黃腐酸鉀對(duì)春青稞“蘇拉青2 號(hào)”產(chǎn)量、肥料利用率及土壤養(yǎng)分的影響

袁成立，張海芳，田科興

（1.西藏拉薩市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，西藏 拉薩 850000；2.西藏自治區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，西藏 拉薩 850000；3.西藏林周縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，西藏 拉薩 850000）

青稞是西藏糧食安全的“壓艙石”，不僅是藏族群眾的“生命之糧”，也是西藏農(nóng)牧民群眾的“致富之糧”，西藏的糧食安全，就是確保青稞安全；不斷提高肥料利用率、實(shí)現(xiàn)化肥減量增效、提高青稞產(chǎn)量、品質(zhì)，是西藏和諧穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)［1-2］，也是加快西藏農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、保護(hù)耕地生態(tài)環(huán)境、創(chuàng)建國(guó)家生態(tài)文明高地的必然舉措。已有研究表明，施用黃腐酸具有提高作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)、提高肥料利用率、增強(qiáng)作物抗逆性、調(diào)節(jié)土壤pH值等諸多作用［3-6］，但黃腐酸在西藏高原地帶、高寒氣候條件下應(yīng)用，特別是應(yīng)用于青稞作物相關(guān)研究尚不多見。

黃腐酸是腐殖酸中分子量最小、生理活性最高、具有多種官能團(tuán)的一類水溶性小分子聚合物，也是一種多價(jià)酚型芳香族化合物與氮化合物的縮聚物，外觀為棕褐色粉末，香甜氣味，系純天然發(fā)酵品，無毒副作用［6］。根據(jù)黃腐酸的來源不同，一般分為礦源黃腐酸鉀和生化黃腐酸鉀，礦源黃腐酸是一種應(yīng)用范圍較廣的生物刺激劑、土壤改良劑，其在農(nóng)業(yè)上有著廣泛的用途［7］。本文所討論黃腐酸鉀屬于礦源黃腐酸鉀，在常規(guī)肥料利用率試驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了黃腐酸鉀全肥區(qū)處理設(shè)計(jì)，可測(cè)試在同等養(yǎng)分（氮、磷、鉀）投入情況下，施入黃腐酸對(duì)春青稞“蘇拉青2 號(hào)”產(chǎn)量、肥料利用率以及土壤養(yǎng)分含量的影響，相關(guān)數(shù)據(jù)同拉薩市測(cè)土配方推薦用肥進(jìn)行對(duì)比，供西藏土壤肥料同行參考，為推進(jìn)化肥減量增效、加快全區(qū)青稞產(chǎn)業(yè)發(fā)展、進(jìn)而保障西藏糧食安全提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試地點(diǎn)和土壤

地點(diǎn)：西藏拉薩市林周縣強(qiáng)嘎鄉(xiāng)強(qiáng)嘎村，北緯29.93778°，東經(jīng)91.14194°，海拔3777 m。地塊交通便利，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施基本配套，灌排水正常，供試土壤為砂壤土，土壤肥力中等，試驗(yàn)地前茬作物為油菜，產(chǎn)量約為90 kg/667 m2，試驗(yàn)前多點(diǎn)采集0～20 cm耕層土樣，用常規(guī)分析方法進(jìn)行測(cè)試分析，全氮含量為0.928 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量為16.3 g/kg，全磷含量為1.03 g/kg，全鉀含量為21.54 g/kg，pH 值為8.41。

1.2 供試材料與規(guī)格用量

1.2.1 供試作物

春青稞，品種為“蘇拉青2 號(hào)”，播量為15 kg/667 m2。

1.2.2 供試肥料相關(guān)參數(shù)

尿素：N%≥46%，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T2440-2017，生產(chǎn)廠家：云南云天化股份有限公司。

粒狀重過磷酸鈣：P2O5≥44%，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB21634-2008；生產(chǎn)廠家：云南云天化股份有限公司。

氯化鉀：K2O≥60%，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB6549-2011；生產(chǎn)廠家：格爾木盛農(nóng)復(fù)混肥有限責(zé)任公司。

測(cè)土配方復(fù)混肥：拉薩市測(cè)土配方復(fù)混肥，總養(yǎng)分≥45%（N-P2O5-K2O=22-13-10），執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T15063-2020；生產(chǎn)廠家：青海格爾木盛農(nóng)復(fù)混肥有限責(zé)任公司。

