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      聚磷酸銨在不同作物上的應用研究【2016-2017年度】

      磷是作物生長發育不可缺少的營養元素之一,對作物高產和保持品種的優良特性有明顯作用。但磷肥用量大、磷利用率低的問題持續困擾著我國農業。據統計,我國主要糧食作物的磷肥當季利用率只有7.3~20.1%1,造成了磷資源的大量浪費,還極易引發水體富營養化。為響應國家“一控兩減三基本”的號召,如何減少磷資源消耗、降低農業投入、提高農業產出,改善土壤環境,是農業專家也是磷肥產業亟需解決的一個關鍵問題。本文根據川恒股份近兩年的試驗情況,向大家推廣一種新型磷肥——聚磷酸銨,期待更多專家的驗證和認可。


      一、試驗基本情況


      1.試驗地點及作物


      1.1四川省什邡市馬井鎮


      供試土壤為沖積油砂壤土,耕層土壤pH5.8,土壤有機質30.31g/kg,平均堿解氮156mg/kg,平均有效磷70mg/kg,平均速效鉀50mg/kg。

      供試作物為芹菜、萵筍。


      1.2甘肅省景泰縣蘆陽鎮


      供試土壤為輕度鹽堿土,質地中壤,耕層土壤pH7.8,土壤有機質1.96g/kg,平均堿解氮79mg/kg,平均有效磷18mg/kg,平均速效鉀151mg/kg。

      供試作物為玉米、馬鈴薯。


      1.3山東省棲霞市觀里鎮


      供試土壤為微酸性棕壤,耕層土壤pH6.0,土壤有機質19.6g/kg,平均堿解氮107mg/kg,平均有效磷16mg/kg,平均速效鉀101mg/kg。

      供試作物為紅富士蘋果(第二年掛果)。


      2 試驗設計


      2.1什邡市馬井鎮


      每種作物各四個處理,具體施肥量及肥料種類如表1.2.1-1和表1.2.1-2所示,施肥方式為沖施。


      2.1-1芹菜試驗地塊各處理所用肥料種類和用量


      編號

      處理

      N(kg/666.7m2

      P2O5(kg/666.7m2

      K2O(kg/666.7m2

      所用肥料

      1

      CK

      15

      0

      30

      尿素、硝酸鉀

      2

      MAP

      15

      15

      30

      尿素、磷酸一銨【12-61-0】、硝酸鉀

      3

      APP-1

      15

      15

      30

      尿素、聚磷酸銨【14-65-0】、硝酸鉀

      4

      APP-2

      15

      7.5

      30

      尿素、聚磷酸銨【14-65-0】、硝酸鉀


      2.1-2萵筍試驗地塊各處理所用肥料種類和用量


      編號

      處理

      N(kg/666.7m2

      P2O5(kg/666.7m2

      K2O(kg/666.7m2

      所用肥料

      1

      CK

      15

      0

      12

      尿素、硝酸鉀

      2

      MAP

      15

      5

      12

      尿素、磷酸一銨【12-61-0】、硝酸鉀

      3

      APP-1

      15

      5

      12

      尿素、聚磷酸銨【14-65-0】、硝酸鉀

      4

      APP-2

      15

      2.5

      12

      尿素、聚磷酸銨【14-65-0】、硝酸鉀



      2.2甘肅省景泰縣蘆陽鎮


      每種作物各四個處理,根據當地習慣施肥,玉米各處理氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)純養分施入量(kg/666.7m2)分別為20、10、8,馬鈴薯各處理氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)純養分施入量(kg/666.7m2)分別為12、10、20。具體試驗設置如下表1.2.2所示。除二銨外(水溶性太差,在播種時一次性底施),各處理所需肥料均采用“水肥一體化”的滴灌技術施用。


      2.2玉米及馬鈴薯試驗地塊各處理設置


      編號

      處理

      解釋說明

      氮源

      磷源

      鉀源

      1

      CK0

      無磷肥對照

      尿素

      硫酸鉀

      2

      CK1

      當地習慣施肥對照

      尿素、二銨

      二銨【18-46-0

      硫酸鉀

      3

      CK2

      磷酸一銨對照

      尿素、一銨

      一銨12-61-0

      硫酸鉀

      4

      APP

      施用川恒聚磷酸銨

      尿素、APP

      APP14-65-0

      硫酸鉀



      2.3山東省棲霞市觀里鎮


      果樹品種為紅富士,共兩個處理,在花前及掛果后進行沖施。常規對照為15-15-15的硫基復合肥,試驗對照為川恒股份研發的18-18-18復合肥,其中聚合態P2O5的占比為40%。具體施肥量及設置如下表所示。


