甜菜多功能专用肥配方筛选及经济效益最佳施用量研究

秦超，陈修斌

（1.河西学院农业与生物技术学院，甘肃张掖734000；2.张掖市水务局，甘肃张掖734000）

甜菜多功能专用肥配方筛选及经济效益最佳施用量研究

秦超1，2，陈修斌1*

（1.河西学院农业与生物技术学院，甘肃张掖734000；2.张掖市水务局，甘肃张掖734000）

在甘肃省河西走廊的盐化潮土上，进行了甜菜多功能专用肥配方筛选及经济效益最佳施用量的研究。结果表明：甜菜多功能专用肥配方组合为：有机碳肥0.9375∶保水剂0.0025∶甜菜专用肥0.0563∶聚乙烯醇0.0037。甜菜多功能专用肥施用量（x）与甜菜块根产量（y）间的肥料效应回归方程为：y= 72.79+1.843x-0.0217x2，经济效益最佳施用量为24.08t/hm2，块根理论产量为104.60t/hm2。施用甜菜多功能专用肥与传统化肥比较，甜菜叶丛高度、叶丛鲜重、根体长度、根直径、单根重和根产量分别增加6.52%、6.40%、6.42%、6.66%、5.00%和5.27%，施肥利润和肥料投资效率分别增加0.23万元/hm2和0.42元/元。

甜菜；多功能专用肥；配方；经济效益最佳施用量

甘肃省河西走廊从国外引进的甜菜新品种有：IM802、IM813、KWS5440、KWS8412、ST14991、ST21916、SD21916、ST13992、ADV0413、BETA064、新甜饲2号、内甜抗203、农大2012、甜研309、内2499、内28102等，建成了甜菜生产基地1.5万hm2，年产甜菜块根120万t，甜菜产业已发展成为本区农民增收，企业增效的重要支柱产业之一。目前日益凸显的主要问题是：种植面积大，连作年限长，土壤养分比例失衡，缺素的生理性病害经常发生；有机肥料投入量严重不足，化肥超量施用，不但增加了施肥成本，而且导致土壤板结，贮水功能削弱；市场上销售的复混肥有效成分和比例不符合本区土壤养分现状和甜菜对养分的吸收比例，且不具备保水、改土功效，影响了本区甜菜产业的可持续发展。因此，研究和开发甜菜多功能专用肥成为复混肥研发的关键所在。近年来，有关复混肥研究受到了广泛关注[1]，但甜菜多功能专用肥对甜菜经济效益的影响未见文献报道。针对上述存在的问题，本文应用改土培肥理论，选择土壤结构改良剂——聚乙烯醇[2-3]、保水剂[4-5]、自主研发的有机碳肥和甜菜专用肥4种原料，采用正交试验方法，筛选出了配方，合成了甜菜多功能专用肥[6-9]，在甘肃省张掖市甘州区三闸镇的盐化潮土上进行了验证试验，以便对甜菜多功能专用肥的肥效做出确切的评价。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况试验于2011—2016年在甘肃省张掖市甘州区三闸镇高寨村一社实施，试验地海拔高度1431m，经度100°13′59″，纬度39°00′07″，年均温7.50℃，年均降水量116mm，年均蒸发量2200mm，无霜期150d。土壤类型是盐化潮土[10]，0～20 cm土层含有机质12.35g/kg，碱解氮35.34 mg/kg，速效磷6.52mg/kg，速效钾122.36mg/kg，有效硼0.43mg/kg，有效锰8.12mg/kg，有效铜1.43mg/kg，有效锌0.32mg/kg，有效铁4.50mg/ kg，有效钼0.11mg/kg，可溶性盐2.25mg/kg，pH值8.36，容重1.52g/cm3，总孔隙度42.64%，土壤质地为沙壤质土，前茬作物是甜菜。

