有机碳生态肥对灌漠土理化性质及甜糯玉米品质和效益的影响

闫 刚，刘 静 ，秦嘉海 ，殷学云

（1.酒泉市农辉农业科技开发有限公司，甘肃酒泉735000；2.河西学院农业与生态工程学院，甘肃张掖734000；3.甘肃省酒泉市肃州区蔬菜技术服务中心，甘肃酒泉735000）

经社会实践调查，甘肃省酒泉市大多数农户种植的甜糯玉米无机肥料氮磷钾投入量为1161kg/hm2，而有机肥氮磷钾投入量为208 kg/hm2，无机肥料施用量多，有机肥料施用量少，甜糯玉米品质差，市场竞争能力不强。关于功能性肥料闫治斌、程红玉、彭绍峰、张春强、刘玉环、张春梅、闫芳、秦超、秦嘉海、马世军、闫富海等研究报道的较多[1-11]。而有机碳生态肥对灌漠土理化性质及甜糯玉米品质和效益影响的研究未见文献报道。本文针对酒泉市灌区甜糯玉米种植过程中存在的上述问题进行了有机碳生态肥对灌漠土理化性质及甜糯玉米品质和效益影响的研究。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地土壤类型是灰灌漠土[12]，0～20cm耕作层容重1.48 g/cm3，总孔隙度43.77%，＞0.25 mm团聚体30.99%，饱和持水量875.40 t/hm2，土壤质地为轻壤质土，土壤结构为碎块状,有机质18.57 g/kg，速效氮57.46 mg/kg，有效磷7.71 mg/kg，有效钾135.06 mg/kg，pH值8.32，阳离子交换量18.94cmol/kg，全盐1.83 g/kg，前茬作物是玉米，试验地点设在甘肃省酒泉市肃州区果园乡。

1.2 供试材料

尿素（N 46%，粒径2～3 mm）；碳酸氢铵（N 17%，粒径 1～2 mm）；磷酸二铵（N 18%，P2O546%，粒径3～4 mm）；硫酸钾（K2O 50%，粒径1～2 mm）；腐殖酸铵（自主研发，1 000 kg粒径0.1 mm的腐殖酸粉末与120 kg碳酸氢铵混合喷洒自来水，使其含水量达到15%，搅拌均匀得到腐殖酸铵，有机质56.07%，腐殖酸 67.82%，N 3.64%，P2050.38%，K20 0.21%，粒径为0.05～0.10 mm）；腐熟鸡粪（有机质42.77%，N 1.03%，P2O50.41%，K2O 0.72%，粒径1～5 mm）；腐熟羊粪（有机质38.30%，N 0.32%，P2O50.29%，K2O 0.31%，粒径 1～5 mm）；生物增效剂（市售，枯草芽孢杆菌，N、P2O5、K2O≥10%，活菌数≥2 亿个 /g，粒径 0.5～1 mm）；速效营养剂(自制，尿素、磷酸二铵、硫酸钾风干重量比按0.600 0∶0.300 0∶0.100 0混合，N33.00%，P2O513.80%，K2O 5.00%，粒径1～4 mm）；缓效营养剂(自主研发，腐殖酸铵、腐熟鸡粪、腐熟羊粪风干重量比按0.700 0∶0.200 0∶0.100 0混合，有机质51.61%，N 2.79%，P2O50.38%，K2O 0.32%，粒径1～5 mm）；糯玉米品种为白甜糯128（浙江省东阳玉米研究所引进）。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

1.3.1.1试验1：有机碳生态肥配方筛选试验。2018年4月18日选择缓效营养剂、速效营养剂和生物增效剂，每种原料设计3个梯度施用量，按正交表L（934）设计9个试验处理[1（3]见表1）。

1.3.1.2试验2：肥料种类比较试验。试验共设计3个处理，处理 1：对照（不施肥）；处理 2：无机肥料（尿素+磷酸二铵+硫酸钾施用量为0.74 t/hm2+0.67 t/hm2+0.32 t/hm2）；处理 3：有机碳生态肥施用量16.59 t/hm2。

1.3.2 种植方法 每个小区面积设计36m2（长8m、宽4.5 m），2018年和2019年每年4月20种植，播种深度4～5cm，株距和行距分别为30cm和50 cm，每个小区种植5垄，每垄种植2行，每行种植26株，每个小区种植260株。磷酸二铵、硫酸钾和有机碳生态肥在播种前施入0～20 cm耕作层做肥底，1/3尿素在甜糯玉米大喇叭口期结合灌水追施，2/3尿素在甜糯玉米开花期结合灌水追施，追肥方法为穴施，在甜糯玉米拔节期、大喇叭口期、开花期、灌浆期、乳熟期各灌水1次，每个小区灌水量相等。

1.3.3 样品采集方法 在小区选择中间3垄，每垄随机采集5株，共采集15株，分别测定农艺性状和经济性状。每个试验小区单独收获，将小区鲜穗产量折合成公顷产量进行统计分析。甜糯玉米收获后，分别在试验小区内按对角线布置5个采样点，采集0～20 cm耕作层土样5 kg，用四分法带回1 kg混合土样，风干后过1 mm筛供室内化验分析，其中土壤容重、土壤团聚体用环刀采集原状土，未进行风干。

