论文部分内容阅读
摘要 以鲁麦22为试材，研究微晶化磷矿粉对小麦生长、吸磷量及产量的影响。结果表明：微晶化磷矿粉能显著提高小麦分蘖数，促进植株生长，增加叶片SPAD值和干物质含量；也可以促进小麦秸秆和籽粒磷素的积累；还可以提高小麦产量。微晶化磷矿粉较过磷酸钙节约成本202.5元/hm2，纯收入增加0.69%，有利于农民增收。由此认为，微晶化磷矿粉是一种增产、经济的新型磷肥。
关键词 微晶化；磷矿粉；小麦
中图分类号 S143.3 1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）14-0009-02
磷是植物生长发育的必需营养元素之一，而磷肥是农业生产的重要物质保障。我国磷肥生产主要采用湿法磷酸工艺，占我国磷肥总产量的90%以上[1]。但酸法生产磷肥一方面消耗大量的硫酸，加剧我国硫资源的紧张程度，另一方面酸法对磷矿的品位要求较高，增加选矿的成本[2]，其尾砂与磷石膏的排放也必然导致磷矿资源的浪费与环境恶化。国内外很多学者认为磷矿粉可以作为磷肥直接施用，并且可以取得良好的效果[3-6]。该试验以小麦为试材，研究微晶化磷矿粉对小麦生长、吸磷量及产量的影响，并进行经济效益分析评价，以为微晶化磷矿粉的推广使用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在泰安市岱岳区马庄镇夏马村，土壤质地为轻壤土，试验前选取的0～20 cm耕层土混合土样的基本理化性状：有机质26.37 g/kg，全氮1.54 g/kg，全磷0.45 g/kg，全钾16.5 g/kg，碱解氮83.37 mg/kg，速效磷21.5 mg/kg，速效钾150.0 mg/kg，pH值6.97（水土比5∶1）。
1.2 试验材料
供试小麦品种：鲁麦22。
供试肥料：微晶化磷矿粉，原矿产地为湖北荆门，其P2O5含量为15.95%，CaO 44.25%、MgO 1.93%、Fe2O3 1.60%Al2O3 1.99%、SiO2 9.4%、F 2.44%、CO2 3.74%。由山东滨州清大责任有限公司加工制备成普通磷矿粉（100目筛下）和微晶化磷矿粉（1 200目筛下）；尿素（纯N 46.2%）、氯化钾（K2O 60%）和过磷酸钙（P2O5 16%）。
1.3 试验设计
试验共设4个处理，分别为常规施肥处理（SP）：施用过磷酸钙750 kg/hm2；普通磷矿粉处理（P1）：施磷量等同于SP处理，施用普通磷矿粉750 kg/hm2；微晶化磷矿粉处理（P2）：施磷量等同于SP处理，施用微晶化磷矿粉750 kg/hm2，以不施磷肥作对照（CK）。4个处理施用的尿素与氯化钾一致，均分别为450 、90 kg/hm2。3次重复，随机区组排列，小区面积30 m2。
1.4 试验实施
磷、钾肥混匀后作底肥一次性撒施，尿素2/3作基肥，1/3在小麦拔节期作追肥。小麦生长期间其他管理均保持一致。
1.5 测定项目与分析方法
小麦株高用精度0.02 mm游标卡尺测定，叶片叶绿素用便携式SPAD-502叶绿素仪测定。小麦地上部用蒸馏水洗净，105 ℃条件下杀青30 min，70 ℃条件下烘干称重。样品粉碎过筛后，用H2SO4-H2O2消煮，钼锑抗比色法测定植株含磷量。采用Excel 2007、SPSS 18.0和OriginPro 8.0处理数据。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对小麦生长的影响
