生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀及品質(zhì)的影響

鄧 妍 王娟玲 王創(chuàng)云 趙 麗 張麗光 郭虹霞 郭紅霞 秦麗霞 王美霞

研究簡報(bào)

生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀及品質(zhì)的影響

鄧 妍1王娟玲2,*王創(chuàng)云1趙 麗1張麗光1郭虹霞1郭紅霞3秦麗霞2王美霞1

1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 山西太原 030031;2山西農(nóng)業(yè)大學(xué), 山西太原 030031;3山西大學(xué), 山西太原 030031

為探索適宜晉北地區(qū)推廣應(yīng)用的藜麥栽培管理模式, 實(shí)現(xiàn)藜麥產(chǎn)量和品質(zhì)提升, 本試驗(yàn)選用當(dāng)?shù)刈杂衅贩N華青1號(hào), 采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì), 以有機(jī)肥和無機(jī)肥配施比例為變量, 設(shè)常規(guī)施肥CK (有機(jī)肥0 kg hm-2, 尿素和磷酸二胺各450 kg hm-2)、有機(jī)肥和無機(jī)肥配施比例T1 (有機(jī)肥1500 kg hm-2, 尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2)、T2 (有機(jī)肥2250 kg hm-2, 尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2)、T3 (有機(jī)肥3000 kg hm-2, 尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2) 4個(gè)處理, 分析藜麥生育進(jìn)程、農(nóng)藝性狀的差異, 揭示藜麥產(chǎn)量和品質(zhì)同步提升的農(nóng)學(xué)性狀, 探求藜麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)適宜的有機(jī)無機(jī)配施比例。結(jié)果表明, 生物菌肥與無機(jī)肥配施可增加土壤表層有機(jī)質(zhì)含量, 降低堿解氮和有效磷含量及土壤pH, 顯著增加速效鉀含量, 且隨生物菌肥施用量的增加, 土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量提高, pH降低; 與常規(guī)施肥CK相比, 配施生物菌肥能夠縮短藜麥生育期, 提高成熟期藜麥株高、莖稈直徑和莖稈強(qiáng)度, 從而降低倒伏率; 增加藜麥分枝數(shù)、千粒重, 提高了產(chǎn)量; 可增加蛋白質(zhì)和脂肪含量, T2處理表現(xiàn)明顯; 降低淀粉含量, 以T2處理最低, 但與其他兩處理間差異不顯著; 生物菌肥與無機(jī)肥配施可提高植株對(duì)肥料的利用, 隨生物菌肥施用量的增加, 氮肥利用效率、磷肥利用效率及氮磷肥偏生產(chǎn)力先升后降, 均以T2處理最高。相關(guān)分析結(jié)果表明, 藜麥籽粒產(chǎn)量與千粒重的關(guān)系最密切, 籽粒蛋白質(zhì)含量與產(chǎn)量、千粒重、分枝數(shù)和莖稈強(qiáng)度也呈正相關(guān), 籽粒淀粉含量與千粒重呈負(fù)相關(guān)。因此, 本試驗(yàn)條件下, 晉北地區(qū)有機(jī)無機(jī)配施量為氮磷肥各225 kg hm-2配施生物有機(jī)菌肥2250 kg hm-2時(shí)利于藜麥實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量品質(zhì)同步提升。

藜麥; 生物菌肥; 農(nóng)藝性狀; 產(chǎn)量; 品質(zhì)

藜麥(Willd.)屬雙子葉一年生藜科植物, 具有耐寒耐旱、耐瘠薄等特性, 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng), 種植范圍廣, 是唯一一種含有完全蛋白且可滿足人體基本營養(yǎng)需求的單體植物, 被聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)稱為“超級(jí)食物”[1-4]。目前, 河北、甘肅、山西、青海、寧夏等省區(qū)已有大面積種植[5-7], 平均產(chǎn)量為800 kg hm-2, 明顯低于主糧作物(玉米、小麥)[8]。雖然, 藜麥的全營養(yǎng)價(jià)值被人們認(rèn)可, 但是藜麥的種植條件適宜在海拔高、溫度低的高寒地區(qū), 該區(qū)的降雨量少且分布不均(集中于7月至9月, 正是藜麥開花、結(jié)實(shí)籽粒的關(guān)鍵時(shí)期)、土壤貧瘠、倒伏嚴(yán)重(后期極易受到風(fēng)雨天氣影響), 是目前藜麥產(chǎn)量低而不穩(wěn)、品質(zhì)不高或不穩(wěn)定的主要限制因素。農(nóng)戶雖了解有機(jī)質(zhì)對(duì)改良土壤結(jié)構(gòu)有益處, 但還是忽視有機(jī)肥的投入, 大多選擇見效快的化肥來培肥土壤, 由于盲目施肥從而造成了土壤養(yǎng)分不平衡、降低產(chǎn)量、化肥利用效率低、環(huán)境污染等問題[9-11]。針對(duì)藜麥生產(chǎn)上存在的產(chǎn)量和品質(zhì)問題, 栽培工作者采用合理施肥調(diào)控藜麥生長、保證藜麥產(chǎn)量和品質(zhì)做了初步的研究[12]。

