功能型土壤改良劑配方篩選及對制種飼用甜高粱效益的影響

王學(xué)，閆治斌，馬世軍，閆富海，李丹，王怡心，秦嘉海

（甘肅省敦煌種業(yè)股份有限公司，甘肅酒泉735001）

功能型土壤改良劑配方篩選及對制種飼用甜高粱效益的影響

王學(xué)，閆治斌，馬世軍，閆富海，李丹，王怡心，秦嘉海

（甘肅省敦煌種業(yè)股份有限公司，甘肅酒泉735001）

為了解決制種甜高粱產(chǎn)量低而不穩(wěn)的瓶頸問題，選擇甘肅省酒泉市肅州區(qū)上壩鎮(zhèn)光輝村甜高粱制種基地，進(jìn)行了功能型土壤改良劑配方篩選及對制種飼用甜高粱經(jīng)濟(jì)效益影響的研究。結(jié)果表明：影響制種飼用甜高粱經(jīng)濟(jì)性狀的原料依次是：甜高粱專用肥＞糠醛生物肥＞保水劑和聚乙烯醇。功能型土壤改良劑配方比例為：糠醛生物肥0.9375∶保水劑0.0025∶甜高粱專用肥0.0563∶聚乙烯醇0.0037。功能型土壤改良劑適宜施用量為23.92t/hm2時(shí)，制種飼用甜高粱理論產(chǎn)量為3.07t/hm2。施用功能型土壤改良劑與農(nóng)戶習(xí)慣施肥比較，制種飼用甜高粱穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重和產(chǎn)量分別增加4.19%、6.52%、4.42%和6.53%；施肥利潤和肥料投資效率分別增加4461.68元/hm2和0.50元/元。

飼用甜高粱；功能型土壤改良劑；配方篩選；經(jīng)濟(jì)效益

甘肅省河西內(nèi)陸綠洲灌區(qū)氣候干燥，礦物巖石以物理風(fēng)化為主，形成了85萬公頃的風(fēng)沙土，近年來，隨著糧食作物及經(jīng)濟(jì)作物和溫室蔬菜產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)大，分布在河西內(nèi)陸綠洲灌區(qū)的風(fēng)沙土逐漸被農(nóng)戶開墾后種植制種甜高粱。由于風(fēng)沙土是在風(fēng)成母質(zhì)上發(fā)育的一種非地帶性土壤，主要成分是二氧化硅，有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量低，保水肥能力弱，農(nóng)戶種植的制種甜高粱產(chǎn)量低而不穩(wěn)。近年來，有關(guān)土壤改良劑前人做了大量的研究工作[1-13]，而將有機(jī)、營養(yǎng)、改土、保水融為一體的功能型土壤改良劑未見文獻(xiàn)報(bào)道。本文針對上述存在的問題，選擇聚乙稀醇（土壤結(jié)構(gòu)改良劑）[14-15]、糠醛生物肥[16-18]、甜高粱專用肥和保水劑[29-20]，采用正交試驗(yàn)方法篩選配方，在室內(nèi)合成功能型改土劑，并進(jìn)行田間驗(yàn)證試驗(yàn)，以便對功能型改土劑對甜高粱的增產(chǎn)效果做出確切的評價(jià)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2014—2016年在甘肅省酒泉市肅州區(qū)上壩鎮(zhèn)光輝村進(jìn)行，試驗(yàn)地海拔1455m，98°40′169″E，39°34′590″N，年均溫7.5℃，年均降水量86mm，年均蒸發(fā)量2400mm，無霜期150d，土壤類型是風(fēng)沙土[21]；0～20cm土層含有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀分別為10.47g/kg、22.62mg/kg、3.34mg/kg和68.71mg/kg，pH值8.34，土壤質(zhì)地為沙質(zhì)土。