小麦的分蘖数、茎高和干重是表征植株健康生长的关键指标，也是影响小麦生物学产量的重要因子；叶片叶绿素含量直接影响植株的光合作用，进而影响植株干物质的合成与积累。从表1可以看出，与不施磷肥（CK）相比，施用磷肥可以促进小麦苗期的分蘖和拔节期植株的生长，增加小麦叶绿素含量和地上部分有机物质积累。不同磷肥品种对小麦生长发育的影响不同。3个等磷量施肥处理中，施用过磷酸钙SP处理的分蘖数、株高、SPAD值和地上部分干重数值均最大，效果最好；其次为微晶化磷矿粉P2处理，上述各项值与SP处理相比差异均不显著（p＞0.05），与SP处理效果相当；普通磷矿粉P1处理效果最差。说明等磷量施用微晶化磷矿粉对促进小麦生长发育有着积极的作用，效果与习惯用肥过磷酸钙相当，并优于普通磷矿粉。
2.2 不同施肥处理对收获期小麦含磷量的影响
植株含磷量的大小反映了土壤供磷能力和施用肥料的有效性。不同施肥处理下，小麦地上部分的含磷量分布情况见图1。从总体看，施用磷肥有利于小麦对磷素的吸收与体内积累，磷素在籽粒中的分布明显高于秸秆。4个施肥处理秸秆和籽粒中的含磷量从大到小的顺序为：SP＞P2＞P1＞CK，这与小麦生长的各项指标变化趋势一致。与不施磷肥（CK）相比，除施用普通磷矿粉P1处理籽粒中的含磷量外，施磷3个处理在秸秆和籽粒中含磷量与CK的差异均达到显著水平（p＜0.05）。3个等磷量施肥处理中，施用过磷酸钙SP处理小麦秸秆和籽粒中的含量均最大，分别为2.25、5.76 g/kg；施用普通磷矿粉P1处理的效果最差；施用微晶化磷矿粉P2处理效果居中，秸秆与籽粒中的含磷量分别为2.19、5.68 g/kg，比P1处理分别增加17.1%和3.08%，与SP处理中的相比差异不显著（p＞0.05），表明微晶化磷矿粉对小麦供磷效果强于普通磷矿粉，与常规肥料过磷酸钙效果相当。
2.3 不同施肥处理对小麦产量及经济效益的影响
小麦地上部的生物產量包括秸秆和籽粒（经济产量）两部分。从表2可以看出，施用磷肥可以提高小麦生物产量和经济产量。4个处理小麦的产量按照SP＞P2＞P1＞CK的顺序递减。其中，施用过磷酸钙SP处理，产量最高；其次为微晶化磷矿粉P2处理，生物产量和经济产量略低于SP处理，二者差异不显著（p＞0.05）；普通磷矿粉P1处理产量最低。 从表2还可以看出，施磷处理经济效益较CK均有不同程度的增加，其中施用过磷酸钙SP处理的产值最高。从肥料投入上看，施用过磷酸钙SP处理的肥料成本也最高，施用磷矿粉的成本投入明显要比常规施肥SP处理的小，处理P1、P2比处理SP分别节约成本277.5、202.5元/hm2。扣除肥料成本后，小麦纯收入从大到小的顺序依次为：P2＞SP＞P1＞CK，其中P2处理净增产值最大，分别比CK、SP和P1增加28.08%、0.69%和14.04%。表明施用微晶化磷矿粉可以提高小麦产量，节约肥料成本，促进农民增收。
3 结论与讨论
试验前土壤分析结果表明，试验选择的土块速效磷含量不高，施用磷肥后，促进了小麦的生长发育，并提高小麦的产量。在所有施肥处理中，其中普通磷矿粉的肥效相对较差；全溶性磷肥过磷酸钙效果最好，其生长指标、含磷量和产量均最大；微晶化磷矿粉处理各项指标略低于全溶性磷肥过磷酸钙处理，二者相比差异均不显著（p＞0.05），该处理明显优于普通磷矿粉处理。产生这种现象的主要原因：①微晶化磷矿粉粒径小，比表面积大，可以與根系有更多的接触空间，便于植物活化吸收和利用；②微晶化磷矿粉的有效性提高，据何振全等[2]与赵夫涛等[7]用2%柠檬酸对不同细度的磷矿粉浸提结果表明，微细颗粒组成的磷矿粉累积磷释放量占全磷的95%以上，有效性与过磷酸钙相当；③微晶化磷矿粉中不但含有植物所需的P和Ca元素，还包括Mg、Fe、Si等中微量元素，矿质元素多样化促进了小麦作物的生长。微晶化磷矿粉价格便宜，同等施肥量条件下，投入成本比过磷酸钙处理低202.5元/hm2，扣除肥料成本后，净收入比过磷酸钙处理高0.69%，有利于农民节约肥料成本，达到增收的目的，因而微晶化磷矿粉不失为一种理想的磷肥。
