孫鷹翔，王明偉

有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)花生生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響①

孫鷹翔1，王明偉2*

(1 中化化肥有限公司，北京 100045；2 中化化肥有限公司臨沂農(nóng)業(yè)研發(fā)中心，山東臨沂 276023)

試驗(yàn)以不施肥(CK)為對(duì)照處理，在同等施肥量下設(shè)置化肥處理(NPK)、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理(T1和T2)，研究其對(duì)土壤養(yǎng)分含量、花生農(nóng)藝性狀和花生產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明：與CK相比，化肥處理(NPK)和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理均促進(jìn)了花生生長(zhǎng)，增加了土壤速效養(yǎng)分含量，且NPK、T1和T2分別增產(chǎn)9.5%、17.3% 和19.7%；與單施化肥處理相比，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理改良了土壤pH，提高了土壤速效鉀含量，明顯改善花生農(nóng)藝性狀，T1和T2處理分別增產(chǎn)7.1% 和9.3%，分別提高肥料偏生產(chǎn)力21.0% 和23.5%、肥料貢獻(xiàn)率6.0% 和7.8%。因此，在等量施肥下，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量的增加、花生農(nóng)藝性狀的改善以及產(chǎn)量的提升具有更好的促進(jìn)作用，肥料的偏生產(chǎn)力和肥料貢獻(xiàn)率更高，是未來(lái)花生可持續(xù)生產(chǎn)的重要施肥措施。

有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥；農(nóng)藝性狀；花生產(chǎn)量品質(zhì)；增產(chǎn)效率；解淀粉芽孢桿菌

花生是我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品出口的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，但由于長(zhǎng)期過(guò)量化肥施用或者不合理的施肥搭配，造成了土壤活性有機(jī)質(zhì)含量降低、養(yǎng)分失衡失調(diào)[1]、土壤環(huán)境惡化[2]、微生物群落結(jié)構(gòu)異常和土傳病害加重[3]等一系列問(wèn)題，極大地制約了花生產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性。而有機(jī)物料在改善土壤理化性狀、調(diào)節(jié)土壤酶活性，改善土壤供肥能力等方面發(fā)揮重要作用[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物料與無(wú)機(jī)肥料科學(xué)復(fù)合，具有調(diào)節(jié)化學(xué)肥料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、釋放和供應(yīng)的作用[6]，在等養(yǎng)分投入條件下，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料比普通化學(xué)肥料利用率提高5 ~ 10個(gè)百分點(diǎn)[7-9]。同時(shí)，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料能夠及時(shí)補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)量，改善耕地質(zhì)量[10]，為作物生長(zhǎng)提供積極穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境[11-12]，達(dá)到增加作物產(chǎn)量[13-14]、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[15-16]的目標(biāo)。

近些年，連作土壤障礙頻發(fā)，土壤病原菌和有害物質(zhì)積累，影響花生的正常生長(zhǎng)。而施用有益微生物或拮抗微生物，不僅能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，還能夠抑制病原菌的繁殖，減少作物病害的發(fā)生[17-18]。研究顯示，施用微生物菌劑的花生青枯病、銹病和病毒病等幾種主要病害的綜合發(fā)病率由10.94%下降到2.25%[19]。

因此，本研究以多種有機(jī)物料和無(wú)機(jī)養(yǎng)分為基礎(chǔ)，加入解淀粉芽孢桿菌菌劑按照一定工藝完成有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥造粒，通過(guò)花生生長(zhǎng)性狀和產(chǎn)量的分析，尋求更具科學(xué)性、高效性的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，為花生高產(chǎn)、高效種植提供科學(xué)依據(jù)，為化肥減量增產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)提供切實(shí)行動(dòng)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2017年4—9月在中化農(nóng)業(yè)臨沂研發(fā)中心試驗(yàn)田(34°56′47″ N, 118°27′38″ E)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)全年平均氣溫13.4 ℃，極端最高氣溫38 ℃，極端最低氣溫–14 ℃，年降水量約840 mm，全年無(wú)霜期200 d以上。土壤基本理化性質(zhì)為：pH 8.01，0 ~ 20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量15.93 g/kg、全氮1.02 g/kg、全磷1.02 g/kg、堿解氮226.52 g/kg、有效磷115.45 mg/kg和速效鉀351.81 mg/kg。

供試有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料由中化農(nóng)業(yè)臨沂研發(fā)中心提供，有機(jī)物料包括氨基酸、腐殖酸和木薯渣，無(wú)機(jī)養(yǎng)分包括尿素、磷酸一銨和硫酸鉀等，經(jīng)過(guò)圓盤工藝造粒和接種解淀粉芽孢桿菌而成，有效活菌數(shù)(cfu) ≥2.0億/g(ml)；無(wú)機(jī)復(fù)合肥由中化化肥山東分公司提供。