（礦源）黃腐酸鉀：黃腐酸≥35%，K2O≥10%，pH值為6，粉狀，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)HG/T5334-2018；生產(chǎn)廠家：沃德福農(nóng)業(yè)科技有限公司；用法：作基肥，播種前均勻撒施于地表；主要作用：改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，疏松土壤，固氮、解磷、活化鉀的吸收，增根壯苗，提高產(chǎn)量。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)共設(shè)計(jì)5 個(gè)處理，每個(gè)處理作3 次重復(fù)，各小區(qū)面積為20 m2，試驗(yàn)田間設(shè)計(jì)圖如圖1 所示。試驗(yàn)處理分別是：①無肥區(qū)，CK；②無氮區(qū)；③無磷區(qū)；④無鉀區(qū)；⑤全肥區(qū)、⑥黃腐酸鉀全肥區(qū)。各處理施肥情況詳見表1。

表1 不同處理春青稞“蘇拉青2號(hào)”每667 m2肥料用量 kg

圖1 試驗(yàn)田間設(shè)計(jì)布置圖

1.4 試驗(yàn)實(shí)施

試驗(yàn)于2022年5月12日播種，條播。各小區(qū)除施肥不同外，灌溉、除草、病蟲害防治等其他田間管理措施均相同。

1.5 調(diào)查內(nèi)容與測(cè)試方法

2022年9月15日收獲，各小區(qū)單打單收計(jì)產(chǎn)，每個(gè)處理小區(qū)取3 個(gè)1 m2樣品進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，開展田間考種，記錄其有效穗數(shù)、穗粒數(shù)等，并對(duì)試驗(yàn)地各處理土壤進(jìn)行多點(diǎn)采樣（0～20 cm 耕層），檢測(cè)土樣有機(jī)質(zhì)（土壤檢測(cè)第6 部分：土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定NY/T1121.6-2006），pH 值（土壤pH 值的測(cè)定NY/T1377-2007），全N（土壤檢測(cè)第24 部分：土壤全氮的測(cè)定自動(dòng)定氮儀法NY/T1121.24-2012），全P（森林土壤磷的測(cè)定LY/T1232-2015），全K（土壤全鉀測(cè)定法NY/T87-1988）等常規(guī)指標(biāo)；植株樣品洗凈、烘干、粉碎、過篩后用H2SO4-H2O2進(jìn)行消煮，測(cè)定青稞植株氮、磷、鉀含量。全氮測(cè)定采用凱氏定氮法、全磷測(cè)定采用釩鉬黃比色法、全鉀測(cè)定采用火焰光度計(jì)法。

1.6 相關(guān)測(cè)試肥料利用率指標(biāo)定義

對(duì)于有明確標(biāo)注各養(yǎng)分含量的化肥，其利用率（%）=（氮磷鉀全肥區(qū)作物吸收的養(yǎng)分量—缺素區(qū)作物吸收的養(yǎng)分量）/養(yǎng)分施入量×100%，所以常定義氮肥利用率（REN）：REN=UNPK-UPK/FN*100%。

式中：UNPK為氮磷鉀全肥區(qū)植株全氮吸收量，UPK為無氮區(qū)植株全氮吸收量，F(xiàn)N為氮肥投入量。

磷肥利用率（REP）：REP=UNPK-UNK/FP*100%。

式中：UNPK為氮磷鉀全肥區(qū)植株全磷吸收量，UNK為無磷區(qū)植株全氮吸收量，F(xiàn)P為磷肥投入量。

鉀肥利用率（REK）：REK=UNPK-UNP/FK×100%。

式中：UNPK為氮磷鉀全肥區(qū)植株全磷吸收量，UNP為無磷區(qū)植株全氮吸收量，F(xiàn)K為鉀肥投入量。

市場(chǎng)上流通肥料中，存在部分肥料并未明確標(biāo)注各養(yǎng)分（如氮、磷、鉀）含量，比如生物有機(jī)肥、農(nóng)用微生物菌肥、商品有機(jī)肥等，對(duì)于此類肥料，可通過田間試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算所施入肥料的肥料綜合利用率，肥料綜合利用率=（施肥區(qū)作物養(yǎng)分吸收量—不施肥區(qū)作物養(yǎng)分吸收量）/（施肥區(qū)肥料施用量×肥料中養(yǎng)分含量百分比）