      2.3蘋果試驗地塊各處理設置


      編號

      處理

      解釋說明

      施肥量kg/666.7m2

      所用肥料

      1

      CK0

      當地習慣施肥對照

      75

      15-15-15硫基復合肥

      2

      CK1

      川恒肥料對照(含聚磷酸銨)

      60

      18-18-18硫基復合肥



      3試驗肥料


      聚磷酸銨,養分規格14-65-0,平均聚合度10-15,聚合率>98%,貴州川恒化工股份有限公司工程技術研究院提供,以川恒半水濕法磷酸為原料生產。


      二、試驗結果


      1 聚磷酸銨對四川芹菜的產量及磷利用率的影響


      1.1聚磷酸銨對芹菜產量的影響


      由表2.1.1可見,等養分聚磷酸銨處理(APP-1)相比磷酸一銨,可顯著提高芹菜產量,增產率高達24.4%。將施肥量(按P2O5計)減半后(APP-2),芹菜產量與2倍養分的磷酸一銨處理組相當,說明聚磷酸銨的利用率更高。


      1.1各施肥處理的芹菜產量


      處理名稱

      每畝植株數

      單位面積產量/

      (kg·666.7m2)

      與CK相比增產率/(±%)

      與MAP相比增產率/(±%)

      CK

      10000

      3188

      /

      -11.4

      MAP

      10000

      3600

      12.9

      /

      APP-1

      10000  

      4478

      40.5

      24.4

      APP-2

      10000  

      3518

      10.4

      -2.3



      1.2不同處理磷的利用率差異


      由表2.1.2可見,在土壤基礎磷相當富足的情況下,施用MAP后,磷的利用率相當低,只有3.8%,而施用等養分的APP后,磷的利用率可以提高至16.7%,將磷的施用量降低一半后,芹菜對APP的磷利用率又提高至20.2%。充分說明,即使在基礎磷相當富足的土壤上,施用聚磷酸銨也可以大幅提高作物產量,提高磷利用率,降低磷資源的浪費。


      1.2各施肥處理芹菜的磷利用率


      處理名稱

      植株磷含量/%

      單位面積干重/kg

      磷利用率%

      CK

      0.465

         318.8


      /

      MAP

      0.481

      360.0

      3.8

      APP-1

      0.575

      447.8

      16.7

      APP-2

      0.609

      351.8

      20.2

      磷利用率=(施磷小區植株磷含量*單位面積干重-磷空白小區植株磷含量*單位面積干重)/小區單位面積施磷量*100%


      2 聚磷酸銨對四川萵筍的產量及磷利用率的影響


      2.1聚磷酸銨對萵筍產量的影響


      萵筍收獲時各處理按小區單獨計產,由表2.2.1可見,等養分聚磷酸銨處理(APP-1)相比磷酸一銨,可顯著提高萵筍產量,增產率高達43.2%。將施肥量(按P2O5計)減半后(APP-2),仍然可顯著提高萵筍產量,增產率達31.9%。


      2.1各施肥處理的萵筍產量


      處理名稱

      每畝植株數

      單位面積產量/

      (kg·666.7m2)

      與CK相比增產率/(±%)

      與MAP相比增產率/(±%)

      CK

      5442

      2383.596d

      /

      -2.9

      MAP

      5442

      2454.342d

      3.0

      /

      APP-1

      5442

      3515.532a

      47.5

      43.2

      APP-2

      5442

      3237.99ab

      35.8

      31.9



      2.2不同處理磷的利用率差異


      由表2.2.2可見,相對于磷酸一銨,APP可以顯著提高萵筍植株重量及植株的磷含量;即使施入的純養分(P2O5)降低一半后,其植株重量和磷含量(APP-2處理組)仍高于施入2倍養分的磷酸一銨處理組。充分說明,施用聚磷酸銨可以提高萵筍對磷的吸收利用率。


