有机肥在谷子生产中应用研究

文峰金晓光白乙拉图呼瑞梅黄前晶塔娜费宁白峰李清泉

(1.内蒙古通辽市农牧科学研究所，内蒙古 通辽 028015；2.中国科学院智能农业机械装备工程实验室，北京 100039；3.通辽市库伦旗农畜产品质量安全服务中心，内蒙古 通辽 028200；4.通辽市农业推广中心，内蒙古 通辽 028000)

谷子(Setaria italica (L.)Beauv)耐旱耐瘠薄，是我国北方干旱省份的重要粮食作物，甚至是部分地区首要栽培作物[1]。通辽市属春谷中熟区，气候、地理条件独特，昼夜温差大，是良好的优质小米生产基地[2]，通辽市谷子种植面积33333.33hm2(2015—2021年)以上。而不施肥、过量施肥和重用化肥等施肥措施不仅使谷子低产，也造成耕地质量下降。

谷子生产中，化肥的过量、不均衡使用是我国农业的一个主要特点，由此不仅降低了农产品质量，还会给环境带来严重污染，长期过量而单纯地施用化肥，会使土壤酸化或碱化[3]。有机肥可提高土壤培肥地力、土壤质量，促进土壤微生物繁殖，为农作物生长提供全面营养，使农作物生长健壮[4]。有机肥虽然营养元素全面，但作物需要的有效营养成分(如N、P、K等)含量远低于化肥，而且有机肥在土壤中分解和被植物吸收过程较慢，很难满足农作物高产、高效的需要，必须与化肥配合施用[5]。

谷子施肥应根据谷子生产特点，不同地区不同生产条件，研究制定不同的配方施肥技术，提高谷子产量与品质[6]。根据谷子需肥规律和肥料特点有机肥合理替代化肥，可使农业增产、农民增收，也是食品安全和农业可持续发展的重要保障。

1 试验地概况

试验在通辽市农牧科学研究所试验基地进行。属于中温带半干旱大陆性气候，海拔165m，年平均降雨量300～450mm，≥10℃活动积温2000～3200℃，无霜期90～150d。

试验地前茬玉米，土壤类型白壤土，肥力中等以上。耕作层有机质20.34g·kg-1，碱解氮65.5mg·kg-1，速效磷22.39mg·kg-1，速效钾352.03mg·kg-1，耕作层土壤pH7.5。

2 材料与方法

2.1 试验材料

供试谷子品种“通谷1号”。试验使用肥料为有机肥(颗粒型有机肥，有机质含量≥45%，N≥5%、P2O5≥5%、K2O≥5%，内蒙古广天生态农业有限公司生产)、磷酸二铵(N≥18%、P2O5≥46%，云南云天化股份有限公司生产)、尿素(N≥46%，河南普煤天庆煤化工有限责任公司)。

2.2 试验设计

随机区组设计，3次重复，试验小区行长8m、宽3m，6行区，密度4万株·667m-2。试验A组-单施有机肥、B组-种肥(有机肥)加追肥(化肥)、C组-种肥(有机肥掺混化肥)加追肥(化肥)，每组设3个不同施肥量，设2个对照，分别为空白对照(CK1)、常规施肥(CK2)，试验施肥方式及施肥量见表1。

表1 施肥方式及肥料用量

2.3 田间管理

播前整地，施入种肥，孕穗期结合中耕追肥。人工条播、间苗、除草，孕穗期灌溉1次，预防粟灰螟2次，其它管理方式与谷子生产相同。

2.4 测定项目

开花期调查记载叶片色，收获前每小区取10株测定株高、主穗长、穗粗、单穗重、穗粒重、千粒重等项目。收获时去掉边行及行头，实收15m2测定小区产量。试验数据采用DPS数据处理软件进行计算处理。

3 结果与分析

3.1 不同处理对谷子生物学性状的影响

从表2可知，抽穗期至开花期，空白对照叶片呈淡绿色，其余处理叶片绿色；各处理株高与空白对照比较均高，单施有机肥的A组处理与常规施肥比较低。各处理间相互比较，A组株高随着有机肥施肥量的增加先增后减，B组和C组株高随着有机肥施肥量的增加而下降；各处理穗长与空白对照比较均长，与常规施肥比较除C3处理外均短，相互比较差异小；各处理穗粗与空白对照比较均高，与常规施肥比较3个处理(B3、C2、C3)穗粗高，其它处理比常规施肥低；各处理穗重、穗粒重与空白对照比较均高，与常规施肥比较只有C2、C3处理穗粒重高；C3处理千粒重与CK1、CK2比较增加，其它处理千粒重无明显规律。表明单施有机肥与常规施肥比较株高、穗长、穗粗、穗重、穗粒重降低，证明有机肥肥效慢，无法满足谷子各生长阶段养分需求；种肥(有机肥)加追肥(尿素)方式对穗的影响较大，这可能与追肥只补充N素有关，叶面追施N、P、K及微量元素可能效果不同；种肥(有机肥掺混磷酸二铵)加追肥(尿素)时农艺性状最佳。