供試花生品種為宛花2號(hào)，小果品種，采用地膜覆蓋，一壟一行，每穴兩株種植，株距20 cm，壟寬50 cm，小區(qū)面積29.1 m2，于2017年5月初播種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，空白對(duì)照CK、化肥處理NPK、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理T1、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理T2?；侍幚硎┯脧?fù)合肥(15-15-15)。有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料是有機(jī)質(zhì)含量150 g/kg、無(wú)機(jī)養(yǎng)分含量400 g/kg的顆粒狀肥料，合成物料包括尿素22.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))、磷酸一銨26.5%、硫酸鉀25.0%、植物性氨基酸10.0%、木薯渣10.0%、腐殖酸4.0% 等原料。有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥T2處理是在有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥T1處理基礎(chǔ)上加入解淀粉芽孢桿菌菌劑制作而成，最終合成配方見(jiàn)表1。各處理重復(fù)3次，施肥量相同，并做一次基肥全部施用。

表1 各處理肥料方案和施用量

注：“–”表示“沒(méi)有”，“+”表示“有。

1.3 樣品測(cè)定和數(shù)據(jù)處理

土壤樣品指標(biāo)測(cè)定：在收獲期采集土壤樣品，分別測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷、速效鉀的含量。土壤有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀加熱法，土壤全氮用凱氏定氮法，全磷用堿熔-鉬銻抗比色法，有效磷用Olsen 法，速效鉀用1 mol/L NH4OAc 浸提-火焰光度法[20]。

花生農(nóng)藝性狀指標(biāo)測(cè)定：在成熟期采集6株植株樣品，分別測(cè)定花生主根長(zhǎng)、側(cè)枝長(zhǎng)、主莖高、分枝數(shù)、單株莢果干重。

花生產(chǎn)量指標(biāo)測(cè)定：分別統(tǒng)計(jì)小區(qū)產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量、百果重、單株飽果數(shù)和出仁率。百果重：取飽滿雙仁干莢果100個(gè)稱重，重復(fù)兩次，重復(fù)間差異不得>5%，取平均數(shù)，以g表示。

花生仁品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定：分別測(cè)定花生仁蛋白質(zhì)、脂肪、油酸、亞油酸含量以及油酸/亞油酸比值。蛋白質(zhì)含量測(cè)定用微量凱氏法[21]，脂肪含量測(cè)定用索氏提取法[22]，脂肪酸組分測(cè)定用氣相色譜法[23]。

本文采用的肥料增產(chǎn)效率指標(biāo)包括：肥料偏生產(chǎn)力(fertilizer partial productivity，F(xiàn)PP)=施肥區(qū)產(chǎn)量/施肥區(qū)純養(yǎng)分的投入量×100%；肥料貢獻(xiàn)率(fertilizer contribution rate，F(xiàn)CR)=(施肥區(qū)產(chǎn)量-無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量)/施肥區(qū)產(chǎn)量×100%。

本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016和 DPS統(tǒng)計(jì)軟件分析。

2 結(jié)果

2.1 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

由表2得出，與無(wú)肥處理(CK)、化肥處理(NPK)相比，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理(T1和T2)能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，改善土壤pH；同時(shí)，相較于CK，T1和T2處理能夠顯著增加全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分的含量(<0.05)；與NPK處理相比，T1和T2處理顯著提高速效鉀含量(<0.05)，T2與T1處理之間理化指標(biāo)并無(wú)顯著差異。

表2 不同肥料處理土壤養(yǎng)分

注：同列不同小寫字母表示處理間差異在<0.05水平顯著，下同。

2.2 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)花生農(nóng)藝性狀的影響

在成熟期，對(duì)各處理花生進(jìn)行主莖高、主根長(zhǎng)等植物性狀的調(diào)查，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，由此可知，施肥能夠顯著提高花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)(<0.05)，增加根系的長(zhǎng)度、分枝數(shù)、植株干重，大小順序均表現(xiàn)為T2>T1>NPK；與NPK處理相比，T1和T2處理能夠分別增加側(cè)枝長(zhǎng)度5.6 cm和6.0 cm，提高單株莢果干重11.1 g和11.3 g，同時(shí)，T2處理能夠促進(jìn)主根增長(zhǎng)5.0 cm，而T1處理作用并不顯著。

2.3 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)花生產(chǎn)量的影響

不同處理間花生百果重、莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量和單株飽果數(shù)差異顯著(< 0.05)(表4)。T2處理的百果重顯著高于CK、NPK處理(< 0.05)；與CK相比，施肥處理顯著提高了單株飽果數(shù)、莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量(< 0.05)，其中T1和T2處理效果最好。

