，活菌數≥2 億個 /g，粒徑 0.5～1 mm）；速效營養劑(自制，尿素、磷酸二銨、硫酸鉀風干重量比按0.600 0∶0.300 0∶0.100 0混合，N33.00%，P2O513.80%，K2O 5.00%，粒徑1～4 mm）；緩效營養劑(自主研發，腐殖酸銨、腐熟雞糞、腐熟羊糞風干重量比按0.700 0∶0.200 0∶0.100 0混合，有機質51.61%，N 2.79%，P2O50.38%，K2O 0.32%，粒徑1～5 mm）；糯玉米品種為白甜糯128（浙江省東陽玉米研究所引進）。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計

1.3.1.1試驗1：有機碳生態肥配方篩選試驗。2018年4月18日選擇緩效營養劑、速效營養劑和生物增效劑，每種原料設計3個梯度施用量，按正交表L（934）設計9個試驗處理[1（3]見表1）。

1.3.1.2試驗2：肥料種類比較試驗。試驗共設計3個處理，處理 1：對照（不施肥）；處理 2：無機肥料（尿素+磷酸二銨+硫酸鉀施用量為0.74 t/hm2+0.67 t/hm2+0.32 t/hm2）；處理 3：有機碳生態肥施用量16.59 t/hm2。

1.3.2 種植方法 每個小區面積設計36m2（長8m、寬4.5 m），2018年和2019年每年4月20種植，播種深度4～5cm，株距和行距分別為30cm和50 cm，每個小區種植5壟，每壟種植2行，每行種植26株，每個小區種植260株。磷酸二銨、硫酸鉀和有機碳生態肥在播種前施入0～20 cm耕作層做肥底，1/3尿素在甜糯玉米大喇叭口期結合灌水追施，2/3尿素在甜糯玉米開花期結合灌水追施，追肥方法為穴施，在甜糯玉米拔節期、大喇叭口期、開花期、灌漿期、乳熟期各灌水1次，每個小區灌水量相等。

1.3.3 樣品采集方法 在小區選擇中間3壟，每壟隨機采集5株，共采集15株，分別測定農藝性狀和經濟性狀。每個試驗小區單獨收獲，將小區鮮穗產量折合成公頃產量進行統計分析。甜糯玉米收獲后，分別在試驗小區內按對角線布置5個采樣點，采集0～20 cm耕作層土樣5 kg，用四分法帶回1 kg混合土樣，風干后過1 mm篩供室內化驗分析，其中土壤容重、土壤團聚體用環刀采集原狀土，未進行風干。

1.3.4 測定指標與方法 土壤容重測定采用環刀法；總孔隙度測定采用計算法；＞0.25 mm團聚體測定采用干篩法；有機質測定采用重鉻酸鉀氧化法；速效氮測定采用擴散法；有效磷測定采用鉬銻抗比色法；有效鉀測定采用火焰光度法；pH測定采用電位法（水土比5∶1）[14]；莖粗采用游標卡尺測定莖基部1 cm處；鮮百粒重采用1/100天平稱量法測定，籽粒中粗蛋白用凱氏定氮法測定，可溶性糖和淀粉用蒽酮比色法測定[15]。

1.3.5 數據分析方法 測試數據采用DPSS10.0統計軟件分析，差異顯著性采用多重比較，LSR檢驗法。

2 結果與分析

2.1 有機碳生態肥配方確定

由表1可知，有機碳生態肥原料間的效應（R）是B＞A＞C，說明影響甜糯玉米鮮穗產量的原料依次是速效營養劑（R=7.54）＞緩效營養劑（R=6.80）＞生物增效劑（R=3.52）。將表1數據進行多重比較可以看出，在9個處理中，處理3（A1緩效營養劑15.00 t/hm2，B3速效營養劑 1.50 t/hm2，C3生物增效劑 0.09 t/hm2）鮮穗產量最高，平均為23.52 t/hm2，與處理1、處理2、處理 4、處理 5、處理 6、處理 7、處理 8、處理 9 比較，差異極顯著（P＜0.01）。通過分析各水平平均產量可以看出，KA1＞KA3＞KA2，KB3＞KB2＞KB1，KC3＞KC1和KC2，說明緩效營養劑、速效營養劑、生物增效劑適宜施用量分別為 15.00 t/hm2、1.50 t/hm2和0.09 t/hm2。從各因素的K值可以看出，原料間最佳原料組合為A1緩效營養劑15.00 t/hm2：B3速效營養劑1.50 t/hm2：C3生物增效劑0.09 t/hm2，即緩效營養劑、速效營養劑和生物增效劑風干重量比按0.904 1∶0.090 4∶0.005 5混合得到有機碳生態肥，經室內化驗分析，含有機質46.66%，N2.75%；P2O51.88%，K2O0.94%，有效活菌數≥0.06億個/g。