1.1.2 參試材料尿素（N 46%）；磷酸二銨（N 18%，P2O546%）；硫酸鉀（K2O 50%）；硫酸鋅（Zn 23%）；鉬酸銨（Mo 54.3%）；改性糠醛渣（有機(jī)質(zhì)65.25%，全氮0.61%，全磷0.36%，全鉀1.18%，粒徑1～5mm）；牛糞（有機(jī)質(zhì)16.04%，全氮0.32%，全磷0.25%，全鉀0.16%，粒徑1～5 mm）；生物菌肥（有效活菌數(shù)≥20億個(gè)/g，粒徑1～3mm）；高粱專用肥（自主研發(fā)，尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、硫酸鋅和鉬酸銨風(fēng)干質(zhì)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（自主研發(fā)，改性糠醛渣、牛糞和生物菌肥風(fēng)干質(zhì)量比按0.61∶0.38∶0.01混合，含有機(jī)質(zhì)45.25%，N 0.49%，P2O50.15%，K2O 0.77%，粒徑1～2 mm）；聚乙烯醇（粒徑0.05～2 mm）；保水劑（吸水倍率645g/g，粒徑1～2mm）；制種飼用甜高粱品系為LZ-1A×140263-3，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理試驗(yàn)1：功能型土壤改良劑配方篩選。2014年4月26日選擇糠醛生物肥、保水劑、高粱專用肥和聚乙烯醇4種原料，各設(shè)3個(gè)水平施用量，按正交表L9（34）組成9種功能型土壤改良劑（表1）[22]。

試驗(yàn)2：功能型土壤改良劑施用量研究。2015年4月26日，依據(jù)試驗(yàn)1篩選的功能型土壤改良劑配方，將糠醛生物肥、保水劑、高粱專用肥、聚乙烯醇質(zhì)量比按0.9375∶0.0025∶0.0563∶0.0037混合，在室內(nèi)合成功能型土壤改良劑產(chǎn)品，經(jīng)化驗(yàn)分析，含有機(jī)質(zhì)42.53%，N 2.20%，P2O51.06%，K2O 1.09%，Zn 0.05%，Mo 0.03%。將合成的功能型土壤改良劑施用量設(shè)計(jì)7個(gè)處理，即處理1，不施任何肥料（CK），處理2、3、4、5、6、7功能型土壤改良劑施用量分別為4.80、9.60、14.40、19.20、24.00和28.80 t/hm2。以處理1為CK，每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

試驗(yàn)3：功能型土壤改良劑與農(nóng)戶習(xí)慣施肥對比試驗(yàn)。2016年4月26日，在純養(yǎng)分投入量相等的條件下（純N 528．00kg/hm2+P2O5254．40kg/hm2+K2O 261．60kg/hm2+Zn 12．00kg/hm2+Mo 7．20kg/hm2），試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3個(gè)處理。處理1，不施任何肥料（CK）；處理2，農(nóng)戶習(xí)慣施肥（尿素0．93t/hm2+磷酸二銨0．55t/hm2+硫酸鉀0．52 t/hm2+硫酸鋅0．05t/hm2+鉬酸銨0．01t/hm2）；處理3，施用功能型土壤改良劑（24．00t/hm2）。以處理1為CK，每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.2.2 種植方法試驗(yàn)小區(qū)面積為32m2（8m×4m），小區(qū)四周筑埂，埂寬30cm，高35cm，功能型土壤改良劑、磷酸二銨、硫酸鉀在播種前施入20cm土層做底肥，2014—2016每年的4月26日播種，播種深度為2～3cm，父本與母本行比為1:4，田間管理措施與大田相同。

1.2.3 測定項(xiàng)目與方法制種飼用甜高粱收獲時(shí)，在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按照傳統(tǒng)采樣方法，連續(xù)采集20株，測定經(jīng)濟(jì)性狀。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量（x0）按公式x0=[（Px/Py）-b]/2c求得[23－24]；制種飼用甜高粱理論產(chǎn)量（y）按肥料效應(yīng)回歸方程式y(tǒng)=a+bx+cx2求得[25]。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法采用SPSS 10．0統(tǒng)計(jì)軟件分析，差異顯著性采用LSR法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同原料對制種飼用甜高粱穗粒重、百粒重和產(chǎn)量的影響

2014年9月26日制種飼用甜高粱收獲后由測定數(shù)據(jù)（表1）可以看出，穗粒重、百粒重和產(chǎn)量不同原料間的效應(yīng)（R）是：C＞A＞B和D，說明影響制種飼用甜高粱穗粒重、百粒重和產(chǎn)量的原料依次是：高粱專用肥＞糠醛生物肥＞保水劑和聚乙烯醇。從各原料不同施用量與制種飼用甜高粱穗粒重、百粒重和產(chǎn)量的T值可以看出，TA2＞TA1＞TA3，說明糠醛生物肥適宜用量為22．50 t/hm2；TB1＞TB2＞TB3，說明保水劑最大用量為0．06t/hm2時(shí)，制種飼用甜高粱穗粒重、百粒重和產(chǎn)量達(dá)到最大值；TC3＞TC2＞TC1，TD3＞TD2＞TD1，說明高粱專用肥和聚乙烯醇適宜用量一般為1．35t/hm2和0．09t/hm2。