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量分析

試驗(yàn)后各處理產(chǎn)量詳見表2，3，試驗(yàn)各處理理論產(chǎn)量位次⑤>⑥>④>③>②>①與實(shí)測(cè)產(chǎn)量位次一致，全肥區(qū)處理⑤產(chǎn)量最高，理論產(chǎn)量389.46 kg/667 m2，實(shí)測(cè)產(chǎn)量為272.99 kg/667 m2，處理⑥次之，理論產(chǎn)量為325.11 kg/667 m2，實(shí)測(cè)產(chǎn)量為228.24 kg/667 m2；再次分別為處理④③②，理論產(chǎn)量產(chǎn)量分別252.08 kg/667 m2，218.58 kg/667 m2，160.60 kg/667 m2；實(shí)測(cè)產(chǎn)量分別為184.67 kg/667 m2，181.33 kg/667 m2，147.78 kg/667 m2，處理①最低，理論產(chǎn)量為152.05 kg/667 m2，實(shí)測(cè)產(chǎn)量145.78 kg/667 m2。各處理理論產(chǎn)量均高實(shí)測(cè)產(chǎn)量，缺素處理區(qū)產(chǎn)量普遍較低，尤其是缺氮區(qū)處理②，產(chǎn)量顯著低于缺磷區(qū)處理③、缺鉀區(qū)處理④，也印證了氮肥對(duì)作物產(chǎn)量的主要貢獻(xiàn)力。對(duì)照處理①（ck），處理⑤全肥區(qū)增產(chǎn)62.87%，處理⑥增產(chǎn)29.89%，處理④增產(chǎn)25.30%，處理③增產(chǎn)24.39%，處理②增產(chǎn)效果最低，僅為1.37%；橫向?qū)Ρ忍幚恝菖c處理⑥，2 個(gè)處理均為全肥區(qū)，所施入氮磷鉀3 種肥料養(yǎng)分含量均一致，區(qū)別在于所施入鉀肥來源不同，處理⑤產(chǎn)量明顯高于處理⑥，處理⑥較之處理⑤產(chǎn)量下降44.75 kg/667 m2，下降幅度達(dá)16.39%。

表2 不同處理春青稞“蘇拉青2號(hào)”理論產(chǎn)量

表3 不同處理春青稞“蘇拉青2號(hào)”實(shí)際產(chǎn)量 kg/667 m2

對(duì)試驗(yàn)各處理籽粒產(chǎn)量開展方差分析，結(jié)果表明：肥料間F＜F0.05＜F0.01，表明此時(shí)試驗(yàn)重復(fù)間差異不顯著，肥料間F>F0.01＞F0.05，表明此時(shí)各肥料處理間差異極顯著，各處理肥料因素對(duì)產(chǎn)量影響極大。為進(jìn)一步探明試驗(yàn)各肥料處理對(duì)產(chǎn)量的影響，應(yīng)進(jìn)行多重比較，這里采用LSD法（表4）。

表4 不同處理春青稞“蘇拉青2號(hào)”產(chǎn)量方差分析

首先用單因素方方差分析得出MSe=SSe/dfe=953.256，再計(jì)算t0.05=TINV（0.05，12）=2.179，t0.01=3.055，n=3，LSD0.05=41.19，LSD0.01=57.75。

由表5、6 可知，處理⑤與處理⑥差異顯著，處理⑤與處理①、②、③、④差異極顯著；處理⑥與處理③、④差異顯著，與處理①、②差異極顯著；其余處理間差異不顯著。橫向?qū)Ρ仍囼?yàn)處理⑤與處理⑥，兩者在試驗(yàn)設(shè)計(jì)上均屬于全肥區(qū)，其中施入氮肥、磷肥、鉀肥在養(yǎng)分含量上是一致的，試驗(yàn)結(jié)果顯示處理⑤施用測(cè)土配方復(fù)混肥產(chǎn)量最高，且二者產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平。

表5 單因素方差分析表

表6 不同處理春青稞“蘇拉青2號(hào)”產(chǎn)量多重比較

2.2 肥料利用率分析

通過表7 可計(jì)算出試驗(yàn)中施入不同肥料的利用率，結(jié)果如表8 所示，全肥區(qū)處理⑤施入測(cè)土配方復(fù)混肥綜合利用率為45.05%，氮肥利用率為36.65%、磷肥利用率為10.8%，鉀肥利用率為66.93%；全肥區(qū)處理⑥施用尿素、重過磷酸鈣與黃腐酸鉀肥料3種肥料綜合利用率為31.05%，未達(dá)到2020年主要糧食作物肥料利用率40.2%水平，其中氮肥利用率為21.7%、磷肥利用率為8.94%、黃腐酸鉀鉀肥利用率為40.69%。對(duì)比全肥區(qū)處理⑤⑥兩個(gè)處理，施用黃腐酸鉀處理肥料綜合利用率同比降低14 個(gè)百分點(diǎn)、氮肥利用率同比降低14.95 個(gè)百分點(diǎn)，磷肥利用率同比降低1.86 個(gè)百分點(diǎn)，鉀肥利用率同比降低26.24個(gè)百分點(diǎn)。