2.2 有機碳生態肥對灌漠土理化性質的影響

有機碳生態肥與無機肥料和對照比較，容重降低13.70%和14.86%（P＜0.01）；pH值降低6.08%和5.29%（P＜0.05）。無機肥料與對照比較，容重和pH值降低1.35%和0.84%（P＞0.05）。有機碳生態肥與無機肥料和對照比較，總孔隙度增加16.79%和19.83%；團聚體增加11.69%和11.94%；陽離子交換量增加36.95%和38.54%（P＜0.01）。無機肥料與對照比較，總孔隙度、團聚體和陽離子交換量增加2.60%、0.23%和 1.16%（P＞0.05）（見表 2）。

2.3 有機碳生態肥對灌漠土有機質和速效氮、有效磷、有效鉀的影響

有機碳生態肥與無機肥料比較，有機質增加10.59%（P＜0.01），速效氮、有效磷和有效鉀增加1.70%、2.32%和 1.07%（P＞0.05）；與對照比較，有機質、速效氮、有效磷和有效鉀增加10.77%、18.85%、25.81%和9.87%（P＜0.01）。無機肥料與對照比較，有機質增加0.16%（P＞0.05），速效氮、有效磷和有效鉀增加 16.86%、22.96%和 8.70%（P＜0.01）（見表 2）。

表1 正交試驗設計與分析

表2 有機碳生態肥對灌漠土理化性質及有機質和氮磷鉀的影響

表3 有機碳生態肥對甜糯玉米農藝性狀及經濟性狀和品質的影響

2.4 有機碳生態肥對甜糯玉米性狀、品質和效益的影響

有機碳生態肥與無機肥料比較，甜糯玉米株高、莖粗、穗長、穗粗、單穗鮮重和鮮百粒重增加5.43%、6.52%、5.78%、5.25%、7.53%和6.38%，可溶性糖量、淀粉量和粗蛋白量增加7.53%、6.40%和8.72%（P＜0.05）；與對照比較，株高、莖粗、穗長、穗粗、單穗鮮重和鮮百粒重增加 20.50%、37.18%、32.08%、33.93%、35.52%和35.87%，可溶性糖量、淀粉量和粗蛋白量增加33.32%、31.59%和 33.38%（P＜0.01）。無機肥料與對照比較，株高、莖粗、穗長、穗粗、單穗鮮重和鮮百粒重增加 14.29%、28.78%、24.86%、27.25%、26.03%和27.72%，可溶性糖量、淀粉量和粗蛋白量增加 23.97%、23.68%和 22.69%（P＜0.01）（見表3）。

有機碳生態肥與無機肥料比較，鮮穗產量增加7.01%（P＜0.05）；施肥利潤和肥料投資效率增加 3 101.62元/hm2和0.63元/元（見表4）。

表4 有機碳生態肥對甜糯玉米經濟效益的影響

3 小結

有機碳生態肥最佳配方組合比例為緩效營養劑0.904 1∶速效營養劑0.090 4∶生物增效劑0.005 5。施用有機生態肥降低了灌漠土容重和pH值；增大了孔隙度、團聚體和陽離子交換量，提高了有機質和速效氮磷鉀含量。施用有機碳生態肥與施用無機肥料比較，甜糯玉米株高、莖粗、穗長、穗粗、單穗鮮重和鮮百粒重增加 5.43%、6.52%、5.78%、5.25%、7.53%和6.38%；可溶性糖量、淀粉量和粗蛋白量增加7.53%、6.40%和8.72%；鮮穗產量、施肥利潤和肥料投資效率增加 7.01%、3 101.62元 /hm2和0.63元/元。施用有機碳生態肥，改善了土壤理化性質和甜糯玉米的品質。