聚磷酸銨在不同作物上的應用研究

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20108,馬鈴薯各處理氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)純養分施入量(kg/666.7m2)分別為121020。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31.946.9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43.642.9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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