表7 不同處理春青稞“蘇拉青2號(hào)”養(yǎng)分測(cè)試結(jié)果 g/kg

表8 不同處理春青稞“蘇拉青2號(hào)”肥料利用率

表9 不同處理春青稞“蘇拉青2號(hào)”土壤養(yǎng)分含量 g/kg

2.3 土壤養(yǎng)分含量變化分析

2.3.1 有機(jī)質(zhì)含量

對(duì)比播前土壤有機(jī)質(zhì)含量：缺肥區(qū)處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均有所降低，其中處理①有機(jī)質(zhì)含量降低0.67 g/kg，下降4.11%，處理②有機(jī)質(zhì)含量降低0.1 g/kg，降低0.61%；處理③有機(jī)質(zhì)含量降低0.3 g/kg，降低1.84%；處理④有機(jī)質(zhì)含量提高0.57 g/kg，提升3.50%；處理⑤有機(jī)質(zhì)含量提高0.33 g/kg，提升2.02%；處理⑥有機(jī)質(zhì)含量提高0.73 g/kg，提升4.48%。對(duì)比處理⑤與處理⑥，在施入等養(yǎng)分肥料后土壤有機(jī)質(zhì)含量均有所提高，但較之處理⑤施入測(cè)土配方復(fù)混肥料，處理⑥施入黃腐酸后對(duì)提高土壤有機(jī)質(zhì)含量效果更為顯著（圖2）。

圖2 不同處理土壤有機(jī)質(zhì)、全鉀含量變化

2.3.2 土壤全氮含量

對(duì)比播前土壤全氮含量：缺肥區(qū)處理①、②、③、④土壤全氮含量全部表現(xiàn)為降低，分別降低了0.018 g/kg，0.128 g/kg，0.118 g/kg，0.058 g/kg，處理⑤、⑥土壤全氮含量提高，對(duì)比播前分別提升0.162 g/kg，0.432 g/kg，提升率分別為17.46%，46.55%，對(duì)比處理⑤施用測(cè)土配方復(fù)混肥與處理⑥施用黃腐酸鉀兩個(gè)全肥區(qū)，處理⑥用黃腐酸鉀全肥區(qū)對(duì)提高土壤全氮含量效果更加顯著（圖3）。

圖3 不同處理土壤全氮、全磷含量變化

2.3.3 土壤全磷含量

對(duì)比播前土壤全磷含量：試驗(yàn)后各處理土壤全磷含量變化較為復(fù)雜，缺肥區(qū)處理①、③含量未發(fā)生改變，處理②土壤全磷含量降低0.04 g/kg，處理④土壤全磷含量提高0.05 g/kg；全肥區(qū)處理⑤土壤全磷含量未發(fā)生改變，處理⑥施用黃腐酸鉀全肥區(qū)土壤全磷提高0.05 g/kg，提高率為4.85%（圖3）。

2.3.4 土壤全鉀含量

對(duì)比播前土壤全鉀含量：處理①土壤全鉀含量下降0.19 g/kg，降低0.88%，處理②土壤全鉀含量提高0.15 g/kg，提升0.70%，處理③土壤全鉀含量下降0.65 g/kg，降低3.02%，處理④土壤全鉀含量下降1.27 g/kg，降低5.90%，處理⑤土壤全鉀含量提高1.28 g/kg，提升5.94%，處理⑥土壤全鉀含量下降0.42 g/kg，降低1.95%。對(duì)比全肥區(qū)處理⑤、⑥，處理⑤施用測(cè)土配方復(fù)混肥后，土壤全鉀含量有所提升，而處理⑥施用黃腐酸鉀替代化肥鉀源后土壤全鉀含量略有下降（圖2）。

2.3.5 土壤pH值影響

對(duì)比播前土壤pH 值，試驗(yàn)后處理①、②、③、④、⑤土壤pH值均表現(xiàn)為下降，試驗(yàn)所用黃腐酸鉀產(chǎn)品pH 值為6，屬于弱酸性肥料，但試驗(yàn)唯一表現(xiàn)出提高土壤pH 值效果的是施用黃腐酸鉀的處理⑥。

