柳小寧 潘永東 張華瑜 包奇軍

摘要：研究了氮磷配施對(duì)啤酒大麥甘啤7號(hào)籽粒品質(zhì)及植株氮磷鉀含量的影響，結(jié)果表明，不施氮磷肥的對(duì)照組相對(duì)于施N 10 kg/hm2+P2O5 10 kg/hm2的試驗(yàn)組，全磷在莖稈、葉片、葉鞘、籽粒中含量分別增加了45.4%，64.5%，56.4%，12.9%；全氮在莖稈、葉片、葉鞘、籽粒中分別增加了4.8%，5.0%，1.8%，1.5%；鉀在莖稈、葉片、葉鞘中分別增加了18.9%，48.1%，11.7%，籽粒中不顯著。不同部位肥素積累程度從大到小依次為葉、莖、鞘、籽粒。籽粒蛋白質(zhì)增加了7.6%，飽滿粒和千粒重含量分別下降了7.3%和4.6%。

關(guān)鍵詞：成熟期；啤酒大麥；籽粒品質(zhì)；氮肥；磷肥

中圖分類(lèi)號(hào)：S512.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-1463（2018）10-0061-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.10.019

Effects of Different Biodegradable Film on Soil Quality

CHENG Wanli 1，2， WANG Lei 1，2， WANG Shuying 1，2， MA Mingsheng 1，2， DANG Yi 1，2， ZHAO Gang 1，2， FAN Tinglu 1，2

（1. Institute of Dryland Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070，China； 2.Key Laboratory of Efficient Water Utilization in Dryland Agriculture of Gansu Province，Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：In this paper， 3 kinds of different biodegradable film of BASF， Kingfa and Xinfu were used in embedding experiments to investigate the effect of degradation products of biodegradable films on soil quality. The results showed that after 233 days of embedment， degradation of BASF film was the fastest， the degradation products of all three kinds of films did not decrease the soil nutrient content or soil bioactivity nor cause the heavy metal accumulated， and the functional microorganisms were different in involving the degradation of different biodegradable films. The three kinds of degradation films selected did not have negative effects on soil quality during the observation period.

Key words：Biodegradable film；Soil nutrient；Soil bioactivity；Heavy metal

氮、磷是作物生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其供應(yīng)狀況和農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)有密切關(guān)系。但在生產(chǎn)中，種植戶為了提高產(chǎn)量，盲目大量施肥現(xiàn)象日趨嚴(yán)重[1 ]。氮磷肥已經(jīng)成為目前農(nóng)作物施用量最多、使用最不合理的肥料，這不但影響了產(chǎn)量，還對(duì)作物品種的生理特性及品質(zhì)產(chǎn)生影響，甚至給土壤質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面影響[2 ]，也給生態(tài)環(huán)境造成了威脅。研究表明，氮磷供給不平衡會(huì)造成氮的增產(chǎn)效益和施肥量成反比[3 ]，也有作物會(huì)因氮磷的施入造成田間倒伏[4 ]，啤酒大麥如果肥料施入不合理，也會(huì)因群體大而倒伏，從而降低籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)等等[5 ]。因此在既不影響土壤質(zhì)量又能改善生態(tài)環(huán)境的前提下，研究肥料對(duì)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的作物品種的影響非常重要。施氮肥不僅能提高大麥產(chǎn)量，還會(huì)增加蛋白質(zhì)含量[6 ]，但用于釀造啤酒的大麥品質(zhì)要求蛋白質(zhì)含量不能太高。還有研究認(rèn)為，施磷肥可提高啤酒大麥產(chǎn)量，對(duì)蛋白質(zhì)含量有抑制作用[7 ]。

甘啤7號(hào)是具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、廣適、抗逆性強(qiáng)的啤酒大麥品種，同時(shí)也是耐“瘠薄”作物。生育期102 d左右，高度抗倒伏，且抗干熱風(fēng)、抗條紋病和其它病害，適宜在甘肅省河西走廊、中部沿黃灌區(qū)及內(nèi)蒙古、黑龍江等地區(qū)種植。有關(guān)甘啤7號(hào)在當(dāng)?shù)赝ǔＪ┓仕降那闆r下，對(duì)其籽粒品質(zhì)方面的影響程度和影響趨勢(shì)的研究比較少，尤其對(duì)成熟期植株中肥素的積累規(guī)律研究還沒(méi)有涉及。我們以不施氮磷作為對(duì)照組、以施用當(dāng)?shù)爻Ｓ玫着浔人阶鳛樵囼?yàn)組，研究了甘啤7號(hào)在當(dāng)?shù)赝ǔＪ┓仕较伦蚜Ｆ焚|(zhì)的變化趨勢(shì)和變化程度，以及當(dāng)?shù)赝ǔＪ┓仕綄?duì)成熟期植株中肥素吸收和積累情況，以期為甘啤7號(hào)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、綠色合理施肥和大麥秸稈的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示啤酒大麥品種甘啤7號(hào)，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物與啤酒原料研究所提供。供試肥料為尿素（含N 46%），磷酸二銨（含P2O5 46%，N 18%）。

