閆 剛，劉 靜 ，秦嘉海 ，殷學(xué)云

（1.酒泉市農(nóng)輝農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司，甘肅酒泉735000；2.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院，甘肅張掖734000；3.甘肅省酒泉市肅州區(qū)蔬菜技術(shù)服務(wù)中心，甘肅酒泉735000）

經(jīng)社會(huì)實(shí)踐調(diào)查，甘肅省酒泉市大多數(shù)農(nóng)戶種植的甜糯玉米無(wú)機(jī)肥料氮磷鉀投入量為1161kg/hm2，而有機(jī)肥氮磷鉀投入量為208 kg/hm2，無(wú)機(jī)肥料施用量多，有機(jī)肥料施用量少，甜糯玉米品質(zhì)差，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)。關(guān)于功能性肥料閆治斌、程紅玉、彭紹峰、張春強(qiáng)、劉玉環(huán)、張春梅、閆芳、秦超、秦嘉海、馬世軍、閆富海等研究報(bào)道的較多[1-11]。而有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)灌漠土理化性質(zhì)及甜糯玉米品質(zhì)和效益影響的研究未見文獻(xiàn)報(bào)道。本文針對(duì)酒泉市灌區(qū)甜糯玉米種植過(guò)程中存在的上述問(wèn)題進(jìn)行了有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)灌漠土理化性質(zhì)及甜糯玉米品質(zhì)和效益影響的研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)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(tuán)聚體30.99%，飽和持水量875.40 t/hm2，土壤質(zhì)地為輕壤質(zhì)土，土壤結(jié)構(gòu)為碎塊狀,有機(jī)質(zhì)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(yáng)離子交換量18.94cmol/kg，全鹽1.83 g/kg，前茬作物是玉米，試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在甘肅省酒泉市肅州區(qū)果園鄉(xiāng)。

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(fā)，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(lái)水，使其含水量達(dá)到15%，攪拌均勻得到腐殖酸銨，有機(jī)質(zhì)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(jī)質(zhì)42.77%，N 1.03%，P2O50.41%，K2O 0.72%，粒徑1～5 mm）；腐熟羊糞（有機(jī)質(zhì)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(shù)≥2 億個(gè) /g，粒徑 0.5～1 mm）；速效營(yíng)養(yǎng)劑(自制，尿素、磷酸二銨、硫酸鉀風(fēng)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(yíng)養(yǎng)劑(自主研發(fā)，腐殖酸銨、腐熟雞糞、腐熟羊糞風(fēng)干重量比按0.700 0∶0.200 0∶0.100 0混合，有機(jī)質(zhì)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(yáng)玉米研究所引進(jìn)）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1.1試驗(yàn)1：有機(jī)碳生態(tài)肥配方篩選試驗(yàn)。2018年4月18日選擇緩效營(yíng)養(yǎng)劑、速效營(yíng)養(yǎng)劑和生物增效劑，每種原料設(shè)計(jì)3個(gè)梯度施用量，按正交表L（934）設(shè)計(jì)9個(gè)試驗(yàn)處理[1（3]見表1）。

1.3.1.2試驗(yàn)2：肥料種類比較試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3個(gè)處理，處理 1：對(duì)照（不施肥）；處理 2：無(wú)機(jī)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(jī)碳生態(tài)肥施用量16.59 t/hm2。

1.3.2 種植方法 每個(gè)小區(qū)面積設(shè)計(jì)36m2（長(zhǎng)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(gè)小區(qū)種植5壟，每壟種植2行，每行種植26株，每個(gè)小區(qū)種植260株。磷酸二銨、硫酸鉀和有機(jī)碳生態(tài)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(jié)合灌水追施，2/3尿素在甜糯玉米開花期結(jié)合灌水追施，追肥方法為穴施，在甜糯玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、開花期、灌漿期、乳熟期各灌水1次，每個(gè)小區(qū)灌水量相等。

1.3.3 樣品采集方法 在小區(qū)選擇中間3壟，每壟隨機(jī)采集5株，共采集15株，分別測(cè)定農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)鮮穗產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。甜糯玉米收獲后，分別在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按對(duì)角線布置5個(gè)采樣點(diǎn)，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(fēng)干后過(guò)1 mm篩供室內(nèi)化驗(yàn)分析，其中土壤容重、土壤團(tuán)聚體用環(huán)刀采集原狀土，未進(jìn)行風(fēng)干。

