涂光惠
(安徽省天柱山林場,安徽潛山 246300)
我國每年產生的生物質資源中含有純氮2 553 萬噸,是全國農業栽培植物每年實際吸收化學合成氮(620 萬噸)的4.12 倍。因此,應高度重視對生物質氮的利用,將廢棄生物質資源用于農業生態系統,實現農業的可持續發展[1-3]。
然而,盡管我國糧食連年豐收,但是我國農業生產一直采用“高投入、高產出”模式,糧食生產方式粗放,消耗了大量的耕地資源,環境壓力大,化肥農藥使用量居高不下。國際公認的每年化肥施用安全上限是225 kg·hm-2,我國每年農用化肥施用量超過400 kg·hm-2,是安全上限的1.93 倍。2019 年,《全國耕地質量等級情況公報》表明,全國一至三等耕地面積占比僅為31.24%,其余四至十等耕地面積占比高達68.76%;中低產田占耕地總面積的70%,耕地退化面積占耕地總面積的40%以上;南方土壤酸化,華北平原耕層變淺,西北地區耕地鹽漬化、沙化問題也很突出,全國耕地土壤點位污染超標率達到19.4%,南方地表水富營養化,北方地下水受到硝酸鹽的污染,西北等地農膜殘留較多。與此同時,生物多樣性下降,農產品質量下降,口感下降,農殘超標。
一方面,我國化肥使用量大、利用率低,60%~90%的化學肥料變成了污染物質進入環境中;另一方面,我國種養殖業大量生物肥料沒有得到利用,被排放或焚燒造成環境污染。基于此,于2016 年在安徽省潛山市國有天柱山林場油茶林內開展了油茶(Camellia oleiferaAbel.)生態栽培技術試驗[4],旨在探索優質高產油茶栽培技術,減少化肥農藥的使用。
試驗于2016 年3 月—2019 年12 月在安徽省潛山市國有天柱山林場實施。安徽省潛山市國有天柱山林場位于安徽省安慶市潛山市西部山地,地理坐標為東經116°27′、北緯30°43′,屬北亞熱帶季風氣候,四季分明,氣候溫和,光照充足,雨量豐沛。試驗共選擇7個油茶林小班,總面積35 hm2,具體信息如表1 所示。

表1 試驗樣株配置
1)磷酸二氫鉀(KH2PO4),純度≥99%,折合P2O5≥52%、K2O ≥34%,山東濰坊泰達農化有限公司生產。2)1.8%復硝酚鈉水劑,山西德威本草生物科技有限公司生產。3)復合肥與腐熟的菜籽餅按1 ∶14 比例混勻后,作為根部追肥施用。復合肥總養分≥45%,N、P2O5、K2O 組成比例為15 ∶5 ∶25,云南云天化股份有限公司生產。4)糞力元EM 發酵劑,有效活菌數≥2.0億孢子/mL,水分≤2%,ETS(天津)生物科技發展有限公司生產。
如表1 所示,進行9 組試驗,考察1.8%復硝酚鈉濃度和葉面噴施時間對油茶產量的影響,并設置對照組(CK)。
葉面追肥磷酸二氫鉀和復硝酚鈉,施用方法為花后葉面噴施1~3 次。為防止復硝酚鈉與磷酸二氫鉀復配后產生絮狀沉淀,在混配時加入液肥0.5%的檸檬酸緩沖劑后,再加入復硝酚鈉。
試驗組采用不動土栽培技術:1)不墾覆不除草;2)地面覆蓋農作物秸稈,用量為25 t·hm-2(干重);3)施用14 ∶1 餅肥+復合肥(腐熟)1.5 kg/株;4)施用EM發酵劑1 000 mL·hm-2;5)施用綠僵菌300 g·hm-2。
對照組(CK)采用常規動土栽培技術:進行人工墾覆1 次,除草2 次,施用1 ∶1 餅肥+復合肥(腐熟)450 kg·hm-2,不進行葉面施肥,不使用生態化栽培措施(不覆蓋農作物秸稈,不施用EM 發酵劑)。
每種試驗選擇10 株樣株進行試驗,包括對照試驗,共重復4 次,共計選擇400 株試驗樣株進行試驗。
復合肥采用N-P2O5-K2O(15-15-15)復合肥,在試驗區用量控制在國際公認的化肥施用安全上限是225 kg·hm-2·a-1以內,為100 g/株,與菜籽餅肥混勻后腐熟施入,折合單位面積復合肥施用量為165 kg·hm-2·a-1。3月在試驗株周圍撒施后,再施入綠僵菌300 g·hm-2預防地下害蟲,然后覆蓋農作物秸稈,用量為25 t·hm-2(干重)。
對照區復合肥施入量采用國際安全使用標準上限(225 kg·hm-2·a-1),與菜籽餅肥混勻腐熟后在墾覆時穴狀施入,折合單株復合肥施入量為140 g/株。
考慮到不同樣株大小、密度、干濕程度、出油率等的差異可能產生的誤差,產量采用產油量計算,并折算成單位面積冠幅面積產油量,然后按照郁閉度為0.7 的林分密度,折算成單位面積產油量。計算公式如公式(1)所示。

由于生態化栽培措施對油茶產生作用有一定的滯后性,產油量采用試驗3~4 年后的2018 年和2019 年秋季年均產油量計算,以消除大小年的年際差異產生的誤差。
如表3 所示,生態化栽培措施能夠明顯提高油茶產量,葉面施肥次數與復硝酚鈉施用濃度提高,對油茶也有增產作用。將表3 數據轉換成數據分析陣列,如表4 所示。對表4 數據進行差異性分析,分析結果如表5、表6 所示。

表3 試驗結果
表4 數據表明,不同試驗間方差較大,不同試驗方式的產油量有較大差異。
進一步方差分析表明(表5),在a=0.05 水平上,不同試驗措施類型(行間,也即生態栽培技術與常規動土栽培技術之間,以及葉面施肥次數之間)對油茶產油量的F=8.479 8,大于臨界值Fcrit=4.757 1,P-value=0.014 1,小于0.05,表明生態栽培技術與常規動土栽培技術,以及葉面施肥次數的不同對油茶產油量影響顯著。

表4 數據分析陣列

表5 統計分析
不同試驗措施水平(列間,也即生態栽培技術與常規動土栽培技術之間,以及葉面施肥濃度之間)對油茶產油量的F=6.321 4,大于臨界值Fcrit=5.143 3,P-value=0.0288,小于0.05,表明生態栽培技術與常規動土栽培技術以及葉面施肥濃度的不同對油茶產油量影響顯著。

表6 方差分析
綜合以上分析,油茶采用生態化栽培技術能夠明顯增加油茶產油量,采用地面覆蓋農作物秸稈,用量為25 t·hm-2(干重),施用14 ∶1 餅肥+復合肥(腐熟)1.5 kg/株,施用EM 發酵劑1 000 mL·hm-2,施用綠僵菌300 g·hm-2,花后、間隔10 d、葉面、果后各噴施1 次磷酸二氫鉀0.3%溶液+1.8%復硝酚鈉2 000 倍液,油茶產油量可以達到1 006.341 9 kg·hm-2。