生物有機肥對黍子生長 產量及營養(yǎng)品質的影響

王 磊，鄭竹勝，王 旭，劉俊峰，王崇銘，劉悅琦，席 甜

（1.繁峙縣綜合檢驗檢測中心，山西 繁峙 034300；2.繁峙縣農業(yè)農村局，山西 繁峙 034300；3.忻州市綜合檢驗檢測中心，山西 忻州 034000）

黍子是一年生禾本科作物，耐干旱[1]，籽粒脫殼即成黍米，因呈金黃色，又稱黃米。黍米作為主食，食用區(qū)域主要集中在晉北、冀北和內蒙古自治區(qū)沿長城一帶[2]。黍米含有豐富的蛋白質、淀粉、脂肪以及人體必需的8 種氨基酸、微量元素和礦物質元素等營養(yǎng)物質，具有滋陰補腎、健脾活血等食療價值[3]。

繁峙縣位于山西省東北部，太行山西麓，屬溫帶大陸性氣候，獨特的自然資源條件適合以黍米為主的各類雜糧作物生長，其中以黍子最具特色和生長優(yōu)勢，黍米在當地栽培歷史久，種植面積廣、品質優(yōu)良，聞名省內外。目前，繁峙黃米已成為國家地理標志產品、全國名優(yōu)特新產品、山西省功能性農產品，繁峙縣被國家糧食行業(yè)協會命名為“中國黍米之鄉(xiāng)”。

施肥量與黍子的產量、品質、土壤培肥、面源污染等問題密切相關，施肥不合理不僅會限制黍子產量，還增加了肥料投入成本，浪費肥料資源，影響經濟效益，造成環(huán)境污染[4－6]。有關黍子施肥的研究，多集中在氮磷鉀肥配比方面[7－10]，生物有機肥施用的研究仍是空白。本試驗通過不同肥料配比模擬不同的種植環(huán)境，研究生物有機肥施用量對黍子產量、生長指標、營養(yǎng)品質及經濟效益的影響，旨在為忻州地區(qū)黍子生產提供科學合理的施肥配方，也可為相近條件區(qū)域黍子科學施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地概況

試驗地位于山西省繁峙縣筆峰村，試驗時間為2021 年6月—9 月，平均溫度21.2℃，平均月日照時長207 h，平均月降水量77.0 mm。試驗田原為耕地，因周圍工程建設成為建筑材料堆放場地荒棄多年，重新開墾。

1.1.2 供試品種及肥料

供試黍子品種為當地常規(guī)品種黑黍子。

生物有機肥：嘉施利（平原）化肥有限公司生產，有效活菌數≥5×108CFU/g，有機質≥60%，腐植酸≥5%，由繁峙縣杏園農產品合作社提供。

模擬不同種植環(huán)境用肥：①復合肥，新洋豐農業(yè)科技股份有限公司生產，總養(yǎng)分含量≥48%，N∶P2O5∶K2O 為26∶10∶12；②微肥，莊稼大力神牌微肥，鈣（游離態(tài)）≥3.0%，鎂（游離態(tài)）≥3.0%，硫≥5.0%，鐵（游離態(tài)）0.2%～1.0%，鋅（游離態(tài)）≥2.0%，硼≥1.5%，鉬≥0.5%～1.0%，游離態(tài)氨基酸≥3.0%，pH 值4.0～8.0，水分≤2.0%，粒度≥90.0%，以下簡稱微肥；③尿素（含氮46%），均由繁峙縣杏園農產品合作社提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

不同處理施肥量見表1。

表1 不同處理施肥量Tab.1 Fertilizer rates of different treatments

通過施加不同量的復合肥（F）和微肥（W）模擬不同種植環(huán)境，共設計9 個模擬組，詳見表1，各模擬條件下施用生物有機肥（S）150 kg/hm2、300 kg/hm2、450 kg/hm2，同時設對照組（CK，當地慣用施肥，播種前施復合肥600 kg/hm2，苗高33.33 cm時追施尿素300 kg/hm2），即27+1 種施肥處理，每個處理重復3次，共劃分84個小區(qū)，每小區(qū)面積為12.1 m2。

1.2.2 栽培管理

按照試驗設計，6 月20 日播種，播種前澆水1 次，以保證出苗，播種方法為機器穴播，行穴距45 cm×24 cm；7月進行2次間苗和中耕，每穴留苗12 株；8 月6 日在黍子33.33 cm 高時對照組追肥；10 月2 日收獲。其他栽培管理措施按常規(guī)進行[11]。

