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        含腐殖酸尿素在冬小麥上的應(yīng)用初報(bào)*

        2022-12-04 09:43:10孫克剛楊煥煥岳艷軍楊占平和愛鈴張運(yùn)紅薛廣原
        肥料與健康 2022年3期
        關(guān)鍵詞:腐殖酸劑型冬小麥

        孫克剛,杜 君,楊煥煥,岳艷軍,楊占平,和愛鈴,張運(yùn)紅,薛廣原

        (1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所 河南鄭州 450002;2.河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731)

        0 前言

        河南省是我國主要的糧食產(chǎn)區(qū),2021年糧食產(chǎn)量達(dá)到65 Mt以上,占全國糧食產(chǎn)量的10%,占全國小麥產(chǎn)量的25%。目前河南省小麥播種收獲面積約為8 500萬畝(1畝=667 m2),是全球最大的冬小麥產(chǎn)區(qū)[1]。

        腐殖酸是動(dòng)植物的遺骸,主要是植物的遺骸,經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化以及地球的一系列化學(xué)過程形成并積累起來的一類有機(jī)物質(zhì),是由芳香族及其多種官能團(tuán)構(gòu)成的高分子有機(jī)酸,具有良好的生理活性和吸收、絡(luò)合、交換等功能,廣泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭(又稱草炭)、褐煤、風(fēng)化煤中[2-5]。腐殖酸已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧漁、石油工業(yè)、化工建材、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)保等領(lǐng)域,特別是在提倡生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)、無公害綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)后,其受重視的程度更高。腐殖酸可用稀堿液或其他溶劑從土壤中提取,并能在pH為1或2的酸溶液中沉淀形成黑色物質(zhì)。在自然界,腐殖酸可分為土壤腐殖酸、水體腐殖酸和煤炭腐殖酸等三類[6]。

        我國腐殖酸資源極其豐富,分布廣、儲(chǔ)量大、品位好。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國泥炭資源超過12 480 Mt(居世界第四位),褐煤資源超過126 500 Mt,還有大量的風(fēng)化煤。此外,通過利用生物工程進(jìn)一步篩選優(yōu)良菌種,加快開發(fā)定向菌種,就可以利用更多的資源來研制生化腐殖酸或生化黃腐酸類產(chǎn)品。我國對(duì)腐殖酸有組織的研究和綜合利用始于20世紀(jì)50年代末[5-9],主要是從利用泥炭開始,雖然起步晚,但技術(shù)水平在世界上并不落后。

        研究小麥的施肥技術(shù)對(duì)保障河南省小麥生產(chǎn)、維持小麥產(chǎn)量能夠起到保駕護(hù)航的作用。因此,筆者與河南心連心化肥有限公司聯(lián)合開展研究不同含腐殖酸尿素對(duì)小麥產(chǎn)量、品質(zhì)的影響,以期為小麥增產(chǎn)增收提供科技支撐。

        1 試驗(yàn)材料與方法

        試驗(yàn)地點(diǎn):河南省駐馬店市驛城區(qū)順河辦事處李莊村。

        供試土壤:黃褐土,質(zhì)地中壤,土壤肥力中等。

        土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分:有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷(P2O5)、速效鉀(K2O)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為9.4 g/kg、52.3 mg/kg、29.6 mg/kg、103.7 mg/kg,pH為6.9。

        供試冬小麥品種:西農(nóng)979,播種量為11 kg/畝;前茬作物為玉米,畝產(chǎn)量550 kg。

        供試肥料:尿素,w(N)=46%,河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司;重過磷酸鈣,w(P5O2)=45%,河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院;氯化鉀,w(K2O)=60%,河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院。供試含腐殖酸尿素中腐殖酸含量見表1。

