秸秆灰生物有机肥在啤酒大麦上的应用效果

王 凯，洪立洲，李红阳，顾慧玲，孙星星，高 波，周加春，张俊喜

(江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城 224002)

生物质能发电是当前秸秆资源化利用的有效途径，但秸秆发电燃烧后会产生3%～20%的灰分，经测定，这些秸秆灰含有大量的速效钾和P、Ca、Mg、Fe等植物必需营养元素，是一种优良的肥源[1-3]，同时这些秸秆灰渣质轻疏松、粒度细小，如处理不善仍会带来巨大的环保压力，不能实现物质的良性循环利用[4]。秸秆灰和生物菌肥配施，已在小麦、水稻等多种作物上应用[5-7]，秸秆灰生物有机肥就是秸秆灰有效物质的再利用，配以氮磷肥、生物菌剂研制生产的一种新型营养全面的生物有机肥。江苏沿海农区是全国重要的商品啤麦生产基地之一[8-9]，本试验主要分析秸秆灰生物有机肥在啤酒大麦上的应用效果，以期为江苏沿海农区推广农业新产品、新技术提供技术储备和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验肥料

秸秆灰生物有机肥为江苏绿丰生态肥料有限公司和江苏沿海地区农业科学研究所共同研制，其中有机质含量≥40%、有效活菌数≥0.2亿CFU/g、N+P2O5+K2O≥25%(N ∶P2O5∶K2O 为13 ∶8 ∶4；)、尿素(含N 46.40%)、过磷酸钙(含P2O512%)、硫酸钾(含K2O 56%)、电厂秸秆灰(含P2O50.34%、K2O 2.75%)。

1.2 试验土壤

供试土壤为黄潮土，质地为沙质壤土，0～20 cm土层pH值8.1，其他养分含量见表4。

1.3 试验品种

苏啤6号(苏鉴麦201102)是一个优质、高产、多抗的啤酒大麦新品种，适宜江苏沿海农区种植[10]。

1.4 试验方法

试验于2012年10月至2014年5月在江苏省盐城市盐东镇境内进行，栽培模式为大麦—水稻—大麦，采用田间定位小区试验，种植苏啤6号2季，试验中心地点为 120°20′09.28″E、33°27′07.62″N。试验共设置4个处理：处理1为CK1(常规施肥)，基肥(N，130 kg/hm2；P2O5，80 kg/hm2；K2O，40 kg/hm2)+追肥(N，86.7 kg/hm2；分蘖肥 ∶穗肥=1 ∶1)；处理2为CK2(秸秆灰代替化学钾肥)，基肥(N，130 kg/hm2；P2O5，80 kg/hm2；电厂秸秆灰1 000 kg/hm2)+追肥(N，86.7 kg/hm2；分蘖肥 ∶穗肥=1 ∶1)；处理3为秸秆灰生物有机肥，基肥(秸秆灰生物有机肥1 000 kg/hm2)+追肥(N，86.7 kg/hm2；分蘖肥 ∶穗肥=1 ∶1)；处理4为CK3(空白施肥)。小区采用随机排列，3次重复，小区净面积10×6.67 m2=66.7 m2，小区间隔30 cm。苏啤6号播前用5.5%二硫氰基甲烷乳油进行药剂拌种防种传病害，条播行间距0.2 m，常规田间管理，各小区单独收获计实产。2014年6月采集各小区0～20 cm土层土样，土壤基本性状用常规方法测定[11]。苏啤6号籽粒蛋白质含量用凯氏定氮法测定；淀粉含量用CaCl2-HOAC浸提，旋光法测定。

2 结果与分析

2.1 秸秆灰生物有机肥对苏啤6号的生长有促进作用

种植2季苏啤6号生育记载数据取平均值，处理1、处理2的全生育期都是212.5 d，处理3的全生育期为214.5 d，处理4的全生育期是209.5 d，处理3全生育期最长，比其他3个处理多2～5 d。处理4为空白对照，耕层土壤基础肥力不能满足苏啤6号的营养生长和生殖生长，导致抽穗不一致，早衰。施用秸秆灰生物有机肥能增加根系酸性磷酸酶的活性，可较长时间保持根系的活力，养根保叶，促进苏啤6号的生长，活熟到老，生育期延长，为籽粒积累更多的干物质创造条件[12]。

2.2 秸秆灰生物有机肥可提高苏啤6号的成穗数、成穗率和分蘖成穗率

由表1可知，4个处理的基本苗一致，处理1、处理2最高苗数较高，处理3成穗数、单株成穗、成穗率、分蘖成穗率4项指标最高，处理4除基本苗以外的各项指标最低。施用秸秆灰生物有机肥可提高苏啤6号的成穗数、成穗率和分蘖成穗率，处理3成穗数达801.1万个/hm2，较其他处理高64.6万～186.9万个/hm2，增幅达8.8%～30.4%，成穗率较其他处理高8.1～10.5百分点，增幅达17.4%～23.8%；处理3分蘖成穗率数较其他处理高9.1～14.7百分点，增幅达28.3%～55.3%。秸秆灰生物有机肥中的生物菌剂和土壤中微生物协同作用，活化土壤中各种养分，特别是磷素的活性，促进苏啤6号对养分的全面吸收，主茎和大分孽的生长得到强化，无效分孽减少，从而提高了苏啤6号的成穗率和分蘖成穗率，为高产奠定群体基础。