施氮量影響藜麥生長的研究表明, 施氮肥較不施氮肥可顯著提高藜麥產(chǎn)量, 且以施氮量60 kg hm-2基追肥比1∶2時(shí)效果更好, 但施氮量超過60 kg hm-2導(dǎo)致營養(yǎng)生長提高, 生殖生長降低, 產(chǎn)量降低[13]。而有機(jī)肥和無機(jī)肥配施較單施有機(jī)肥的提質(zhì)增效明顯, 已成為我國持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要農(nóng)業(yè)技術(shù)措施[14-16]。有研究表明, 有機(jī)肥與化肥配合施用不僅能保蓄養(yǎng)分, 改善土壤環(huán)境從而提高土壤供肥能力, 還能全面供應(yīng)作物生長所需養(yǎng)分, 從而提高作物產(chǎn)量及養(yǎng)分利用效率[17-18]; 黃土高原冬小麥在連續(xù)18年施氮120 kg hm-2的基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥, 較單施化肥增加產(chǎn)量18.4%[19]。此外, 有機(jī)肥因包含不同養(yǎng)分有多種類型, 生物菌劑有機(jī)肥是其中一種類型, 其含有豐富的有機(jī)質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)等有機(jī)養(yǎng)分, 同時(shí)也是氮、磷、鉀等無機(jī)養(yǎng)分的重要來源[20], 可補(bǔ)充有益菌群, 激發(fā)土壤活力而抑制有害病菌, 長期施用可修復(fù)改良土壤, 促進(jìn)土壤生態(tài)平衡。董立勝等[21]在甘肅天?？h的研究表明, 減少化肥、增施生物有機(jī)肥可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、縮短藜麥生育期, 提高產(chǎn)量和效益。