2.4 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)花生籽仁品質(zhì)的影響

由表5得出，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理顯著影響脂肪、蛋白質(zhì)、亞油酸在花生籽仁中的分布(<0.05)。與CK相比，T2處理顯著提高了脂肪、蛋白質(zhì)的含量(<0.05)，顯著降低了亞油酸的含量，油酸/亞油酸比值顯著增高(<0.05)；與NPK相比，T2處理顯著提高了脂肪的含量(<0.05)，增加了蛋白質(zhì)、油酸和油酸/亞油酸比值，但并不顯著；同時(shí)，T2與T1處理花生籽仁品質(zhì)指標(biāo)無(wú)顯著差異性。

表3 不同肥料處理花生生長(zhǎng)性狀

表4 不同肥料處理花生產(chǎn)量

表5 不同肥料處理花生籽仁品質(zhì)

2.5 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)花生的增產(chǎn)效率

由表6可得，相對(duì)于CK處理，T1和T2處理能夠分別提高花生產(chǎn)量17.3% 和19.7%；相對(duì)于NPK處理，T1和T2處理能夠分別增產(chǎn)7.1% 和9.3%；同時(shí)，T2處理所表現(xiàn)的偏生產(chǎn)力、肥料貢獻(xiàn)率最高，其中相較于NPK處理，偏生產(chǎn)力增加了23.5%，肥料貢獻(xiàn)率增加了7.8%，而T1處理分別提高了偏生產(chǎn)力和肥料貢獻(xiàn)率21.0% 和6.0%。

表6 不同肥料處理花生增產(chǎn)效率

3 討論

3.1 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的影響

施用有機(jī)物料是提高土壤有機(jī)質(zhì)的主要措施，也是維持土壤有機(jī)質(zhì)較高水平的重要保障。本試驗(yàn)施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)增加幅度比單施化肥的高，可見(jiàn)，有機(jī)物料對(duì)有機(jī)質(zhì)的提升具有重要的作用。同時(shí)，有機(jī)物料還可以改變有機(jī)質(zhì)的養(yǎng)分供應(yīng)能力[24]。本試驗(yàn)中，相較于化肥處理，施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料顯著提高土壤全氮含量，主要原因可能是化肥氮在土壤中快速轉(zhuǎn)化易發(fā)生氨揮發(fā)和硝酸鹽淋失[25-27]；而有機(jī)氮礦化緩慢，損失小，易在土壤中存留[28]。同樣，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料促進(jìn)了土壤磷和鉀素的積累，有機(jī)物料中的磷、鉀以有機(jī)態(tài)存在，隨著后期有機(jī)質(zhì)分解逐漸被釋放出來(lái)成為有效磷、速效鉀被作物吸收利用[29]。

3.2 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)花生生長(zhǎng)性狀的影響

合理的主莖高度、側(cè)枝分枝數(shù)以及側(cè)枝長(zhǎng)度是花生高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的保證。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施肥能夠顯著提高花生的主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)，而且有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥的作用更加顯著，這可能是因?yàn)榘被帷⒏乘岬任锪暇S持了作物后期的養(yǎng)分供應(yīng)，延長(zhǎng)了花生的生育期，使?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)更加旺盛[30-31]。有研究顯示，花生在結(jié)莢期以前，植株的氮素主要來(lái)源于土壤氮和化肥氮；結(jié)莢期以后，花生植株的氮素主要來(lái)自根瘤固氮[32]，而本試驗(yàn)中，與化肥處理相比，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料提高了花生營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)水平，說(shuō)明有機(jī)氮肥對(duì)后期植株養(yǎng)分的吸收具有重要的作用。磷作為作物生長(zhǎng)的必需元素之一，與根系生長(zhǎng)發(fā)育[33]和根系形態(tài)性狀密切相關(guān)[34-36]，在一定程度上，根系生長(zhǎng)促進(jìn)了植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。因此土壤磷素的增加不僅能夠提高花生總生物產(chǎn)量，而且能通過(guò)提高單株有效結(jié)果數(shù)和莢果飽滿度，從而提高花生單產(chǎn)[37]。本試驗(yàn)中有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料處理土壤中可利用鉀含量增多，能夠抑制花生植株徒長(zhǎng)并且增加花生單株飽果數(shù)、百果重和出仁率[38-39]，同時(shí)能增強(qiáng)花生對(duì)不良環(huán)境條件的抵抗能力，提高抗早、抗病性，起到保葉保果的作用[40]。

3.3 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥對(duì)花生產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

大量研究顯示，合理的有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施可以起到顯著的增產(chǎn)作用[41-43]，本研究結(jié)果中有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料能夠顯著提高花生產(chǎn)量。有機(jī)物料與無(wú)機(jī)養(yǎng)分配合施用，一方面花生植株能夠直接吸收利用無(wú)機(jī)養(yǎng)分和有機(jī)小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加快花生新陳代謝和生殖生長(zhǎng)，促進(jìn)花生籽仁中蛋白質(zhì)和碳水化合物的合成，進(jìn)而增加產(chǎn)量；另一方面，有機(jī)無(wú)機(jī)肥料配合施用，可以使肥效相互促進(jìn)，調(diào)控土壤氮素的固持和釋放[44]。從肥料的增產(chǎn)效率來(lái)看，相較于單一化肥處理，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料處理的偏生產(chǎn)力分別提高了21.0% 和23.5%，肥料貢獻(xiàn)率提高了6.0% 和7.8%，這也是有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料增產(chǎn)的主要原因。