4 参考文献
[1] 张永志．中国磷肥工业现状及发展思路[J]．中国土壤与肥料，2007（1）：1-4．
[2] 何振全，刘春生，盖国胜，等．磷矿粉超微细化对磷有效性的影响[J]．水土保持学报，2009，23（2）：210-212．
[3] 李俊艳，胡红青，李荣纪，等．改性磷矿粉对油菜幼苗生长和土壤性质的影响[J]．植物营养与肥料学报，2009，15（2）：441-446．
[4] 国林涛，史衍玺，盖国胜．超微细磷矿粉的特性及其肥效机理研究[J]．化工矿物与加工，2008（2）：14-19．
[5] HANANE H，MONHAMED H，MARIE J V，et al.Growth promotion and protection against damping-off of wheat by two rock phosphate solubilizing actinomycetes in a P-deficient soil under greenhouse conditions[J].App-lied Soil Ecology，2008，40（3）：510-517.
[6] NISHANTA D，BISWAS D R.Kinetics of phosphorus and potassium release from rock phosphate and waste mica enriched compost and their effect on yield and nutrient uptake by wheat（Triticum aestivum）[J].Bioresource Technology，2008，99（9）：3342-3353.
[7] 赵夫涛，盖国胜，刘春生，等．磷矿粉的超微细活化及磷释放动态研究[J]．植物营养与肥料学报，2009，15（2）：474-477．
关键词 微晶化；磷矿粉；小麦
中图分类号 S143.3 1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）14-0009-02
磷是植物生长发育的必需营养元素之一，而磷肥是农业生产的重要物质保障。我国磷肥生产主要采用湿法磷酸工艺，占我国磷肥总产量的90%以上[1]。但酸法生产磷肥一方面消耗大量的硫酸，加剧我国硫资源的紧张程度，另一方面酸法对磷矿的品位要求较高，增加选矿的成本[2]，其尾砂与磷石膏的排放也必然导致磷矿资源的浪费与环境恶化。国内外很多学者认为磷矿粉可以作为磷肥直接施用，并且可以取得良好的效果[3-6]。该试验以小麦为试材，研究微晶化磷矿粉对小麦生长、吸磷量及产量的影响，并进行经济效益分析评价，以为微晶化磷矿粉的推广使用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在泰安市岱岳区马庄镇夏马村，土壤质地为轻壤土，试验前选取的0～20 cm耕层土混合土样的基本理化性状：有机质26.37 g/kg，全氮1.54 g/kg，全磷0.45 g/kg，全钾16.5 g/kg，碱解氮83.37 mg/kg，速效磷21.5 mg/kg，速效钾150.0 mg/kg，pH值6.97（水土比5∶1）。
1.2 试验材料
供试小麦品种：鲁麦22。
