施肥與耕作技術集成對土壤理化、生物性狀及木薯產量的影響

李婷婷 韋彩會 何鐵光 何永群　張野　莫成恩　韋家華　黃偉彬

摘 要 為了探討施肥及耕作技術集成對木薯地土壤理化、生物性狀及木薯產量的影響，本試驗共設置5個處理，分別是生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕（處理1）、生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水（處理2）、生物有機肥+測土配方肥+深耕（處理3）、生物有機肥+測土配方肥（處理4）、施通用高濃度復合肥（處理5常規施肥及種植方式作為對照），通過大田試驗研究他們對木薯地土壤理化、生物性狀及木薯產量的影響。結果表明：與常規施肥及種植方式相比，不同施肥及耕作栽培技術集成處理均可提高木薯地土壤養分含量和含水量，改善土壤理化性狀和土壤微生物區系組成。處理1的木薯產量增幅達到35.81%，差異極顯著。本試驗條件下，木薯最優的施肥及耕作栽培模式是技術綜合集成生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕（處理1）。

關鍵詞 木薯 ；施肥及耕作技術集成 ；土壤理化性狀 ；產量

中圖分類號 S15 ；S533 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.06.003

Effects of Integrated Fertilization and Tillage Technologies

on Soil Physical and Chemistry Property and Yield of Cassava

LI Tingting1） WEI Caihui1） HE Tieguang1） HE Yongqun1）

ZHANG Ye1） MO Chengen2） WEI Jiahua3） HUANG Weibing2）

（1 Agricultural Resources and Environmental Research Institute， GAAS， Nanning， Guangxi 530007；

2 Orchard Development Wuming Fruit Office， Wuming， Guangxi 530100；

3 Science and Technology Service Center in Wuming County， Wuming， Guangxi 530100）

Abstract In order to discuss the effects of integrated fertilization and tillage technologies on soil physical and chemistry property and yield of cassava， the author designed with 5 different treatments， namely， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + cover film collecting rainwater + deep plowing （treatment 1）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + cover film collecting rainwater （treatment 2）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + deep plowing （treatment 3）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil （treatment 4）， general high concentration compound fertilizer （treatment 5 conventional fertilization and planting pattern as control）. Effect of different treatments on soil physical and chemistry feature， biological characters and yield of cassava by field experiment was discussed in this paper. The results showed that compared with the conventional fertilization and planting mode， the integrated treatment of different fertilizations and cultivation technologies can improve the soil nutrient content and water content， the soil physical and chemical properties and soil microbial flora composition can be aslo improved. Cassava yield under treatment 1 increased 35.81%. The difference is very significant. The optimal fertilization and cultivation model of cassava is treatment 1 under the condition of this experiment.

Keywords cassava ； integrated fertilization and tillage technologies ； yield ； soil physical and chemistry property

木薯是熱帶、亞熱帶地區繼水稻、甘蔗和玉米之后最重要的碳源食品作物， 被世界糧農組織列為全球第六大糧食作物，全世界約有6億人以木薯塊根為主食[1-2]。近年來中國年均種植面積約40萬hm2，以廣東、廣西和海南栽培面積最大，其中廣西種植面積和產量均占全國60%以上[3]。目前，木薯在我國被廣泛用于淀粉、飼料、食品、酒精、紡織等行業，在生理材料和環保涂料的應用領域，具有比鋼鐵和塑料更為理想的發展潛質[2-4]。根據國家綠色能源發展戰略和保障糧食安全需要，預計未來5～10 a，木薯的種植面積將擴大到100萬hm2，年總產量達4 000萬t。

但長期以來，木薯生產栽培管理粗放，連年種植，長年施用單一化肥，造成土壤理化性狀惡化、土壤肥力下降，同時，傳統的耕作方式造成土壤耕作層變淺，不利于木薯塊根伸長，嚴重影響木薯產量。岑忠用等[5-6]研究指出，生物有機肥能夠改善土壤理化性狀，提高木薯產量；孫薇等[7]研究指出，生物有機肥能夠增加核桃園的土壤有機質含量，改善土壤質量；肖金香等[8]研究指出，考煙蓋膜后優質適產效應顯著，黃秀琴等[9]研究指出，地膜覆蓋能較好的滿足西瓜的生物學特性需求，而關于地膜覆蓋在木薯上的應用目前還少見報道。本研究對施肥、種植行間蓋膜集雨水、深耕等技術進行綜合集成，以期形成木薯高產優質的栽培模式，為木薯種植業的健康可持續發展提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 材料

