生物有机肥对黍子生长 产量及营养品质的影响

王 磊，郑竹胜，王 旭，刘俊峰，王崇铭，刘悦琦，席 甜

（1.繁峙县综合检验检测中心，山西 繁峙 034300；2.繁峙县农业农村局，山西 繁峙 034300；3.忻州市综合检验检测中心，山西 忻州 034000）

黍子是一年生禾本科作物，耐干旱[1]，籽粒脱壳即成黍米，因呈金黄色，又称黄米。黍米作为主食，食用区域主要集中在晋北、冀北和内蒙古自治区沿长城一带[2]。黍米含有丰富的蛋白质、淀粉、脂肪以及人体必需的8 种氨基酸、微量元素和矿物质元素等营养物质，具有滋阴补肾、健脾活血等食疗价值[3]。

繁峙县位于山西省东北部，太行山西麓，属温带大陆性气候，独特的自然资源条件适合以黍米为主的各类杂粮作物生长，其中以黍子最具特色和生长优势，黍米在当地栽培历史久，种植面积广、品质优良，闻名省内外。目前，繁峙黄米已成为国家地理标志产品、全国名优特新产品、山西省功能性农产品，繁峙县被国家粮食行业协会命名为“中国黍米之乡”。

施肥量与黍子的产量、品质、土壤培肥、面源污染等问题密切相关，施肥不合理不仅会限制黍子产量，还增加了肥料投入成本，浪费肥料资源，影响经济效益，造成环境污染[4－6]。有关黍子施肥的研究，多集中在氮磷钾肥配比方面[7－10]，生物有机肥施用的研究仍是空白。本试验通过不同肥料配比模拟不同的种植环境，研究生物有机肥施用量对黍子产量、生长指标、营养品质及经济效益的影响，旨在为忻州地区黍子生产提供科学合理的施肥配方，也可为相近条件区域黍子科学施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验地概况

试验地位于山西省繁峙县笔峰村，试验时间为2021 年6月—9 月，平均温度21.2℃，平均月日照时长207 h，平均月降水量77.0 mm。试验田原为耕地，因周围工程建设成为建筑材料堆放场地荒弃多年，重新开垦。

1.1.2 供试品种及肥料

供试黍子品种为当地常规品种黑黍子。

生物有机肥：嘉施利（平原）化肥有限公司生产，有效活菌数≥5×108CFU/g，有机质≥60%，腐植酸≥5%，由繁峙县杏园农产品合作社提供。

模拟不同种植环境用肥：①复合肥，新洋丰农业科技股份有限公司生产，总养分含量≥48%，N∶P2O5∶K2O 为26∶10∶12；②微肥，庄稼大力神牌微肥，钙（游离态）≥3.0%，镁（游离态）≥3.0%，硫≥5.0%，铁（游离态）0.2%～1.0%，锌（游离态）≥2.0%，硼≥1.5%，钼≥0.5%～1.0%，游离态氨基酸≥3.0%，pH 值4.0～8.0，水分≤2.0%，粒度≥90.0%，以下简称微肥；③尿素（含氮46%），均由繁峙县杏园农产品合作社提供。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

不同处理施肥量见表1。

表1 不同处理施肥量Tab.1 Fertilizer rates of different treatments

通过施加不同量的复合肥（F）和微肥（W）模拟不同种植环境，共设计9 个模拟组，详见表1，各模拟条件下施用生物有机肥（S）150 kg/hm2、300 kg/hm2、450 kg/hm2，同时设对照组（CK，当地惯用施肥，播种前施复合肥600 kg/hm2，苗高33.33 cm时追施尿素300 kg/hm2），即27+1 种施肥处理，每个处理重复3次，共划分84个小区，每小区面积为12.1 m2。

1.2.2 栽培管理

按照试验设计，6 月20 日播种，播种前浇水1 次，以保证出苗，播种方法为机器穴播，行穴距45 cm×24 cm；7月进行2次间苗和中耕，每穴留苗12 株；8 月6 日在黍子33.33 cm 高时对照组追肥；10 月2 日收获。其他栽培管理措施按常规进行[11]。

