增施商品有機(jī)肥對青稞產(chǎn)量和養(yǎng)分利用效率的影響

楊 勇，李 晗，旦 增，云丹佳措，陳革明，馮正明，榮湘民

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院/農(nóng)田污染控制與農(nóng)業(yè)資源利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙410128；2.湖南華綠生物科技有限公司，湖南湘潭411200；3.西藏自治區(qū)日喀則市白朗縣農(nóng)牧綜合服務(wù)中心，西藏日喀則857000；4.西藏珠峰華綠生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司，西藏日喀則857000）

西藏是我國青稞主產(chǎn)區(qū)，青稞種植面積超過14萬hm2，產(chǎn)量近100 萬t。青稞具有獨(dú)特的營養(yǎng)和保健價(jià)值，是藏民最主要的糧食，也是藏民增收的重要途徑，青稞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對西藏脫貧攻堅(jiān)和社會(huì)穩(wěn)定意義重大[1-4]。隨著化肥的施用，西藏青稞產(chǎn)量大幅度提高[4]。但化肥的大量施用加上惡劣的環(huán)境及特殊的種植模式，導(dǎo)致土壤破壞嚴(yán)重，肥料利用率降低，環(huán)境污染問題日益突出。西藏生物資源生長緩慢，農(nóng)村燃料缺乏，作物秸稈用來飼養(yǎng)牛羊，而牛羊糞主要用作生活燃料，導(dǎo)致農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量逐年下降[5-6]。由于特殊的種植模式和生活方式導(dǎo)致秸稈和畜禽糞便等有機(jī)資源難以還田，故施用商品有機(jī)肥成為西藏青稞種植提質(zhì)增效最直接有效的方法[7-9]。商品有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量高，養(yǎng)分平衡持久，改良土壤效果好，可以提高肥料利用率，增強(qiáng)農(nóng)作物抗性，改善農(nóng)作物品質(zhì)[10-13]。本試驗(yàn)研究增施商品有機(jī)肥對青稞產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收利用的影響，以期為藏區(qū)有機(jī)肥施用和推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)地位于西藏自治區(qū)日喀則市白朗縣嘎東鎮(zhèn)（89.175335°E、29.203528°N），屬高原溫帶半干旱季風(fēng)氣候，年平均氣溫為6.5 ℃，平均海拔為3 850 m，年日照時(shí)數(shù)為3 300 h，降雨集中在6—9 月，年平均降水量為300 mm，無霜期超過120 d。供試土壤為砂壤土，弱堿性，pH 值8.22，土壤有機(jī)質(zhì)含量低，為11.54 g/kg，肥力水平不高，全氮含量1.05 g/kg，全磷含量0.85 g/kg，全鉀含量19.70 g/kg，速效氮含量68.21 mg/kg，有效磷含量8.21 mg/kg，速效鉀含量91.41 mg/kg。

供試青稞品種為藏青2000，由西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院培育。供試肥料商品有機(jī)肥為西藏珠峰華綠生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的“珠峰4000”，該商品有機(jī)肥N、P2O5、K2O 質(zhì)量比為5.5∶1.0∶1.5，總養(yǎng)分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≥8%，有機(jī)質(zhì)含量≥45%。化肥為青稞專用控釋肥，N、P2O5、K2O 質(zhì)量比為23∶14∶15，總養(yǎng)分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≥52%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)于2019 年5—10 月進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理：不施肥處理（CK），純施化肥處理（CF：控釋肥375 kg/hm2），增施商品有機(jī)肥（OF）處理5 個(gè)，分別為750（OF1）、1 500（OF2）、2 250（OF3）、3 000（OF4）、3 750 kg/hm2（OF5），施肥量和養(yǎng)分投入量見表1。隨機(jī)區(qū)組排列。設(shè)3 次重復(fù)，共21 個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為60 m2（3 m×20 m）。所有肥料做基肥一次性施用，在翻地前均勻撒施。2019 年5 月10 日播種，播種量為225 kg/hm2，2019 年9 月20—30 日收割，2019 年10 月26 日脫粒，每小區(qū)單獨(dú)稱質(zhì)量測產(chǎn)。田間管理同一般青稞田。

