功能型土壤改良剂配方筛选及对制种饲用甜高粱效益的影响

王学，闫治斌，马世军，闫富海，李丹，王怡心，秦嘉海

（甘肃省敦煌种业股份有限公司，甘肃酒泉735001）

功能型土壤改良剂配方筛选及对制种饲用甜高粱效益的影响

王学，闫治斌，马世军，闫富海，李丹，王怡心，秦嘉海

（甘肃省敦煌种业股份有限公司，甘肃酒泉735001）

为了解决制种甜高粱产量低而不稳的瓶颈问题，选择甘肃省酒泉市肃州区上坝镇光辉村甜高粱制种基地，进行了功能型土壤改良剂配方筛选及对制种饲用甜高粱经济效益影响的研究。结果表明：影响制种饲用甜高粱经济性状的原料依次是：甜高粱专用肥＞糠醛生物肥＞保水剂和聚乙烯醇。功能型土壤改良剂配方比例为：糠醛生物肥0.9375∶保水剂0.0025∶甜高粱专用肥0.0563∶聚乙烯醇0.0037。功能型土壤改良剂适宜施用量为23.92t/hm2时，制种饲用甜高粱理论产量为3.07t/hm2。施用功能型土壤改良剂与农户习惯施肥比较，制种饲用甜高粱穗粒数、穗粒重、百粒重和产量分别增加4.19%、6.52%、4.42%和6.53%；施肥利润和肥料投资效率分别增加4461.68元/hm2和0.50元/元。

饲用甜高粱；功能型土壤改良剂；配方筛选；经济效益

甘肃省河西内陆绿洲灌区气候干燥，矿物岩石以物理风化为主，形成了85万公顷的风沙土，近年来，随着粮食作物及经济作物和温室蔬菜产业的不断扩大，分布在河西内陆绿洲灌区的风沙土逐渐被农户开垦后种植制种甜高粱。由于风沙土是在风成母质上发育的一种非地带性土壤，主要成分是二氧化硅，有机质和速效养分含量低，保水肥能力弱，农户种植的制种甜高粱产量低而不稳。近年来，有关土壤改良剂前人做了大量的研究工作[1-13]，而将有机、营养、改土、保水融为一体的功能型土壤改良剂未见文献报道。本文针对上述存在的问题，选择聚乙稀醇（土壤结构改良剂）[14-15]、糠醛生物肥[16-18]、甜高粱专用肥和保水剂[29-20]，采用正交试验方法筛选配方，在室内合成功能型改土剂，并进行田间验证试验，以便对功能型改土剂对甜高粱的增产效果做出确切的评价。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况试验于2014—2016年在甘肃省酒泉市肃州区上坝镇光辉村进行，试验地海拔1455m，98°40′169″E，39°34′590″N，年均温7.5℃，年均降水量86mm，年均蒸发量2400mm，无霜期150d，土壤类型是风沙土[21]；0～20cm土层含有机质、碱解氮、速效磷和速效钾分别为10.47g/kg、22.62mg/kg、3.34mg/kg和68.71mg/kg，pH值8.34，土壤质地为沙质土。

1.1.2 参试材料尿素（N 46%）；磷酸二铵（N 18%，P2O546%）；硫酸钾（K2O 50%）；硫酸锌（Zn 23%）；钼酸铵（Mo 54.3%）；改性糠醛渣（有机质65.25%，全氮0.61%，全磷0.36%，全钾1.18%，粒径1～5mm）；牛粪（有机质16.04%，全氮0.32%，全磷0.25%，全钾0.16%，粒径1～5 mm）；生物菌肥（有效活菌数≥20亿个/g，粒径1～3mm）；高粱专用肥（自主研发，尿素、磷酸二铵、硫酸钾、硫酸锌和钼酸铵风干质量比按0.5000∶0.3333∶0.1250∶0.0333∶0.0087混合，含N 28.99%，P2O515.33%，K2O 6.25%，Zn 0.77%，Mo 0.47%）；糠醛生物肥（自主研发，改性糠醛渣、牛粪和生物菌肥风干质量比按0.61∶0.38∶0.01混合，含有机质45.25%，N 0.49%，P2O50.15%，K2O 0.77%，粒径1～2 mm）；聚乙烯醇（粒径0.05～2 mm）；保水剂（吸水倍率645g/g，粒径1～2mm）；制种饲用甜高粱品系为LZ-1A×140263-3，由甘肃省农业科学研究院选育。