供試木薯品種為華南205，由武鳴縣木薯產業發展辦公室提供。

供試肥料：生物有機肥，利用木薯皮、木薯渣、酒精渣等木薯加工產生的廢棄物資源為主要有機原料，經微生物發酵工藝制成，生物活菌數≥0.20 cfu，億/g、（N+P2O5+K2O）≥5%、有機質≥40%，廣西農業科學院農業資源與環境研究所聯合廣西田陽智強生物科技公司共同研制生產。木薯測土配方肥，以木薯需肥特性及土壤供肥能力為主要參考依據而配制，主要養分含量為N 12%、P2O5 8%、K2O 15%、有效S 6.0%、有效Mg 1.0%，廣西農業科學院農業資源與環境研究所研制，委托廣西物寶農業科技有限責任公司生產。高濃度復合肥，養分含量為N 15%、P2O5 15%、K2O 15%，中國-阿拉伯化肥有限公司生產。

供試地膜：普通市售塑料地膜，寬80 cm，厚0.005 mm。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗地點位于廣西武鳴縣城廂鎮從廣村，土壤pH 6.30，有機質含量29.80 g/kg，堿解氮115.90 mg/kg、速效磷 22.70 mg/kg、速效鉀 62.60 mg/kg、全氮 0.154%、全磷 0.063%、全鉀0.691%。

試驗共設5個處理。處理1：生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕；處理2：生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水；處理3：生物有機肥+測土配方肥+深耕；處理4：生物有機肥+測土配方肥；處理5：通用高濃度復合肥（對照）。所有處理肥料施用量均為總養分（N+P2O5+K2O）900 kg/hm2；其中處理1～4生物有機肥和木薯測土配方肥用量均為2 250.0 kg/hm2，處理5高濃度復合肥用量為1 999.5 kg/hm2。所有肥料均作基肥一次性施入。蓋膜集雨水處理是在木薯種植行之間的畦面上覆蓋農膜使雨水流入兩邊的木薯種植行內，并使其畦面高于種植行2～3 cm，畦面寬80 cm。深耕處理是將木薯種植行的溝深開至50～60 cm（常規溝深30～40 cm）。3次重復，共15個小區，隨機區組排列，小區面積33.3 m2，株行距80 cm×80 cm，種植行溝寬40 cm，種植深度15～20 cm，種植密度12 000 株/hm2。

試驗時間：2013年3月25日種植，2014年1月15日收獲；2014年3月20日在同一地塊同一小區（處理小區及重復不打亂）進行重復試驗，即施肥和蓋膜處理和前一年保持一致。2015年1月17日收獲，土壤理化性狀是第2年收獲木薯后采集測定，木薯各生育期土壤微生物數量、土壤水分含量均為第2年種植木薯時取樣測定，木薯產量亦為第2季的產量。

1.2.2 項目測定

土壤樣品每小區取5點混勻后用于理化性狀測定，用于微生物數量測定的土樣需裝入保鮮袋內于冰箱4℃下保存備用，容重、總孔隙度每小區測定3次重復，取其平均值。土壤堿解氮采用堿解擴散法測定；速效磷用碳酸氫鈉法測定；速效鉀用醋酸銨浸提，火焰光度法測定；有機質用重鉻酸鉀容量法測定-外加熱法；pH值用pH計測定；含水量用烘干法測定；容重、總孔隙度用環刀法測定；土壤理化性狀測定及計算參考文獻[10]的方法；土壤細菌選用牛肉膏蛋白胨培養基，培養36 h后計數，真菌培養選用馬鈴薯葡萄糖培養基，培養3 d后計數，放線菌選用改良高氏1號培養基培養6 d后計數，土壤微生物測定及計算參考文獻[11]的方法；整個小區收獲測定木薯產量。

1.2.3 統計分析

試驗數據采用Excel 2003軟件進行統計，方差分析采用SPSS 12.0軟件中通用線性模型單因素變量法進行分析，多重比較采用Duncan法。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤養分含量的影響