1.2.3 測定指標及方法

收獲期間，按照五點法在每小區(qū)選取5穴作為試驗株，分別進行生長指標和營養(yǎng)指標的測定，以各小區(qū)產量折算單位面積產量。生長指標包括株高、莖基粗、穗長、單穗質量、百粒質量、密度等[10]；營養(yǎng)指標包括蛋白質、脂肪、還原糖、直鏈淀粉等[11]。

1.3 數據分析

試驗結果采用Excel 2003、IBM SPSS Statistics v23.0 進行數據統計和分析，方差分析采用Duncan新復極差法。按市場價格計算不同施肥處理下黍子產值及利潤，分析產值與施肥量之間的關系。其中，該品種黍子當年度平均市場價7 元/kg、復合肥3 元/kg、生物有機肥2 元/kg、莊稼大力神2 元/kg、尿素1元/kg。

2 結果與分析

2.1 生物有機肥對黍子產量的影響

不同處理下產量結果通過Duncan's 方法進行單因素方差分析，結果見表2，顯示有2/3 的施肥處理組產量高于CK，表明生物有機肥對黍子的產量有顯著影響，生物有機肥加微肥優(yōu)于尿素。生物有機肥施用量為300 kg/hm2時，有4/9的處理組中產量較高，且F3W1處理下產量最高，為3 321 kg/hm2。

表2 生物有機肥對黍子產量的影響Tab.2 The effect of bio-organic fertilizer on the yield of millet

2.2 生物有機肥對黍子生長指標的影響

通過單因素方差分析Duncan 法分析不同施肥處理下黍子各生長指標（見表3），顯示不同生物有機肥施用量對穗長、穗質量和百粒質量無顯著影響，但對株高、莖基粗和密度均有顯著影響。其中生物有機肥施用量為150 kg/hm2時，5/9 的處理組中密度值最大；生物有機肥施用量為300 kg/hm2時，有5/9 的處理組中株高值最?。簧镉袡C肥施用量為450 kg/hm2時，5/9的處理組中莖基粗值最大。

表3 生物有機肥對黍子生長指標的影響Tab.3 The effect of bio-organic fertilizer on the growth index of millet

2.3 生物有機肥對黍米品質的影響

分析比較不同試驗處理下，黍子各品質指標情況見表4。從表4 可看出，不同生物有機肥施用量對黍米還原糖、蛋白質和脂肪含量有顯著影響，對直鏈淀粉含量無顯著影響。在生物有機肥施用450 kg/hm2條件下，有4/9的處理組中黍米還原糖含量較高，有5/9的處理組中蛋白質含量較高，且還原糖和蛋白質含量最高組均在此水平下。脂肪含量最高的試驗中生物有機肥施用量為150 kg/hm2，但有5/9的處理組中生物有機肥施用300 kg/hm2時脂肪含量較高。

表4 生物有機肥對黍米品質的影響Tab.4 Effects of bio-organic fertilizer on millet quality

2.4 不同施肥對黍子種植經濟效益的影響

從圖1 可以看出，利潤與產量表現相同，F3W1處理下生物有機肥施用量為300 kg/hm2時利潤最高，為20 367 元/hm2，較CK 增加利潤3 420 元/hm2[12]。說明利潤主要由產量決定，施肥成本對其影響微弱。

圖1 不同施肥處理黍子種植的施肥利潤Fig.1 Fertilization profit of millet planting with different fertilization treatments

3 討論與結論

試驗結果表明，施用生物有機肥對黍子產量、株高、莖基粗、密度，及黍米還原糖、蛋白質和脂肪含量有顯著影響，對黍子穗質量、穗長、百粒質量和黍米直鏈淀粉無顯著影響。生物有機肥施用量為300 kg/hm2時，產量及利潤較高，株高值較小，黍米脂肪含量較高；生物有機肥施用量為450 kg/hm2時，莖基粗值較大，黍米還原糖和蛋白質含量較高。綜合各指標比較分析得出，考慮增產和較高的經濟效益時生物有機肥的最佳施用量為300 kg/hm2；考慮抗倒伏性和黍米營養(yǎng)品質時，建議施加生物有機肥450 kg/hm2。

生物有機肥對實現資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有重要意義，是實現農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。生物有機肥可有效增產和提升作物品質[13-15]，本試驗也證明了這一點，但本試驗僅是生物有機肥對黍子生長、產量和品質的初步研究，有關生物有機肥不同施肥方式效果以及其對土壤肥力等的影響，有待進一步試驗。