1.2 试验方法

1.2.1 试验处理试验1：功能型土壤改良剂配方筛选。2014年4月26日选择糠醛生物肥、保水剂、高粱专用肥和聚乙烯醇4种原料，各设3个水平施用量，按正交表L9（34）组成9种功能型土壤改良剂（表1）[22]。

试验2：功能型土壤改良剂施用量研究。2015年4月26日，依据试验1筛选的功能型土壤改良剂配方，将糠醛生物肥、保水剂、高粱专用肥、聚乙烯醇质量比按0.9375∶0.0025∶0.0563∶0.0037混合，在室内合成功能型土壤改良剂产品，经化验分析，含有机质42.53%，N 2.20%，P2O51.06%，K2O 1.09%，Zn 0.05%，Mo 0.03%。将合成的功能型土壤改良剂施用量设计7个处理，即处理1，不施任何肥料（CK），处理2、3、4、5、6、7功能型土壤改良剂施用量分别为4.80、9.60、14.40、19.20、24.00和28.80 t/hm2。以处理1为CK，每个处理重复3次，随机区组排列。

试验3：功能型土壤改良剂与农户习惯施肥对比试验。2016年4月26日，在纯养分投入量相等的条件下（纯N 528．00kg/hm2+P2O5254．40kg/hm2+K2O 261．60kg/hm2+Zn 12．00kg/hm2+Mo 7．20kg/hm2），试验共设计3个处理。处理1，不施任何肥料（CK）；处理2，农户习惯施肥（尿素0．93t/hm2+磷酸二铵0．55t/hm2+硫酸钾0．52 t/hm2+硫酸锌0．05t/hm2+钼酸铵0．01t/hm2）；处理3，施用功能型土壤改良剂（24．00t/hm2）。以处理1为CK，每个处理重复3次，随机区组排列。

1.2.2 种植方法试验小区面积为32m2（8m×4m），小区四周筑埂，埂宽30cm，高35cm，功能型土壤改良剂、磷酸二铵、硫酸钾在播种前施入20cm土层做底肥，2014—2016每年的4月26日播种，播种深度为2～3cm，父本与母本行比为1:4，田间管理措施与大田相同。

1.2.3 测定项目与方法制种饲用甜高粱收获时，在试验小区内按照传统采样方法，连续采集20株，测定经济性状。每个试验小区单独收获，将小区产量折合成公顷产量进行统计分析。经济效益最佳施用量（x0）按公式x0=[（Px/Py）-b]/2c求得[23－24]；制种饲用甜高粱理论产量（y）按肥料效应回归方程式y=a+bx+cx2求得[25]。

1.2.4 数据处理方法采用SPSS 10．0统计软件分析，差异显著性采用LSR法。

2 结果与分析

2.1 不同原料对制种饲用甜高粱穗粒重、百粒重和产量的影响

2014年9月26日制种饲用甜高粱收获后由测定数据（表1）可以看出，穗粒重、百粒重和产量不同原料间的效应（R）是：C＞A＞B和D，说明影响制种饲用甜高粱穗粒重、百粒重和产量的原料依次是：高粱专用肥＞糠醛生物肥＞保水剂和聚乙烯醇。从各原料不同施用量与制种饲用甜高粱穗粒重、百粒重和产量的T值可以看出，TA2＞TA1＞TA3，说明糠醛生物肥适宜用量为22．50 t/hm2；TB1＞TB2＞TB3，说明保水剂最大用量为0．06t/hm2时，制种饲用甜高粱穗粒重、百粒重和产量达到最大值；TC3＞TC2＞TC1，TD3＞TD2＞TD1，说明高粱专用肥和聚乙烯醇适宜用量一般为1．35t/hm2和0．09t/hm2。

2.2 功能型土壤改良剂配方筛选

从4种原料的T值可以看出，功能型土壤改良剂最佳配方是：A2B1C3D3，即糠醛生物肥（A）22．50 t/hm2；保水剂（B）0．06t/hm2；高粱专用肥（C）1．35 t/hm2；聚乙烯醇（D）0．09t/hm2。将糠醛生物肥、保水剂、高粱专用肥和聚乙烯醇风干质量比0．9375∶0．0025∶0．0563∶0．0037混合，得到功能型土壤改良剂配方。

2.3 功能型土壤改良剂对制种饲用甜高粱经济性状和经济效益的影响

2015年9月26日，制种饲用甜高粱收获后测定数据进行相关分析可以看出，功能型土壤改良剂施用量与制种饲用甜高粱穗粒数、穗粒重、百粒重和产量之间呈显著的正相关关系，相关系数（R）分别为0．9913、0．9761、0．8497和0．9757。穗粒数、穗粒重、百粒重和产量最大的是功能型土壤改良剂施用量28．80t/hm2，与CK比较，分别增加14．63%、26．91%、10．73%和27．05%，差异极显著（P＜0．01）。

