魏騰飛，陳修斌

（甘州區(qū)紅沙窩林場(chǎng)，甘肅張掖734000）

糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥配方篩選及對(duì)甜菜經(jīng)濟(jì)效益的影響

魏騰飛，陳修斌*

（甘州區(qū)紅沙窩林場(chǎng)，甘肅張掖734000）

以改性糠醛渣、甜菜多元肥和生物菌肥為原料，進(jìn)行了糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥配方篩選及對(duì)甜菜經(jīng)濟(jì)效益影響的研究。結(jié)果表明：糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥配方為：改性糠醛渣0.8180∶甜菜多元肥0.1718∶生物菌肥0.0102。糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量與甜菜農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量（x）與甜菜塊根產(chǎn)量（y）間的肥料效應(yīng)回歸方程式為y=61.57+2.5175x-0.0256x2，經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量為14.68t/hm2，甜菜塊根理論產(chǎn)量為93.01t/hm2。不同處理甜菜農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀由大到小的順序依次為：糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥>傳統(tǒng)化肥>對(duì)照（不施肥）。施用糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，甜菜葉叢高度、根體長(zhǎng)度、根直徑、單根重、根產(chǎn)量、增產(chǎn)值、施肥利潤(rùn)和投資效率分別增加3.11%、6.36%、7.56%、4.67%、5.38%、1669.50元/hm2、478.18元/hm2和0.02元/元。

甜菜；糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥；經(jīng)濟(jì)效益

甘肅省河西走廊日照時(shí)間3000～3400h，年均溫度7.0～7.5℃，≥10的積溫為2400～2800℃，年降水量150～250mm，年蒸發(fā)量2000～3000mm，是雜交玉米制種的最佳區(qū)域[1]。近15年來吸引了國(guó)內(nèi)外90多家種業(yè)集團(tuán)，建立了雜交玉米制種基地10萬hm2，年產(chǎn)玉米芯和玉米秸稈270萬t。為了促進(jìn)資源循環(huán)利用，甘肅共享化工有限公司等4個(gè)糠醛廠用玉米芯和玉米秸稈生產(chǎn)糠醛，每年排出的糠醛渣約250萬t。經(jīng)室內(nèi)化驗(yàn)分析，糠醛渣含有豐富的有機(jī)質(zhì)及大量和微量元素，而重金屬離子Hg、Cd、Cr、Pb含量均小于GB8172—87規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)[2]。有關(guān)糠醛渣廢棄物資源的開發(fā)利用，前人做了大量的研究工作[3-5]，而糠醛渣生態(tài)肥配方篩選及對(duì)甜菜經(jīng)濟(jì)效益影響的研究，尚未見文獻(xiàn)報(bào)道，為了促進(jìn)廢棄物糠醛渣資源的循環(huán)利用和增值，本文應(yīng)用作物營(yíng)養(yǎng)平衡施肥理論，選擇改性糠醛渣、甜菜多元肥和生物菌肥[6-7]為原料，采用正交試驗(yàn)方法篩選配方，在室內(nèi)合成糠醛渣生態(tài)肥進(jìn)行田間驗(yàn)證試驗(yàn)，以便對(duì)糠醛渣生態(tài)肥的肥效做出確切的評(píng)價(jià)，也為糠醛渣廢棄物資源的循環(huán)利用和增值提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2012—2016年在甘肅省酒泉市肅州區(qū)鏵尖鄉(xiāng)漫水灘村進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤類型是鹽化潮土[8]，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)10.12g/kg，堿解氮28.07mg/kg，速效磷5.02mg/kg，速效鉀129.76mg/kg，有效硼0.46mg/kg，有效鋅0.39mg/kg，有效鉬0.11mg/kg，pH值8.34，全鹽2.24g/kg，容重1.42g/cm3，總孔隙度46.42%。

