不同肥料增效剂对青稞产量与土壤养分的影响

袁成立，陈初红，田科兴

（1.西藏拉萨市农业科学研究所，西藏 拉萨 850000；2.西藏拉萨市农业技术推广总站，西藏 拉萨 850000；3.西藏拉萨市林周县农业技术推广站，西藏 拉萨 851600）

施用商品有机肥具有显著的经济效益、社会效益和生态效益［1］。胡俊等［2］研究建议加快商品有机肥推广是全国和西藏肥料发展的必然趋势，加快商品有机肥推广是提升西藏耕地质量的必要手段。有研究表明，肥料增效剂具有保持氮磷钾防损失、调节转化与释放、促进吸收与运转功能、释放土壤中养分等作用。近年来，西藏农业生产致力于耕地质量提升，促进化肥减量增效，鼓励引导农牧民群众施用商品有机肥。但在实际生产中，商品有机肥发挥肥效作用缓慢，难以在当季实现稳产、保产效能，是制约商品有机肥全面推广的重要瓶颈之一。通过新型增效剂配合商品有机肥施用试验，测试新型增效剂在提高产量、影响土壤养分等方面的效果，可达到化肥减量、作物增产、农民增收目的。本研究着重讨论在田间试验中，在施用商品有机肥的基础上配合施用新型肥料增效剂，根据作物增产增收结果与肥料效益指标对比，发掘提高商品有机肥当季肥效方法，为商品有机肥的全面推广进一步攻破技术难点，探索西藏肥料施用减量增效新模式与广大农牧民节本增收新途径，进而助力乡村振兴。

1 材料和方法

1.1 供试地点和土壤

试验地点在西藏拉萨市林周县强嘎乡强嘎村，北纬29.932 14°，东经91.131 68°，海拔3 782 m。地块交通便利，农田基础设施基本配套，灌排水正常，供试土壤为砂壤土，土壤肥力中等，试验进行前多点采集0～20 cm 耕层土样，根据GB/T33469-2016耕地质量等级确定分析方法测试有机质、pH 值，土壤N 根据LY/T1228-2015 进行测定、土壤P 的检测根据NY/T1121.7-2014 进行测定、土壤K 根据LY/T1234-2015进行测定。

1.2 供试材料与规格用量

1.2.1 供试作物

春青稞，品种为“苏拉青2 号”，播量为15 kg/667 m2。

1.2.2 供试肥料规格、用量及用量

供试商品有机肥西藏“华丰3658”，有机质≥45%，氮磷钾≥5%，每袋40 kg（执行标准：NY525-2012）。用法及用量：根据2021 年拉萨市测土配方施肥推荐用量复混肥（氮磷钾≥45%）28 kg/667 m2+追肥尿素（氮≥46%）5 kg/667 m2总养分等量折纯计算，商品有机肥用量=（28×45%+5×46%）/5%×矿化率50%=596 kg。为便于实施推广，本次试验商品有机肥统一以600 kg/667 m2作底肥施入。

1.2.3 供试肥料增效剂规格、执行标准、功效及用量用法等

功能菌。产品规格：2 kg/袋；执行标准：GB/20287-2006；作用机理及主要功效：富含功能性益生菌，分解活化难溶性矿物质元素，优化作物营养条件，提高肥料利用率。用量：2 kg/667 m2；用法：播种时与有机肥料混合撒施；河南省鹤壁市人元生物技术发展有限公司生产。

胶冻样芽孢杆菌。产品规格：25 kg/袋；执行标准：GB/20287-2006；作用机理及主要功效：菌群在土壤中繁殖生长，产生有机酸，荚膜多糖等代谢产物，破坏硅铝酸盐晶格结构、难溶性磷化合物，具有解磷、解钾作用，促进作物营养吸收和生长代谢，提高抗逆性。用量：2 kg/667 m2；用法：播种时与有机肥料混合撒施；河南省鹤壁市人元生物技术发展有限公司生产。

土壤生命力。产品规格：2 kg/袋；用量：2 kg/667 m2；执行标准：GB/20287-2006；作用机理及主要功效：富含多种微生物菌群及生物酶，改善土壤微生物群落结构，增强根系活力，促进作物对氮磷钾吸收利用。用法：播种时与有机肥料混合撒施；河南省鹤壁市人元生物技术发展有限公司生产。