1.2.3 测定指标及方法

收获期间，按照五点法在每小区选取5穴作为试验株，分别进行生长指标和营养指标的测定，以各小区产量折算单位面积产量。生长指标包括株高、茎基粗、穗长、单穗质量、百粒质量、密度等[10]；营养指标包括蛋白质、脂肪、还原糖、直链淀粉等[11]。

1.3 数据分析

试验结果采用Excel 2003、IBM SPSS Statistics v23.0 进行数据统计和分析，方差分析采用Duncan新复极差法。按市场价格计算不同施肥处理下黍子产值及利润，分析产值与施肥量之间的关系。其中，该品种黍子当年度平均市场价7 元/kg、复合肥3 元/kg、生物有机肥2 元/kg、庄稼大力神2 元/kg、尿素1元/kg。

2 结果与分析

2.1 生物有机肥对黍子产量的影响

不同处理下产量结果通过Duncan's 方法进行单因素方差分析，结果见表2，显示有2/3 的施肥处理组产量高于CK，表明生物有机肥对黍子的产量有显著影响，生物有机肥加微肥优于尿素。生物有机肥施用量为300 kg/hm2时，有4/9的处理组中产量较高，且F3W1处理下产量最高，为3 321 kg/hm2。

表2 生物有机肥对黍子产量的影响Tab.2 The effect of bio-organic fertilizer on the yield of millet

2.2 生物有机肥对黍子生长指标的影响

通过单因素方差分析Duncan 法分析不同施肥处理下黍子各生长指标（见表3），显示不同生物有机肥施用量对穗长、穗质量和百粒质量无显著影响，但对株高、茎基粗和密度均有显著影响。其中生物有机肥施用量为150 kg/hm2时，5/9 的处理组中密度值最大；生物有机肥施用量为300 kg/hm2时，有5/9 的处理组中株高值最小；生物有机肥施用量为450 kg/hm2时，5/9的处理组中茎基粗值最大。

表3 生物有机肥对黍子生长指标的影响Tab.3 The effect of bio-organic fertilizer on the growth index of millet

2.3 生物有机肥对黍米品质的影响

分析比较不同试验处理下，黍子各品质指标情况见表4。从表4 可看出，不同生物有机肥施用量对黍米还原糖、蛋白质和脂肪含量有显著影响，对直链淀粉含量无显著影响。在生物有机肥施用450 kg/hm2条件下，有4/9的处理组中黍米还原糖含量较高，有5/9的处理组中蛋白质含量较高，且还原糖和蛋白质含量最高组均在此水平下。脂肪含量最高的试验中生物有机肥施用量为150 kg/hm2，但有5/9的处理组中生物有机肥施用300 kg/hm2时脂肪含量较高。

表4 生物有机肥对黍米品质的影响Tab.4 Effects of bio-organic fertilizer on millet quality

2.4 不同施肥对黍子种植经济效益的影响

从图1 可以看出，利润与产量表现相同，F3W1处理下生物有机肥施用量为300 kg/hm2时利润最高，为20 367 元/hm2，较CK 增加利润3 420 元/hm2[12]。说明利润主要由产量决定，施肥成本对其影响微弱。

图1 不同施肥处理黍子种植的施肥利润Fig.1 Fertilization profit of millet planting with different fertilization treatments

3 讨论与结论

试验结果表明，施用生物有机肥对黍子产量、株高、茎基粗、密度，及黍米还原糖、蛋白质和脂肪含量有显著影响，对黍子穗质量、穗长、百粒质量和黍米直链淀粉无显著影响。生物有机肥施用量为300 kg/hm2时，产量及利润较高，株高值较小，黍米脂肪含量较高；生物有机肥施用量为450 kg/hm2时，茎基粗值较大，黍米还原糖和蛋白质含量较高。综合各指标比较分析得出，考虑增产和较高的经济效益时生物有机肥的最佳施用量为300 kg/hm2；考虑抗倒伏性和黍米营养品质时，建议施加生物有机肥450 kg/hm2。

生物有机肥对实现资源节约型、环境友好型社会具有重要意义，是实现农业可持续发展的必然选择。生物有机肥可有效增产和提升作物品质[13-15]，本试验也证明了这一点，但本试验仅是生物有机肥对黍子生长、产量和品质的初步研究，有关生物有机肥不同施肥方式效果以及其对土壤肥力等的影响，有待进一步试验。