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(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素之一，對作物高產(chǎn)和保持品種的優(yōu)良特性有明顯作用。但磷肥用量大、磷利用率低的問題持續(xù)困擾著我國農(nóng)業(yè)。據(jù)統(tǒng)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(fā)水體富營養(yǎng)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(nóng)業(yè)投入、提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，改善土壤環(huán)境，是農(nóng)業(yè)專家也是磷肥產(chǎn)業(yè)亟需解決的一個關鍵問題。本文根據(jù)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(zhèn)
供試土壤為沖積油砂壤土，耕層土壤pH值5.8，土壤有機質(zhì)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(zhèn)
供試土壤為輕度鹽堿土，質(zhì)地中壤，耕層土壤pH值7.8，土壤有機質(zhì)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(zhèn)
供試土壤為微酸性棕壤，耕層土壤pH值6.0，土壤有機質(zhì)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(zhèn)
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。
表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 |
表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(zhèn)
每種作物各四個處理，根據(jù)當?shù)亓晳T施肥，玉米各處理氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）純養(yǎng)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(yǎng)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。
表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 | 無 | 硫酸鉀 |
2 | CK1 | 當?shù)亓晳T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 | APP【14-65-0】 | 硫酸鉀 |
2.3山東省棲霞市觀里鎮(zhèn)
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(guī)對照為15-15-15的硫基復合肥，試驗對照為川恒股份研發(fā)的18-18-18復合肥，其中聚合態(tài)P2O5的占比為40%。具體施肥量及設置如下表所示。
表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?shù)亓晳T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(yǎng)分規(guī)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(chǎn)。
二、試驗結(jié)果
1 聚磷酸銨對四川芹菜的產(chǎn)量及磷利用率的影響
1.1聚磷酸銨對芹菜產(chǎn)量的影響
由表2.1.1可見，等養(yǎng)分聚磷酸銨處理（APP-1）相比磷酸一銨，可顯著提高芹菜產(chǎn)量，增產(chǎn)率高達24.4%。將施肥量（按P2O5計）減半后（APP-2），芹菜產(chǎn)量與2倍養(yǎng)分的磷酸一銨處理組相當，說明聚磷酸銨的利用率更高。
表1.1各施肥處理的芹菜產(chǎn)量
處理名稱 | 每畝植株數(shù) | 單位面積產(chǎn)量/ (kg·666.7m2) | 與CK相比增產(chǎn)率/(±%) | 與MAP相比增產(chǎn)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?shù)停挥?/span>3.8%，而施用等養(yǎng)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(chǎn)量，提高磷利用率，降低磷資源的浪費。
表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 |
| / | |
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(qū)植株磷含量*單位面積干重-磷空白小區(qū)植株磷含量*單位面積干重）/小區(qū)單位面積施磷量*100%
2 聚磷酸銨對四川萵筍的產(chǎn)量及磷利用率的影響
2.1聚磷酸銨對萵筍產(chǎn)量的影響
萵筍收獲時各處理按小區(qū)單獨計產(chǎn)，由表2.2.1可見，等養(yǎng)分聚磷酸銨處理（APP-1）相比磷酸一銨，可顯著提高萵筍產(chǎn)量，增產(chǎn)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(chǎn)量，增產(chǎn)率達31.9%。
表2.1各施肥處理的萵筍產(chǎn)量
處理名稱 | 每畝植株數(shù) | 單位面積產(chǎn)量/ (kg·666.7m2) | 與CK相比增產(chǎn)率/(±%) | 與MAP相比增產(chǎn)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(yǎng)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(yǎng)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。
表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(shù) | 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(qū)植株磷累積量*單位面積株數(shù)-磷空白小區(qū)植株磷累積量*單位面積株數(shù)）/小區(qū)單位面積施磷量*100%
3 聚磷酸銨對甘肅玉米的產(chǎn)量及磷利用率的影響
3.1聚磷酸銨對玉米產(chǎn)量的影響
玉米成熟時各處理按小區(qū)單獨計產(chǎn)，由表2.3.1-1可見，聚磷酸處理（APP）玉米單位面積產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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?shù)亓晳T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(jié)實率、增加粒重的作用。
表3.1-1各處理玉米的產(chǎn)量
處理 | 測產(chǎn)籽粒重/ (kg·29.7m2) | 籽粒含水率/ % | 單位面積產(chǎn)量/ (kg·666.7m2) | 增產(chǎn)率/(±%) | |
較CK1 | 較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（P＜0.05）；各處理單位面積產(chǎn)量已折算為15%含水率的數(shù)值。
表3.1-2各處理成熟期玉米主要農(nóng)藝指標
處理 | 株高/ Cm | 莖粗/ mm | 穗長/ cm | 禿尖長/ cm | 穗粒數(shù) | 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（P＜0.05），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(fā)育。
表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(qū)畝磷累積量-磷空白小區(qū)畝磷累積量）/小區(qū)畝施磷量*100%
4 聚磷酸銨對甘肅馬鈴薯的產(chǎn)量及磷利用率的影響
4.1聚磷酸銨對馬鈴薯產(chǎn)量的影響
馬鈴薯成熟時各處理按小區(qū)單獨計產(chǎn)，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(chǎn)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(chǎn)105%和44%，不施磷肥空白對照處理（CK0）單位面積產(chǎn)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(chǎn)量都較往年偏低，在此情況下，聚磷酸銨仍表現(xiàn)出較好的商品率和產(chǎn)量，各項農(nóng)藝指標也顯著優(yōu)于對照組（見表2.4.1-2）。
表4.1-1各處理馬鈴薯的產(chǎn)量
處理 | 單位面積總產(chǎn)量/ (kg·666.7m2) | 商品率/ % | 商品薯產(chǎn)量/ (kg·666.7m2) | 增產(chǎn)率/(±%) | |
較CK1 | 較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(chǎn)區(qū)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?shù)厣唐肥硎召弮r為1.4元/kg、淘汰薯0.5元/kg左右。
表4.1-2各處理成熟期馬鈴薯主要農(nóng)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(fā)育。
表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(qū)作物畝磷累積量-磷空白小區(qū)作物畝磷累積量）/小區(qū)畝施磷量*100%
5 含聚磷酸銨的復合肥對山東蘋果的產(chǎn)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(chǎn)量顯著提高（CK1），畝增產(chǎn)率達28.6%。經(jīng)農(nóng)戶反應，主要是通過提高了單果大小而增產(chǎn)，因此，農(nóng)戶認為該款肥料不僅可以提高產(chǎn)量，還可以提高果品，增加經(jīng)濟效益。
表5 蘋果試驗地塊各處理產(chǎn)量
處理 | 地塊面積/ m2 | 單位產(chǎn)量kg/666.7m2 | 增產(chǎn)率/% |
CK0 | 446.6 | 1044 | / |
CK1 | 893.4 | 1343 | 28.6 |
三、結(jié)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)量，提高果品質(zhì)量。
參考文獻：
【1】張福鎖，王激清，張衛(wèi)峰，等。中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑【J】。土壤學報，2008,45（5）：915-924