表1 田間試驗(yàn)各處理施肥量

1.3 測定項(xiàng)目與方法

在青稞收獲前每小區(qū)采集10 株植株樣品，洗凈、烘干、粉碎、過篩后用H2SO4-H2O2進(jìn)行消煮，測定植株氮磷鉀含量。青稞收獲后采集耕層土壤（0～20 cm），風(fēng)干后測定pH 值、有機(jī)質(zhì)含量、速效氮含量、速效磷含量和速效鉀含量等指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算與處理

養(yǎng)分積累=秸稈養(yǎng)分含量×秸稈質(zhì)量+籽粒養(yǎng)分含量×籽粒質(zhì)量；

肥料利用率=（施肥區(qū)養(yǎng)分累積量- 無肥區(qū)養(yǎng)分累積量）/養(yǎng)分施用量×100%。

采用Excel 2010 和DPS 9.50 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 商品有機(jī)肥施用對青稞籽粒產(chǎn)量的影響

由圖1 可見，不施肥處理（CK）的籽粒產(chǎn)量極顯著低于各施肥處理（P＜0.01），僅為1 072.8 kg/hm2。施肥處理的青稞籽粒產(chǎn)量明顯增加，其中：純施化肥處理（CF）的籽粒產(chǎn)量為3 054.3 kg/hm2；增施商品有機(jī)肥5 個(gè)處理的籽粒產(chǎn)量進(jìn)一步提高，OF1 處理顯著高于CF 處理（P＜0.05），而OF2、OF3、OF4、OF5 處理極顯著高于CF 處理（P＜0.01）。隨著商品有機(jī)肥用量的增加，籽粒產(chǎn)量呈先快速增加后緩慢降低的趨勢，OF3 處理的籽粒產(chǎn)量最高，達(dá)到5 077.5 kg/hm2；其次為OF4 處理，產(chǎn)量為4 960.8 kg/hm2；OF5、OF2 和OF1 處 理 籽 粒 產(chǎn) 量 依 次 為4 688.5、4 363.3、3 815.8 kg/hm2。OF1 處理與OF2、OF5 處理差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），與OF3、OF4處理的差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01），而OF2、OF3、OF4 和OF5 處理間的差異不顯著。OF1、OF2、OF3、OF4 和OF5 處理較CF 處理的籽粒產(chǎn)量分別增加24.9%、42.9%、66.2%、62.4%、53.5%。

圖1 各處理青稞籽粒產(chǎn)量

2.2 增施商品有機(jī)肥對青稞養(yǎng)分累積量的影響

由表2 可知，青稞收獲期的氮磷鉀養(yǎng)分累積量在秸稈和籽粒的分配比例不同，籽粒中氮素累積量約為秸稈的2 倍，磷素累積量絕大部分累積在籽粒中，而秸稈的鉀素累積量明顯高于籽粒。秸稈中鉀素累積量最高，氮素累積量次之，磷素累積量最低；籽粒中氮素累積量最高，鉀素累積量次之，磷素累積量最低。不施肥處理（CK）的氮磷鉀累積量都極顯著低于施肥處理（P＜0.01）。秸稈氮素累積量在增施商品有機(jī)肥5 個(gè)處理間差異不顯著，均顯著高于CF 處理（P＜0.05），其中，OF4 處理最高，為30.91 kg/hm2；籽粒氮素累積量在增施商品有機(jī)肥OF2、OF3、OF4、OF5 這4 個(gè)處理間差異不顯著，顯著高于OF1 處理（P＜0.05），極顯著高于CF 處理（P＜0.01），OF3 處理最高，為74.57 kg/hm2；地上部氮素累積量OF3 處理最高，為103.07 kg/hm2。施肥處理間的秸稈磷素累積量差異不顯著，OF5 和OF3 處理較高，分別為2.03、2.02 kg/hm2；籽粒磷素累積量在增施商品有機(jī)肥OF2、OF3、OF4、OF5 這4 個(gè)處理間差異不顯著，且顯著高于OF1 處理（P＜0.05），并極顯著高于CF 處理（P＜0.01），OF3 處理最高，為11.60 kg/hm2；地上部磷素累積量OF3 處理最高，為13.62 kg/hm2。秸稈鉀素累積量差異較大，OF3、OF5處理較高，分別為78.38、78.35 kg/hm2，顯著高于OF1 處理（P＜0.05），極顯著高于CF 處理（P＜0.01）；籽粒鉀素累積量OF5 處理最高，為29.80 kg/hm2，極顯著高于OF1 和CF 處理（P＜0.01），其他有機(jī)肥處理間差異不顯著；地上部鉀素累積量OF5處理最高，為108.15 kg/hm2。