1.1.2 參試材料尿素（含N 46%）；磷酸二銨（含N 18%，含P2O546%）；硫酸鉀（含K 50%）；硫酸鋅（含Zn 23%）；硼酸（含B 17.50%）；鉬酸銨（含Mo 54.3%）；甜菜多元肥（自主研發(fā)）：將硫酸鉀、尿素、磷酸二銨、硫酸鋅、硼酸、鉬酸銨風(fēng)干重量比按0.5000∶0.3095∶0.1429∶0.0360∶0.0089∶0.0027混合，含N 15.44%，P2O56.57%，K2O 25.00%，Zn 0.83%，B 0.16%，Mo 0.15%；改性糠醛渣：在糠醛渣中加入4%的碳酸氫銨，將糠醛渣pH由原來的2.20～3.10調(diào)整到6.00～6.50，經(jīng)室內(nèi)化驗(yàn)分析，含有機(jī)碳73.23%、腐殖酸11.63%、全氮0.61%、全磷0.36%、全鉀1.18%，粒徑0.05～1 mm；生物菌肥，有效活菌數(shù)≥10億個(gè)/g；甜菜品種為張?zhí)?01，由甘肅省張掖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理試驗(yàn)一：糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥配方篩選。2012年5月8日選擇改性糠醛渣、甜菜多元肥、生物菌肥為原料，每種原料設(shè)計(jì)3個(gè)梯度施用量，按正交表L9（33）設(shè)計(jì)9個(gè)處理[9]（表1）。

表1 L(3)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)編碼及用量

試驗(yàn)二：糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥肥效試驗(yàn)。（1）糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥最佳施用量試驗(yàn)：2013—2014年每年的5月8日，依據(jù)試驗(yàn)一篩選的配方，將改性糠醛渣、甜菜多元肥、生物菌肥風(fēng)干重量比按0.8180∶0.1718∶0.0102合成糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥，經(jīng)室內(nèi)化驗(yàn)分析，含有機(jī)質(zhì)60.53%，N 2.65%，P2O51.13%，K2O 4.30%，Zn 0.14%，B 0.03%，Mo 0.03%，有效活菌數(shù)≥0.10億個(gè)/g。將上述合成的糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量梯度設(shè)計(jì)為0.00（CK），3.50，7.00，10.50，14.00，17.50，21.00t/hm2共7個(gè)處理，以處理1為CK（對(duì)照），每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

（2）糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)比試驗(yàn)：2015—2016年每年的5月8日，在純N、P2O5、K2O、Zn、B、Mo投入量相等的條件下（純N 371.00kg/hm2+P2O5158.20kg/hm2+K2O 602.00kg/hm2+Zn 19.60kg/hm2+B 4.20kg/hm2+Mo 4.20kg/hm2），試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理：處理1，對(duì)照（不施任何肥料）；處理2，施用傳統(tǒng)化肥（尿素671.96kg/hm2+磷酸二銨343.91kg/hm2+硫酸鉀1204.00kg/hm2+硫酸鋅85.22kg/hm2+硼酸24.00kg/hm2+鉬酸銨18.26kg/hm2）；處理3，施用糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥（14000kg/hm2）。每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.2.2 種植方法田間試驗(yàn)小區(qū)面積為40m2（8m×5m），小區(qū)四周筑埂，埂寬30cm，高35cm。2012—2016年每年的5月8日播種，選擇90cm地膜，采用高壟覆膜雙行種植，壟距50cm，壟寬50cm，壟高40cm，在播種壟中間開一條深20cm的溝，將糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥、磷酸二銨、硫酸鉀、硫酸鋅、硼酸和鉬酸銨撒施在溝內(nèi)，覆土起壟，播種深度1～1.5 cm，株距24cm，行距50cm，每壟2行，每個(gè)小區(qū)共種植330株，兩行穴眼錯(cuò)開呈三角形。尿素分別在甜菜生長(zhǎng)盛期和塊根膨大期結(jié)合灌水追施，追肥方法為穴施。分別在播種后、播種20d后、生長(zhǎng)盛期、塊根膨大期各灌水1次，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)灌水量相等。