3 討論

3.1 產(chǎn)量影響

試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相反，有研究表明施用黃腐酸后有增加麥類作物產(chǎn)量的效果［7-9］，故在試驗(yàn)前預(yù)估處理⑥產(chǎn)量較之處理⑤施用測(cè)土配方復(fù)混肥將有所提升或者不會(huì)有顯著差異，但試驗(yàn)結(jié)果顯示處理⑥施用黃腐酸鉀產(chǎn)量顯著低于處理⑤產(chǎn)量水平，減產(chǎn)44.75 kg/667 m2，下降幅度達(dá)16.39%。黃腐酸鉀在拉薩市春青稞蘇拉青2 號(hào)田間試驗(yàn)中未表現(xiàn)出增產(chǎn)效用。

3.2 利用率及土壤養(yǎng)分影響

對(duì)比試驗(yàn)全肥處理區(qū)處理⑤、⑥，兩者在試驗(yàn)設(shè)計(jì)上均屬于全肥區(qū)，其中施入氮肥、磷肥、鉀肥在養(yǎng)分含量上是一致的，不同在于處理⑥鉀肥來源為黃腐酸鉀，除鉀肥外，增加了黃腐酸的施入，張麗麗等研究發(fā)現(xiàn)施用黃腐酸可提高作物施入氮肥吸收效率［10］，張毅認(rèn)為施用黃腐酸能克服堿性土壤對(duì)磷的固定效應(yīng)，提高磷肥利用率［11］。但在試驗(yàn)中處理⑥表現(xiàn)卻未能達(dá)到預(yù)期，氮肥、磷肥、鉀肥及綜合利用率均低于處理⑤施入測(cè)土配方復(fù)混肥各項(xiàng)肥料利用率指標(biāo)，施用黃腐酸鉀處理未表現(xiàn)出提高肥料利用率的效用。

施用黃腐酸鉀處理在試驗(yàn)中表現(xiàn)為：提高了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量及土壤pH 值，而土壤全鉀養(yǎng)分含量則略有下降。

3.4 原因分析

分析以上施用黃腐酸鉀對(duì)青稞產(chǎn)量、肥料利用率影響，可能有以下兩點(diǎn)原因：一是由于黃腐酸鉀施用方法不適導(dǎo)致，有研究黃腐酸產(chǎn)品效用相關(guān)試驗(yàn)常以水溶噴施或結(jié)合大水灌溉沖施為主，這類黃腐酸施用方式的試驗(yàn)效果較為顯著［11-12］，在本試驗(yàn)以黃腐酸鉀為鉀源作基肥播前撒施于試驗(yàn)地表，未結(jié)合灌溉施用；二是可能由于試驗(yàn)地所在的青藏高原高海拔、高寒氣候因素，限制了黃腐酸鉀發(fā)揮增產(chǎn)效能。同時(shí)，施用黃腐酸處理后土壤全鉀含量降低及pH 值提升原因暫不明了，以上都需要進(jìn)一步開展田間試驗(yàn)印證、分析。

4 結(jié)論

綜上，較之全肥區(qū)處理⑤：施用測(cè)土配方復(fù)混肥22 kg/667 m2+追肥尿素7.5 kg/667 m2，處理⑥施用黃腐酸鉀未表現(xiàn)出增產(chǎn)效果；在同等水平氮、磷、鉀養(yǎng)分肥料施入下，處理⑥增施黃腐酸鉀降低肥料綜合利用率與氮肥、磷肥、鉀肥3 種主要養(yǎng)分肥料利用率指標(biāo)；施用黃腐酸鉀后，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷養(yǎng)分含量及土壤pH 值提高，但土壤全鉀養(yǎng)分含量略有下降。

由于只有一年田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，且試驗(yàn)點(diǎn)只有一個(gè)，還不能全面代表全區(qū)高原地帶、高寒氣候生產(chǎn)實(shí)際環(huán)境，且試驗(yàn)所用黃腐酸鉀產(chǎn)品與施用方法過于單一，也不能完全代表黃腐酸產(chǎn)品施用效果。建議在西藏青稞主要推廣品種上繼續(xù)開展黃腐酸相關(guān)田間試驗(yàn)，重點(diǎn)開展不同黃腐酸產(chǎn)品、施用方法、施用量等相關(guān)研究，進(jìn)一步摸清黃腐酸應(yīng)用于西藏青稞作物產(chǎn)量、品質(zhì)、肥料利用率、土壤養(yǎng)分等方面影響效果及其作用機(jī)理，進(jìn)而助力全區(qū)青稞產(chǎn)業(yè)發(fā)展。