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富磷垃圾肥对大豆营养及产量、品质的影响
我国有74%的耕地土壤缺磷,在农业种植中磷素的利用率又极低,当季利用率仅为10%~25%,是作物产量的重要限制因子[1]。目前,我国农用磷肥主要是磷矿粉经加工而成,需要大量硫酸,生产成本较高,长期施用不仅造成土壤板结,也会污染环境。磷矿粉如直接施用于土壤时,肥效又受许多因素限制[2]。如何在我国磷资源有限的情况下研究和总结一套能在农业生产中应用的生物学途径,以维持土壤的磷供应水平,是广大科研工作者普遍关心的课题。城市生活垃圾在堆肥过程中将产生大量的有机弱酸类物质,其对难溶性磷的溶解能力已在土壤中得到证实[3-5];另外堆肥过程中产生的腐殖酸类物质也可以对难溶性磷有一定的络合能力[6];同时,堆肥过程中微生物的活动也可将一部分磷固定在体内。因此,通过生活垃圾堆肥对难溶性磷进行转化,可使堆肥中形成较多的易矿化的有机态磷及可溶性磷,施用于土壤后可提高磷素的有效性。本研究通过利用生活垃圾堆肥与难溶性磷生产富磷垃圾肥,并进行田间试验,探讨富磷垃圾肥对大豆营养物质的积累、作物产量及质量的影响。
1材料与方法
1.1供试材料
供试大豆品种为东农43;供试土壤为东北农业大学院内试验地黑土,土壤的基础理化性状为pH7.43、有机质33.21g/kg、碱解氮65.27mg/kg、OlsenP38.46mg/kg、速效钾(NH4OAc浸提法测定)50.43mg/kg。
试验用化肥为:尿素(N)46%、磷酸二铵(P2O5),46%、硫酸钾(K2O),50%;腐熟鸡粪:取自东北农业大学养鸡厂,各养分总含量为:N1.35%、P2O50.75%、K2O1.05%。
腐熟垃圾肥:取自大庆美商集团城市生活垃圾堆肥厂,堆肥后各养分总量为N1.12%、P2O50.70%、K2O0.92%。富磷垃圾肥:将200g磷矿粉(全P2O528.27%;粒度<0.149mm)与5kg干燥的生活垃圾(与本试验用腐熟垃圾肥堆肥前的成分完全相同)混匀,装入透气尼龙网袋,埋入大庆美商堆肥厂垃圾发酵条形堆中,其堆肥条件及垃圾理化性质与工厂化工艺相同[7-8]。堆肥结束后,获得富磷垃圾肥,其养分为N1.12%、P2O53.01%、K2O0.96%;有机态磷(P2O5)含量为(硫酸与氢氧化钠浸提法)0.82%。
1.2试验设计
盆栽试验于2004年5月于东北农业大学院内试验地进行。设化肥(CK)、垃圾肥(MSW)、富磷垃圾肥(PMSW)及腐熟鸡粪(HF)等4个处理,3次重复。各处理与富磷垃圾肥处理(施用量为3000kg/hm2)同一磷水平,即P2O5含量90kg/hm2;N、K施用量为N60kg/hm2、K2O45kg/hm2。各有机肥处理N、P、K施入量经计算后,其施用量不足,采用化肥补充,使各处理N、P2O5、K2O施用总量相同,其肥料施用量见表1。各处理肥料均以种肥施入。试验用盆每盆装土15kg,每盆种植大豆3株。收获后测定大豆植株养分含量、子粒产量及品质。
1.3测定内容和方法
大豆植株、子粒中N、P、K测定采用H2SO4-H2O消化,N用蒸馏法、P用钼锑抗比色法、K用火焰光度计法;Ca、Mg采用原子吸收法;脂肪酸采用气相色谱法;氨基酸组分采用氨基酸自动分析仪测定。
表1各处理肥量施用量(kg/hm2)
2结果与分析
2.1各营养元素在大豆植株各器官分布
试验结果表明(表2),有机肥处理大豆子粒、茎、根中N、P、K的含量明显高于CK。其中,PMSW处理大豆植株各器官N、P、K含量明显优于其它处理,垃圾肥与鸡粪处理之间有增有减。大豆子粒中Ca的含量同样以处理PMSW最高,而Mg含量各处理之间差异不显著。
2.2对大豆产量、蛋白质含量影响
表3看出,不同有机肥处理大豆增产效果明显,与CK相比,MSW、PMSW、HF各处理大豆子粒产量依次增加267.7、37.14、286.8kg/hm2;蛋白质含量分别增加1.02、1.92、1.14个百分点。统计分析表明,PMSW处理在提高大豆产量与蛋白质含量方面明显优于其它处理;MSW与HF处理差异不显著,但与化肥处理相比差异极显著。
表2不同处理大豆收获后器官中氮、磷、钾分配(%)
注:不同大小字母表示差异达1%和5%显著水平。下同。
表3不同处理对大豆产量、蛋白质含量的影响
2.3对氨基酸组分的影响
施用有机肥,大豆子粒中氨基酸的总量与必需氨基酸的含量比施化肥都有明显增加(表4),MSW、PMSW和HF处理氨基酸总量比对照增加了0.85、1.86和1.08个百分点;必需氨基酸增加幅度依次为0.53、1.94、和0.51个百分点,其中必需氨基酸增加的幅度明显高于总氨基酸,特别是PMSW处理,比MSW增加了1.01个百分点,比HF处理增加了0.78个百分点;而必需氨基酸PMSW处理分别比MSW和HF处理增加了1.41和1.43个百分点。这主要是由于在作物生育期内,PMSW处理土壤中磷素的供应