1.3 试验处理与田间设计

本次试验共设计4 个处理，每个处理面积667m2，分别是：处理①为对照（CK）：商品有机肥600 kg/667 m2；处理②：商品有机肥600 kg/667 m2+土壤生命力2 kg/667 m2；处理③：商品有机肥600 kg/667 m2+胶冻样芽孢杆菌2 kg/667 m2；处理④商品有机肥600 kg/667 m2+功能菌2 kg/667 m2；试验田间布置设计如图1所示。

图1 试验田间布置设计

1.4 试验方法

试验于2021 年4 月22 日播种，条播。除施肥不同外，其他各项田间管理保持一致。2021 年8月30 日收获，收获前，每个处理开展田间考种并取3 个1 m2样品进行测产，在收获后，对试验地各处理土壤进行多点采样（0～20 cm 耕层），检测土样有机质、pH 值、全N、碱解N、全P 有效P、全K、速效K 等常规指标；植株样品洗净、烘干、粉碎、过筛后用H2SO4-H2O2进行消煮，测定青稞植株氮、磷、钾含量。全氮测定采用凯氏定氮法、全磷测定采用钒钼黄比色法、全钾测定采用火焰光度计法。

2 产量结果统计与分析

2021 年西藏拉萨市新型肥料增效剂试验理论产量见表1。由表2、3 可知，各处理重复间差异不显著，各肥料处理间差异显著，应进行多重比较，得出试验单因素方差分析表（表4）。采用最小显著差异法（LSD 法）首先用单因素方差分析得出MSe=SSe/dfe=445.39，再计算t0.05=TINV（0.05，8）=2.306；t0.01=3.355，n=3，LSD0.05=t0.05×SQRT （2×MSe/3） =

表1 2021年拉萨市新型肥料增效剂试验理论产量

表2 2021年拉萨市新型肥料增效剂试验的产量

表3 2021年拉萨市新型肥料增效剂试验方差分析

表4 2021年拉萨市新型肥料试验单因素方差分析

经多重比较，处理③与处理①差异极显著，与处理④和②差异显著；处理②与处理①差异显著，与其他处理差异不显著；处理④与处理①②③差异不显著。穗粒数：处理②最高，为45.60 粒；处理①③次之，为45.33 粒和43.20 粒；处理④为42.00 粒。秸秆667 m2产量处理③最高，为309.87 kg；其次为处理②和处理④，分别为270.63，258.37 kg；处理①最低，为196.55 kg。籽粒667 m2产量处理③最高，为215.69 kg；处理②④次之，分别为173.86 kg，170.49 kg；处理①最低，为131.01 kg；处理③比对照增产64.64%，排名第一；处理②次之，比对照增产32.71%；处理④第三，比对照增产30.13%。处理②③④在施用新型肥料增效剂后，均表现出增产效果（表5）。

表5 2021年拉萨市新型肥料试验产量多重比较结果

3 试验前后土壤养分指标对比

3.1 土壤pH值

由表6 可知，本次试验各处理在统一施入商品有机肥600 kg后，土壤由弱碱性趋向于中偏碱性，土壤酸碱性得到改善，处理①（CK）与配施3种新型肥料增效剂的处理②③④相比，pH 值最低。在试验中，3种肥料增效剂均表现出抑制土壤酸化效果。

表6 试验前后土壤主要养分检测结果

3.2 土壤有机质含量变化

有机质是衡量土壤肥力高低的一项重要指标，由表6 可知，有机质含量表现为处理①（CK）＞处理③＞处理④＞处理②＞试验前，相较于试验前，各处理在统一施入600 kg/667 m2商品有机肥后，试验后各处理土壤有机质含量均有所提升；相较于处理①，施用3种新型肥料增效剂使土壤中有机质含量发生了显著变化。处理②③④土壤有机质含量均有所下降，处理②与对照相比降低了18.6%，处理③与对照相比降低12.8%，处理④降低了29.1%。与对照相比，处理②③④土壤中有机质消耗量明显增大。

3.3 土壤氮、磷、钾含量变化

3.3.1 土壤氮含量变化

由表6 可知，土壤全氮表现为处理④＜处理②＜处理③＜试验前＜处理①。在施入商品有机肥600 kg/667 m2后，处理①对比试验前土壤全氮含量有所提高；3 个增效剂处理的土壤均有全氮含量下降表现。碱解氮表现为处理④＜处理②＜处理③＜处理①＜试验前，碱解氮作为可供作物快速吸收利用氮素，在本次试验前后土壤测试中结果相差极大。试验前含量为60.8 mg/kg，试验后处理①含量为29 mg/kg、处理②为17.68 mg/kg、处理③为18.18 mg/kg、处理④为17.68 mg/kg；碱解氮对比下降显著，分别为处理①减少52.3%、处理②减少71%、处理③减少70.2%、处理④减少71.9%；处理②③④施用3种不同新型肥料增效剂与对照相比土壤碱解氮含量下降趋势明显，对照处理①含量29.00 mg/kg，处理②③④分别降为17.60 mg/kg，18.10 mg/kg，17.50 mg/kg。与对照相比，处理②③④对土壤中氮素消耗量增加。