1.2.3 測(cè)定指標(biāo)甜菜收獲時(shí)，在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按照對(duì)角線采樣方法，布置5個(gè)樣品采集點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)連續(xù)采集10株，測(cè)定葉叢高度、根體長(zhǎng)度、根直徑和單株塊根重，取平均數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法差異顯著性采用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，多重比較，LSR檢驗(yàn)法。依據(jù)經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c求得糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥最佳施用量（x0）[10-11]，依據(jù)肥料效應(yīng)回歸方程式y(tǒng)=a+bx+cx2，求得糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥最佳施用量時(shí)的甜菜理論產(chǎn)量（y）[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥配方確定

2.1.1 糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥原料間的效應(yīng)從2012年9月30日甜菜收獲測(cè)定數(shù)據(jù)（表2）可以看出，糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥因素間的效應(yīng)（R）是B＞A＞C，說明影響甜菜產(chǎn)量的因素依次是：甜菜多元肥（R=92.89）＞改性糠醛渣（R=83.83）＞生物菌肥（R=43.36）。

2.1.2 各因素不同水平的T值比較各因素不同水平的T值可以看出，TA1＞TA3＞TA2，說明改性糠醛渣不要超過12.00t/ hm2；TB3＞TB2＞TB1，說明隨著甜菜多元肥施用量梯度的增加，甜菜產(chǎn)量增加，甜菜多元肥適宜施用量一般為2.52t/hm2；TC3＞TC1和TC2，說明隨著生物菌肥施用量梯度的增加，甜菜產(chǎn)量在增加，生物菌肥適宜施用量為0.15t/hm2。

2.1.3 糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥配方確定從各因素的T值可以看出，因素間最佳原料組合為A1改性糠醛渣12.00t/hm2∶B3甜菜多元肥2.52t/hm2∶C3生物菌肥0.15t/hm2。即改性糠醛渣、甜菜多元肥、生物菌肥風(fēng)干重量比按0.8180∶0.1718∶0.0102混合，得到糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥。

2.2 不同劑量糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)甜菜性狀及效益的影響

2.2.1 對(duì)農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀的影響連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)2年后，從2014年9月30日甜菜收獲測(cè)定數(shù)據(jù)（表3）可知，隨著糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量梯度的增加，甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀在遞增?？啡┰袡C(jī)碳生態(tài)肥施用量21.00t/hm2，與CK比較，葉叢高度、根體長(zhǎng)度、根直徑、單根重和根產(chǎn)量分別增加35.92%、54.69%、62.06%、56.76%和57.69%，差異極顯著（P＜0.01）。經(jīng)相關(guān)分析，糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量與葉叢高度、根體長(zhǎng)度、根直徑、單根重和根產(chǎn)量間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（R）分別為0.8074、0.8925、0.8228、0.9449和0.9496。

2.2.2 糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量的確定隨著糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量梯度的增加，邊際利潤(rùn)在遞增（表3）?？啡┰袡C(jī)碳生態(tài)肥施用量14.00t/hm2時(shí)，邊際利潤(rùn)為80.32元/hm2，當(dāng)糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量超過14.00t/hm2時(shí)，邊際利潤(rùn)出現(xiàn)負(fù)值。將表3糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量與甜菜塊根產(chǎn)量間的關(guān)系采用肥料效應(yīng)回歸方程y=a+bx+cx2擬合，得到的回歸方程是：

表2 L(3)正交試驗(yàn)分析

表3 不同劑量糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥對(duì)甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)的結(jié)果表明回歸方程擬合良好?？啡┰袡C(jī)碳生態(tài)肥價(jià)格（Px）為618.05元/ t，2013—2014年甜菜塊根市場(chǎng)平均收購(gòu)價(jià)（Py）為350元/t，將（Px）、（Py）、回歸方程的系數(shù)b和c，代入經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量（x0）為14.68t/ hm2，將x0代入（1）式，求得甜菜塊根理論產(chǎn)量（y）為93.01t/hm2，回歸分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理5糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量14.00t/hm2基本吻合（表3）。