1.1.2 参试材料尿素，含N 46%，粒径为2～3 mm；磷酸二铵，含N 18%，P2O546%；硫酸钾，含K 50%，粒径为2～3 mm；硫酸锌，含Zn 23%；硼酸，含B 17.50%，钼酸铵，含Mo 54.3%；生物菌肥，有效活菌数≥20亿个/ g；甜菜专用肥（自主研发），将硫酸钾、尿素、磷酸二铵、硫酸锌、硼酸、钼酸铵重量比按0.5075∶0.3082∶0.1511∶0.0242∶0.0060∶0.0030混合，含N 15.42%，P2O56.95%，K2O 25.38%，Zn 0.56%，B 0.11%，Mo 0.16%。改性糠醛渣[11-13]：在糠醛渣中加入4%碳酸氢铵，将pH值调整到7.50，含有机碳76%，全氮0.66%，全磷0.36%，全钾1.18%，粒径1～2 mm；有机碳肥（自主研发），将改性糠醛渣、生物菌肥风干重量比按0.98∶0.02混合，含有机质74.49%，全氮0.60%，全磷0.35%，全钾1.16%，pH值为6.50，聚乙烯醇：粒径0.05～2 mm；保水剂，吸水倍率645g/g，粒径1～2mm。甜菜品种为张甜201，由甘肃省张掖市农科院选育。

1.2试验方法

1.2.1 试验处理试验一，甜菜多功能专用肥配方确定。2011—2012年每年的4月30日，选择有机碳肥、保水剂、甜菜专用肥和聚乙烯醇4个因素，每个因素设计3个水平，按正交表L9（34）设计9个处理[14]（表1）。

试验二，甜菜多功能专用肥经济效益最佳施用量研究。甜菜多功能专用肥产品合成：2013—2014年每年的4月30日，将有机碳肥、保水剂、甜菜专用肥、聚乙烯醇重量比按0.9375：0.0025：0.0563：0.0037混合得到甜菜多功能专用肥，含有机质69.83%，N1.46%，P2O50.72%，K2O

2.52 %，Zn 0.03%，B 0.01%，Mo 0.01%。

试验处理：将甜菜多功能专用肥施用量梯度设计为0.00（CK），4.80，9.60，14.40，19.20，24.00，28.80 t/hm2共7个处理，以处理1为CK（对照），每个处理重复3次，随机区组排列。

试验三，甜菜多功能专用肥与传统化肥比较试验。2015—2016年每年的4月30日，在纯N、P2O5、K2O、Zn、B和Mo投入量相等的条件下（纯N 350.40kg/hm2+P2O5172.80 kg/hm2+K2O 604.70 kg/hm2+Zn 7.20kg/hm2+ B 2.40kg/hm2+Mo 2.40kg/hm2），试验共设计3个处理：处理1，对照（不施肥）；处理2，传统化肥（尿素614.74kg/hm2+磷酸二铵375.65kg/hm2+硫酸钾1209.60 kg/hm2+硫酸锌31.30 kg/hm2+硼酸13.71kg/hm2+钼酸铵4.42 kg/hm2）；处理3，甜菜多功能专用肥24t/hm2。每个试验处理重复3次，随机区组排列。

1.2.2 种植方法上述3个试验均在同一块地上连续定点试验2年，每个试验小区面积为32m2（8m×4m），小区四周筑埂，埂宽30cm，高35cm，甜菜多功能专用肥、磷酸二铵、硫酸钾、硫酸锌、硼酸和钼酸铵在播种前施入20cm土层做底肥，尿素分别在甜菜生长盛期和块根膨大期结合灌水追施，追肥方法为穴施。2011—2016每年的4月26日播种，株距24cm，行距50cm，分别在播种后、播种15d后、生长盛期、块根膨大期各灌水1次，每个试验小区灌水量相等。

1.2.3 测定项目与方法甜菜收获时分别在每个试验小区按照对角线采样方法设计5个采样点，每个样点按顺序采集10株，分别测定叶丛高度、叶丛鲜重、根体长度、根直径和单株块根重，根直径采用游标卡尺法测定。每个试验小区单独收获，将小区产量折合成公顷产量进行统计分析。

1.2.4 数据处理方法差异显著性采用SPSS 10.0统计软件分析，多重比较，LSR检验法。依据经济效益最佳施用量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c求得甜菜多功能专用肥最佳施用量（x0）[15]，依据肥料效应回归方程式y= a+bx+cx2，求得甜菜多功能专用肥最佳施用量时的甜菜理论产量（y）[16]。