表1 不同原料对制种饲用甜高粱穗粒重、百粒重和产量的影响

将表2功能型土壤改良剂施用量与制种饲用甜高粱产量间的关系采用回归方程y=a+bx+cx2拟合，得到的回归方程是：y=2．44+0．041x－0．0006x2………………………(1)

功能型土壤改良剂价格（Px）为307．43元/t，2015年制种饲用甜高粱种子平均售价（Py）为25000元/t，将（Px）、（Py）、回归方程的参数b和c，代入最佳施用量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得功能型土壤改良剂经济效益最佳施用量（x0）为23．92t/hm2，将x0代入(1)式，求得制种饲用甜高粱理论产量（y）为3．07t/hm2，回归分析结果与田间试验处理6改良剂施用量24．00t/hm2基本吻合。

2.4 功能型土壤改良剂与农户习惯施肥对制种饲用甜高粱经济性状和效益的影响

2016年9月26日甜高粱收获时由测定数据（表3）可知，不同处理对制种饲用甜高粱经济性状、产量、施肥利润和肥料投资效率由大到小的变化顺序依次为：功能型土壤改良剂＞农户习惯施肥。施用功能型土壤改良剂与农户习惯施肥比较，穗粒数、穗粒重、百粒重和产量分别增加4．19%、6．52%、4．42%和6．53%，差异显著（P＜0．05）；施肥利润和肥料投资效率分别增加4461．68元/hm2和0．50元/元。

3 结论

将糠醛生物肥、保水剂、高粱专用肥和聚乙烯醇风干质量比按0．9375∶0．0025∶0．0563∶0．0037混合，得到的功能型土壤改良剂，其施用量与制种饲用甜高粱农艺性状、经济性状呈显著的正相关关系。功能型土壤改良剂施用量与制种饲用甜高粱产量间的回归方程为：y=2．44+0．041x－0．0006x2，经济效益最佳施用量为23．92 t/hm2，制种饲用甜高粱理论产量为3．07t/hm2。施用功能型土壤改良剂与农户习惯施肥比较，穗粒数、穗粒重、百粒重和产量分别增加4．19%、6．52%、4．42%和6．53%；施肥利润和肥料投资效率分别增加4461．68元/hm2和0．50元/元。

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表2 功能型土壤改良剂施用量对制种饲用甜高粱经济性状和施肥利润的影响

表3 功能型土壤改良剂与农户习惯施肥对制种饲用甜高粱经济性状和效益的影响

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Formulation Screening and Influence of Functional Soil Conditioner on Profit of Seed Reproduction Forage Sweet Sorghum

WANG Xue，YAN Zhi－bin，MA Shi－jun，YAN Fu－hai，LI dan，WANG Yi－xin，QIN Jia－hai
(Gansu Dunhuang Seed Industry Co.Ltd.,Jiuquan 735001,Gansu)

In order to solve the bottlenecks of low yield of seed reproduction forage sweet sorghum．The formulation screening and effects of functional soil conditioner on economic benefits of seed reproduction forage sorghum were studied．The results showed that the influence on economic characters of seed reproduction sweet sorghum was in turn:sorghum special fertilizer＞furfural bio－fertilizer＞water－retaining agent and polyvinyl alcohol．The formula ratio of functional soil conditioner was:furfural bio－fertilizer 0．9375:water－retaining agent 0．0025:sorghum specific fertilizer 0．0563:polyvinyl alcohol 0．0037．The theoretical yield of seed reproduction forage sorghum was 3．07 t/ha when the suitable application amount of functional soil conditioner was 23．92 t/ha．The grain number and grain weight per spike,one hundred kernel weight and yield of seed reproduction forage sorghum increased by 4．19%,6．52%,4．42%and 6．53%,respectively;Profits and investment efficiency of fertilizer increased by 4461．68 yuan/ha and 0．50 yuan(RMB)/yuan,in comparison with conventional fertilization of farmers．

forage sorghum;functional soil conditioner;formulation screening;economic benefits

S566.5

A

1007－2624（2017）05－0026－04

10.13570/j.cnki.scc.2017.05.009

2017-04-08

甘肃省科技重大专项项目：高粱高效制种及加工生产技术研究（2015GS05915）。

王学（1972-），男，甘肃酒泉人，农艺师，研究方向：土壤改良与培肥，E-mail：qinjiahai123@163.com