酒糟發(fā)酵有機(jī)肥在高粱與白菜種植中的施用效果

席曉黎， 吳耀領(lǐng)， 袁 頡 ， 江友峰， 芶久蘭， 王和玉*

(1.貴州茅臺(tái)酒股份有限公司 技術(shù)中心， 貴州 仁懷 564500； 2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料研究所， 貴州 貴陽(yáng)550006)

白酒丟糟是白酒生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，富含纖維素、粗蛋白、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，目前對(duì)白酒丟糟的綜合利用主要有生產(chǎn)飼料、培養(yǎng)食用菌、提取蛋白質(zhì)、植酸、復(fù)合氨基酸、微量元素以及發(fā)酵生產(chǎn)沼氣、食醋和甘油等[1-3]，但以上方法對(duì)白酒丟糟的利用率低，附加成本高，并不適合大規(guī)模資源化利用[4]。高溫好氧堆肥是快速高效處理固體有機(jī)廢棄物的方法，白酒丟糟有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)元素含量高，用于生產(chǎn)有機(jī)肥的利用價(jià)值較高，經(jīng)高溫好氧發(fā)酵過(guò)程制成的有機(jī)肥具有改良土壤、培肥地力的優(yōu)點(diǎn)，有機(jī)肥料施入土壤后，有機(jī)質(zhì)能有效地改善土壤理化狀況和生物特性、熟化土壤、增強(qiáng)土壤的保肥供肥能力和緩沖能力，為作物的生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的土壤條件[5-6]。貴州茅臺(tái)酒股份有限公司根據(jù)茅臺(tái)丟糟的特點(diǎn)，利用高溫好氧堆肥技術(shù)，進(jìn)行了酒糟發(fā)酵有機(jī)肥的技術(shù)研發(fā)，并成功生產(chǎn)出符合NY 525-2012標(biāo)準(zhǔn)的酒糟發(fā)酵有機(jī)肥。為推進(jìn)酒糟發(fā)酵有機(jī)肥在生產(chǎn)中的應(yīng)用，需對(duì)其在實(shí)際生產(chǎn)中的肥效進(jìn)行驗(yàn)證。有機(jī)高粱為醬香酒生產(chǎn)的主要原料，白菜是人們生活中不可缺少的一種重要蔬菜，味道鮮美可口，營(yíng)養(yǎng)豐富，素有“菜中之王”的美稱(chēng)，受廣大群眾喜愛(ài)[7]，故試驗(yàn)以高粱和白菜為施肥對(duì)象，研究酒糟發(fā)酵有機(jī)肥在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)高粱和白菜產(chǎn)量及土壤的影響，以期為該有機(jī)肥在農(nóng)作物生產(chǎn)中的應(yīng)用與推廣提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料 酒糟：由貴州茅臺(tái)酒股份有限公司提供。高粱品種：紅纓子，由貴州茅臺(tái)酒股份有限公司提供；白菜品種：甜脆青麻葉，由貴陽(yáng)瑞豐種子公司生產(chǎn)。

1.1.2 供試化肥 普通化肥為尿素(N46%)、普鈣(P2O512%)、氯化鉀(K2O)，其中尿素為四川瀘天化股份有限公司生產(chǎn)；普鈣由天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司提供；氯化鉀由國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。包膜緩釋尿素：氮含量為42%，金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)。琨恩有機(jī)肥的氮(N)、磷(P2O5)和鉀(K2O)含量分別為8%、2.8%和2.2%，貴州琨恩生物工程有限公司生產(chǎn)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)NY 525-2012。

酒糟發(fā)酵有機(jī)肥為自制，其氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)含量分別為3.5%、1.4%和1.1%，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012。

1.1.3 供試土壤 供試土壤為黃壤，肥力中等，酸性，其pH為5.58，全氮、速效氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量分別為2.16 g/kg、130.86 mg/kg、0.90 g/kg、22.73 mg/kg、16.53 g/kg、293.39 mg/kg和39.64 g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，每個(gè)小區(qū)面積44 m2，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各處理肥料施用不同，田間管理(澆水、除草等)措施一致，高粱與白菜種植，施肥處理完全相同。

高粱種植以穴盤(pán)苗移栽，各種肥料一次性作為基肥施入，中期不追肥，只進(jìn)行中耕除草管理。收獲前從每個(gè)小區(qū)選擇具有代表性的植株20株，用卷尺測(cè)定其株高，用游標(biāo)卡尺測(cè)定其基部莖粗，去除穗后測(cè)其生物量重，并折算產(chǎn)量，風(fēng)干后進(jìn)行考種，考種指標(biāo)包括穗長(zhǎng)、穗粒重、百粒重，每個(gè)小區(qū)高粱單獨(dú)脫粒，曬干，稱(chēng)重，計(jì)算產(chǎn)量。