表2 生物性状调查

3.2 不同施肥处理对谷子产量性状的影响

从表3可知，区组间F=0.575、F0.05=3.49，其FF0.01，说明各处理间施肥效果达到极显著水平，不同处理间肥效存在极显著差异。

表3 试验产量方差分析

从表4可知，与空白对照比较C2和C3达到极显著，C1、B1、B2、B3处理显著。各处理与常规施肥比较不显著，处理C3产量与常规施肥比较增产9.95%，与A1和A3处理比较达到极显著水平，与A2和B3比较显著。C2处理与常规施肥比较增产2.66%，与A1和A3处理比较显著。

表4 不同处理对产量的影响及差异显著性(SSR法)

C组2个处理与常规施肥比较增产。B组和A组处理与常规施肥比较减产，B组减产幅度3.69%～6.15%，A组减产幅度9.06%～14.35%。A组处理(单施有机肥)与空白对照比较增产，增产幅度为11.7%～18.59%。

种肥有机肥掺混化肥加追施尿素方式产量最高，最佳施肥模式为种肥(有机肥45kg·667m-2掺混磷酸二铵10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)。

3.3 不同施肥处理对谷子经济效益的影响

从表5可知，A组-种肥施有机肥(有机生产)时，A2处理(有机肥70kg·667m-2)总产出和纯收入较高。B组-种肥(有机肥)加追肥(尿素)时，B1处理(种肥施有机肥50kg·667m-2加追肥施尿素10kg·667m-2)纯收入和产投比最高。C组-种肥(有机肥掺混磷酸二铵)加追肥(尿素)时，C3处理的产量、总产出、纯收入均超过常规施肥方式，产投比接近常规施肥方式。

表5 不同处理经济效益分析

种肥(有机肥45kg·667m-2掺混磷酸二铵10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)处理经济效益最佳。

4 结论与讨论

4.1 结论

各处理当中种肥(有机肥掺混磷酸二铵)加追肥(尿素)方式产量最高，与常规施肥方式比较增产，增产幅度为2.66%～9.95%。最佳施肥方式为种肥(有机肥45kg·667m-2掺混磷酸二铵10kg·667m-2)加追肥(尿素10kg·667m-2)，其产量397.5kg·667m-2，与常规施肥比较增产9.95%，纯收入比常规施肥多113.8元。

4.2 讨论

单施有机肥时，施肥量超过70kg·667m-2后产量开始下降，说明施有机肥虽然有利于保护环境、培肥地力、改善农作物品质，但存在增产效果和经济效益低的弱点。在施种肥时有机肥完全替代化肥加追施化肥时产量比单施有机肥高，但产量和经济效益与常规施肥比较低。在施种肥时有机肥替代部分化肥加追施化肥与常规施肥比较增产，且经济效益最高。

在种肥有机肥替代部分化肥时增产，但最高产量在有机肥施肥量最大时，说明替代比例待于进一步调整。同时本次试验重点研究种肥施肥方法及施肥量，但存在种肥施有机肥，叶面追施N、P、K及微量元素也有增产的可能。

有机肥对土壤改良、提高化肥肥效、提升小米品质都有积极作用。李燕研究认为，有机肥替代部分化肥可提高土壤有效磷和速效钾含量[1]。冯守疆研究认为，氮、磷、钾与有机肥配施时蛋白质含量提高2.8～6.1g·kg-1，粗淀粉含量提高15～49g·kg-1，粗脂肪含量提高6.5～9.2g·kg-1，赖氨酸含量提高0.7～1.6g·kg-1[2]。有机肥不仅能提高谷子产量、经济效益，也能改善土壤和提高小米品质。有机肥替代化肥对谷子生产效益最大化的同时可兼顾改良土壤、食品安全和保护环境，有利于农业可持续发展。