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復(fù)合肥使用量對晉北地區(qū)黍子產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2022-01-01 11:30:42張桂蓉鄭竹勝劉悅琦秦淑郡耿慧涌李云丹曹景芬
農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備 2022年11期
關(guān)鍵詞:繁峙縣黍子微肥

張桂蓉,鄭竹勝,劉悅琦,秦淑郡,耿慧涌,李云丹,王 琦,曹景芬

(1.繁峙縣綜合檢驗檢測中心,山西 繁峙 034300;2.繁峙縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,山西 繁峙 034300;3.山西省種業(yè)發(fā)展中心,山西 太原 030000)

黍子(Panium miliaceumL.)屬禾本科黍?qū)伲≒anium mili‐aceum),是起源于我國的古老作物之一,我國的栽培面積和產(chǎn)量均居世界第2位[1]。山西省繁峙、代縣、忻府區(qū)等地為我國黍子主栽區(qū)[2]。繁峙縣黍子常年播種面積保持在63 333 hm2以上,是繁峙第二大糧食作物。2016年底,“繁峙黃米”申報國家地理標(biāo)志產(chǎn)品,后陸續(xù)入選國家名特優(yōu)新農(nóng)產(chǎn)品、山西省功能性農(nóng)產(chǎn)品、山西省市級區(qū)域公用品牌,2021年繁峙縣被國家糧食行業(yè)協(xié)會命名為“中國黍米之鄉(xiāng)”。如何進(jìn)一步提高黍子產(chǎn)量和品質(zhì),對滿足消費者需求、提高農(nóng)戶收入和提升行業(yè)市場競爭力有重要意義。

黍子產(chǎn)量和品質(zhì)受多種因素影響,其中肥料是一個重要的因素,盲目施肥不僅導(dǎo)致肥料浪費,而且會影響黍子的產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。張美俊等[4]根據(jù)一元二次肥效模型得出糜子氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)的最優(yōu)推薦施肥量分別121.61 kg/hm2、78.09 kg/hm2、24.23 kg/hm2,張永清等[5]研究發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀之間表現(xiàn)出明顯的協(xié)同作用,具有明顯的加合效應(yīng)。張權(quán)中等[6]研究發(fā)現(xiàn)高肥條件下糜子的光合速率和水分利用效率均較高。孫黛珍等[7]研究發(fā)現(xiàn)硝酸銨、過磷酸鈣、硫酸鉀施肥量在0~80 kg/0.067 hm2(折合N、P2O5、K2O 1 hm2施肥量分別為0~402 kg、0~204 kg、0~600 kg)時蛋白質(zhì)、脂肪含量隨著氮、磷、鉀肥施用量的增加而增加,李海[3]發(fā)現(xiàn)1 hm2施氮磷鉀180~240 kg、135~180 kg、90 kg組合黍子增產(chǎn)明顯。楊如達(dá)[8]建議在黍子生產(chǎn)上施用N、K、B肥,以1 hm2施用氮肥(N)345 kg、鉀肥(K2O)150 kg、硼肥(Na2B4O7·10H2O)15 kg為宜??梢?,各地黍子在適宜的施肥量上有一定差異。

為研究繁峙縣黍子合理施肥量,進(jìn)一步提高其產(chǎn)量和品質(zhì),本研究在繁峙縣筆峰村進(jìn)行了復(fù)合肥肥效試驗,通過對黍子的產(chǎn)量與施肥量間的關(guān)系分析構(gòu)建黍子施肥模型,旨在為繁峙縣及周邊區(qū)域黍子合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年6月—2021年9月在繁峙縣筆峰村實施,占地0.033 hm2,此地原為耕地,后成為建筑材料堆放地,無前茬耕種。種植期平均溫度21.2℃,平均月日照時長207 h,平均月降水量77.0 mm。