山西靜樂被稱為中國“藜麥之鄉(xiāng)”, 于2008年開始在山西省規(guī)模化種植, 在品種選育、栽培技術(shù)、需肥規(guī)律和病蟲害防治等方面尚未形成完整的技術(shù)體系[22-23], 且前人針對(duì)藜麥在有機(jī)無機(jī)肥配施方面的研究主要集中于甘肅等地, 對(duì)黃土高原東南部晉北地區(qū)的研究甚少。因此, 本試驗(yàn)采用生物菌劑有機(jī)肥與無機(jī)肥配施, 通過在晉北地區(qū)持續(xù)2年的田間定位試驗(yàn), 對(duì)華青1號(hào)藜麥品種在生物菌肥和無機(jī)肥不同配施處理下的土壤改良、作物生長發(fā)育、莖稈性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)性狀方面進(jìn)行深入分析, 旨在闡明藜麥肥料高效利用、產(chǎn)量提升的農(nóng)學(xué)理論機(jī)制, 明確黃土高原東南部晉北地區(qū)藜麥適宜的有機(jī)無機(jī)配施施肥模式, 為藜麥高效優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018—2019年連續(xù)2年在山西省忻州市靜樂縣(38°3′N, 111°9′E)試驗(yàn)示范基地進(jìn)行。該地區(qū)海拔1140~2421 m, 屬溫帶季風(fēng)氣候, 四季分明, 夏季暖熱且晝夜溫差大, 年降雨量380~500 mm, 年平均氣溫7.2℃, 年日照時(shí)數(shù)在2500 h以上, 年平均無霜期120~135 d。2018、2019年度降水量分別為517.9 mm和444.8 mm, 增加該區(qū)的作物種植模式。2018年試驗(yàn)基地0~20 cm土層土壤含有機(jī)質(zhì)7.50 g kg-1、全氮89 mg kg-1、速效鉀132 mg kg-1、有效磷20.10 mg kg-1, pH 8.18; 2019年土壤含有機(jī)質(zhì)7.82 g kg-1、全氮95 mg kg-1、速效鉀138 mg kg-1、有效磷21.28 mg kg-1, pH 7.92。該區(qū)域土壤為黃黏土, 土壤呈弱堿性, 有機(jī)質(zhì)含量較低。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)選用華青1號(hào)藜麥品種為供試材料, 采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì), 連續(xù)2年以有機(jī)肥和無機(jī)肥配施量為變量, 設(shè)常規(guī)施肥CK和3種有機(jī)無機(jī)肥配施比例共4個(gè)水平, 小區(qū)面積40 m2。其中, 常規(guī)施肥CK處理為尿素和磷酸二胺各施450 kg hm-2, 不施有機(jī)肥; T1~T3為有機(jī)肥和無機(jī)肥不同配施比例處理, 有機(jī)肥施用量分別為1500 (T1)、2250 (T2)、3000 kg hm-2(T3), 無機(jī)肥施用量均為尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2, 其中尿素中總氮含量≥46.4%, 磷酸二胺中N、P、K有效含量為18%、46%和0, 有機(jī)肥為生物菌劑有機(jī)肥, 其有效活菌數(shù)≥2.0億g-1, 有機(jī)質(zhì)≥40.0%, 播種前將肥料以基肥形式施入。2018年于5月22日進(jìn)行點(diǎn)播, 9月中旬收獲; 2019年于6月20日進(jìn)行點(diǎn)播, 9月底收獲。開溝點(diǎn)播, 每穴點(diǎn)3粒種子, 播種深度2 cm, 行距50 cm, 株距30 cm, 播種量為9 kg hm-2, 四至六葉期間苗, 每穴留苗1株。其他田間管理按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田進(jìn)行, 及時(shí)除草、防治病蟲害等。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 生育期觀測(cè) 記錄藜麥主要生育時(shí)期的具體日期, 包括播種期、出苗期、分枝期、開花期、成熟期等, 以50%植株達(dá)到此時(shí)期生育進(jìn)程為依據(jù)。

1.3.2 農(nóng)藝性狀 株高: 成熟期每小區(qū)中取生長均勻且具有代表性的植株20株, 測(cè)定其根莖部至主莖頂部的垂直距離。莖稈直徑: 成熟期每小區(qū)取5株代表性植株, 用游標(biāo)卡尺量取主莖稈底部直徑。莖稈強(qiáng)度: 成熟期用浙江托普儀器有限公司生產(chǎn)的YYD-1型莖稈強(qiáng)度測(cè)定儀, 將測(cè)頭垂直于莖稈方向勻速緩慢插入節(jié)間中部至破裂, 讀取其最大值, 3次重復(fù)。倒伏調(diào)查: 成熟期調(diào)查各處理小區(qū)植株倒伏情況, 記錄莖稈折斷的株數(shù)、根部倒伏株數(shù)(與地面夾角<30°), 并計(jì)算倒伏率, 倒伏率=折斷株數(shù)/小區(qū)總株數(shù)×100%。

1.3.3 植株干物質(zhì)量和含氮率 藜麥成熟期進(jìn)行植株取樣, 于105℃殺青30 min, 85℃烘至恒重后稱量, 記錄干物質(zhì)量, 用聯(lián)合測(cè)定法測(cè)定植株含氮率和含磷率, 用H2SO4-H2O2-靛酚藍(lán)比色法測(cè)定含氮率, 用磷鉬酸銨比色法測(cè)定含磷率, 用于計(jì)算氮素積累量、磷素積累量及利用效率。

1.3.4 產(chǎn)量性狀 在藜麥葉片80%枯黃并有部分開始脫落時(shí)進(jìn)行收獲測(cè)產(chǎn), 每小區(qū)取5株分別測(cè)定分枝數(shù)、千粒重, 并計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.5 品質(zhì) 采用農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 3, 蛋白質(zhì)－氮的換算系數(shù)為6.25, 使用FOSS2300型全自動(dòng)定氮儀(丹麥福斯特卡托公司)測(cè)定蛋白含量。采用農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T11, 使用WZZ-1S數(shù)字式旋光分析儀(上海物理光學(xué)儀器廠)測(cè)定淀粉含量。采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5512中索氏抽提法測(cè)定脂肪含量。