      2.2各施肥處理萵筍的磷利用率


      處理名稱

      植株干重/g

      植株磷累積量/mg

      單位面積株數

      磷利用率/%

      CK

      31.778c

      260.46c

      5442

      /

      MAP

      33.652cd

      311.173b

      5442

      12.6

      APP-1

      48.065a

      389.009a

      5442

      32.0

      APP-2

      40.893bc

      324.653b

      5442

      32.0

      磷利用率=(施磷小區植株磷累積量*單位面積株數-磷空白小區植株磷累積量*單位面積株數)/小區單位面積施磷量*100%


      3 聚磷酸銨對甘肅玉米的產量及磷利用率的影響


      3.1聚磷酸銨對玉米產量的影響


      玉米成熟時各處理按小區單獨計產,由表2.3.1-1可見,聚磷酸處理(APP)玉米單位面積產量在所有處理中最高,達751kg/666.7m2,且比一銨處理(CK2)和二銨處理(CK1),均增產14%以上,一銨、二銨彼此間差異不顯著,不施磷肥空白對照處理(CK0)單位面積產量顯著低于其他處理。

      從表2.3.1-2可見,成熟期聚磷酸銨處理玉米的株高在所有處理中最高,但差異沒有達到顯著水平;莖粗、穗長顯著高于對照處理;禿尖在所有處理中最短,且顯著短于當地習慣施肥二銨對照處理;烘干百粒重顯著高于一銨、二銨對照處理。說明相比于磷酸一銨、磷酸二銨,聚磷酸銨對輕度鹽堿地玉米具有明顯的促進生長、提高結實率、增加粒重的作用。


      3.1-1各處理玉米的產量


      處理

      測產籽粒重/

      (kg·29.7m2)

      籽粒含水率/

      %

      單位面積產量/

      (kg·666.7m2)

      增產率/(±%)

      CK1

      CK2

      CK0

      30.0c

      27.4a

      574.2c

      -12.5

      -12.6

      CK1

      34.3b

      27.5a

      656.6b

      0.0

      -0.1

      CK2

      34.4b

      27.6a

      657.2b

      0.2

      0.0

      APP

      38.9a

      26.9a

      751.0a

      14.4

      14.3

      注:同列不同小寫字母表示差異顯著(P0.05);各處理單位面積產量已折算為15%含水率的數值。


      3.1-2各處理成熟期玉米主要農藝指標


      處理

      株高/

      Cm

      莖粗/

      mm

      穗長/

      cm

      禿尖長/

      cm

      穗粒數

      百粒重/

      g

      CK0

      234.7a

      18.6b

      18.5b

      1.5a

      517a

      31.5bc

      CK1

      238.4a

      18.0b

      18.8b

      1.6a

      566a

      30.4c

      CK2

      230.9a

      20.0b

      19.3b

      1.1ab

      622a

      31.8b

      APP

      262.9a

      24.5a

      20.2a

      0.5b

      620a

      33.4a

      注:同列不同小寫字母表示差異顯著(P0.05),百粒重為烘干重量。



      3.2不同處理磷的利用率差異


      由表2.3.2可見,輕度鹽堿地玉米當季磷肥利用率,聚磷酸銨處理高達67.3%,顯著高于一銨、二銨對照處理,且分別高出31.9、46.9個百分點。說明在鹽堿土壤上相比于一銨、二銨,聚磷酸銨更易被作物吸收、利用,更有利于作物生長發育。



      3.2各處理磷肥利用率


      處理

      籽粒磷含量/%

      穗軸磷含量/%

      莖稈磷含量/%

      葉片磷含量/%

      畝磷累積量/kg

      磷利用率/%

      CK0

      0.368

      0.074

      0.069

      0.151

      5.48

      /

      CK1

      0.297

      0.053

      0.045

      0.086

      7.52

      20.5

      CK2

      0.412

      0.050

      0.048

      0.113

      9.02

      35.4

      APP

      0.506

      0.047

      0.091

      0.179

      12.21

      67.3

      磷利用率=(施磷小區畝磷累積量-磷空白小區畝磷累積量)/小區畝施磷量*100%


      4 聚磷酸銨對甘肅馬鈴薯的產量及磷利用率的影響


      4.1聚磷酸銨對馬鈴薯產量的影響


      馬鈴薯成熟時各處理按小區單獨計產,由表2.4.1-1可見,聚磷酸處理(APP)馬鈴薯單位面積商品薯產量在所有處理中最高,達1257kg/666.7m2,且顯著高于一銨(CK2)、二銨處理(CK1),分別較一銨、二銨增產105%44%,不施磷肥空白對照處理(CK0)單位面積產量顯著低于其他處理。2017年甘肅景泰縣馬鈴薯受災嚴重,分別遭受了冰雹以及膨大期高溫缺水,整體產量都較往年偏低,在此情況下,聚磷酸銨仍表現出較好的商品率和產量,各項農藝指標也顯著優于對照組(見表2.4.1-2)。


