丢糟有机肥配施化肥对高粱产量的影响

2019-12-30殷勇张林刘阳周俊辉刘兴贵安明哲张德银

安徽农业科学 2019年23期

殷勇张林刘阳周俊辉刘兴贵安明哲张德银

摘要为构建丢糟有机肥配施化肥对高粱产量的數学模型，采用二次回归通用旋转组合设计，设有机肥、氮肥、磷肥、钾肥4个栽培因素，通过降维分析，研究不同施肥对高粱产量的影响，通过频次分析建立高效栽培模式。结果表明，各因素对高粱产量均有重要影响，其大小表现为氮肥>有机肥>磷肥=钾肥，表明宜糯红2号的主控措施为氮肥和有机肥;氮肥与有机肥、磷肥与钾肥之间有协同增产和增效作用;宜糯红2号的高效栽培方式：施有机肥3 627～4 773kg/hm2，施氮（尿素）194～240kg/hm2，施磷（过磷酸钙）87～213kg/hm2，施钾（硫酸钾）87～213kg/hm2，可实现5 250kg/hm2的产量。该研究为川南高粱的高产、健康、无公害生产提供技术参考。

关键词丢糟有机肥;高粱;宜糯红2号;产量;栽培模式

中图分类号 S 514文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）23-0177-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.051

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Distillers Grains Organic Fertilizer and Chemical Fertilizer on Sorghum Yield

YIN Yong1，ZHANG Lin1，LIU Yang2et al

（1.Sorghum Potato Research Institute， Yibin Academy of Agricultural Sciences，Yibin，Sichuan 644000;2.YibinWuliangyeCo.， Ltd.，Yibin，Sichuan644007）

Abstract In order to construct a mathematical model of sorghum yield by using waste grains organic fertilizer combined with chemical fertilizer， this experiment adopted the general rotation combination design of quadratic regression， and set up four cultivation factors including organic fertilizer， nitrogen fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer. Through dimensional reduction analysis， the influence of different factors on sorghum yield was studied， and the efficient cultivation mode was established through frequency analysis. The results showed that all the factors had important effects on sorghum yield， and the magnitude was as follows： organic fertilizer>nitrogen fertilizer>phosphate fertilizer=potash fertilizer， indicating that the main control measures of Yinuohong 2 were nitrogen fertilizer and organic fertilizer. There were synergistic effects between nitrogen fertilizer and organic fertilizer， phosphate fertilizer and potassium fertilizer. The high efficient cultivation mode of Yinuohong 2 was application of organic fertilizer 3 627-4 773kg/hm2， application of nitrogen （urea） 194-240kg/hm2， application of phosphorus （superphosphate） 87-213 kg/hm2， application of potassium （potassium sulfate） 87 -213kg/hm2， the yield can realize 5 250kg/hm2. This study provides a technical reference for high yield， healthy and pollution free production of sorghum in south Sichuan.

Key words Waste grains organic fertilizer;Sorghum;Yinuohong 2;Yield;Cultivation patterns

酒糟作为白酒生产的副产物，富含粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉、粗纤维和无氮浸出物等营养成分[1]。利用酒糟制成的有机肥能显著提升土壤养分含量和提高高粱产量。黄亚东等[2]研究表明，有机肥经3年施肥后，供试土壤的有机质、全氮、全磷、全钾含量平均增加了34.2%、35.9%、23.7%和30.8%，pH下降了10.8%。李许滨等[3]研究发现，高粱施用酒糟蝇蛆代谢物有机肥与其他肥料产量达极显著水平，可达5 786.25kg/hm2。雷显琪等[4]研究发现，施用酒糟有机肥比不施肥增产1 800kg/hm2，增产率71.94%。吕军等[5]研究指出，施用酒糟有机肥+微生物菌剂的最高产量高于复合肥和普通有机肥。