1.3.6 土壤養(yǎng)分 藜麥?zhǔn)斋@后各小區(qū)取土測(cè)定耕層土壤的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算及分析

具體參數(shù)及計(jì)算方法如下[9]:

植株氮素積累量(kg hm-2) = 植株干物質(zhì)量(kg hm-2)×含氮率(%)

氮肥利用效率(kg kg-1) = 籽粒產(chǎn)量(kg hm-2)/氮素積累量(kg hm-2)

氮肥偏生產(chǎn)力(kg kg-1) = 籽粒產(chǎn)量(kg hm-2)/施氮量(kg hm-2)

植株磷素積累量(kg hm-2) = 植株干物質(zhì)量(kg hm-2)×含氮率(%)

磷肥利用效率(kg kg-1) = 籽粒產(chǎn)量(kg hm-2)/磷素積累量(kg hm-2)

磷肥偏生產(chǎn)力(kg kg-1) = 籽粒產(chǎn)量(kg hm-2)/施磷量(kg hm-2)

采用Microsoft Excel 2016軟件處理數(shù)據(jù)并作圖; 采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn), 顯著性水平設(shè)定為=0.05和0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥成熟期0~20 cm土壤養(yǎng)分的影響

由表1可知, 與常規(guī)施肥CK相比, 生物菌肥與無機(jī)肥配施增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量, 降低堿解氮和有效磷的含量及pH, 顯著增加速效鉀含量。T1~T3處理下有機(jī)質(zhì)平均含量較不施生物菌肥分別提高了8.8%、21.0%和29.3%。2018年, 隨著配施生物菌肥量的增多, 有機(jī)質(zhì)含量顯著增加, 堿解氮含量增加, 但T1和T2未達(dá)顯著水平, 有效磷、速效鉀和pH均增加, 但處理間差異不顯著。可見, 增加生物菌肥的施用量能夠有效提高土壤肥力, 進(jìn)而促進(jìn)藜麥生長。

表1 生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)土壤肥力的影響

CK: 有機(jī)肥0 kg hm-2、尿素和磷酸二胺各450 kg hm-2; T1: 有機(jī)肥1500 kg hm-2、尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2; T2: 有機(jī)肥2250 kg hm-2、尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2; T3: 有機(jī)肥3000 kg hm-2、尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2。同列標(biāo)以不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

CK : 0 kg hm-2organic fertilizer, 450 kg hm-2each for urea and diamine phosphate; T1: 1500 kg hm-2organic fertilizer, 225 kg hm-2each for urea and diamine phosphate; T2: 2250 kg hm-2organic fertilizer, 225 kg hm-2each for urea and diamine phosphate; T3: 3000 kg hm-2organic fertilizer, 225 kg hm-2each for urea and diamine phosphate. Values within a column followed by different lowercase letters mean significant differences at the 0.05 probability level.

2.2 生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥生育進(jìn)程的影響

不同生物菌肥和無機(jī)肥配施比例對(duì)藜麥生育期的影響不同(表2), 與CK相比, 生物菌肥與無機(jī)肥配施能夠縮短藜麥的生育期。2018年, T2處理下出苗期持續(xù)時(shí)間最短, T1處理下開花期持續(xù)時(shí)間最短, 分枝期和成熟期以T2和T3少于T1; 2019年, T2處理下出苗期持續(xù)時(shí)間最短, T3處理下分枝期持續(xù)時(shí)間最短, T1處理下開花期和成熟期持續(xù)時(shí)間最短。

表2 生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥生育期的影響

處理同表1。Treatments are the same as those given in Table 1.

