有機肥在谷子生產中應用研究

文峰金曉光白乙拉圖呼瑞梅黃前晶塔娜費寧白峰李清泉

(1.內蒙古通遼市農牧科學研究所，內蒙古 通遼 028015；2.中國科學院智能農業機械裝備工程實驗室，北京 100039；3.通遼市庫倫旗農畜產品質量安全服務中心，內蒙古 通遼 028200；4.通遼市農業推廣中心，內蒙古 通遼 028000)

谷子(Setaria italica (L.)Beauv)耐旱耐瘠薄，是我國北方干旱省份的重要糧食作物，甚至是部分地區首要栽培作物[1]。通遼市屬春谷中熟區，氣候、地理條件獨特，晝夜溫差大，是良好的優質小米生產基地[2]，通遼市谷子種植面積33333.33hm2(2015—2021年)以上。而不施肥、過量施肥和重用化肥等施肥措施不僅使谷子低產，也造成耕地質量下降。

谷子生產中，化肥的過量、不均衡使用是我國農業的一個主要特點，由此不僅降低了農產品質量，還會給環境帶來嚴重污染，長期過量而單純地施用化肥，會使土壤酸化或堿化[3]。有機肥可提高土壤培肥地力、土壤質量，促進土壤微生物繁殖，為農作物生長提供全面營養，使農作物生長健壯[4]。有機肥雖然營養元素全面，但作物需要的有效營養成分(如N、P、K等)含量遠低于化肥，而且有機肥在土壤中分解和被植物吸收過程較慢，很難滿足農作物高產、高效的需要，必須與化肥配合施用[5]。

谷子施肥應根據谷子生產特點，不同地區不同生產條件，研究制定不同的配方施肥技術，提高谷子產量與品質[6]。根據谷子需肥規律和肥料特點有機肥合理替代化肥，可使農業增產、農民增收，也是食品安全和農業可持續發展的重要保障。

1 試驗地概況

試驗在通遼市農牧科學研究所試驗基地進行。屬于中溫帶半干旱大陸性氣候，海拔165m，年平均降雨量300～450mm，≥10℃活動積溫2000～3200℃，無霜期90～150d。

試驗地前茬玉米，土壤類型白壤土，肥力中等以上。耕作層有機質20.34g·kg-1，堿解氮65.5mg·kg-1，速效磷22.39mg·kg-1，速效鉀352.03mg·kg-1，耕作層土壤pH7.5。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

供試谷子品種“通谷1號”。試驗使用肥料為有機肥(顆粒型有機肥，有機質含量≥45%，N≥5%、P2O5≥5%、K2O≥5%，內蒙古廣天生態農業有限公司生產)、磷酸二銨(N≥18%、P2O5≥46%，云南云天化股份有限公司生產)、尿素(N≥46%，河南普煤天慶煤化工有限責任公司)。

2.2 試驗設計

隨機區組設計，3次重復，試驗小區行長8m、寬3m，6行區，密度4萬株·667m-2。試驗A組-單施有機肥、B組-種肥(有機肥)加追肥(化肥)、C組-種肥(有機肥摻混化肥)加追肥(化肥)，每組設3個不同施肥量，設2個對照，分別為空白對照(CK1)、常規施肥(CK2)，試驗施肥方式及施肥量見表1。

表1 施肥方式及肥料用量

2.3 田間管理

播前整地，施入種肥，孕穗期結合中耕追肥。人工條播、間苗、除草，孕穗期灌溉1次，預防粟灰螟2次，其它管理方式與谷子生產相同。

2.4 測定項目

開花期調查記載葉片色，收獲前每小區取10株測定株高、主穗長、穗粗、單穗重、穗粒重、千粒重等項目。收獲時去掉邊行及行頭，實收15m2測定小區產量。試驗數據采用DPS數據處理軟件進行計算處理。