3.3.2 土壤磷含量变化

对比试验前，各处理土壤全磷含量下降显著，在配合施用新型肥料增效剂后，与对照相比，处理②③④土壤检测全磷含量无明显变化。速效磷含量表现为处理①＞处理③＞处理②＞处理④＞试验前，较之试验前，4个处理有效磷含量均有所提升；而在配施新型肥料增效剂后，处理②含量为12.00 mg/kg。处理③含量为15.70 mg/kg、处理④含量为10.30 mg/kg、对照含量为16.20 mg/kg，土壤有效磷含量均有所下降，处理②③④对土壤中有效磷消耗量增加（表6）。

3.3.3 土壤钾含量变化

由表6 可知，全钾含量表现为CK＜处理②＜处理④＜处理③＜试验前，分别为13.06g/kg，16.66 g/kg，17.12 g/kg，17.47 g/kg，24.90 g/kg。对 比 试 验 前，4 个处理试验后土壤全钾含量下降明显；对比CK，处理②③④均提升了土壤全钾含量，土壤全钾含量分别提高了27.5%，33.8%，25.9%。速效钾含量表现为处理②=处理④＜CK＜处理③＜试验前，分别为111.00 mg/kg，111.00 mg/kg，126.00 mg/kg，128.00 mg/kg，143.60 mg/kg；4 个处理对比于试验前，速效钾含量均有所下降；对比处理CK，配施新型肥料增效剂处理②④速效钾含量有所下降，处理③速效钾含量略有提升。

4 配施新型肥料增效剂增效分析

4.1 配施新型肥料增效剂投产分析

由表7可知，对照增收效果表现为处理③＞处理④＞处理②。每667 m2总产出处理①为838.52 元，处理②为1 108.83 元，处理②减去肥料增效剂成本产出为912.83元，对照处理①增收74.31元/667 m2，增效剂投入/增收为1∶0.38；处理④总产出1 114.96元，减去肥料增效剂成本产出为1 044.94元，对照处理①增收206.44 元/667 m2，增效剂投入/增收为1∶2.95；处理③总产出1 358.53元，减去肥料增效剂成本后产出为1 228.55元，对照处理①增收390.03元/667 m2，增效剂投入/增收为1∶3.00。

表7 试验各处理投产分析（不计入种子及商品有机肥每667 m2成本）

在减去施入新型肥料增效剂投入成本后，处理②、处理③、处理④与对照处理①（CK）相比增收明显呈上升趋势。试验显示在配施新型肥料增效剂后，种植经济收益明显增加。

4.2 配施新型肥料增效剂肥效效益指标分析

为考察施用肥料增效剂后效益的增加情况，直观反映肥料增效剂的效果，对试验前后各处理开展肥料效益分析，田间肥效试验常以肥料利用率（RE）、肥料农学效率（AE）、肥料偏生产力（PFP）3个肥效效益指标来反映施用3 种肥料增效剂后其商品有机肥肥料效益变化。其计算公式分别为：

肥料利用率=（施肥区农作物吸收养分量-不施肥区农作物吸收养分量）/（肥料使用量×肥料中的养分含量百分比）×100%；

肥料农学效率=（施肥区产量-不施肥区产量）/施入肥料养分纯量×100%；

肥料偏生产力=施肥区产量/施肥量。

由于本次试验未设置不施肥处理区，不施肥区农作物吸收养分量未知，故所施入商品有机肥基础肥料利用率未知，本试验将此指标修改为计算施用3种肥料增效剂后肥料利用率增量。其表达式为：

肥料利用率增量=（配施增效剂处理区农作物吸收总养分量-不施增效剂区农作物吸收总养分量）/（商品有机肥使用量×肥料中的总养分含量百分比）×100%，其中农作物吸收总养分量=秸秆产量×秸秆（N%+P%+K%）+籽粒产量×籽粒（N%+P%+K%）。