2.3 生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥農(nóng)藝性狀的影響

2.3.1 成熟期農(nóng)藝性狀 與常規(guī)施肥CK相比, 生物菌肥與無機(jī)肥配施可降低藜麥的株高和倒伏率, 增大莖稈直徑和莖稈強(qiáng)度(圖1)。隨著配施生物菌肥量的增多, 株高和倒伏率呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì), 在T2處理下達(dá)到最低, 且在2019年顯著低于T3處理; 莖稈直徑和莖稈強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì), 在T2處理下達(dá)到最大值, 且T2處理下莖稈直徑顯著大于T3處理, T2處理下莖稈強(qiáng)度顯著大于T1處理。

2.3.2 產(chǎn)量性狀 與常規(guī)施肥CK相比, 生物菌肥與無機(jī)肥配施有利于分枝數(shù)、千粒重和產(chǎn)量的提高(圖2)。隨著配施生物菌肥量的增多, 產(chǎn)量性狀呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì), 以T2表現(xiàn)最好, T1表現(xiàn)最差。2018—2019年, T2和T3處理下分枝數(shù)顯著大于T1, 兩處理間無顯著差異; T2處理下千粒重大于T3和T1; T2處理下產(chǎn)量顯著高于T3和T1。與T1和T3相比, T2處理下分枝數(shù)增加了4.8%~13.4%, 千粒重增加了2.3%~8.2%, 產(chǎn)量增加了2.7%~7.2%, 且差異達(dá)到顯著水平?？梢? 生物菌肥2250 kg hm-2+ 尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2有利于產(chǎn)量性狀的增加。

2.4 生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥品質(zhì)的影響

與常規(guī)施肥CK相比, 生物菌肥與無機(jī)肥配施有利于蛋白質(zhì)和脂肪含量的提高, 同時(shí)可導(dǎo)致淀粉含量下降(表3)。隨著配施無機(jī)肥量的增多, 蛋白質(zhì)和脂肪含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì), 以T2表現(xiàn)最好, T1表現(xiàn)最差, 但2018年差異不顯著, 2019年TI與T2、T3差異顯著; 淀粉含量呈先降低后增加的趨勢(shì), 以T2含量最低, 但與T1、T3差異不顯著?？梢? 生物菌肥2250 kg hm-2+ 尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2增加了蛋白質(zhì)和脂肪, 同時(shí)降低了淀粉的含量。

2.5 藜麥性狀相關(guān)性分析

藜麥產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀之間存在一定相關(guān)性(圖3)。藜麥產(chǎn)量與其他農(nóng)藝性狀的相關(guān)程度依次為千粒重>分枝數(shù)>莖稈強(qiáng)度>莖稈直徑; 莖稈直徑與莖稈強(qiáng)度、分枝數(shù)、千粒重和產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān), 并與植株倒伏率呈極顯著負(fù)相關(guān); 藜麥千粒重與產(chǎn)量和蛋白質(zhì)呈極顯著正相關(guān), 而與籽粒淀粉含量呈負(fù)相關(guān); 籽粒中蛋白質(zhì)含量與產(chǎn)量、千粒重、分枝數(shù)和莖稈強(qiáng)度呈正相關(guān), 與倒伏率呈負(fù)相關(guān)。

2.6 生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥肥料利用的影響

與常規(guī)施肥CK相比, 生物菌肥與無機(jī)肥配施可提高藜麥的氮素利用效率、磷素利用效率及氮磷肥的偏生產(chǎn)力(表4)。2018年, 隨著配施生物菌肥量的增多, 氮素利用效率和磷素利用效率先增加后降低, 以T2處理表現(xiàn)最好, 氮磷肥的肥料偏生產(chǎn)力提高, 以T2最高, 但T2和T3兩處理間未達(dá)顯著水平; 2019年, 氮素利用效率、磷素利用效率及氮磷肥偏生產(chǎn)力均先增加后降低, 以T2處理顯著最高, T1和T3未達(dá)顯著水平?？梢? 增加生物菌肥的施用量能夠有效提高藜麥植株對(duì)肥料的利用, 實(shí)現(xiàn)氮肥和磷肥的高效利用, 以生物菌肥2250 kg hm-2+ 尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2效果最佳。

處理同表1。柱上標(biāo)以不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Treatments are the same as those given in Table 1. Different lowercase letters above the bars mean significant differences at the 0.05 pro-bability level.

處理同表1。柱上標(biāo)以不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Treatments are the same as those given in Table 1. Different lowercase letters above the bars mean significant differences at the 0.05 pro-bability level.