1.2 供試材料

1.2.1 供試黍子品種

當(dāng)?shù)爻R?guī)品種黑黍子。

1.2.2 肥料

復(fù)合肥:新洋豐農(nóng)業(yè)科技股份有限公司生產(chǎn),N含量26%,P2O5含量10%,K2O含量12%,3元/kg。

生物有機肥:嘉施利(平原)化肥有限公司,有效活菌數(shù)≥5×108/g,有機質(zhì)≥60%,腐植酸≥5%,2元/kg。

莊稼大力神牌微肥(以下簡稱微肥):鈣(游離態(tài))≥3%,鎂(游離態(tài))≥3%,硫≥5.0%,鐵(游離態(tài))0.2%~1%,鋅(游離態(tài))≥2%,硼≥1.5%,鉬≥0.5%~1%,游離態(tài)氨基酸≥3.0%,pH值4~8,水分≤2.0%,粒度≥90.0%,2元/kg。

尿素:純N含量46%,2.1元/kg,均由繁峙縣杏園農(nóng)產(chǎn)品合作社提供。

1.3 試驗處理及方法

1.3.1 試驗設(shè)計

設(shè)復(fù)合肥A、生物有機肥B和微肥C 3個因素,通過施加不同量的生物有機肥B和微肥C模擬不同施肥種植環(huán)境,共設(shè)計9個施肥種植環(huán)境模擬組,各模擬條件下施用復(fù)合肥450 kg/hm2、600 kg/hm2、750 kg/hm2,同時設(shè)對照組CK(當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥,播種前施復(fù)合肥600 kg/hm2,苗高33.3 cm時追施尿素300 kg/hm2),共計27+1(CK)個處理組合(見表1),每個處理設(shè)3次重復(fù),共84個小區(qū),每小區(qū)面積為12.1 m2,隨機區(qū)組排列,小區(qū)之間用小畦分開,留觀察走道。

表1 試驗因素與水平及施肥成本Tab.1 Experimental factorsand levels and cost of fertilization

1.3.2 試驗管理

黑黍子于2021年6月11日整地施肥料,6月20日播種(機器穴播,行距×穴距為45 cm×24 cm),并分別在7月9日和7月24日進(jìn)行2次間苗,留苗12株/穴。8月6日,黍子約33.3 cm高時,對照組CK追加尿素,用量為300 kg/hm2,10月2日收獲。

1.3.3 采樣與檢測

黍子成熟后,每小區(qū)從四周向里各留2個保護穴,從第3穴開始計,采取五點采樣法,選擇中間和四角的五穴作為測試株,每小區(qū)均單獨收獲、脫粒、晾曬、測產(chǎn),分別分析生長指標(biāo)和營養(yǎng)指標(biāo),以各小區(qū)產(chǎn)量折算單產(chǎn)。生長指標(biāo)包括株高、莖基粗、穗長、單穗質(zhì)量、百粒質(zhì)量、密度等[3];營養(yǎng)指標(biāo)包括蛋白質(zhì)、脂肪、還原糖、直鏈淀粉等[8]。

1.3.4 經(jīng)濟效益計算

黍子的經(jīng)濟效益主要以施肥利潤作為主要參考依據(jù),計算方法如下:

單價以當(dāng)?shù)睾谑虻钠骄鶅r格計算,約7元/kg。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel和IBM SPSSStatistics v23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。方差分析采用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合肥對黍子產(chǎn)量的影響

采用Duncan方法進(jìn)行單因素方差分析,結(jié)果見表2。表中數(shù)據(jù)顯示復(fù)合肥對黍子的產(chǎn)量有顯著影響,施肥后2/3的試驗較CK增產(chǎn),且產(chǎn)量值最高值出現(xiàn)在第五組A2B2C2的組合,此時,復(fù)合肥使用量為600 kg/hm2,較CK增產(chǎn)360 kg/hm2。當(dāng)生物有機肥和微肥的施加量一定時,隨著復(fù)合肥使用量的增加,5/9的處理組產(chǎn)量先增后減(第一、二、五、六、九組),且均高于CK組。

表2 施用復(fù)合肥對黍子產(chǎn)量的影響Tab.2 The effect of applying compound fertilizer on theyield of broomcorn millet

2.2 施肥對黍子經(jīng)濟效益的影響

從圖1中可以看出,施肥利潤最高的試驗組為A3B2C1,復(fù)合肥的施用量為450 kg/hm2,較CK增加利潤0.38×104元/hm2;產(chǎn)量最高的A2B2C2組合,其施肥較CK增加0.25×104元/hm2,排列第三。

