擴蓄增容肥促進農(nóng)作物生長發(fā)育的研究

蔡東明，饒慧斌，曹 華，賀 勇，劉有全

（西北農(nóng)林科技大學，陜西 楊凌 712100）

我國是嚴重缺水的國家，人均水資源占有量只有2 300 m3，僅為世界平均水平的25%，而水的利用首先要保證基本生活，依次為工業(yè)農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中以小麥種植為例，每生產(chǎn)0.5 kg 小麥需要消耗1 t 水，就是所謂的“斤糧噸水”，可想而知水資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是多么稀缺。不僅如此，我國大部分地區(qū)特別是西北地區(qū)土壤還非常瘠薄，2017 年在陜西關(guān)中地區(qū)多點抽樣檢測，結(jié)果為pH=8.6、有機質(zhì)含量1.34%、速效磷 12.26 mg/kg、速效鉀 90.4 mg/kg、硝態(tài)氮 16.66 mg/kg、銨態(tài)氮7.21 mg/kg。為了改善我國西北地區(qū)土壤缺水瘠薄的現(xiàn)狀，研制出節(jié)水、抗旱、增產(chǎn)、增效的擴蓄增容肥。

1 擴蓄增容技術(shù)介紹

1.1 擴蓄增容目的

改善我國西北地區(qū)土壤缺水瘠薄的現(xiàn)狀。

1.2 擴蓄增容目標

使我國西北地區(qū)土壤增強節(jié)水、抗旱、增產(chǎn)及增效的特性，最終提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.3 擴蓄增容途徑

1.3.1 擴蓄

增強我國西北旱區(qū)土壤貯水能力，以期提高水資源利用效率。

1.3.2 增容

增加土壤有機質(zhì)含量，減少無機化肥使用量，改良土壤結(jié)構(gòu)和理化性狀。

1.4 擴蓄增容肥原料

以有機質(zhì)含量較高的草炭、風化煤、油渣、秸稈、活性炭及土壤結(jié)構(gòu)改良劑PAM、發(fā)酵菌、微量元素等材料，經(jīng)過系列合成。

1.5 擴蓄增容肥技術(shù)路線

通過增加土壤有機質(zhì)含量，提高土壤貯水能力，產(chǎn)生大量好氣菌，從而有效促進作物吸收氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。

2 山地蘋果擴蓄增容

2.1 方法

2016 年，選擇最具我國西北土壤缺水貧瘠代表性，位于陜西安塞化子坪鎮(zhèn)的山地蘋果園。實驗共設5 個處理3 個重復，處理分別為F350、F300、F250、CK、空白，CK 為傳統(tǒng)農(nóng)家肥。每株施擴蓄增容肥0.5 kg、農(nóng)家肥約2.5 kg，圍繞幼樹根部周圍均勻施肥，掛果后測產(chǎn)。

2.2 結(jié)果

通過定位觀測顯示，擴蓄增容肥表現(xiàn)出較強的貯蓄降水功能，完全滿足蘋果發(fā)育關(guān)鍵期的需水量，顯著增加單果質(zhì)量，平均產(chǎn)量較CK 增加22.8%（見表1）。另外，擴蓄增容肥對土壤結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)含量、蘋果著色效果均有不同程度改善。

2.3 分析

通過5 個處理3 個重復實驗，擴蓄增容肥F250，產(chǎn)量較CK 有顯著提高，F(xiàn)300 和 F350 較 F250 產(chǎn)量均有明顯增加，但兩者產(chǎn)量差距不大，說明擴蓄增容肥在山地蘋果的適宜配方為F300或F350。

6 次觀測期分別為初始、7 月—11 月。統(tǒng)計觀測結(jié)果顯示，F(xiàn)350、F300、F250 和 CK 4 個處理的貯水效果較空白均有顯著提高，但參差不齊。分析認為，這與擴蓄增容肥的生產(chǎn)原料及配方比例有關(guān)（見圖1），因此在大面積推廣使用時，還需要因地制宜，適當調(diào)整生產(chǎn)原料和配方比例。

表1 擴蓄增容肥顯著提高山地蘋果產(chǎn)量kg/0.067 hm2Tab.1 Yield of apple in mountainous by increasing storage and capacity

圖1 蘋果發(fā)育關(guān)鍵期擴蓄增容肥的貯水效應Fig.1 The water storage effect of expanding storage and increasing

3 冬小麥擴蓄增容

3.1 方法

2014 年—2017 年，在陜西關(guān)中灌區(qū)的三原、涇陽、臨潼、臨渭、興平、武功、耀州7個水地縣（區(qū)）以及永壽、合陽、藍天、長武4 個旱地縣（區(qū)）安排示范和展示，擴蓄增容肥和小麥專用肥0.067 hm2施用量分別為12 kg 和50 kg，從苗期到收獲對小麥的各個生長發(fā)育階段進行調(diào)查對比研究（見圖2）。

圖2 陜西關(guān)中涇陽縣擴蓄增容肥示范點Fig.2 The demonstration site of increasing storage and capacity fertilizer in Jingyang County

3.2 結(jié)果

經(jīng)調(diào)查，0.067 hm2擴蓄增容肥小麥群體較專用肥多10×104～13×104穗，單株次生根多2～5 條，有效分蘗多0.4～1.3 個/株。實驗結(jié)果顯示，擴蓄增容肥普遍對根系、分蘗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和品質(zhì)均有顯著提高，其中7個水地縣（區(qū)）平均較對照增產(chǎn)16.8%，4 個旱地縣（區(qū)）平均較對照增產(chǎn)8.6%，水、旱地平均增產(chǎn)12.7%（見圖3）。

圖3 擴蓄增容肥（左）處理與小麥專用肥（右）處理對比Fig.3 Comparison between the treatment of expanding storage and increasing capacity fertilizer and the treatment of wheat special fertilizer

3.3 分析

由于擴蓄增容肥主要原料是草炭、風化煤、油渣、秸稈、活性炭及土壤結(jié)構(gòu)改良劑PAM、發(fā)酵菌、微量元素等材料，提高了土壤有機質(zhì)的含量，并產(chǎn)生大量好氣菌，為小麥吸收土壤中的氮、磷、鉀等微量元素創(chuàng)造了良好條件，從而有效促進了小麥的生長發(fā)育，顯著提高了小麥的產(chǎn)量三要素。需要指出的是，擴蓄增容肥在水地縣（區(qū)）與專用肥比較，小麥品質(zhì)的個別指標有所下降（見表2），但這不影響小麥品質(zhì)的整體提高。

表2 擴蓄增容肥水地小麥品質(zhì)個別指標較專用肥降幅Tab.2 The individual quality indexes of wheat in the field of expanding storage and capacity are more specific

4 小結(jié)

擴蓄增容技術(shù)選取我國西北地區(qū)具有代表性的經(jīng)濟作物山地蘋果和主要糧食作物冬小麥，進行擴蓄貯水和增容增加有機質(zhì)的實驗。結(jié)果表明，擴蓄增容肥提高了土壤的貯水能力，使山地蘋果的產(chǎn)量和商品性明顯提高；擴蓄增容肥為小麥吸收氮、磷、鉀等微量元素創(chuàng)造了有利條件，從而促進其生長和發(fā)育，最終提高了產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，針對我國西北地區(qū)缺水瘠薄的土壤結(jié)構(gòu)，擴蓄增容肥具有巨大的推廣意義。從客觀上講，擴蓄增容肥不只局限于我國西北，只要是土壤缺水瘠薄地區(qū)都適宜推廣使用。