表1 L（3）正交试验设计编码及用量

2 结果与分析

2.1 甜菜多功能专用肥配方确定

连续定点试验2年后，于2012年9月26日甜菜收获后从测定数据（表2）可以看出，不同因素间的效应（R）是C＞A＞B=D，说明影响甜菜块根产量的因素依次是：甜菜专用肥（R=44.88）＞有机碳肥（R=38.05）＞保水剂（R=31.21）和聚乙烯醇（R=31.21）。比较T值可知，TA2＞TA1＞TA3，说明甜菜块根产量随有机碳肥施用量梯度的增大而增加，当有机碳肥施用量超过22.50 t/hm2，甜菜块根产量又随有机碳肥施用量梯度的增大而降低。TB1＞TB2＞TB3，说明保水剂适宜用量一般为0.06t/hm2。TC3＞TC2＞TC1，TD3＞TD2＞TD1说明随着甜菜专用肥和聚乙烯醇施用量梯度的增加，甜菜根产量在增加，甜菜专用肥和聚乙烯醇适宜用量一般为1.35t/hm2和0.09t/hm2。因素间最佳组合为，A2：22.50t/hm2，B1：0.06t/hm2，C3：1.35t/hm2，D3：0.09t/hm2，将有机碳肥、保水剂、甜菜专用肥、聚乙烯醇重量比按0.9375∶0.0025∶0.0563∶0.0037混合得到甜菜多功能专用肥。

表2 L(3)正交试验分析

2.2不同剂量甜菜多功能专用肥施用量对甜菜农艺性状及经济性状和效益的影响

2.2.1 对农艺性状和经济性状的影响连续定点试验2年后，于2014年9月26日甜菜收获后从测定数据（表3）可以看出，随着甜菜多功能专用肥施用量梯度的增加，农艺性状在递增。农艺性状和经济性状最大的是甜菜多功能专用肥施用量28.80t/hm2，与CK比较，叶丛高度、叶丛鲜重、根体长度、根直径和单株块根重分别增加58.56%、39.58%、48.14%、39.38%和47.13%，差异极显著（P＜0.01）。经相关分析，甜菜多功能专用肥施用量与叶丛高度、叶丛鲜重、根体长度、根直径和单株块根重之间呈显著的正相关关系，相关系数（R）分别为0.8756、0.9365、0.9239、0.9552和0.9823。

2.2.2 对根产量的影响由表3可知，随着甜菜多功能专用肥施用量梯度的增加，甜菜块根产量在递增。甜菜多功能专用肥施用量28.80t/hm2，平均块根产量最高为106.63t/hm2，与CK比较，增产46.49%，差异极显著。经相关分析，甜菜多功能专用肥施用量与块根产量之间呈显著的正相关关系，相关系数（R）为0.9817。

表3 不同剂量甜菜多功能专用肥对甜菜农艺、经济性状和经济效益的影响

2.2.3 对经济效益的影响甜菜多功能专用肥施用量由4.80 t/hm2递增到24.00 t/hm2，施肥利润随着甜菜多功能专用肥施用量梯度的增加在递增，当甜菜多功能专用肥施用量超过24.00t/hm2时，施肥利润开始递减，由此可见，以经济效益衡量甜菜多功能专用肥适宜施用量一般为24.00t/hm2。

2.2.4 甜菜多功能专用肥最佳施用量的确定将表3甜菜多功能专用肥施用量与甜菜块根产量间的关系采用回归方程y=a+bx+cx2拟合，得到的回归方程：y=72.79+1.843x-0.0217x2………………（1）

对回归方程进行显著性测验的结果表明回归方程拟合良好。甜菜多功能专用肥价格（Px）为279.63元/t，2013—2014年甜菜块根平均售价（Py）为350.00元/t，将（Px）、（Py）、回归方程的参数b和c，代入最佳施用量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c，求得甜菜多功能专用肥经济效益最佳施用量（x0）为24.08t/hm2，将x0代入（1）式，求得甜菜块根理论产量（y）为104.60t/hm2，回归分析结果与田间试验处理6施用量24.00t/hm2相吻合。