利用酒糟原料制作有机肥，既能解决环保问题，又能为綠色食品的生产提供有机环境，该项目属环境保护、资源再利用、循环经济产业项目，具有较高的经济效益、环保效益和社会效益[1，6-7]。虽然当前针对丢糟有机肥的栽培研究较为广泛，但关于丢糟有机肥如何搭配化肥的研究鲜见报道。笔者以高粱品种宜糯红2号为供试材料，采用二次回归通用旋转组合设计，研究丢糟有机肥配施化肥对其产量的影响，以期为川南高粱的高产、健康、无公害生产提供理论依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

丢糟有机肥由宜宾五粮液股份有限公司提供，是利用五粮液丢糟和污泥混合发酵制成。经农业部肥料质量监督检测，含有机质76%，总养分8.3%，其中氮（N）3.1%、磷（P2O5）3.3%、钾（K2O）1.9%，pH为7.4，总砷、总铅、总镉、总汞等有害元素均控制在标准范围内，未检出蛔虫卵和粪大肠菌群。高粱品种宜糯红2号由宜宾市农业科学院提供。

1.2 试验设计

试验于2018年春季在宜宾市农业科学院大观科研基地进行。该试点海拔280 m，属中亚热带湿润季风气候，无霜期348 d。土壤养分：有机质15.34 g/kg，全氮1.05 g/kg，速效磷2.90 mg/kg，速效钾149.03 mg/kg，质地为黏性，肥力水平中等，地力均匀。采用4因素5水平二次通用旋转组合设计[8]，设有机肥、氮肥（尿素）、磷肥（过磷酸钙）、钾肥（硫酸钾）4个因素，分别以X1、X2、X3、X4表示，试验因素及水平编码见表1。试验共计31个小区，每个小区6行区，行长5.0 m，行距0.5 m，窝距38 cm，双株种植，每小区面积15 m2。

1.3 栽培管理

采用育秧盘育苗移栽，选取籽粒大、饱满完整的种子，播前晒种，播期4月中旬。移栽后每窝定植2株。施肥量按试验方案进行，其中有机肥（丢糟有机肥）、磷肥（过磷酸钙）和钾肥（硫酸钾）全作底肥，氮肥（尿素）全作追肥。全试验未施其他有机肥。其他栽培管理同大田生产，保持小区之间一致。

1.4 测定项目与方法

准确记载播种期、出苗期、拔节期、开花期、散粉期、成熟期及收获期。收获前调查每小区株高、穗长、倒伏率及主要病虫害的病级等。收获时每小区选取有代表性的5穗高粱测定穗粒重和千粒重。每个小区实收计产。

1.5 数据分析

各因子与产量的效应采用降维分析法[8]。各数据统计分析采用DPS 9.01软件与Excel 2007。

2 结果与分析

2.1 产量与各因子的数学模型

以产量为目标函数Y1（kg/hm2）建立数学模型：

Y1=4 612.54+91.97X1+409.45X2-53.59X3+54.35X4-208.88X12-318.86X22-35.51X32-52.18X42+265.42X1X2-72.93X1X3+87.07X1X4+55.43X2X3+13.83X2X4+249.53X3X4，对模型进行显著性检验，结果表明，FR=5.88>F0.01（14，16）=3.45，FLf=1.07

对各偏回归系数检验可知，一次项氮肥（X2）对产量的影响极显著，其余因素不显著;二次项有机肥（X1）和氮肥（X2）对产量影响极显著，磷肥（X3）和钾肥（X4）不显著;互作项有机肥（X1）与氮肥（X2）互作极显著，磷肥（X3）与钾肥（X4）互作显著，其余因素间互作效应不显著。

2.2 模型分析

2.2.1 主效因分析。

由图1可知，施有机肥量在0.22（3 330 kg/hm2）水平、施氮量在0.64（198 kg/hm2）水平、施磷量在-0.75（94 kg/hm2）水平、施钾量在0.52（189 kg/hm2）水平时，可分别获得其最高产量。