同理，增效剂肥料农学效率=（施增效剂区产量-不施增效剂区产量）/施入商品有机肥养分纯量（施入商品有机肥养分纯量=商品有机肥施用量×5%）。

肥料偏生产力=施增效剂区产量/施肥量（施肥量=施增效剂量+商品有机肥施用量）。相关指标数据详见表8。

表8 试验前后肥效效益指标变化

由表8 可知，施用肥料增效剂后，作物养分积累量表现为，较之处理①，处理②、处理③、处理④显著提升，作物吸收总养分量分别提升22.16%，48.25%，28.32%。肥料农学效率表现为3 种增效剂施用后，以处理③最高，为2.82，处理②次之为1.43，处理④最低，为1.32。商品有机肥肥料偏生产力试验各处理均以商品有机肥600 kg 做底肥施入，肥料偏生产力值均较低；处理③最高，为0.36；对照处理①肥料偏生产力提升63.64%；处理②次之为0.29，对照处理①肥料偏生产力提升31.82%；处理④再次之为0.28，对照处理①肥料偏生产力提升27.27%；试验各处理肥料偏生产力位次与产量位次基本一致。肥料利用率增量表现为处理②③④在施用增效剂后，商品有机肥肥料利用率分别提升了3.57%，7.78%，4.57%，3 种肥料增效剂处理后均表现出增强商品有机肥肥料效益作用，处理③施用胶冻样芽孢杆菌尤其明显。

5 讨论与结论

5.1 讨论

5.1.1 作物产量影响

试验中，处理①以商品有机肥600 kg/667 m2作底肥，作物产量仅为131.01 kg/667 m2，表明仅靠商品有机肥做底肥施入难以在当季发挥稳产、保产效能。从本次试验各处理间产量情况来看，试验中配施新型肥料增效剂于商品有机肥的3 个处理均表现出明显增产效果，对比增产由低到高分别为30.13%，32.71%，64.64%。试验中最高产量为215.69 kg/667 m2，虽增产效果比较显著但产量仍属于较低水平，在满足种植业生产实际上依然存在差距。

5.1.2 土壤养分及肥料效益影响

通过对本次试验前后土壤样品养分对比，配施新型肥料增效剂后表现为：抑制土壤酸化、降低土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量，提高土壤全钾含量。3 种肥料增效剂在试验中表现出提升土壤全钾含量原因尚不明确，土壤全磷、速效钾变化暂不明显。在本次试验中，抑制土壤酸化表现可能与所施用肥料增效剂产品本身相关，本试验中3 种肥料增效剂均为中偏碱性产品（7≤pH 值≤8），施入后对比处理①（CK）pH 值较高；需要注意的是：配施3 种肥料增效剂后，土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量均有所降低，如果长期施用，可能会持续降低进而影响耕地质量，以上都需进一步开展田间试验分析。商品有机肥由于当季肥效发挥作用缓慢，因而发挥难以稳产、保产效能，在试验中施用肥料增效剂后，作物养分积累量、商品有机肥偏生产力均有所提升，商品有机肥肥料利用率增量均为正数，表明肥料利用率均有所提升，3 种肥料增效剂处理后均表现出增强商品有机肥肥料效益作用，尤其是处理③施用胶冻样芽孢杆菌，商品有机肥肥料利用率增量达7.78%。

5.1.3 经济收入影响

从本次试验新型肥料增效剂投入成本、产出经济效益以及对照增收来看，施用新型肥料增效剂于商品有机肥，有效增加了广大农牧民收入，且投入成本相对较低。在试验中，对照CK 增收最高可达390.032 元/667 m2，新型肥料增效剂投入与对照增收比最佳达1∶3.00，但本试验未考虑所施用商品有机肥成本，商品有机肥做底肥施用600 kg/667 m2成本过高，在实际推广中难度较高，在有政策资金扶持的商品有机肥推广区域，配施新型肥料增效剂可作为农牧民群众节本增收的新思路。

5.2 结论与建议

综合以上，配施新型肥料增效剂于商品有机肥可有效提升作物对有机质、氮素、有效磷的吸收利用，有效提升商品有机肥肥料利用率、肥料偏生产力肥料效益指标，弥补了商品有机肥应用于种植生产中当季肥效发挥缓慢的短板，达到了作物增产、农牧民增收的目的，为西藏商品有机肥的全面推广提供了新的路径。但考虑到其产量水平不高，难以满足当前我市种植业生产实际需求，且一年田间试验数据代表性不强，无法全面反映对土壤养分影响，建议继续开展新型肥料增效剂配合有机肥、化肥等施用相关研究，进一步摸清增效剂作用机理，助力西藏化肥施用减量增效、农田建设保护与发展，进一步开拓广大农牧民节本增收新途径进而助推乡村振兴。