由表1可以得知，與種植前相比，處理1、2、3、4土壤堿解氮分別提高9.84%、9.75%、9.4%、9.75%；土壤速效磷分別提高11.01%、10.13%、1.76%、9.25%；土壤速效鉀分別提高4.63%、4.31%、6.23%、7.19%；土壤有機質分別提高5.37%、5.7%、5.03%、6.04%；經過兩季不同集成技術處理后，土壤養分都比種植前顯著提高。而與處理5（CK）相比，處理1、2、3、4土壤堿解氮分別提高9.27%、9.18%、8.84%、9.18%；土壤速效磷分別提高10.04%、9.17%、0.87%、8.30%；土壤速效鉀分別提高3.64%、3.32%、5.22%、6.17%；土壤有機質分別提高7.90%、8.25%、7.56%、8.59%；土壤的酸堿度也略有改善。說明木薯施肥及耕作栽培技術綜合集成處理對土壤有效性養分的提升以及地力培育均有比較明顯的效果。

2.2 不同處理對土壤物理性狀的影響

土壤孔隙度、容重是反映土壤物理性狀的主要指標。采用施肥與耕作栽培技術綜合集成處理對土壤孔隙度和容重都有顯著改善。從表2可以看出，處理1、2、3、4孔隙度比種植前增加9.5%～10%，容重則比種植前下降6.0%～7.5%；而和處理5（對照）相比，處理1、2、3、4孔隙度分別提高9.77%、9.60%、9.86%、9.60%；容重分別下降6.25%、6.25%、5.63%、6.88%，方差分析差異達到顯著水平。說明了生物有機肥的施用與蓋膜集雨水及深耕技術集成可以有效改善土壤的物理性狀，提升土壤質量。

2.3 不同處理對土壤水分含量的影響

不同技術集成處理對土壤水分含量的影響不同。從圖1可以看出，技術集成處理1和2在塊根形成期、結薯盛期和成熟期3個時期的土壤水分含量均高于其他處理，表明在種植行之間的畦面上覆蓋農膜收集雨水的創新蓋膜方式，能夠更有效提高雨水的利用率，增加土壤水分含量；處理3的土壤水分含量在3個不同時期則表現出先增加后減少的趨勢，表明采用了深耕技術處理，在結薯盛期能夠保持較高土壤水分含量，這可能與這時期自然降雨多，而深耕有利于水分向深層土壤入滲，從而提高其土壤水分含量有關。此外，處理3在塊根膨大期土壤水分含量較其他處理偏低，這可能與這時期自然降雨較少，而深耕使得水分向土壤深層入滲，致使耕作層土壤水分含量相對較低有關。

2.4 不同處理對土壤微生物數量的影響

土壤微生物是分解和促進土壤緩效性養分轉化成有效性養分、改善土壤理化性質的一個重要因素。從表3可以看出，技術集成各處理土壤中的細菌、真菌、放線菌的數量在每次取樣中均高于對照處理的土壤，并在不同生育期出現波動變化，較處理5（對照）而言，差異顯著。在木薯生長苗期，集成技術處理1、2、3、4土壤中細菌總數是對照處理的1.58～1.72倍，真菌約為1.16～2.17倍，放線菌約為1.12～2.31倍，在木薯塊根膨大期，細菌總數是對照處理的1.36～1.42倍，真菌約為1.74～1.83 倍，放線菌約為1.33～2.43倍，在木薯成熟期，細菌總數是對照處理的2.05～3.68倍，真菌約為1.19～1.22倍，放線菌約為1.16～2.17倍，集成技術處理有利土壤微生物的生長繁殖。

2.5 不同處理對木薯產量的影響

由表4可知，在同等氮磷鉀總養分量的施肥條件下，處理1、2、3、4分別比處理5（CK）增產17.98、14.24、13.19、11.60 t/hm2，增產幅度分別為35.81%、28.36%、26.27%、23.10%，方差分析都達到極顯著水平，尤其以處理1增產幅度最大。由此可見，采用施肥及耕作栽培技術綜合集成（測土配方肥+生物有機肥+墊膜微集雨+深耕）處理，有效增加水分含量，發揮了生物、有機、無機營養與水分相結合的互動互補作用，為木薯高產穩產的生長發育提供充足、全面、平衡、穩定、持續的養分和水分條件，深耕為木薯塊根伸展創造了疏松的土壤環境，同時，木薯配方肥增加了鉀、鎂營養，提高了木薯的光合作用，從而顯著提高木薯的塊根產量。