表1 2012—2014年苏啤6号成穗表现

2.3 秸秆灰生物有机肥对苏啤6号产量的影响

由表2可知，处理1、处理2、处理3每穗实粒数为(22.2±0.1)粒/个，施用秸秆灰生物有机肥对苏啤6号的穗实粒数无影响，处理4比前3个处理穗实粒数减少3.1±0.1粒/穗，施肥可以增加苏啤6号穗实粒数；处理3的千粒质量最高为 41.51 g，较其他处理高0.50～8.29 g，可见施用秸秆灰生物有机肥可以增加苏啤6号的千粒质量。处理3成穗率、千粒质量在4个处理中最高，平均实产也最高，达 6 934.5 kg/hm2，较其他处理增产655.5～3 427.2 kg/hm2，增幅达10.4%～97.7%，采用SSR检验法进行统计分析，增产达极显著水平；处理2、处理1产量水平相当，产量构成各要素指标基本相同，说明使用电厂秸秆灰可以代替化学钾肥，能满足苏啤6号对钾的营养需求；处理4是空白对照，产量构成的各要素指标都是最低，实际产量最低，说明供试土壤不施肥无法满足苏啤6号整个生育期对营养的需求，施肥对产量影响最显著。

施用秸秆灰生物有机肥可保证磷素和钾素持续有效的供给，促进苏啤6号生长后期营养器官贮存的光合产物向生殖器官的再分配，从而提高每穗粒质量，为苏啤6号的稳产高产奠定物质基础[13]。

2.4 秸秆灰生物有机肥对苏啤6号品质的影响

由表3可知，处理1、处理2、处理3的5项籽粒品质性状指标都明显高于处理4，处理1、处理2、处理3的淀粉含量为53.1%±0.1%，发芽率为92.15%±0.05%，可见施用秸秆灰生物有机肥对苏啤6号籽粒的淀粉含量、发芽率无影响；处理3籽粒饱满有光泽，成熟度较好，千粒质量为41.51 g，发芽势为 91.0%，在4个处理中最高，蛋白质含量为10.78%，在3个施肥处理中最低，较处理1、处理2蛋白质含量降低0.32～0.33百分点，可见施用秸秆灰生物有机肥可以增加苏啤6号籽粒的千粒质量，提高发芽势，降低蛋白质含量，啤麦品质得到改善，啤麦质量达国标二级以上[14]。

表2 2012—2014年苏啤6号产量结构

注：F=397.725，F0.05=4.73，F0.01=8.09，s=5.31 kg。

表3 2012—2014年苏啤6号籽粒品质性状

2.5 连续2季施用秸秆灰生物有机肥对土壤肥力的影响

由表4可知，处理3连续2季施用秸秆灰生物有机肥后，0～20 cm耕层土壤有机质含量最高，达17.6 g/kg，比试验前及其他3个处理高2.1～7.5 g/kg；处理3测定的其他4项指标也都较高。处理2和处理1相比测定的5项指标基本相当，说明在实际生产中秸秆灰完全可以替代化学钾肥。处理4因为没有施肥，作物生长带走了土壤中的养分，各项测定的指标最低；处理1、处理2、处理3因为施肥，除了作物当季利用还有不同程度的残留积累，所以测定的各项指标都比试验前有所提高。

表4 2012—2014年施用秸秆灰生物有机肥后的土壤肥力

3 结论与讨论

本试验主要分析了秸秆灰生物有机肥在啤酒大麦上的应用效果，结果表明，秸秆灰生物有机肥作为苏啤6号的基肥，可促进其生长，延长其生育期，提高其成穗数、成穗率、分蘖成穗率和千粒质量，增产作用显著；同时施用秸秆灰生物有机肥可以增加苏啤6号籽粒的千粒质量，提高发芽势，降低蛋白质含量，苏啤6号籽粒饱满有光泽，啤麦品质得到改善；经过测定，连续2年施用秸秆灰生物有机肥，耕层土壤的产出能力有所提高。

试验结果也表明，在啤麦生产中秸秆灰可以替代化学钾肥，但由于秸秆灰质轻疏松，在实际生产中很难单独施用，秸秆灰生物有机肥是秸秆灰循环增值利用的有效途径，秸秆灰不仅可以替代化学钾肥，在生物菌剂的作用下还能激活土壤中的无机营养，促进秸秆灰中磷、钙、镁、硼等元素养分的释放，进而提高秸秆灰的养分有效性及利用率，同时生物菌剂可以增强啤麦根系的活力，有利于根系对土壤中养分的平衡吸收，尤其是磷、钾的吸收，提高啤麦产量和品质，本研究结果和已有在小麦、水稻、烟草、碱蓬等作物上的研究结论一致[5-7，15-17]。

秸秆灰生物有机肥施入土壤后，它的作用是多方面的，不仅可以为作物提供养分，还可以提高耕层土壤的缓冲性，增加土壤微生物量及其活性，促进土壤团粒结构的形成，多年施用秸秆灰生物有机肥对耕层土壤理化性状的影响及其机制还须要进一步研究。

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