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            聚磷酸銨在不同作物上的應用研究【2016-2017年度】

             2022-08-27    華宏生物

            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)。


            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


            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%


            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%


            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%


            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%


            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。


            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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