表2 各處理收獲期氮磷鉀養(yǎng)分累積量kg/hm2

2.3 增施商品有機(jī)肥對肥料利用率的影響

由表3 可知，氮磷鉀肥利用率都隨著商品有機(jī)肥施用量的增加呈先緩慢升高后快速降低的趨勢。OF1、OF2 和OF3 處理的氮肥利用率極顯著高于CF處理（P＜0.01），OF4 處理低于CF 處理，但差異不顯著，OF5 處理顯著低于CF 處理（P＜0.05）；OF2處理氮肥利用率最高，達(dá)39.30%，較CF 處理增加7.51 百分點(diǎn)，OF1 和OF3 處理的氮肥利用率稍低，分別為38.46%、38.93%。磷肥利用率，增施有機(jī)肥處理均高于CF 處理，且CF 處理與OF1、OF2、OF3和OF4 處理的差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），與OF5 處理的差異不顯著；OF3 處理磷肥利用率最高，達(dá)到13.09%，較CF 處理增加3.13 百分點(diǎn)，OF2處理的磷肥利用率稍低，為13.07%。鉀肥利用率，OF2 和OF3 處理極顯著高于其他處理（P＜0.01），OF1 處理顯著高于CF、OF4、OF5 處理（P＜0.05），其中，OF4 和OF5 處理稍低于CF 處理；OF3 處理鉀肥利用率最高，達(dá)到95.18%，較CF 處理增加17.67 百分點(diǎn)，其次為OF2 處理，鉀肥利用率為88.21%。

表3 各處理氮磷鉀養(yǎng)分利用率 %

2.4 增施商品有機(jī)肥對土壤質(zhì)量的影響

由表4 可知，增施商品有機(jī)肥處理的土壤速效養(yǎng)分含量和有機(jī)質(zhì)含量都有不同程度增加，整體上都隨著施肥量的增加而上升。施肥對土壤pH 值的影響較小，處理間的差異都不顯著。土壤速效氮含量，增施商品有機(jī)肥的5 個(gè)處理都高于CK 處理，除OF5 外，均與CK、CF 處理差異不顯著；OF5 處理土壤速效氮含量最高，為73.62 mg/kg，較CK 處理增加8.37 mg/kg，較CF 處理增加5.95 mg/kg。土壤有效磷含量，增施商品有機(jī)肥的5 個(gè)處理都極顯著高于CK 處理（P＜0.01），各施肥處理間差異不顯著；OF5處理土壤有效磷含量最高，為13.57 mg/kg，較CK 處理增加5.30 mg/kg，較CF 處理增加2.67 mg/kg。土壤速效鉀含量，增施商品有機(jī)肥的5 個(gè)處理都極顯著高于CK 處理（P＜0.01），各施肥處理間差異不顯著；OF5 處理土壤速效鉀含量最高，為98.83 mg/kg，較CK 處理增加8.56 mg/kg，較CF 處理增加4.47 mg/kg。有機(jī)質(zhì)含量，增施商品有機(jī)肥5 個(gè)處理都高于CK 處理，但差異不顯著，CF 處理最低且與OF5處理間差異達(dá)極顯著水平（P＜0.01）；OF5 處理土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，為13.67 g/kg，較CK 處理增加1.45 g/kg，較CF 處理增加1.73 g/kg。

表4 各處理收獲期土壤質(zhì)量指標(biāo)

3 結(jié)論與討論

青稞能夠在西藏高原地區(qū)正常生長，可以耐受高寒干旱的環(huán)境和貧瘠的土壤條件，是西藏最主要的糧食作物，為西藏的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定做出了重大貢獻(xiàn)?；实氖褂檬刮鞑厍囡a(chǎn)量迅速增長，但化肥的不科學(xué)施用導(dǎo)致土壤板結(jié)、地力下降、養(yǎng)分不平衡和肥料利用率低等問題，同時(shí)還導(dǎo)致忽視農(nóng)家肥的使用、環(huán)境問題日益突出。西藏傳統(tǒng)種植青稞都有施用農(nóng)家肥的習(xí)慣，農(nóng)家肥基本是土渣肥，養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量低，未發(fā)酵腐熟的農(nóng)家肥還是農(nóng)作物病蟲草害的傳播源頭。隨著國家政策的引導(dǎo)，化肥用量會(huì)逐漸減少。為提高耕地質(zhì)量，保障西藏糧食安全，增加有機(jī)肥的施用是很好的方法。西藏響應(yīng)2017 年中央一號文件關(guān)于有機(jī)肥替代化肥試點(diǎn)的工作，在拉薩、山南和日喀則等地區(qū)開展增施商品有機(jī)肥的工作，取得了良好的效果[5-7]。