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

1.3.5 數(shù)據(jù)分析方法 測(cè)試數(shù)據(jù)采用DPSS10.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，差異顯著性采用多重比較，LSR檢驗(yàn)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)碳生態(tài)肥配方確定

由表1可知，有機(jī)碳生態(tài)肥原料間的效應(yīng)（R）是B＞A＞C，說(shuō)明影響甜糯玉米鮮穗產(chǎn)量的原料依次是速效營(yíng)養(yǎng)劑（R=7.54）＞緩效營(yíng)養(yǎng)劑（R=6.80）＞生物增效劑（R=3.52）。將表1數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較可以看出，在9個(gè)處理中，處理3（A1緩效營(yíng)養(yǎng)劑15.00 t/hm2，B3速效營(yíng)養(yǎng)劑 1.50 t/hm2，C3生物增效劑 0.09 t/hm2）鮮穗產(chǎn)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(guò)分析各水平平均產(chǎn)量可以看出，KA1＞KA3＞KA2，KB3＞KB2＞KB1，KC3＞KC1和KC2，說(shuō)明緩效營(yíng)養(yǎng)劑、速效營(yíng)養(yǎng)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(yíng)養(yǎng)劑15.00 t/hm2：B3速效營(yíng)養(yǎng)劑1.50 t/hm2：C3生物增效劑0.09 t/hm2，即緩效營(yíng)養(yǎng)劑、速效營(yíng)養(yǎng)劑和生物增效劑風(fēng)干重量比按0.904 1∶0.090 4∶0.005 5混合得到有機(jī)碳生態(tài)肥，經(jīng)室內(nèi)化驗(yàn)分析，含有機(jī)質(zhì)46.66%，N2.75%；P2O51.88%，K2O0.94%，有效活菌數(shù)≥0.06億個(gè)/g。

2.2 有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)灌漠土理化性質(zhì)的影響

有機(jī)碳生態(tài)肥與無(wú)機(jī)肥料和對(duì)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(wú)機(jī)肥料與對(duì)照比較，容重和pH值降低1.35%和0.84%（P＞0.05）。有機(jī)碳生態(tài)肥與無(wú)機(jī)肥料和對(duì)照比較，總孔隙度增加16.79%和19.83%；團(tuán)聚體增加11.69%和11.94%；陽(yáng)離子交換量增加36.95%和38.54%（P＜0.01）。無(wú)機(jī)肥料與對(duì)照比較，總孔隙度、團(tuán)聚體和陽(yáng)離子交換量增加2.60%、0.23%和 1.16%（P＞0.05）（見表 2）。

2.3 有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)灌漠土有機(jī)質(zhì)和速效氮、有效磷、有效鉀的影響

有機(jī)碳生態(tài)肥與無(wú)機(jī)肥料比較，有機(jī)質(zhì)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(duì)照比較，有機(jī)質(zhì)、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(wú)機(jī)肥料與對(duì)照比較，有機(jī)質(zhì)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(yàn)設(shè)計(jì)與分析

表2 有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)灌漠土理化性質(zhì)及有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀的影響

表3 有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)甜糯玉米農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和品質(zhì)的影響

2.4 有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)甜糯玉米性狀、品質(zhì)和效益的影響

有機(jī)碳生態(tài)肥與無(wú)機(jī)肥料比較，甜糯玉米株高、莖粗、穗長(zhǎng)、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(duì)照比較，株高、莖粗、穗長(zhǎng)、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(wú)機(jī)肥料與對(duì)照比較，株高、莖粗、穗長(zhǎng)、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(jī)碳生態(tài)肥與無(wú)機(jī)肥料比較，鮮穗產(chǎn)量增加7.01%（P＜0.05）；施肥利潤(rùn)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(jī)碳生態(tài)肥對(duì)甜糯玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 小結(jié)

有機(jī)碳生態(tài)肥最佳配方組合比例為緩效營(yíng)養(yǎng)劑0.904 1∶速效營(yíng)養(yǎng)劑0.090 4∶生物增效劑0.005 5。施用有機(jī)生態(tài)肥降低了灌漠土容重和pH值；增大了孔隙度、團(tuán)聚體和陽(yáng)離子交換量，提高了有機(jī)質(zhì)和速效氮磷鉀含量。施用有機(jī)碳生態(tài)肥與施用無(wú)機(jī)肥料比較，甜糯玉米株高、莖粗、穗長(zhǎng)、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(chǎn)量、施肥利潤(rùn)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(jī)碳生態(tài)肥，改善了土壤理化性質(zhì)和甜糯玉米的品質(zhì)。