1.3.4 测定指标与方法 土壤容重测定采用环刀法；总孔隙度测定采用计算法；＞0.25 mm团聚体测定采用干筛法；有机质测定采用重铬酸钾氧化法；速效氮测定采用扩散法；有效磷测定采用钼锑抗比色法；有效钾测定采用火焰光度法；pH测定采用电位法（水土比5∶1）[14]；茎粗采用游标卡尺测定茎基部1 cm处；鲜百粒重采用1/100天平称量法测定，籽粒中粗蛋白用凯氏定氮法测定，可溶性糖和淀粉用蒽酮比色法测定[15]。

1.3.5 数据分析方法 测试数据采用DPSS10.0统计软件分析，差异显著性采用多重比较，LSR检验法。

2 结果与分析

2.1 有机碳生态肥配方确定

由表1可知，有机碳生态肥原料间的效应（R）是B＞A＞C，说明影响甜糯玉米鲜穗产量的原料依次是速效营养剂（R=7.54）＞缓效营养剂（R=6.80）＞生物增效剂（R=3.52）。将表1数据进行多重比较可以看出，在9个处理中，处理3（A1缓效营养剂15.00 t/hm2，B3速效营养剂 1.50 t/hm2，C3生物增效剂 0.09 t/hm2）鲜穗产量最高，平均为23.52 t/hm2，与处理1、处理2、处理 4、处理 5、处理 6、处理 7、处理 8、处理 9 比较，差异极显著（P＜0.01）。通过分析各水平平均产量可以看出，KA1＞KA3＞KA2，KB3＞KB2＞KB1，KC3＞KC1和KC2，说明缓效营养剂、速效营养剂、生物增效剂适宜施用量分别为 15.00 t/hm2、1.50 t/hm2和0.09 t/hm2。从各因素的K值可以看出，原料间最佳原料组合为A1缓效营养剂15.00 t/hm2：B3速效营养剂1.50 t/hm2：C3生物增效剂0.09 t/hm2，即缓效营养剂、速效营养剂和生物增效剂风干重量比按0.904 1∶0.090 4∶0.005 5混合得到有机碳生态肥，经室内化验分析，含有机质46.66%，N2.75%；P2O51.88%，K2O0.94%，有效活菌数≥0.06亿个/g。

2.2 有机碳生态肥对灌漠土理化性质的影响

有机碳生态肥与无机肥料和对照比较，容重降低13.70%和14.86%（P＜0.01）；pH值降低6.08%和5.29%（P＜0.05）。无机肥料与对照比较，容重和pH值降低1.35%和0.84%（P＞0.05）。有机碳生态肥与无机肥料和对照比较，总孔隙度增加16.79%和19.83%；团聚体增加11.69%和11.94%；阳离子交换量增加36.95%和38.54%（P＜0.01）。无机肥料与对照比较，总孔隙度、团聚体和阳离子交换量增加2.60%、0.23%和 1.16%（P＞0.05）（见表 2）。

2.3 有机碳生态肥对灌漠土有机质和速效氮、有效磷、有效钾的影响

有机碳生态肥与无机肥料比较，有机质增加10.59%（P＜0.01），速效氮、有效磷和有效钾增加1.70%、2.32%和 1.07%（P＞0.05）；与对照比较，有机质、速效氮、有效磷和有效钾增加10.77%、18.85%、25.81%和9.87%（P＜0.01）。无机肥料与对照比较，有机质增加0.16%（P＞0.05），速效氮、有效磷和有效钾增加 16.86%、22.96%和 8.70%（P＜0.01）（见表 2）。

表1 正交试验设计与分析

表2 有机碳生态肥对灌漠土理化性质及有机质和氮磷钾的影响

表3 有机碳生态肥对甜糯玉米农艺性状及经济性状和品质的影响

2.4 有机碳生态肥对甜糯玉米性状、品质和效益的影响

有机碳生态肥与无机肥料比较，甜糯玉米株高、茎粗、穗长、穗粗、单穗鲜重和鲜百粒重增加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）；与对照比较，株高、茎粗、穗长、穗粗、单穗鲜重和鲜百粒重增加 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）。无机肥料与对照比较，株高、茎粗、穗长、穗粗、单穗鲜重和鲜百粒重增加 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）（见表3）。

有机碳生态肥与无机肥料比较，鲜穗产量增加7.01%（P＜0.05）；施肥利润和肥料投资效率增加 3 101.62元/hm2和0.63元/元（见表4）。

表4 有机碳生态肥对甜糯玉米经济效益的影响

3 小结

有机碳生态肥最佳配方组合比例为缓效营养剂0.904 1∶速效营养剂0.090 4∶生物增效剂0.005 5。施用有机生态肥降低了灌漠土容重和pH值；增大了孔隙度、团聚体和阳离子交换量，提高了有机质和速效氮磷钾含量。施用有机碳生态肥与施用无机肥料比较，甜糯玉米株高、茎粗、穗长、穗粗、单穗鲜重和鲜百粒重增加 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%；鲜穗产量、施肥利润和肥料投资效率增加 7.01%、3 101.62元 /hm2和0.63元/元。施用有机碳生态肥，改善了土壤理化性质和甜糯玉米的品质。