有機肥在谷子生產(chǎn)中應(yīng)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(nèi)蒙古通遼市農(nóng)牧科學研究所，內(nèi)蒙古 通遼 028015；2.中國科學院智能農(nóng)業(yè)機械裝備工程實驗室，北京 100039；3.通遼市庫倫旗農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量安全服務(wù)中心，內(nèi)蒙古 通遼 028200；4.通遼市農(nóng)業(yè)推廣中心，內(nèi)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(qū)首要栽培作物[1]。通遼市屬春谷中熟區(qū)，氣候、地理條件獨特，晝夜溫差大，是良好的優(yōu)質(zhì)小米生產(chǎn)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(chǎn)，也造成耕地質(zhì)量下降。

谷子生產(chǎn)中，化肥的過量、不均衡使用是我國農(nóng)業(yè)的一個主要特點，由此不僅降低了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，還會給環(huán)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(zhì)量，促進土壤微生物繁殖，為農(nóng)作物生長提供全面營養(yǎng)，使農(nóng)作物生長健壯[4]。有機肥雖然營養(yǎng)元素全面，但作物需要的有效營養(yǎng)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(nóng)作物高產(chǎn)、高效的需要，必須與化肥配合施用[5]。

谷子施肥應(yīng)根據(jù)谷子生產(chǎn)特點，不同地區(qū)不同生產(chǎn)條件，研究制定不同的配方施肥技術(shù)，提高谷子產(chǎn)量與品質(zhì)[6]。根據(jù)谷子需肥規(guī)律和肥料特點有機肥合理替代化肥，可使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，也是食品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

1 試驗地概況

試驗在通遼市農(nóng)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(zhì)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(zhì)含量≥45%，N≥5%、P2O5≥5%、K2O≥5%，內(nèi)蒙古廣天生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn))、磷酸二銨(N≥18%、P2O5≥46%，云南云天化股份有限公司生產(chǎn))、尿素(N≥46%，河南普煤天慶煤化工有限責任公司)。

2.2 試驗設(shè)計

隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，試驗小區(qū)行長8m、寬3m，6行區(qū)，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(shè)3個不同施肥量，設(shè)2個對照，分別為空白對照(CK1)、常規(guī)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(jié)合中耕追肥。人工條播、間苗、除草，孕穗期灌溉1次，預(yù)防粟灰螟2次，其它管理方式與谷子生產(chǎn)相同。

2.4 測定項目

開花期調(diào)查記載葉片色，收獲前每小區(qū)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(qū)產(chǎn)量。試驗數(shù)據(jù)采用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進行計算處理。

3 結(jié)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(guī)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(guī)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(guī)施肥比較3個處理(B3、C2、C3)穗粗高，其它處理比常規(guī)施肥低；各處理穗重、穗粒重與空白對照比較均高，與常規(guī)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(guī)律。表明單施有機肥與常規(guī)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(yǎng)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(guān)，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(nóng)藝性狀最佳。

表2 生物性狀調(diào)查

3.2 不同施肥處理對谷子產(chǎn)量性狀的影響

從表3可知，區(qū)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(chǎn)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(guī)施肥比較不顯著，處理C3產(chǎn)量與常規(guī)施肥比較增產(chǎn)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(guī)施肥比較增產(chǎn)2.66%，與A1和A3處理比較顯著。

表4 不同處理對產(chǎn)量的影響及差異顯著性(SSR法)

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

種肥有機肥摻混化肥加追施尿素方式產(chǎn)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(jīng)濟效益的影響

從表5可知，A組-種肥施有機肥(有機生產(chǎn))時，A2處理(有機肥70kg·667m-2)總產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量、總產(chǎn)出、純收入均超過常規(guī)施肥方式，產(chǎn)投比接近常規(guī)施肥方式。

表5 不同處理經(jīng)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(jīng)濟效益最佳。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)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(chǎn)量最高，與常規(guī)施肥方式比較增產(chǎn)，增產(chǎn)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(chǎn)量397.5kg·667m-2，與常規(guī)施肥比較增產(chǎn)9.95%，純收入比常規(guī)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(chǎn)量開始下降，說明施有機肥雖然有利于保護環(huán)境、培肥地力、改善農(nóng)作物品質(zhì)，但存在增產(chǎn)效果和經(jīng)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(chǎn)量比單施有機肥高，但產(chǎn)量和經(jīng)濟效益與常規(guī)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(guī)施肥比較增產(chǎn)，且經(jīng)濟效益最高。

在種肥有機肥替代部分化肥時增產(chǎn)，但最高產(chǎn)量在有機肥施肥量最大時，說明替代比例待于進一步調(diào)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(chǎn)的可能。

有機肥對土壤改良、提高化肥肥效、提升小米品質(zhì)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(zhì)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(chǎn)量、經(jīng)濟效益，也能改善土壤和提高小米品質(zhì)。有機肥替代化肥對谷子生產(chǎn)效益最大化的同時可兼顧改良土壤、食品安全和保護環(huán)境，有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。