2.2 功能型土壤改良劑配方篩選

從4種原料的T值可以看出，功能型土壤改良劑最佳配方是：A2B1C3D3，即糠醛生物肥（A）22．50 t/hm2；保水劑（B）0．06t/hm2；高粱專用肥（C）1．35 t/hm2；聚乙烯醇（D）0．09t/hm2。將糠醛生物肥、保水劑、高粱專用肥和聚乙烯醇風(fēng)干質(zhì)量比0．9375∶0．0025∶0．0563∶0．0037混合，得到功能型土壤改良劑配方。

2.3 功能型土壤改良劑對制種飼用甜高粱經(jīng)濟(jì)性狀和經(jīng)濟(jì)效益的影響

2015年9月26日，制種飼用甜高粱收獲后測定數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析可以看出，功能型土壤改良劑施用量與制種飼用甜高粱穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重和產(chǎn)量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R）分別為0．9913、0．9761、0．8497和0．9757。穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重和產(chǎn)量最大的是功能型土壤改良劑施用量28．80t/hm2，與CK比較，分別增加14．63%、26．91%、10．73%和27．05%，差異極顯著（P＜0．01）。

表1 不同原料對制種飼用甜高粱穗粒重、百粒重和產(chǎn)量的影響

將表2功能型土壤改良劑施用量與制種飼用甜高粱產(chǎn)量間的關(guān)系采用回歸方程y=a+bx+cx2擬合，得到的回歸方程是：y=2．44+0．041x－0．0006x2………………………(1)

功能型土壤改良劑價(jià)格（Px）為307．43元/t，2015年制種飼用甜高粱種子平均售價(jià)（Py）為25000元/t，將（Px）、（Py）、回歸方程的參數(shù)b和c，代入最佳施用量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得功能型土壤改良劑經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量（x0）為23．92t/hm2，將x0代入(1)式，求得制種飼用甜高粱理論產(chǎn)量（y）為3．07t/hm2，回歸分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理6改良劑施用量24．00t/hm2基本吻合。

2.4 功能型土壤改良劑與農(nóng)戶習(xí)慣施肥對制種飼用甜高粱經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

2016年9月26日甜高粱收獲時(shí)由測定數(shù)據(jù)（表3）可知，不同處理對制種飼用甜高粱經(jīng)濟(jì)性狀、產(chǎn)量、施肥利潤和肥料投資效率由大到小的變化順序依次為：功能型土壤改良劑＞農(nóng)戶習(xí)慣施肥。施用功能型土壤改良劑與農(nóng)戶習(xí)慣施肥比較，穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重和產(chǎn)量分別增加4．19%、6．52%、4．42%和6．53%，差異顯著（P＜0．05）；施肥利潤和肥料投資效率分別增加4461．68元/hm2和0．50元/元。

3 結(jié)論

將糠醛生物肥、保水劑、高粱專用肥和聚乙烯醇風(fēng)干質(zhì)量比按0．9375∶0．0025∶0．0563∶0．0037混合，得到的功能型土壤改良劑，其施用量與制種飼用甜高粱農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。功能型土壤改良劑施用量與制種飼用甜高粱產(chǎn)量間的回歸方程為：y=2．44+0．041x－0．0006x2，經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量為23．92 t/hm2，制種飼用甜高粱理論產(chǎn)量為3．07t/hm2。施用功能型土壤改良劑與農(nóng)戶習(xí)慣施肥比較，穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重和產(chǎn)量分別增加4．19%、6．52%、4．42%和6．53%；施肥利潤和肥料投資效率分別增加4461．68元/hm2和0．50元/元。

[1]楊麗麗，董肖杰，鄭偉．土壤改良劑的研究利用現(xiàn)狀[J]．河北林業(yè)科技，2003（2）27－30．

[2]吳淑芳，吳普特，馮浩．高分子聚合物對土壤物理性質(zhì)的影響研究[J]．水土保持通報(bào)，2003，23（1）：42－45．

[3]張繼娟，李紹才，魏世強(qiáng)，等．噴射條件下PAM特性參數(shù)對土壤物性的影響[J]．西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28（3）：381－385．