1.2 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2016年在武威黃羊鎮(zhèn)甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院啤酒大麥試驗(yàn)基地進(jìn)行，河西東部平川灌區(qū)，海拔1 766 m，年日照時(shí)數(shù)2 360～2 920 h，年平均氣溫6.0～7.0 ℃，年降水量200～260 mm，無(wú)霜期135～150 d。土壤為灌漠土，耕層（0～20 cm）含有機(jī)質(zhì)17.1 g/kg、全氮1.00 g/kg、全磷0.87 g/kg、全鉀38.5 g/kg、速效氮70.3 mg/kg、速效磷35.4 mg/kg，pH 8.3，前茬作物大麥，地力均勻，中等肥力，水澆地。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理，分別為對(duì)照組（CK），不施N、P2O5；試驗(yàn)組施N 10 kg/hm2、P2O5 10 kg/hm2。正常氮磷水平處理作為底肥在播種期一次性施入。試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積100 m2，3次重復(fù)，小區(qū)間加寬1 m的保護(hù)行，保護(hù)行中間起壟（壟寬0.50 m，壟高0.25 m）以便澆水和防止串肥。播種量按450萬(wàn)粒/hm2計(jì)，于3月20日播種。播種后及時(shí)鎮(zhèn)壓，以防跑墑。5月10日灌頭水、6月13日灌二水，其余田間管理同當(dāng)?shù)卮筇?。收獲時(shí)每小區(qū)隨機(jī)取長(zhǎng)勢(shì)正常的植株20株，按葉、莖、穗、籽粒等進(jìn)行分樣，將所分取的樣品置烘箱內(nèi)105 ℃殺青30 min，70 ℃烘干至恒定質(zhì)量，待測(cè)。

1.4 試劑與測(cè)試方法

1.4.1 試劑 2.6-二硝基酚或2.4-二硝基酚，鉬酸銨，偏釩酸銨，濃硝酸，30%雙氧水，40%氫氧化鈉，0.01 mol/L鹽酸，2%硼酸，氯化鉀。

1.4.2 儀器與設(shè)備 KjelcetTM8400全自動(dòng)凱氏定氮儀，瑞士；電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海實(shí)驗(yàn)儀器廠；分析天平，賽多利斯公司；紫外分光光度計(jì)，美國(guó)；F-300火焰光度計(jì)，上海元析儀器有限公司。

1.4.3 測(cè)試方法 分別對(duì)采樣植株的籽粒、莖稈，葉片、旗葉用植物莖稈粉碎磨粉碎并分別密封包裝。樣品檢測(cè)前先進(jìn)行消化處理。將待測(cè)樣品細(xì)粉充分混勻，準(zhǔn)確定量放入消化管中，加入濃硫酸，置消化爐進(jìn)行消化，期間分階段加入雙氧水促進(jìn)消化的進(jìn)行，放消化液完全清亮或者無(wú)色時(shí)即為消化終點(diǎn)。采用半微量凱氏定氮法測(cè)定氮含量[8 ]，采用釩鉬酸銨分光光度法測(cè)定磷含量[9 ]，采用火焰光度法進(jìn)行測(cè)定鉀素含量[10 ]。采用瑞典1241 Grain analyzer（FOSS TECATOR）近紅外儀測(cè)定籽粒蛋白質(zhì)。用分級(jí)篩（SORTIMAT PFEUFFER）按照國(guó)標(biāo)GB T7416-2008規(guī)定的方法測(cè)定千粒重、飽滿率。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，Spss17.0系統(tǒng)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷肥對(duì)甘啤7號(hào)籽粒品質(zhì)的影響

由表1可知，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組蛋白質(zhì)含量增長(zhǎng)達(dá)到極顯著水平（P < 0.01），試驗(yàn)組和對(duì)照組的蛋白質(zhì)含量分別為11.3%和10.5%，均在啤酒大麥國(guó)家優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍（10.0%～12.5%）內(nèi)。水分沒(méi)有響應(yīng)。試驗(yàn)組和對(duì)照組的籽粒飽滿率分別為86.37%和93.22%，也在國(guó)家優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍（飽滿粒≥85%）內(nèi)，試驗(yàn)組的籽粒飽滿率比對(duì)照降低7.3%，達(dá)到極顯著水平（P < 0.01）。試驗(yàn)組和對(duì)照組千粒重分別達(dá)到47.9 g和50.2 g，在國(guó)家優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)范圍（千粒重≥45 g）內(nèi)。籽粒品質(zhì)的變化趨勢(shì)說(shuō)明，在完全不施氮磷肥和按當(dāng)?shù)卣５着浔仁┓实那闆r下，甘啤7號(hào)的籽粒品質(zhì)均可達(dá)到國(guó)標(biāo)優(yōu)級(jí)。