3 討論

生物有機(jī)肥投入可以改善土壤, 對(duì)于蓄保土壤養(yǎng)分有明顯作用。有研究表明, 合理施用有機(jī)肥可增加土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮等的含量, 降低土壤礦化程度, 使土壤中有機(jī)物殘留更多, 從而能夠培肥地力, 促進(jìn)作物生長, 且有機(jī)肥料中的氮養(yǎng)分釋放速率比無機(jī)肥料中的氮養(yǎng)分釋放速率遲緩, 可以更好的在植物生育后期為植物提供養(yǎng)分, 改善土壤的化學(xué)養(yǎng)分, 增加肥料利用效率, 改良土壤, 提高農(nóng)作物產(chǎn)量[24-27]。本試驗(yàn)條件下, 生物菌肥與無機(jī)肥配施增加了土壤中有機(jī)質(zhì)的含量, 降低堿解氮和有效磷的含量及pH, 顯著增加速效鉀含量, 且隨著生物菌肥施用量的增加, 土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量提高, 土壤pH降低。常規(guī)施肥沒有外源鉀肥, 所以土壤中鉀含量最低, 本試驗(yàn)表明, 隨著生物菌肥施量的增加, 鉀含量提高, pH降低。此外, 配施生物菌肥有利于提高植株對(duì)肥料的利用, 在一定程度上減少氮肥和磷肥的使用, 降低生產(chǎn)成本, 有利于實(shí)現(xiàn)高效綠色生產(chǎn)。

表3 有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)藜麥品質(zhì)的影響(2018-2019)

處理同表1。同列標(biāo)以不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Treatments are the same as those given in Table 1. Values within a column followed by different lowercase letters mean significant differences at the 0.05 probability level.

圖中氣泡與數(shù)字對(duì)稱,*表示在< 0.05水平顯著,**表示在< 0.01水平顯著。1: 株高;2: 莖稈直徑;3: 莖稈強(qiáng)度;4: 倒伏率;5: 分枝數(shù);6: 千粒重;7: 產(chǎn)量;8: 蛋白質(zhì)含量;9: 脂肪含量;10: 淀粉含量。

Bubble and number symmetry in figures,*: significant differences at< 0.05,**: significant differences at< 0.01.1: plant height;2: stem diameter;3: stalk strength;4: lodging rate;5: branch number;6: thousand grain weight;7: yield;8: protein content;9: fat content;10: amylum content.

有機(jī)肥含有較全面的礦質(zhì)營養(yǎng), 能夠改善土壤的理化性質(zhì)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和微生物數(shù)量, 提高土壤轉(zhuǎn)化酶、磷酸酶、過氧化氫酶和脲酶活性[28-29], 且作用是潛在和持久的,因此可持續(xù)提高作物的產(chǎn)量。為維持耕地的可持續(xù)生產(chǎn)能力, 提高藜麥產(chǎn)量和品質(zhì), 減少化肥用量的同時(shí)增施有機(jī)肥。董立勝等[21]在甘肅天?？h研究發(fā)現(xiàn), 減少化肥用量和增施生物有機(jī)肥可提高藜麥產(chǎn)量和效益, 以尿素300 kg hm-2+ 磷酸二銨300 kg hm-2+ 有機(jī)肥2400 kg hm-2的增產(chǎn)增收效果最佳, 與本試驗(yàn)結(jié)果相似。木合塔爾·扎熱等[30]研究發(fā)現(xiàn), 有機(jī)肥與化肥配施對(duì)駿棗果實(shí)可溶性糖、糖酸比及Vc含量影響不盡相同。河北張家口市的引種試驗(yàn)表明, 參試品種LM-4產(chǎn)量達(dá)3637.32 kg hm-2, 籽粒飽滿, 千粒重較高, 蛋白質(zhì)和淀粉含量適中, 脂肪含量偏高[6]。本試驗(yàn)中配施生物有機(jī)菌肥能夠有效增加蛋白質(zhì)和脂肪含量, 分別達(dá)5.3%~16.7%和0.5%~3.8%, 均以有機(jī)肥2250 kg hm-2+ 尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2表現(xiàn)最好, 對(duì)淀粉含量無顯著影響。

表4 生物菌肥與無機(jī)肥配施對(duì)藜麥肥料利用的影響

處理同表1。同列標(biāo)以不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Treatments are the same as those given in Table 1. Values within a column followed by different lowercase letters mean significant differences at the 0.05 probability level.