        表1 供試含腐殖酸尿素中腐殖酸含量

        試驗(yàn)設(shè)計(jì):試驗(yàn)共設(shè)8個(gè)處理,除處理1不施氮肥外,其余各處理在畝底施P2O58 kg、K2O 6 kg、含腐殖酸尿素19.6 kg(折N 9 kg)的基礎(chǔ)上,拔節(jié)期畝追施含腐殖酸尿素13.0 kg(折N 6 kg)。

        小區(qū)長9.0 m、寬4.0 m,面積36 m2。各處理隨機(jī)排列,每個(gè)處理重復(fù)3次,重復(fù)間走道寬0.8 m,小區(qū)間距0.5 m,試驗(yàn)四周設(shè)保護(hù)行。

        冬小麥生育期間按高產(chǎn)田標(biāo)準(zhǔn)管理,各處理管理水平一致;調(diào)查、取樣按照方案進(jìn)行,收獲時(shí)各小區(qū)實(shí)收30 m2計(jì)產(chǎn)并考種。

        試驗(yàn)按小區(qū)單收,折算成公頃產(chǎn)量,并用多重比較(LSD)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

        冬小麥植株籽粒、秸稈中氮含量采用硫酸-過氧化氫消煮,滴定法測(cè)定;分別采集深度為0~30、30~60、60~90 cm土層樣品,采用氯化鈣溶液浸提,流動(dòng)分析儀測(cè)定土壤中硝態(tài)氮含量。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響

        施用不同劑型含腐殖酸尿素處理的冬小麥產(chǎn)量及統(tǒng)計(jì)分析見表2,方差分析見表3。

        表2 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理的冬小麥產(chǎn)量及統(tǒng)計(jì)分析

        表3 方差分析表

        由表2可看出:施氮處理與不施氮處理相比,產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平;施氮處理間產(chǎn)量差異不顯著,說明施用含腐殖酸尿素對(duì)冬小麥的增產(chǎn)效果不顯著;處理8、處理5的增產(chǎn)效果較好[10-13]。

        2.2 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥地上部分氮素利用的影響

        施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥地上部分氮素利用的影響見表4。

        表4 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥地上部分氮素利用的影響

        由表4可以看出:施氮處理的冬小麥地上部分氮素累積量均高于處理1的,且達(dá)到顯著性差異,提高幅度為50.2%~61.7%;施氮處理間的地上部分氮素累積量差異不顯著;處理8和處理5對(duì)提高冬小麥地上部分氮素累積量的效果較好[13-15]。

        2.3 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)土壤中硝態(tài)氮含量的影響

        施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)土壤中硝態(tài)氮含量的影響見圖1。

        由圖1可知:對(duì)于同一處理,硝態(tài)氮主要集中在0~60 cm土層中,且隨著土壤深度的增加,硝態(tài)氮含量逐漸降低;與處理1相比,冬小麥?zhǔn)斋@后,施肥處理的0~90 cm土層硝態(tài)氮含量均有不同程度的提高;與處理2相比,不同劑型含腐殖酸尿素處理均不同程度降低了土壤中硝態(tài)氮含量,且不同劑型含腐殖酸尿素處理的土壤中硝態(tài)氮含量的變化趨勢(shì)基本一致[8,13,15]。

        2.4 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥生育期的影響

        施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥生育期的影響見表5。

        從表5可以看出:不施肥處理的冬小麥抽穗期、揚(yáng)花期推遲2 d,成熟期提前2 d;其他處理的冬小麥出苗期、返青期、拔節(jié)期、抽穗期、揚(yáng)花期、成熟期均一致。

        表5 冬小麥生育期調(diào)查表

        2.5 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

        施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀的影響見表6。

        由表6可看出:施肥處理各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于不施肥處理的;處理8、處理5、處理6、處理3的各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于處理2,處理4、處理7與處理2的各項(xiàng)指標(biāo)基本持平;處理8的冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀最好,與處理2相比,單株分蘗數(shù)增加0.07個(gè),穗數(shù)增加1.4萬穗/畝,粒數(shù)增加0.6粒/穗,千粒質(zhì)量提高0.9 g;與處理2相比,處理8、處理5、處理6、處理3能夠提高冬小麥的單株分蘗數(shù)、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量,優(yōu)化了冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀。