3 討論與結論

研究結果表明，生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕技術集成可以有效改善土壤理化及生物性狀，提升土壤質量。原因在于生物有機肥含有多種有益微生物，促進土壤養分轉化，提高了土壤有效養分含量，且能增加土壤孔隙度，擴容土壤水分儲存體積，提高土壤的持水能力，在種植行間覆蓋農膜使自然雨水沿地膜流入木薯種植行溝內，同時，減少了養分和水分的蒸發耗損，提高自然降水和養分的利用效率，深耕技術為木薯塊根膨大創造了疏松的土壤耕層環境，此研究結果與羅興錄等[12-13]研究生物有機肥能降低木薯地土壤容重，提高土壤孔隙度，改善土壤理化性質，地膜覆蓋可提高土壤保水力的結果一致。

生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕技術集成可提高土壤中微生物的數量。這與施用生物有機肥增加土壤有機營養的供給、豐富的有機碳源為土壤微生物活動、繁殖提供良好的物質基礎有關，此研究結果與胡可等[14]研究生物有機肥可提高土壤微生物三大菌落的數量、改善土壤微生物區系組成的結果一致。

生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕技術集成可提高木薯產量。在同等氮磷鉀總養分量的施肥條件下，增產幅度最大。說明生物有機肥和測土配方肥為木薯的生長針對性地提供了持續充足的養分，蓋膜微集雨提高了水分利用率，深耕技術使土壤疏松，便于木薯塊根伸張。綜上所述，生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕技術集成可改善土壤理化及生物性狀，提高木薯產量，是一種值得推廣的木薯施肥及耕作栽培模式。

參考文獻

[1] Mabrouk A， Sharkawy E L. Cassava biology and physiology[J]. Plant molecular biology， 2004， 56（4）： 481-501.

[2] 趙 超. 抗旱脅迫下木薯莖桿中糖類物質的代謝變化[D]. ?？冢汉Ｄ洗髮W，2013.

[3] 方 佳，濮文輝，張慧堅. 國內外木薯產業發展近況[J]. 中國農學通報，2010，26（16）：353-361.

[4] 黎貞崇，李 軍，韋昌聯. 提高單產是解決木薯燃料乙醇原料問題的出路[J]. 可再生能源，2008，26（5）：112-115.

[5] 岑忠用，羅興錄，蘇 江，等. 生物有機肥對木薯生長和塊根產量的影響[J]. 中國農學通報，2006（11）：202-206.

[6] 岑忠用，羅興錄，蘇 江，等. 生物有機肥對木薯地土壤理化性狀的影響[J]. 西南農業學報，2006（6）：1 092-1 095.

[7] 孫 薇，錢 勛，付青霞，等. 生物有機肥對秦巴山區核桃園土壤微生物群落和酶活性的影響[J]. 植物營養與肥料學報，2013（05）：1 224-1 233.

[8] 肖金香，胡日華. 烤煙蓋膜的優質適產溫濕效應分析[J]. 江西農業大學學報，1991（3）：255-259.

[9] 黃秀琴. 多美西瓜地膜覆蓋栽培技術[J]. 中國果菜， 2016（2）：45-47.

[10] 鮑士旦. 土壤農化分析（第3版）[M]. 北京：中國農業出版社，2000：14-114.

[11] 中國科學院南京土壤所微生物室. 土壤微生物研究法[M]. 北京：科學出版社，1985：12-36.

[12] 羅興錄，岑忠用，謝和霞，等. 生物有機肥對土壤理化、生物性狀和木薯生長的影響[J]. 西北農業學報，2008（1）：167-173.

[13] 羅興錄，黃秋鳳，鄭華娟. 不同地膜覆蓋方式對土壤理化性狀和木薯產量的影響[J]. 中國農學通報，2010（22）：372-375.

[14] 胡 可，李華興，盧維盛，等. 生物有機肥對土壤微生物活性的影響[J]. 中國生態農業學報，2010（2）：303-306.