供试肥料：微晶化磷矿粉，原矿产地为湖北荆门，其P2O5含量为15.95%，CaO 44.25%、MgO 1.93%、Fe2O3 1.60%Al2O3 1.99%、SiO2 9.4%、F 2.44%、CO2 3.74%。由山东滨州清大责任有限公司加工制备成普通磷矿粉（100目筛下）和微晶化磷矿粉（1 200目筛下）；尿素（纯N 46.2%）、氯化钾（K2O 60%）和过磷酸钙（P2O5 16%）。
1.3 试验设计
试验共设4个处理，分别为常规施肥处理（SP）：施用过磷酸钙750 kg/hm2；普通磷矿粉处理（P1）：施磷量等同于SP处理，施用普通磷矿粉750 kg/hm2；微晶化磷矿粉处理（P2）：施磷量等同于SP处理，施用微晶化磷矿粉750 kg/hm2，以不施磷肥作对照（CK）。4个处理施用的尿素与氯化钾一致，均分别为450 、90 kg/hm2。3次重复，随机区组排列，小区面积30 m2。
1.4 试验实施
磷、钾肥混匀后作底肥一次性撒施，尿素2/3作基肥，1/3在小麦拔节期作追肥。小麦生长期间其他管理均保持一致。
1.5 测定项目与分析方法
小麦株高用精度0.02 mm游标卡尺测定，叶片叶绿素用便携式SPAD-502叶绿素仪测定。小麦地上部用蒸馏水洗净，105 ℃条件下杀青30 min，70 ℃条件下烘干称重。样品粉碎过筛后，用H2SO4-H2O2消煮，钼锑抗比色法测定植株含磷量。采用Excel 2007、SPSS 18.0和OriginPro 8.0处理数据。
2 结果与分析
2.1 不同施肥处理对小麦生长的影响
小麦的分蘖数、茎高和干重是表征植株健康生长的关键指标，也是影响小麦生物学产量的重要因子；叶片叶绿素含量直接影响植株的光合作用，进而影响植株干物质的合成与积累。从表1可以看出，与不施磷肥（CK）相比，施用磷肥可以促进小麦苗期的分蘖和拔节期植株的生长，增加小麦叶绿素含量和地上部分有机物质积累。不同磷肥品种对小麦生长发育的影响不同。3个等磷量施肥处理中，施用过磷酸钙SP处理的分蘖数、株高、SPAD值和地上部分干重数值均最大，效果最好；其次为微晶化磷矿粉P2处理，上述各项值与SP处理相比差异均不显著（p＞0.05），与SP处理效果相当；普通磷矿粉P1处理效果最差。说明等磷量施用微晶化磷矿粉对促进小麦生长发育有着积极的作用，效果与习惯用肥过磷酸钙相当，并优于普通磷矿粉。
2.2 不同施肥处理对收获期小麦含磷量的影响
植株含磷量的大小反映了土壤供磷能力和施用肥料的有效性。不同施肥处理下，小麦地上部分的含磷量分布情况见图1。从总体看，施用磷肥有利于小麦对磷素的吸收与体内积累，磷素在籽粒中的分布明显高于秸秆。4个施肥处理秸秆和籽粒中的含磷量从大到小的顺序为：SP＞P2＞P1＞CK，这与小麦生长的各项指标变化趋势一致。与不施磷肥（CK）相比，除施用普通磷矿粉P1处理籽粒中的含磷量外，施磷3个处理在秸秆和籽粒中含磷量与CK的差异均达到显著水平（p＜0.05）。3个等磷量施肥处理中，施用过磷酸钙SP处理小麦秸秆和籽粒中的含量均最大，分别为2.25、5.76 g/kg；施用普通磷矿粉P1处理的效果最差；施用微晶化磷矿粉P2处理效果居中，秸秆与籽粒中的含磷量分别为2.19、5.68 g/kg，比P1处理分别增加17.1%和3.08%，与SP处理中的相比差异不显著（p＞0.05），表明微晶化磷矿粉对小麦供磷效果强于普通磷矿粉，与常规肥料过磷酸钙效果相当。
2.3 不同施肥处理对小麦产量及经济效益的影响