[4]汪德水，張美榮，典雄．乳化瀝青作為土壤結(jié)構(gòu)改良劑改土保水增產(chǎn)的研究[J]．石油瀝青，1990（3）：21－21．

[5]巫東堂，王久志．土壤結(jié)構(gòu)改良劑及其應(yīng)用[J]．土壤通報(bào)，1990，21（3）：21－23．

[6]郭和蓉，陳瓊賢，鄭少玲，等．營養(yǎng)型土壤改良劑對酸性土壤中磷的活化及玉米吸磷的影響[J]．華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，25（1）：29－32．

[7]郭和蓉，陳瓊賢，鄭少玲，等．營養(yǎng)型土壤改良劑對酸性土壤中鉀的調(diào)節(jié)及玉米吸鉀量的影響[J]．土壤肥料，2004（2）：20－22．

[8]馮浩，吳淑芳，吳普特．高分子聚合物對土壤物理及坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征的影響[J]．中國水土保持科學(xué)，2006，4（1）：15－19．

[9]周恩湘，姜淳，霍習(xí)良，等．沸石改良濱海鹽化潮土的研究[J]．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1991（1）：14－18．

[10]張曉海，邵麗，張曉林．秸稈及土壤改良劑對植煙土壤微生物的影響[J]．西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，4（2）：169－172．

[11]邢世和，熊得中，周碧青．不同土壤改良劑對土壤生化性質(zhì)與烤煙產(chǎn)量的影響[J]．土壤通報(bào)，2005，36（1）：72－75．

表2 功能型土壤改良劑施用量對制種飼用甜高粱經(jīng)濟(jì)性狀和施肥利潤的影響

表3 功能型土壤改良劑與農(nóng)戶習(xí)慣施肥對制種飼用甜高粱經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

[12]王志玉，劉作新．土壤改良劑MDM對草甸堿土和水稻生長的影響[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2004，22（2）：31－34．

[13]唐澤軍，雷廷武，趙小勇，等．PAM改善黃土水土環(huán)境及對玉米生長影響的田間試驗(yàn)研究[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22（4）：216－219．

[14]烏日，汪中明．季鏻型陽離子聚乙烯醇的合成及抗菌性能研究[J]．內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，44（3）：280－284．

[15]劉維鵬，許青海，白寶云．硅酸鹽聚乙烯醇沖洗液在新疆砂巖性鈾礦鉆探中的應(yīng)用[J]．探礦工程，2012，39（7）：21－27．

[16]秦嘉海，陳廣全．糠醛渣混合基質(zhì)在番茄無土栽培中的應(yīng)用[J]．中國蔬菜，1997，1（4）：13－15．

[17]秦嘉海，張春年．糠醛渣的改土增產(chǎn)效應(yīng)[J]．土壤通報(bào)，1994，25（5）：237－238．

[18]秦嘉海，金自學(xué)，劉金榮．含鉀有機(jī)廢棄物糠醛渣改土培肥效應(yīng)研究[J]．土壤通報(bào)，2007，38（4）：705－708．

[19]李希，劉玉榮，鄭袁明，等．保水劑性能及其農(nóng)用安全性評價(jià)研究進(jìn)展[J]．環(huán)境科學(xué)，2014，35（1）：394－399．

[20]吳娜，胡躍高，任長忠，等．兩種灌溉方式下保水劑用量對春播裸燕麥土壤氮素的影響[J]．草業(yè)科學(xué)，2014，23（2）：346－350．

[21]秦嘉海，呂彪．河西土壤與合理施肥[M]．蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2001：150－155．

[22]明道緒．田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析[M]．北京：科學(xué)出版社，2014：185－188．

[23]張春梅，閆治斌，秦嘉海，等．營養(yǎng)型改土劑對土壤理化性質(zhì)和蓄水量及制種玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（4）：140－144．

[24]陳倫壽，李仁崗．農(nóng)田施肥原理與實(shí)踐[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1983：185－186．

[25]于秀林，任雪松．多元統(tǒng)計(jì)分析[M]．北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，1999：166－170．

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－h(huán)ai，LI dan，WANG Yi－xin，QIN Jia－h(huán)ai
(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

甘肅省科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目：高粱高效制種及加工生產(chǎn)技術(shù)研究（2015GS05915）。

王學(xué)（1972-），男，甘肅酒泉人，農(nóng)藝師，研究方向：土壤改良與培肥，E-mail：qinjiahai123@163.com