对贡献率进行分析发现，各因素对产量的贡献率：△有机肥=1.74，△氮肥=2.37，△磷肥=0.44，△钾肥=0.44，表明4个栽培因子中，氮肥对产量影响最大，其次是有机肥，磷肥与钾肥对产量的影响相同且较小，表明施氮肥、有机肥增产效益较高，施磷钾肥增产效益较低。

2.2.2 边际效应分析。

由图2可知，单个因素对产量的影响速率随水平提高由正值变为负值，即先增产后减产，因此各因素均存在最适水平。此外，产量随各因素水平的增加，速率逐渐减小，表明增加各因素水平量越多，则增产效益递减。

2.2.3 栽培因子对产量的互作效应。

方差分析结果表明，有机肥（X1）与氮肥（X2）互作极显著，磷肥（X3）与钾肥（X4）互作显著，其余因素间互作效应不显著。

采取降维法分析有机肥与氮肥互作效应（图3）可知，在有机肥处于低水平下，增施氮肥对产量增产作用较小，随着氮肥用量进一步加大，甚至出现减产;在有机肥处于中高水平时，增施氮肥产量增产幅度较大，施肥达到一定值后，出现最高产，随后呈减产趋势;在有机肥高水平下，产量随氮肥水平提高增产幅度最大，但最高产量不如有机肥处于中高水平下。在氮肥处于低水平时，增施有机肥对产量增产作用较小，随着有机肥用量进一步加大，甚至出现减产;在氮肥处于中高水平或高水平时，随有机肥递增产量增加，施肥达到一定值后，出现最高产，随后呈减产趋势。表明有机肥与氮肥具有协同增产和增效的作用，宜糯红2号采取中高水平有机肥配施中高水平氮肥的措施是获得高产的重要途径。

采取降维法分析磷肥与钾肥互作效应（图4）可知，在低磷水平下，增施钾肥产量递减;在高磷水平下，增施钾肥产量递增。在低钾水平下，增施磷肥产量递减;在高钾水平下，增施磷肥产量递增。表明磷钾肥具有协同增产和增效作用，磷钾肥配合施用是保证高产的关键。

2.3 高产栽培频数在因素水平范围内，步长为1时，共有625套方案，其中，产量高于5 250 kg/hm2的有20套，占所有组合方案的3.2%，其频数统计见表2。由表2可知，有机肥和氮肥在Xi=0、1时，高产方案出现的次数最多、频率最大，表明这2个因子在中高水平时获得高产的概率较大;值得注意的是，磷肥和钾肥在Xi=-2、2时高产方案出现的次数最多、频率最大，表明这2个因子在极高或极低水平时获得高产的概率较大。获得高产农艺措施的优化组合方案：施有机肥量3 627～4 773 kg/hm2，施氮量194～240 kg/hm2，施钾量87～213 kg/hm2，施磷量87～213 kg/hm2。

3 结论与讨论

有机肥与化肥的配合施用是一项科学施肥的策略[10]。

对回归模型进行“降维”和“贡献率”分析发现，有机肥、氮

肥、磷肥、钾肥对高粱产量均有重要影响，其贡献大小表现为氮肥>有机肥>磷肥=钾肥。这可能与试验点土壤磷钾含

量较高而氮含量较低，且高粱生长季节光照充足、降雨量充沛有关。边际效应分析可知，随着各因素水平的增加，高粱增产效应递减，当继续增加超过临界值，产量递减，这与邢秀芹等[11]对不同用量有机肥对高粱产量的影响结果基本一致。有机肥和氮肥具有较强的互作效应，即采取中高水平有机肥配施中高水平氮肥是获得高产的重要途径，这与董红霞[12]研究有机肥与氮肥不同施用量对产量的影响结果基本一致;磷钾肥具有较大的交互作用，即施用磷肥时，必须配合施用适量钾肥。

高粱品种宜糯红2号在川南地区采用有机肥配施化肥的高效栽培方式：施有机肥量3 627～4 773 kg/hm2，施氮量194～240 kg/hm2，施钾量87～213 kg/hm2，施磷量87～213 kg/hm2，则可实现5 250 kg/hm2的产量。

参考文献

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