2.2 氮磷肥對(duì)成熟期甘啤7號(hào)植株及籽粒中氮、磷、鉀含量的影響

由表2可知，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組的莖、葉、鞘及籽粒中的N素上升均達(dá)顯著水平（P < 0.01），P素含量上升均達(dá)極顯著水平（P < 0.01）。K素含量在莖、葉、鞘中的上升達(dá)到極顯著水平（P < 0.01），籽粒中不顯著。從相對(duì)值來(lái)看：N素、P素和K素的積累在植株的不同部位中對(duì)氮磷肥素的響應(yīng)程度不同，P素的響應(yīng)順序從大到小依次為葉、鞘、莖、籽粒，K素和N素的響應(yīng)順序從大到小依次均為葉、莖、鞘、籽粒。N、P、K素的積累在植株同一部位的響應(yīng)程度也不同，葉、莖、鞘中的肥素積累響應(yīng)順序從大到小依次均為P、K、N素，籽粒中K素不明顯?？梢?jiàn)，最容易積累營(yíng)養(yǎng)素的部位是葉，最容易從土壤中吸收的營(yíng)養(yǎng)元素是P。N、P肥適量施入可以有效促進(jìn)土壤中的K元素在莖、葉、鞘中的積累。

3 小結(jié)與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，不施N、 P肥的對(duì)照組相對(duì)于施N 10 kg/hm2、P2O5 10 kg/hm2的試驗(yàn)組（N10P10），全磷在莖稈、葉片、葉鞘、籽粒中含量分別增加了45.4%、64.5%、56.4%、12.9%，全氮在莖稈、葉片、葉鞘、籽粒中分別增加了4.8%、5.0%、1.8%、1.5%，鉀在莖稈、葉片、葉鞘中分別增加了18.9%、48.1%、11.7%，籽粒中不顯著。植株不同部位肥素積累程度從大到小依次為葉、莖、鞘、籽粒。籽粒蛋白質(zhì)增加了7.1%，飽滿粒和千粒重含量分別下降了7.9%和4.6%。甘啤7號(hào)籽粒蛋白質(zhì)含量試驗(yàn)組比對(duì)照組增加，但在兩個(gè)處理水平下，蛋白質(zhì)含量均在國(guó)標(biāo)優(yōu)級(jí)范圍內(nèi)。籽粒飽滿粒和千粒重雖然在試驗(yàn)組處理下顯著增加，但是對(duì)照組也在國(guó)標(biāo)范圍內(nèi)，由此可以說(shuō)明，對(duì)于甘啤7號(hào)而言，完全可以在對(duì)照組和試驗(yàn)組之間進(jìn)行減肥增效配置。優(yōu)質(zhì)啤酒大麥要求蛋白質(zhì)含量適中或偏低[11 ]，而生產(chǎn)上增施氮肥在提高大麥產(chǎn)量的同時(shí)還顯著提高籽粒蛋白質(zhì)含量，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量過(guò)高而不符合啤酒釀造要求[12 ]。因此，施適宜氮量，協(xié)調(diào)籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量是大麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培的關(guān)鍵。

王秀英[13 ]研究認(rèn)為，肥素的利用效率不隨著施肥量的增加而增加，找到作物最為適量的施肥水平才可發(fā)揮肥料的最大效益。本試驗(yàn)中，相對(duì)于對(duì)照組，氮磷正常水平試驗(yàn)組對(duì)成熟期植株不同部位氮、磷、鉀含量的響應(yīng)程度不同，表現(xiàn)為葉最高，莖居中，鞘較低，籽粒最低。除籽粒中的鉀素對(duì)施肥沒(méi)響應(yīng)外，其他部位對(duì)氮、磷、鉀的響應(yīng)程度表現(xiàn)為磷最大，鉀居中，氮最小。因此，適量施入氮磷肥，可以促進(jìn)植株的各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)肥素的吸收積累，尤其是氮磷肥的施入可以刺激土壤中的鉀元素在莖、葉、鞘的積累。大麥植株對(duì)土壤中肥料的吸收積累機(jī)理，為秸稈還田和飼用處理提供了可能。秸稈肥料的合理利用，可以降低土壤容重，提高土壤孔隙度，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量[14 - 16 ]，避免了因焚燒秸稈引起的環(huán)境污染問(wèn)題，而且還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高地力，降低生產(chǎn)成本，提高種植戶的收入。

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（本文責(zé)編：楊 杰）