圖1 不同施肥處理黍子的施肥利潤Fig.1 Fertilization profit of broomcorn millet with different fertilization treatments

2.3 施肥對黍子生長指標(biāo)的影響

采用單因素方差分析Duncan法分析施用不同量的復(fù)合肥對黍子產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響,見表3。不同的復(fù)合肥施用量對穗長、穗質(zhì)量和百粒質(zhì)量無顯著影響,但對株高、莖基粗和籽粒容重均有顯著影響。其中復(fù)合肥施用量為450 kg/hm2時,有7/9的處理組(第一、二、三、四、五、六、七、九組)中株高值最大,且均高于對照組CK;復(fù)合肥施用量為600 kg/hm2時,5/9的處理組(第一、二、三、四、五組)中莖基粗值最大,并在第二組出現(xiàn)籽粒容重的最大值(668.1±21.2)g/L。

表3 復(fù)合肥對黍子生長指標(biāo)的影響Tab.3 Effectsof compound fertilizer on growth index of broomcorn millet

2.4 復(fù)合肥使用量對黍子營養(yǎng)品質(zhì)的影響

從表4可看出,復(fù)合肥施用量對黍米還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪含量有顯著影響,對直鏈淀粉含量無顯著影響,同時,當(dāng)復(fù)合肥施用量為750 kg/hm2時,黍米還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪等指標(biāo)出現(xiàn)最高值,分別為(2.75±0.13)g/100 g(A3B3C2)、(15.9±0.9)g/100 g(A3B3C3)、(3.99±0.38)g/100 g(A3B2C3),均高于CK組。但是,分別對比9組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),當(dāng)復(fù)合肥的施用量均為600 kg/hm2時,有4/9的處理組(第一、二、四、六)蛋白質(zhì)含量最高,5/9的處理組(第三、四、五、六、八、九)脂肪含量最高,1/3的處理組(第一、五、六)還原糖含量最高。經(jīng)檢測,各小區(qū)中的黍米均未檢出直鏈淀粉。

表4 復(fù)合肥對黍米營養(yǎng)品質(zhì)的影響Tab.4 Effect of compound fertilizer on nutrient quality of broomcorn millet

3 討論與結(jié)論

氮、磷、鉀三要素適時、適量供應(yīng)是作物產(chǎn)量形成的重要條件之一,合理施用氮、磷、鉀肥可以有效提高黍子產(chǎn)量,增加收益[10]。試驗結(jié)果表明,復(fù)合肥對黍子產(chǎn)量、株高、莖基粗及黍米還原糖、蛋白質(zhì)和脂肪含量有顯著影響,對黍子穗質(zhì)量、穗長、百粒質(zhì)量和黍米直鏈淀粉無顯著影響。當(dāng)逐步加大復(fù)合肥使用量時,黍子產(chǎn)量、經(jīng)濟效益、營養(yǎng)指標(biāo)、口感指標(biāo)呈先增長后下降的趨勢,當(dāng)復(fù)合肥的施用量為600 kg/hm2時,黍子產(chǎn)量最高,經(jīng)濟效益較大,黍米的營養(yǎng)指標(biāo)和口感的綜合指標(biāo)最佳,即在同等條件下,復(fù)合肥與微肥、生物有機肥組合使用優(yōu)于只施加復(fù)合肥與尿素,且這種施肥方式在提高產(chǎn)量、增加收益、提高營養(yǎng)價值、改善口感的同時,可增大莖基粗,提高抗倒伏性;當(dāng)復(fù)合肥施用量為450 kg/hm2時,植株株高優(yōu)勢明顯。

據(jù)資料統(tǒng)計,中國化肥用量增加84%,而糧食只增產(chǎn)12%[11],過量施肥增產(chǎn)作用下降甚至引起減產(chǎn)[12],化肥利用率低[13],生態(tài)環(huán)境惡化[14]。研究資料表明,黍子對氮磷鉀的吸收速度一般是生長前期緩慢,吸肥量較少,生長中期吸收速度逐漸加快,吸肥量逐漸增加并達(dá)高峰[15],對于復(fù)合肥是在翻地前一次性施入好,還是隨著黍子的生長分批次施入,還有待于進(jìn)一步研究。

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