因此, 一定量的生物菌肥和化肥配合使用可改善土壤理化性質(zhì), 長效提高地力, 改善藜麥的生長狀態(tài), 降低倒伏。同時(shí)可提高藜麥植株對(duì)氮、磷的利用率, 提高籽粒品質(zhì), 減少對(duì)氮磷的需求, 降低因過量化肥的使用而造成的環(huán)境污染及生產(chǎn)成本。本試驗(yàn)區(qū)最適配施比例為有機(jī)肥2250 kg hm-2+ 尿素和磷酸二胺各225 kg hm-2, 該配比可以在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量增加的基礎(chǔ)上保證品質(zhì)。

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Effects of combined application of bio-bacterial fertilizer and inorganic ferti-lizer on agronomic characters, yield, and quality in quinoa

DENG Yan1, WANG Juan-Ling2,*, WANG Chuang-Yun1, ZHAO Li1, ZHANG Li-Guang1, GUO Hong-Xia1, GUO Hong-Xia3, QIN Li-Xia2, and WANG Mei-Xia1

1Agricultural College, Shanxi Agricultural University, Taiyuan 030031, Shanxi, China;2Shanxi Agricultural University, Taiyuan 030031, Shanxi, China;3Shanxi University, Taiyuan 030031, Shanxi, China

To explore the suitable cultivation and management model of quinoa in northern Shanxi province, and therefore improve the yield and quality of quinoa, an experiment was conducted with cultivar Huaqing 1 as plant material. The effects of varied proportion of organic and inorganic fertilizer on the growth process of quinoa, agronomic traits, yield, and quality were studied using single factor completely random design. There were three treatments including T1 (1500 kg hm-2organic fertilizer, 225 kg hm-2each for urea and diamine phosphate), T2 (2250 kg hm-2organic fertilizer, 225 kg hm-2each for urea and diamine phosphate), and T3 (3000 kg hm-2organic fertilizer, 225 kg hm-2each for urea and diamine phosphate), conventional fertilization (0 kg hm-2organic fertilizer, 450 kg hm-2each for urea and diamine phosphate) was the control. The results showed that the combined biological bacterial fertilizer and inorganic fertilizer could increase the content of organic matter, available nitrogen, phosphorus, and potassium in soil, and decrease the pH of soil. Compared with CK, the combined biological fertilizer could effectively shorten the growth period, and increase plant height, stem diameter and stem strength at mature stage, thus reduce lodging rate. Also, combined biological fertilizer treatment promoted the branches and 1000-grain weight of quinoa, and improved quinoa yield, protein content and fat content, and the above favorite effects were obviously showed in T2 treatment. Starch content was the lowest in T2 treatment, but there was no significant differences among the three treatments. With the increase application of bacterial fertilizer, nitrogen use efficiency, phosphorus fertilizer use efficiency and partial productivity of nitrogen and phosphorus fertilizer was firstly increased and then decreased. Among three groups, the above index was the highest in T2 treatment. Correlation analysis showed that the relationship between the yield and 1000-grain weight was the most correlated, and protein content in grains was positively correlated with yield, 1000-grain weight, branch number, and stem strength, but negatively correlated with lodging rate. In conclusion, under the condition of current experiment, the suitable nitrogen application rate for quinoa was the combination of urea (225 kg hm-2), diamine phosphate (225 kg hm-2) and inorganic fertilizer (2250 kg hm-2).

quinoa (Willd.); bio-bacterial fertilizer; agronomic characters; yield; quality

10.3724/SP.J.1006.2021.04171

本研究由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后專項(xiàng)(YCX2018D2BH2), 山西省深度貧困縣科技精準(zhǔn)扶貧專項(xiàng)(2020FP-05), 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目(CAAS-XTCX20190025)和山西農(nóng)谷建設(shè)科研專項(xiàng)(SXNGJSKYZX201704)資助。

This study was supported by the Post-Doctoral Research Project of Shanxi Academy of Agricultural Sciences (YCX2018D2BH2), the Science and Technology Precision Poverty Alleviation in Deep Poverty-stricken County of Shanxi Province (2020FP-05), the Science and Technology Innovation Project Collaborative Innovation Project of Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS-XTCX20190025), and the Special Research Project of Shanxi Agricultural Valley Construction (SXNGJSKYZX201704).

王娟玲, E-mail: 13994267508@163.com

E-mail: dengyan-666@163.com

2020-07-27;

2020-12-01;

2021-01-10.

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20210108.1423.006.html