      4.1-1各處理馬鈴薯的產量


      處理

      單位面積總產量/

      (kg·666.7m2)

      商品率/

      %

      商品薯產量/

      (kg·666.7m2)

      增產率/(±%)

      CK1

      CK2

      CK0

      1053

      45.5

      479

      -33.9

      -21.6

      CK1

      1248

      58.1

      725

      0

      18.7

      CK2

      1059

      57.7

      611

      -15

      0.0

      APP

      1791

      70.2

      1257

      73

      105

      注:將單薯重≥70克、非畸形的薯塊定為商品薯;將單薯重<70克、畸形的薯塊定為淘汰薯,在馬鈴薯主產區這部分薯塊直接進入淀粉廠,價格要比商品薯便宜的多;這里的商品率為重量商品率,是商品薯重量占薯塊總量的比例;當地商品薯收購價為1.4/kg、淘汰薯0.5/kg左右。

      4.1-2各處理成熟期馬鈴薯主要農藝指標


      處理

      植株株高/

      Cm

      植株塊莖干重/

      g

      植株莖桿干重/g

      植株葉子干重/

      g

      塊莖淀粉含量/%

      CK0

      101.4

      190.8

      125.2

      31.5

      20.5

      CK1

      120.7

      214.4

      147.6

      38.2

      14.7

      CK2

      91.6

      210.4

      163.7

      37.5

      17.0

      APP

      217.4

      319.4

      232.8

      59.6

      18.4


      4.2不同處理磷的利用率差異


      由表2.4.2可見,輕度鹽堿地上,聚磷酸銨處理組的地上部磷素含量顯著最高;馬鈴薯當季磷肥利用率,聚磷酸銨處理高達59.3%,較一銨、二銨對照處理分別高出43.6、42.9個百分點。說明在鹽堿土壤上相比于一銨、二銨,聚磷酸銨更易被馬鈴薯吸收、利用,更有利于作物生長發育。


      4.2各處理磷肥利用率


      處理名稱

      塊莖磷含量/%

      莖稈磷含量/%

      葉子磷含量/%

      畝磷累積量/kg

      磷利用率%

      CK0

      0.219

      0.065

      0.172

      4.19

      /

      CK1

      0.277

      0.075

      0.176

      5.83

      16.4

      CK2

      0.255

      0.083

      0.237

      5.76

      15.7

      APP

      0.301

      0.103

      0.231

      10.12

      59.3

      磷利用率=(施磷小區作物畝磷累積量-磷空白小區作物畝磷累積量)/小區畝施磷量*100%


      5 含聚磷酸銨的復合肥對山東蘋果的產量影響


      由表2.5可見,施用了含40%聚磷酸銨(以P2O5計)的18-18-18復合肥后,蘋果產量顯著提高(CK1),畝增產率達28.6%。經農戶反應,主要是通過提高了單果大小而增產,因此,農戶認為該款肥料不僅可以提高產量,還可以提高果品,增加經濟效益。


      5 蘋果試驗地塊各處理產量


      處理

      地塊面積/ m2

      單位產量kg/666.7m2

      增產率/%

      CK0

      446.6

      1044

      /

      CK1

      893.4

      1343

      28.6


      三、結論

      1在土壤肥力較高的四川盆地,聚磷酸銨(14-65-0)可以顯著提高萵筍、芹菜的產量,并能顯著提高磷肥的當季利用率。

      2)在土壤磷輕度缺乏的甘肅鹽堿地,聚磷酸銨(14-65-0)可以顯著提高玉米、馬鈴薯的產量,提高磷肥的當季利用率。

      3)在土壤肥力豐富的山東棲霞,施用含聚磷酸銨(14-65-0)的復合肥,可以大幅提高幼齡果樹的產量,提高果品質量。


      參考文獻:

      1】張福鎖,王激清,張衛峰,等。中國主要糧食作物肥料利用率現狀與提高途徑【J】。土壤學報,2008,455):915-924


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