白菜試驗(yàn)在種植高粱的小區(qū)內(nèi)進(jìn)行，于2017年9月5日播種，穴播，密度5 000株/667m2，各種肥料一次性作為基肥施入，中期不追肥，只進(jìn)行中耕除草管理，收獲前從每個(gè)小區(qū)選擇具有代表性的植株20株，用卷尺測(cè)定其株高及頂部莖圍，并測(cè)定每個(gè)小區(qū)白菜鮮重，折算產(chǎn)量。

施肥處理設(shè)置如下：處理1，普通化肥，根據(jù)酒糟發(fā)酵有機(jī)肥低量養(yǎng)分含量計(jì)算用量，尿素、普鈣、氯化鉀施入量分別為13.9 kg/667m2、21.2 kg/667m2、2.4 kg/667m2；處理2，包膜緩釋尿素，根據(jù)處理1等N量計(jì)算用量，15.2 kg/667m2；處理3(對(duì)照)，琨恩有機(jī)肥，常規(guī)施肥量80 kg/667m2；處理4，酒糟發(fā)酵有機(jī)肥低量，根據(jù)琨恩有機(jī)肥N含量計(jì)算用量，182 kg/667m2；處理5，酒糟發(fā)酵有機(jī)肥高量，根據(jù)處理4用量2倍計(jì)算用量，364 kg/667m2。3次重復(fù)，共15個(gè)小區(qū)。

1.3 考察指標(biāo)的測(cè)定

1.3.1 全氮、速效氮、全磷、全鉀、速效磷和速效鉀含量 參照《土壤農(nóng)化分析》[8]，分別采用半微量凱氏定氮法、KCl浸提法、H2SO4-HClO4-鉬銻抗比色法、氫氧化鈉熔融火焰光度法、NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法和NH4OAc浸提-火焰光度法測(cè)定土壤中全氮、速效氮、全磷、全鉀、速效磷和速效鉀養(yǎng)分含量。

1.3.2 單寧含量的測(cè)定 參照文獻(xiàn)[9]對(duì)高粱中的單寧含量進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 干物質(zhì)的測(cè)定 參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 1026-1982《水果蔬菜產(chǎn)品——在減壓下干燥測(cè)定干物質(zhì)含量以及用共沸蒸餾法測(cè)定水分量》對(duì)白菜中的干物質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 維生素C(Vc)含量 白菜中維生素C含量采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定[10]。

1.3.5 可溶性糖含量 白菜中可溶性糖含量采用苯酚比色法測(cè)定，參照《植物生理生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)與原理》可溶性糖含量測(cè)定方法[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010 統(tǒng)計(jì)并計(jì)算不同處理土壤氮、磷、鉀全量和速效量平均值，利用SPSS 20.0分析不同處理間差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理高粱及白菜的生物學(xué)性狀

從表1可知，高粱生長(zhǎng)方面，處理1和處理5高粱的各生物學(xué)性狀指標(biāo)均高于其余處理，說(shuō)明普通化肥與酒糟發(fā)酵有機(jī)肥均能滿(mǎn)足高粱的營(yíng)養(yǎng)需求；從酒糟發(fā)酵有機(jī)肥用量情況看(處理4和處理5)，高量酒糟發(fā)酵有機(jī)肥更加有利于高粱的生長(zhǎng)。

白菜種植方面，施用酒糟發(fā)酵有機(jī)肥組(處理4和處理5)的白菜株高、莖圍、單株重普遍高于其余處理。同時(shí)，處理4白菜各項(xiàng)指標(biāo)最高，其株高、莖圍和株重分別為38.2 cm、35.0 cm和0.98 kg/株，表明低量酒糟發(fā)酵有機(jī)肥最有利于白菜的生長(zhǎng)。

表1 不同處理高粱和白菜的生物學(xué)性狀

2.2 不同處理高粱及白菜的產(chǎn)量

2.2.1 高粱產(chǎn)量

1) 籽粒產(chǎn)量。對(duì)不同處理組高粱籽粒產(chǎn)量進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示，處理間高粱籽粒產(chǎn)量差異顯著(F=7.94>F0.05)，重復(fù)間差異不顯著(F=3.00

圖1 不同處理高粱籽粒的產(chǎn)量

2) 生物產(chǎn)量。對(duì)不同處理高粱的生物產(chǎn)量進(jìn)行方差分析，處理間高粱的生物產(chǎn)量差異顯著(F=16.49>F0.05)，重復(fù)間差異不顯著(F=0.53

圖2 不同處理高粱的生物產(chǎn)量

2.2.2 白菜產(chǎn)量 對(duì)不同處理白菜的產(chǎn)量進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示，處理間白菜產(chǎn)量差異顯著(F=107.55>F0.05)，重復(fù)間差異不顯著(F=0.40