        表6 施用不同劑型含腐殖酸尿素處理對(duì)冬小麥群體結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

        3 討論

        (1)施用含腐殖酸尿素對(duì)冬小麥生育期無影響。

        (2)冬小麥?zhǔn)┯芒鲂?、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅰ型含腐殖酸尿素,單株分蘗數(shù)、畝穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量略有增加。冬小麥?zhǔn)┯芒鲂?、Ⅲ型含腐殖酸尿素的增產(chǎn)效果較好,與施用普通尿素相比,分別增產(chǎn)4.6%、4.2%;其他劑型含腐殖酸尿素對(duì)冬小麥的增產(chǎn)效果不顯著。

        (3)Ⅲ型和Ⅵ型含腐殖酸尿素能較好地提高冬小麥地上部分氮素累積量[7-9,13-15]。施用腐殖酸肥料后,可以促進(jìn)小麥的生長發(fā)育,有效改善小麥部分農(nóng)學(xué)指標(biāo),增強(qiáng)作物對(duì)氮素的積累,從而提高了小麥的產(chǎn)量和氮素利用率[16]

        (4)施用不同劑型含腐殖酸尿素均不同程度地降低了土壤中硝態(tài)氮的含量,且不同劑型含腐殖酸尿素處理的土壤中硝態(tài)氮含量的變化趨勢(shì)基本一致。根據(jù)腐殖酸的化學(xué)特性,腐殖酸能提高化肥利用率,既減少化肥養(yǎng)分損失,又促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收,從而使土壤中總氮含量下降,實(shí)現(xiàn)土壤中硝態(tài)氮含量的下降[8-9]。

        (5)含腐殖酸尿素處理與普通尿素處理相比有增產(chǎn)作用,但效果不顯著,主要原因:①含腐殖酸尿素中添加的腐殖酸量少,在土壤中未形成一定數(shù)量;②含腐殖酸尿素需長期使用才能起到作用。土壤中腐殖酸含量達(dá)到一定程度,才能發(fā)揮效果,因此含腐殖酸尿素試驗(yàn)需堅(jiān)持定位試驗(yàn)和長期施用。含腐殖酸尿素是在生產(chǎn)尿素過程中添加腐殖酸,不是簡單地將腐殖酸與尿素?fù)交?,?dāng)含腐殖酸尿素中氮素質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到46%后,很難再增加腐殖酸含量。而含腐殖酸氮肥可以不受氮素含量限制,可根據(jù)施氮量任意調(diào)節(jié)其中腐殖酸的含量。

        4 結(jié)語

        腐殖酸具有巨大的吸收代換和緩沖能力,對(duì)土壤的物理化學(xué)性質(zhì)有明顯的影響,可顯著提高土壤的保肥、保水能力,這就是有機(jī)質(zhì)含量高的土壤蓄水量大、保肥力強(qiáng)的原因,因此增加土壤中腐殖酸的含量是提高土壤肥力的重要措施。腐殖酸除了對(duì)肥料具有增效作用外,還能改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)有益微生物活性,也能對(duì)土壤鹽漬化、重金屬及有機(jī)物污染等起到逐步治理作用。

        目前,腐殖酸在高品質(zhì)肥料中的應(yīng)用越來越廣泛,如各種含腐殖酸復(fù)合肥、含腐殖酸水溶肥、含腐殖酸有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)肥等。本試驗(yàn)結(jié)果表明施用含腐殖酸尿素對(duì)冬小麥增產(chǎn)的效果并不理想,其原因是施入土壤中的腐殖酸量過少,施入土壤中的腐殖酸達(dá)到一定量才能充分發(fā)揮作用。

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