品質(zhì)是農(nóng)作物最重要的經(jīng)濟(jì)性狀，品質(zhì)的優(yōu)劣決定了產(chǎn)品的價(jià)值[45]。有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料處理蛋白質(zhì)和脂肪含量要高于化肥處理，可見(jiàn)有機(jī)物料對(duì)花生籽仁蛋白質(zhì)和脂肪的形成有促進(jìn)作用。花生油酸/亞油酸比值是評(píng)價(jià)花生制品的耐儲(chǔ)藏時(shí)間、花生制品貨價(jià)壽命的主要依據(jù)[30]，本試驗(yàn)中有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料顯著增加了油酸/亞油酸比值，這將極大地增強(qiáng)產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.4 微生物菌劑在有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥中的應(yīng)用

解淀粉芽孢桿菌()作為植物根圍促生細(xì)菌(PGPR)，能夠產(chǎn)生包括蛋白酶、纖維素酶和嗜鐵素等多種防病促生物質(zhì)[17, 46]，促進(jìn)植物生長(zhǎng)[47]。研究表明，解淀粉芽孢桿菌B1619施入土壤，能夠改善土壤酶活性，有利于改善土壤肥力[47]。但本試驗(yàn)中這種作用并不顯著，這也可能與解淀粉芽孢桿菌在土壤中是否有效定殖密切相關(guān)。

4 結(jié)論

相較化肥處理，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥處理綜合利用效率顯著提高，促進(jìn)了花生農(nóng)藝性狀的改善，進(jìn)而增加了花生產(chǎn)量和品質(zhì)；有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料處理下肥料偏生產(chǎn)力和貢獻(xiàn)率顯著增加。但單一微生物菌劑的應(yīng)用效果并不穩(wěn)定，限制了其生產(chǎn)應(yīng)用，因此未來(lái)益生復(fù)合菌劑的研發(fā)與有機(jī)物料的整合利用，是重點(diǎn)研發(fā)的方向，由原始的單純提供養(yǎng)分向“養(yǎng)分、促生、高效”的新型肥料類型轉(zhuǎn)化。

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Effects of Organic-inorganic Compound Fertilizer on Growth and Quality of Peanut

SUN Yingxiang1, WANG Mingwei2*

(1 Sinofert Holdings Limited, Beijing 100045, China; 2 Linyi Agricultural Research and Development Center of Sinofert Holdings Limited, Linyi, Shandong 276023, China)

Long term excessive application of chemical fertilizer can aggravate soil environment deterioration and cause severely soil-borne disease. In order to provide a basis for the production of organic-inorganic compound fertilizer with more scientificity and higher reliability for high yield and efficient cultivation of peanut, an experiment was conducted to study the growth traits, yield and quality as well as fertilizer efficiency of peanut, in which four fertilization treatments were designed, including no fertilizer (CK), chemical fertilizer treatment (NPK) and two organic-inorganic compound fertilizer treatments (T1 and T2) under same rate of fertilizer application. The results showed that, compared with CK, the treatments of NPK, T1 and T2 promoted the growth of peanut, increased soil available nutrients, and increased peanut yields by 9.5 %, 17.3 % and 19.7 %, respectively. Compared with NPK treatment, the treatments T1 and T2 increased soil pH and available potassium, obviously improved agronomic characters of peanut and increased peanut yields by 7.1 % and 9.3 %, fertilizer partial productivities by 21.0 % and 23.5 % and fertilizer contribution raters by 6.0 % and 7.8 %, respectively. Therefore, under the condition of equal amount of fertilizer application, organic and inorganic compound fertilizer can effectively improve soil nutrients, yield and agronomic characters of peanut, enhance partial productivity and contribution rate of fertilizer. So, organic and inorganic compound fertilizer is an important fertilization method for sustainable development of peanut.

Organic-inorganic compound fertilizer; Agronomic traits; Peanut yield and quality; Yield-increasing efficiency;

科技部“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFD0200401)和中化化肥有限公司“花生有機(jī)類專用肥料研產(chǎn)銷一體化”項(xiàng)目資助。

wangmingwei.cool@163.com)

孫鷹翔(1976—)，男，北京人，碩士，研究方向?yàn)榉柿涎邪l(fā)與農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。E-mail: 946835908@qq.com

S146

A

10.13758/j.cnki.tr.2019.05.010