圖3 不同處理白菜的產(chǎn)量

2.3 不同處理高粱及白菜的品質(zhì)

由表2可知，不同處理間高粱單寧含量為2.66%～3.03%，各處理間單寧含量差異不大。不同處理間白菜干物質(zhì)含量以處理5最高，為5.08%，Vc和可溶性糖含量均以處理4最高，分別為40.0 mg/100g和3.57 g/100g，說(shuō)明施用酒糟發(fā)酵有機(jī)肥有利于白菜品質(zhì)及口感的提高，施用低量酒糟發(fā)酵有機(jī)肥白菜的品質(zhì)和口感較好[12-13]。

表2不同處理高粱與白菜的品質(zhì)

Table 2 Quality of sorghum and Chinese cabbage of different treatment

處理Treatment高粱Sorghum單寧含量/%白菜Chinese cabbage干物質(zhì)/%Vc/(mg/100g)可溶性糖/(g/100g)12.774.8237.53.2922.984.8124.63.0532.874.0234.23.2543.034.3940.03.5752.665.0830.83.40

2.4 不同處理土壤的養(yǎng)分及pH

2.4.1 高粱種植季 從表3可知，種植高粱后，不同處理間土壤養(yǎng)分及pH均有差異，施肥均提高了土壤全氮含量，但施用酒糟發(fā)酵有機(jī)肥的處理速效氮含量有所降低，可能因?yàn)槭┯镁圃惆l(fā)酵有機(jī)肥處理的生物產(chǎn)量及產(chǎn)量高，吸收了更多的養(yǎng)分；各處理施肥后土壤全磷及速效磷含量均有不同程度的增加，可能與高粱的營(yíng)養(yǎng)特性有關(guān)(需要的磷素營(yíng)養(yǎng)較少)[14-15]；各處理土壤中全鉀以及速效鉀含量均降低，可能是由于高粱需要的鉀素營(yíng)養(yǎng)量較大；不同處理對(duì)土壤pH有不同的影響，施用緩釋肥、普通化肥及琨恩有機(jī)肥的處理土壤pH降低，土壤呈現(xiàn)酸化的趨勢(shì)，但施用酒糟發(fā)酵有機(jī)肥的2個(gè)處理土壤pH升高，有改良酸性土壤的作用[16]；不同處理均提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，處理4提高最多，增幅達(dá)3.1 g/kg。

表3 種植高粱前后不同處理土壤的養(yǎng)分及pH

2.4.2 白菜種植季 從表4可知，種植白菜后，所有處理的土壤全氮、速效氮、速效磷以及速效鉀均明顯降低，白菜是葉菜類(lèi)蔬菜，需要營(yíng)養(yǎng)較多，生長(zhǎng)過(guò)程中吸收了土壤更多的養(yǎng)分[17-19]，從而導(dǎo)致土壤中營(yíng)養(yǎng)元素虧損較多，但純施酒糟發(fā)酵有機(jī)肥能滿(mǎn)足前兩季作物對(duì)養(yǎng)分的需求。

表4 種植白菜前后不同處理土壤的養(yǎng)分及pH

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)表明，施用酒糟發(fā)酵有機(jī)肥(與琨恩有機(jī)肥同等氮素施入量)與施用普通化肥相比，高粱籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量無(wú)顯著差異，與施用包膜緩釋尿素和琨恩有機(jī)肥相比，高粱籽粒和生物產(chǎn)量分別增加13.0%、14.6%和3.6%、9.9%，與普通化肥、包膜緩釋尿素和琨恩有機(jī)肥相比，白菜產(chǎn)量分別增加13.8%、29.7%、9.2%；茅臺(tái)有機(jī)肥施用量為182 kg/667m2時(shí)白菜品質(zhì)較好，Vc以及可溶性糖含量最高，分別為40.0 mg/100g和3.57 g/100g。

酒糟發(fā)酵有機(jī)肥含有大量有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分，具有較好的培肥效應(yīng)，能滿(mǎn)足高粱和白菜種植過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的需求，達(dá)到增產(chǎn)的效果，提高白菜品質(zhì)和口感[20]，可在茅臺(tái)有機(jī)高粱和高品質(zhì)蔬菜種植中推廣使用。同時(shí)，施用酒糟發(fā)酵有機(jī)肥后土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量增加，具有改良土壤酸度和結(jié)構(gòu)的作用[21]，純施酒糟發(fā)酵有機(jī)肥能滿(mǎn)足前兩季作物對(duì)養(yǎng)分的需求，但隨著養(yǎng)分投入的不足，土壤養(yǎng)分有所虧損，建議根據(jù)土壤性質(zhì)合理使用有機(jī)肥用量。