2.3 甜菜多功能专用肥与传统化肥对比对甜菜经济效益的影响

2.3.1 对农艺性状和经济性状的影响连续定点试验2年后，于2016年9月26日甜菜收获时由测定数据（表4）可以看出，甜菜多功能专用肥和传统化肥对甜菜农艺性状及经济性状和根产量的效应变化顺序依次为：甜菜多功能专用肥＞传统化肥＞对照。施用甜菜多功能专用肥与传统化肥比较，甜菜叶丛高度、叶丛鲜重、根体长度、根直径、单根重和根产量分别增加6.52%、6.40%、6.42%、6.66%、5.00%和5.27%，差异显著（P＜0.05）；与对照比较，分别增加56.94%、37.11%、45.21%、36.48%、41.57%和42.00%，差异极显著（P＜0.01）。施用传统化肥与对照比较，甜菜叶丛高度、叶丛鲜重、根体长度、根直径、单根重和根产量分别增加47.33%、28.87%、36.46%、27.95%、34.83%和34.89%，差异极显著（P＜0.01）。

2.3.2 对经济效益的影响由表4可知，不同处理甜菜增产值、施肥利润由大到小的变化顺序依次为：甜菜多功能专用肥＞传统化肥，施用甜菜多功能专用肥增产值、施肥利润和肥料投资效率分别为1.09万元/hm2、0.42万元/hm2和0.63元/元，与传统化肥比较，分别增加0.19万元/hm2、0.23万元/hm2和0.42元/元。

表4 甜菜多功能专用肥与传统化肥对甜菜的效应比较

3 结论

研究结果表明：将有机碳肥、保水剂、甜菜专用肥、聚乙烯醇重量比按0.9375∶0.0025∶0.0563∶0.0037混合得到的甜菜多功能专用肥，与甜菜农艺性状、经济性状和产量呈显著的正相关关系。经回归统计分析甜菜多功能专用肥经济效益最佳施用量为24.08t/hm2，甜菜理论产量为104.60t/hm2。施用甜菜多功能专用肥与传统化肥比较，甜菜农艺性状、经济性状和块根产量由大到小的变化顺序依次为：甜菜多功能专用肥＞传统化肥＞对照。在甘肃河西走廊施用甜菜多功能专用肥，提高了甜菜的经济效益。

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Study on Formula Screening of Multi-functional Special Fertilizer of Sugar Beet and Application Rate for Optimum Economic Benefits

QIN Chao1,2，CHEN Xiu-bin1*
(1.College of Agriculture and Biology Technology,Hexi University,ZhangYe,Gansu 734000；2.Zhangye Bureau of Water Resources,Zhangye,Gansu 734000)

The formula selection of multi-functional special fertilizer of sugar beet and application rate for optimum economic benefits were studied in salinization moisture soil of the Hexi corridor.The results showed that the formula of multi-functional fertilizer of sugar beet was:organic carbon fertilizer 0.9375:aquasorb 0.0025:beet specific fertilizer 0.0563:POVAL 0.0037.The regression equation of multi-functional special fertilizer(x)and root yield of sugar beet(y)was:y=72.79+1.843 x-0.0217 x2.The theoretical root yield of sugar beet was 104.60 t/ha when fertilizer application rate for optimum economic benefit was 24.08 t/ha.Compared with traditional fertilizer,the plant height,fresh plant weight,root length,root diameter,single root weight and root yield of sugar beet increased by 6.52%,6.40%,6.41%,6.40%,5.00%and 5.27%,respectively;fertilization profit and investment efficiency increased by 2300 yuan/ha and 0.42 yuan/yuan.

beet;multi-functional special fertilizer;formula;application rate for optimum economic benefits

S566.3

A

1007－2624（2017）02－0024－04

10.13570/j.cnki.scc.2017.02.008

2016-11-14

甘肃科技支撑计划农业类（144NKCA241）。

秦超（1988-），男，学士，主要研究方向：植物营养与施肥；E-mail：qinjiahai123@163.com。

陈修斌（1968-），男，河南邓州市人，硕士研究生，教授，研究方向：新型肥料开发；E-mail：qinjiahai123@163.com。