小麦地上部的生物產量包括秸秆和籽粒（经济产量）两部分。从表2可以看出，施用磷肥可以提高小麦生物产量和经济产量。4个处理小麦的产量按照SP＞P2＞P1＞CK的顺序递减。其中，施用过磷酸钙SP处理，产量最高；其次为微晶化磷矿粉P2处理，生物产量和经济产量略低于SP处理，二者差异不显著（p＞0.05）；普通磷矿粉P1处理产量最低。 从表2还可以看出，施磷处理经济效益较CK均有不同程度的增加，其中施用过磷酸钙SP处理的产值最高。从肥料投入上看，施用过磷酸钙SP处理的肥料成本也最高，施用磷矿粉的成本投入明显要比常规施肥SP处理的小，处理P1、P2比处理SP分别节约成本277.5、202.5元/hm2。扣除肥料成本后，小麦纯收入从大到小的顺序依次为：P2＞SP＞P1＞CK，其中P2处理净增产值最大，分别比CK、SP和P1增加28.08%、0.69%和14.04%。表明施用微晶化磷矿粉可以提高小麦产量，节约肥料成本，促进农民增收。
3 结论与讨论
试验前土壤分析结果表明，试验选择的土块速效磷含量不高，施用磷肥后，促进了小麦的生长发育，并提高小麦的产量。在所有施肥处理中，其中普通磷矿粉的肥效相对较差；全溶性磷肥过磷酸钙效果最好，其生长指标、含磷量和产量均最大；微晶化磷矿粉处理各项指标略低于全溶性磷肥过磷酸钙处理，二者相比差异均不显著（p＞0.05），该处理明显优于普通磷矿粉处理。产生这种现象的主要原因：①微晶化磷矿粉粒径小，比表面积大，可以與根系有更多的接触空间，便于植物活化吸收和利用；②微晶化磷矿粉的有效性提高，据何振全等[2]与赵夫涛等[7]用2%柠檬酸对不同细度的磷矿粉浸提结果表明，微细颗粒组成的磷矿粉累积磷释放量占全磷的95%以上，有效性与过磷酸钙相当；③微晶化磷矿粉中不但含有植物所需的P和Ca元素，还包括Mg、Fe、Si等中微量元素，矿质元素多样化促进了小麦作物的生长。微晶化磷矿粉价格便宜，同等施肥量条件下，投入成本比过磷酸钙处理低202.5元/hm2，扣除肥料成本后，净收入比过磷酸钙处理高0.69%，有利于农民节约肥料成本，达到增收的目的，因而微晶化磷矿粉不失为一种理想的磷肥。
4 参考文献
[1] 张永志．中国磷肥工业现状及发展思路[J]．中国土壤与肥料，2007（1）：1-4．
[2] 何振全，刘春生，盖国胜，等．磷矿粉超微细化对磷有效性的影响[J]．水土保持学报，2009，23（2）：210-212．
[3] 李俊艳，胡红青，李荣纪，等．改性磷矿粉对油菜幼苗生长和土壤性质的影响[J]．植物营养与肥料学报，2009，15（2）：441-446．
[4] 国林涛，史衍玺，盖国胜．超微细磷矿粉的特性及其肥效机理研究[J]．化工矿物与加工，2008（2）：14-19．
[5] HANANE H，MONHAMED H，MARIE J V，et al.Growth promotion and protection against damping-off of wheat by two rock phosphate solubilizing actinomycetes in a P-deficient soil under greenhouse conditions[J].App-lied Soil Ecology，2008，40（3）：510-517.
[6] NISHANTA D，BISWAS D R.Kinetics of phosphorus and potassium release from rock phosphate and waste mica enriched compost and their effect on yield and nutrient uptake by wheat（Triticum aestivum）[J].Bioresource Technology，2008，99（9）：3342-3353.
[7] 赵夫涛，盖国胜，刘春生，等．磷矿粉的超微细活化及磷释放动态研究[J]．植物营养与肥料学报，2009，15（2）：474-477．