3 結果與分析

3.1 不同處理對谷子生物學性狀的影響

從表2可知，抽穗期至開花期，空白對照葉片呈淡綠色，其余處理葉片綠色；各處理株高與空白對照比較均高，單施有機肥的A組處理與常規施肥比較低。各處理間相互比較，A組株高隨著有機肥施肥量的增加先增后減，B組和C組株高隨著有機肥施肥量的增加而下降；各處理穗長與空白對照比較均長，與常規施肥比較除C3處理外均短，相互比較差異小；各處理穗粗與空白對照比較均高，與常規施肥比較3個處理(B3、C2、C3)穗粗高，其它處理比常規施肥低；各處理穗重、穗粒重與空白對照比較均高，與常規施肥比較只有C2、C3處理穗粒重高；C3處理千粒重與CK1、CK2比較增加，其它處理千粒重無明顯規律。表明單施有機肥與常規施肥比較株高、穗長、穗粗、穗重、穗粒重降低，證明有機肥肥效慢，無法滿足谷子各生長階段養分需求；種肥(有機肥)加追肥(尿素)方式對穗的影響較大，這可能與追肥只補充N素有關，葉面追施N、P、K及微量元素可能效果不同；種肥(有機肥摻混磷酸二銨)加追肥(尿素)時農藝性狀最佳。

表2 生物性狀調查

3.2 不同施肥處理對谷子產量性狀的影響

從表3可知，區組間F=0.575、F0.05=3.49，其FF0.01，說明各處理間施肥效果達到極顯著水平，不同處理間肥效存在極顯著差異。

表3 試驗產量方差分析

從表4可知，與空白對照比較C2和C3達到極顯著，C1、B1、B2、B3處理顯著。各處理與常規施肥比較不顯著，處理C3產量與常規施肥比較增產9.95%，與A1和A3處理比較達到極顯著水平，與A2和B3比較顯著。C2處理與常規施肥比較增產2.66%，與A1和A3處理比較顯著。

表4 不同處理對產量的影響及差異顯著性(SSR法)

C組2個處理與常規施肥比較增產。B組和A組處理與常規施肥比較減產，B組減產幅度3.69%～6.15%，A組減產幅度9.06%～14.35%。A組處理(單施有機肥)與空白對照比較增產，增產幅度為11.7%～18.59%。

種肥有機肥摻混化肥加追施尿素方式產量最高，最佳施肥模式為種肥(有機肥45kg·667m-2摻混磷酸二銨10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)。

3.3 不同施肥處理對谷子經濟效益的影響

從表5可知，A組-種肥施有機肥(有機生產)時，A2處理(有機肥70kg·667m-2)總產出和純收入較高。B組-種肥(有機肥)加追肥(尿素)時，B1處理(種肥施有機肥50kg·667m-2加追肥施尿素10kg·667m-2)純收入和產投比最高。C組-種肥(有機肥摻混磷酸二銨)加追肥(尿素)時，C3處理的產量、總產出、純收入均超過常規施肥方式，產投比接近常規施肥方式。

表5 不同處理經濟效益分析

種肥(有機肥45kg·667m-2摻混磷酸二銨10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)處理經濟效益最佳。

4 結論與討論

4.1 結論

各處理當中種肥(有機肥摻混磷酸二銨)加追肥(尿素)方式產量最高，與常規施肥方式比較增產，增產幅度為2.66%～9.95%。最佳施肥方式為種肥(有機肥45kg·667m-2摻混磷酸二銨10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)，其產量397.5kg·667m-2，與常規施肥比較增產9.95%，純收入比常規施肥多113.8元。

4.2 討論

單施有機肥時，施肥量超過70kg·667m-2后產量開始下降，說明施有機肥雖然有利于保護環境、培肥地力、改善農作物品質，但存在增產效果和經濟效益低的弱點。在施種肥時有機肥完全替代化肥加追施化肥時產量比單施有機肥高，但產量和經濟效益與常規施肥比較低。在施種肥時有機肥替代部分化肥加追施化肥與常規施肥比較增產，且經濟效益最高。

在種肥有機肥替代部分化肥時增產，但最高產量在有機肥施肥量最大時，說明替代比例待于進一步調整。同時本次試驗重點研究種肥施肥方法及施肥量，但存在種肥施有機肥，葉面追施N、P、K及微量元素也有增產的可能。

有機肥對土壤改良、提高化肥肥效、提升小米品質都有積極作用。李燕研究認為，有機肥替代部分化肥可提高土壤有效磷和速效鉀含量[1]。馮守疆研究認為，氮、磷、鉀與有機肥配施時蛋白質含量提高2.8～6.1g·kg-1，粗淀粉含量提高15～49g·kg-1，粗脂肪含量提高6.5～9.2g·kg-1，賴氨酸含量提高0.7～1.6g·kg-1[2]。有機肥不僅能提高谷子產量、經濟效益，也能改善土壤和提高小米品質。有機肥替代化肥對谷子生產效益最大化的同時可兼顧改良土壤、食品安全和保護環境，有利于農業可持續發展。