西藏有機(jī)肥資源比較短缺且分散，有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)很少。西藏地區(qū)交通運(yùn)輸條件較差，從內(nèi)地采購有機(jī)肥資源難度比較大，成本也會(huì)大幅增加，利用好當(dāng)?shù)赜邢薜挠袡C(jī)肥資源及生產(chǎn)有機(jī)肥才是根本解決辦法。隨著西藏農(nóng)村生活條件的不斷改善，農(nóng)民日常生活使用的作物秸稈和牛羊糞會(huì)減少，將會(huì)增加大量的有機(jī)肥原料資源。同時(shí)，西藏牧區(qū)養(yǎng)殖有大量的牛羊，牛羊糞都可以成為有機(jī)肥的原料。“珠峰4000”商品有機(jī)肥是利用當(dāng)?shù)氐呐Ｑ蚣S和秸稈等有機(jī)原料，采用先進(jìn)的發(fā)酵和生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的有機(jī)肥產(chǎn)品，并在西藏日喀則地區(qū)大面積推廣使用。本試驗(yàn)研究增施“珠峰4000”商品有機(jī)肥對青稞產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響，對西藏青稞增產(chǎn)增效具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。結(jié)果表明，施用商品有機(jī)肥能顯著增加青稞籽粒，增產(chǎn)幅度達(dá)到66.2%，施肥量為2 250 kg/hm2時(shí)青稞籽粒產(chǎn)量最高，達(dá)到5 007.5 kg/hm2。隨著有機(jī)肥施肥量的增加，青稞籽粒產(chǎn)量呈先增加后減少的趨勢，這與德瓊的相關(guān)研究結(jié)果[6]一致。商品有機(jī)肥施肥量過大，會(huì)導(dǎo)致青稞生長旺盛，生育期延長，籽粒產(chǎn)量下降[14-15]。氮素和磷素大量在籽粒中累積，而鉀素在秸稈的累積量較大。氮磷鉀養(yǎng)分積累量隨著有機(jī)肥施用量的增加顯著增加，主要是因?yàn)樵鍪┯袡C(jī)肥使青稞生物量大量增加。養(yǎng)分累積量和青稞籽粒產(chǎn)量的變化趨勢一致，說明使用商品有機(jī)肥主要是通過促進(jìn)青稞生長，增加青稞養(yǎng)分的吸收量，青稞籽粒產(chǎn)量也隨之增加，而青稞植株養(yǎng)分含量沒有明顯增加。增施商品有機(jī)肥后，氮磷鉀肥利用率都顯著上升，且都隨著商品有機(jī)肥施用量的增加呈先緩慢升高后快速降低的趨勢。商品有機(jī)肥施肥量為1 500 kg/hm2時(shí)氮肥利用率最高，達(dá)到39.30%；施肥量為2 250 kg/hm2時(shí)磷肥和鉀肥利用率最高，分別達(dá)到13.09%、95.18%。增施商品有機(jī)肥對土壤pH 值的影響較小。土壤速效養(yǎng)分含量隨商品有機(jī)肥施用量的增加呈增加趨勢，比使用純化肥土壤速效氮含量增加1.89～5.95 mg/kg，有效磷含量增加0.37～2.67 mg/kg，速效鉀含量增加2.68～4.47 mg/kg。增施商品有機(jī)肥后，土壤有機(jī)質(zhì)含量稍有增加，比施用純化肥增加0.31～1.73 g/kg。總之，在施用化肥的基礎(chǔ)上適量增加商品有機(jī)肥，可以促進(jìn)青稞生長發(fā)育，促進(jìn)養(yǎng)分吸收與積累，提高肥料利用率，增加土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量，提高青稞籽粒產(chǎn)量。陳初紅等的研究[7，16]也得出了類似結(jié)論?！爸榉?000”商品有機(jī)肥速效養(yǎng)分含量較高，增產(chǎn)效果顯著，綜合考慮增產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益，推薦適宜施用量為1 500～2 250 kg/hm2。