2.3 施用糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)甜菜效益的影響

2.3.1 對(duì)甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀的影響由2016年9月30日甜菜收獲測(cè)定結(jié)果（表4）可知，不同處理甜菜農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀由大到小的順序依次為：糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞對(duì)照。施用糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，甜菜葉叢高度增加3.11%，差異不顯著（P＞0.05），根體長(zhǎng)度、根直徑、單根重和根產(chǎn)量分別增加6.36%、7.56%、4.67%和5.38%，差異顯著（P＜0.05）；與對(duì)照比較，葉叢高度、根體長(zhǎng)度、根直徑、單根重和根產(chǎn)量分別增加34.42%、52.76%、57.48%、49.33%和50.58%，差異極顯著（P＜0.01）。

表4 糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)比對(duì)甜菜農(nóng)藝性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和效益的影響

2.3.2 對(duì)甜菜經(jīng)濟(jì)效益的影響不同處理甜菜增產(chǎn)值、施肥利潤(rùn)由大到小的變化順序依次為：糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥（表4）。施用糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，增產(chǎn)值、施肥利潤(rùn)和投資效率分別增加1669.50元/hm2、478.18元/hm2和0.02元/元。

3 小結(jié)

研究結(jié)果表明：將改性糠醛渣、甜菜多元肥、生物菌肥風(fēng)干重量比按0.8180∶0.1718∶0.0102合成的糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥，對(duì)甜菜農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀影響效果較明顯，不同劑量的糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥施用量甜菜農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，經(jīng)回歸統(tǒng)計(jì)分析，糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量為14.68t/hm2，甜菜理論產(chǎn)量為93.01t/hm2。不同種類施肥處理甜菜農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和效益由大到小的變化順序依次為：糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞對(duì)照。在甘肅河西走廊的鹽化潮土上施用糠醛渣有機(jī)碳生態(tài)肥，提高了甜菜產(chǎn)量和效益，促進(jìn)了糠醛渣廢棄物資源的循環(huán)利用和增值。

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Formula Screening of Ecological Fertilizer from Furfural Residue Organic Carbon and Impact on Economic Benefits of Sugar Beet

WEI Teng-fei,CHEN Xiu-bin
(HongShaWo Forest Farm of Ganzhou District,Zhangye,Gansu 734000,China)

The modified furfural residue,beet multielement fertilizer and bio-bacterial manure as experimental materials,formula screening of furfural residue organic carbon ecological fertilizer and effects on the economic benefit of sugarbeet were explored.The Results showed that the furfural residue organic carbon ecological fertilizer formula is:the modified furfural residue 0.8180:beet multielement fertilizer 0.1718:0.0102 bio-bacterial manure.There was significantly positive correlation between application rate of furfural residue organic carbon ecological fertilizer(x)and agronomic characters and economic characters of sugar beet,the regression equation: root yield of sugar beet,y=61.57+2.5175 x-0.0256 x2.The theoretical root yield of sugar beet was 93.01 t/ha when fertilizer application rate of optimum economic benefits were 14.68 t/ha.Under different type fertilizer treatment,agronomic characters and economic characters of sugar beet was sorted by descending order:furfural residue organic carbon traditional ecological fertilizer＞tradition fertilizer＞control(no fertilizer).Compared with traditional fertilizer,the plant height,root length,root diameter,single root weight,root yield and rate of root yield,fertilization profit and investment efficiency of sugar beet increased by 3.11%,6.36%,7.56%,4.67%, 5.38%,1669.50 yuan(RMB)/ha,478.18 yuan(RMB)/ha and 0.02 yuan/yuan,respectively.

sugar beet;furfural residue organic carbon ecological fertilizer;economic benefits

S566.3

A

1007－2624（2017）02－0011－04

10.13570/j.cnki.scc.2017.02.004

2016-12-12

甘肅科技支撐計(jì)劃：農(nóng)業(yè)類（144NKCA241）。

魏騰飛（1985-），男，學(xué)士，助理林業(yè)工程師，研究方向：植物營(yíng)養(yǎng)與施肥。

陳修斌（1968-），男，河南鄧州市人，碩士研究生，教授，研究方向：新型肥料開發(fā)。E-mail：qinjiahai123@163.com