沼液配方肥對香蕉生長、產量及其土壤質量的影響

高劉+余雪標+李然+楊青青+崔喜博+李思遠+王牌

摘要：以香蕉為材料，進行沼液配方肥的肥效試驗，研究沼液配方肥對土壤性質和香蕉生長、產量、葉片生理特征等指標的影響。結果表明，施用沼液配方肥可改善土壤酸堿度、增加土壤養分含量，其中土壤pH值提高了 31.32%，土壤有機質含量提高了16.00%，有效磷含量提高了252.59%，速效鉀含量提高了236.13%，堿解氮含量提高了5598%。在抽蕾期，施用沼液配方肥的香蕉葉片長和葉片寬有一定的增長。香蕉營養期施用沼澤配方肥葉片葉綠素含量明顯提高，葉片凈光合速率有所增強。沼液配方肥處理香蕉果指長增長14.22%，果指圍增加26.54%，每梳指數增加9.41%，香蕉株高增加 7.38%，香蕉假莖圍增粗13.80%，香蕉單株產量增產12.91%。通過多元線性逐步分析得出，施用沼液配方肥后土壤養分與香蕉單株產量、果指長、果指圍、假莖圍關系的最優方程，為沼液配方肥的深度研發和推廣及海南土壤性質的改良提供了研究基礎。

關鍵詞：沼液配方肥；土壤養分；香蕉產量；土壤質量

中圖分類號： S668.106文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）07-0121-04

香蕉是芭蕉科芭蕉屬植物，被熱帶地區廣泛種植食用。香蕉味道香甜，且營養價值較高，常年可以收獲，深受廣大消費者和種植農民的喜愛。中國是香蕉種植最早的國家之一，海南省亦是香蕉種植大省。海南省種植區主要分布在樂東、三亞、澄邁、臨高、儋州、昌江、東方等市（縣）[1]。

沼液是良好的有機肥料，是利用植物殘體、人畜糞便等有機物通過厭氧發酵后的殘余物，不但營養比較全面，而且含有豐富的速效養分，且養分利用率高，其中的維生素、氨基酸及抗生素類物質對作物生長發育有促進作用，可提高作物品質，節約生產成本，同時可以保持和改善土壤質量，減少化肥可能帶來的負面作用[2-3]。沼液養分含量低，直接施用肥效不高，物流成本大，也缺乏相應的肥料標準，因而難以商品化[4]。本試驗中的沼液配方肥根據國家農業標準，通過將動物有機液體沼液和花生餅等有機物及適量中微量元素混合發酵，配入適量的化學元素肥料，集多種肥料性質研發而成，是全營養、全水溶、無公害的優質肥。配制過程中使用了大量的沼液，使沼液得到了資源化處理，不僅實現了養殖廢水的“零排放”，變廢為寶，還解決了養殖場周邊的環境污染問題[5-6]。本試驗以香蕉為材料，進行該沼液配方肥的肥效試驗，研究沼液配方肥對土壤理化性質、香蕉生長和產量的影響，為該沼液配方肥的深度研發和推廣及海南省土壤性質的改良提供了研究基礎。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1試驗地概況香蕉園位于海南省澄邁縣，屬于熱帶季風氣候，澄邁縣常年平均氣溫在23.1～24.5 ℃之間，1月平均氣溫為17.3 ℃，極端最低氣溫為1.1 ℃，7月平均氣溫為28.4 ℃，極端最高氣溫達40.3 ℃。年平均降水量1 750 mm，每年5—10月為雨季，最大日降水量為500 mm，11月至翌年4月為旱季，年平均濕度為84%。

1.1.2供試作物本試驗供試作物為香蕉，品種為巴西蕉，約在20世紀90年代由外資企業從巴西引入。

1.1.3供試肥料與制備原則糖蜜沼液來源于臨高龍津糖業有限公司，該糖廠以甘蔗為主要原材料生產白糖，將產糖剩余殘渣繼續發酵為糖蜜沼液。常規化肥為當地商店購買的復合肥。畜禽糞便沼液是將動物有機液體沼液和花生餅等有機物與適量中微量元素混合發酵而成。沼液配方肥根據國家農業標準，在畜禽糞便沼液中配入適量的化學元素肥料，集多種肥料性質研發而成，是全營養、全水溶、無公害的優質肥，沼液原液和沼液配方肥養分含量見表1。因為香蕉是典型的喜鉀作物，需氮量較大，需磷量很少，因此配制沼液配方肥時氮、磷、鉀的比例分別為12%、6%、12%[7]。

1.2方法

1.2.1試驗設計方案設5個處理類型：以清水澆灌作為對照（處理1）、施用糖蜜沼液（處理2）、沼液原液（處理3）、沼液配方肥（氮 ∶磷 ∶鉀=2 ∶1 ∶2）（處理4）、常規化肥（處理5），分別對香蕉根部進行澆灌。每株澆灌肥料80 g，每個處理3次重復，香蕉種植行距2.3 m，株距2.3 m。采取土磚法采集土壤，每個處理地隨機取3個點，土壤深度為30 cm。

1.2.2測定項目及方法每個處理隨機采集香蕉倒數第3張葉片進行香蕉長勢狀況調查。果實生長參數測量取樣方法為在第3梳蕉中隨機取3條進行測量。香蕉抽蕾期，天氣晴朗的09：30—11：30期間用LI-6400型光合作用測定儀測定香蕉葉片光合速率，用丙酮提取比色法[13]測定香蕉葉片葉綠素含量（鮮質量）。對采樣土壤進行有機質含量、pH值、堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量的測定。用Mettler Toledo MP120 pH計測定土壤pH值，土壤有機質含量用重鉻酸鉀容量法[14]測定，土壤速效鉀含量采用原子吸收分光光度計法[14]測定，土壤有效磷含量利用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法[14]測定，土壤解堿氮含量采用堿解擴散法[14]測定。

1.2.3試驗處理方法分別采用Office 2007軟件和SAS 90軟件對數據進行統計分析。

2結果與分析

2.1不同處理對香蕉園土壤養分的影響

由表2可以看出，處理4的pH值、有效磷含量、速效鉀含量、堿解氮含量都明顯高于其他4個處理，其中有效磷、速效鉀、堿解氮含量與其他4個處理相比都有極顯著差異，pH值、有機質、有效磷、速效鉀、堿解氮含量分別比處理1提高了 31.32%、16.00%、252.59%、236.13%、55.98%。施用常規化肥后，土壤養分含量也有提高，但提高程度明顯低于施用沼液配方肥。處理4相比于處理5，pH值提高了5.01%，有機質含量提高了3.61%，速效磷含量提高了12.00%，速效鉀含量提高了25.81%，堿解氮含量提高了11.58%，每項指標均有或多或少的提高，可見施用沼液配方肥（處理4）對土壤養分含量的提高優于施用常規化肥（處理5）。香蕉生長適宜土壤pH值為6.0～6.5，其中處理4的pH值為5.87，最接近該區間。土壤有機質含量最高的為處理2，其原因可能是處理2所施用的糖蜜發酵沼液中機質含量較高，影響了香蕉園土壤的有機質含量。施用沼液配方肥，明顯提高了土壤養分含量，增加了土壤肥力，為香蕉生長提供了有利保障。

2.2不同處理對香蕉果實生長和產量的影響

在香蕉的生長過程中，香蕉的果指長、果指圍、每梳果指數都是重要的參數指標。從表3可以看出，處理4的果指長和果指圍明顯高于其他處理，每梳果指數也略多于其他處理。處理4的果指長、果指圍、每梳果指數分別比處理1增長了14.22%、26.54%、9.41%。經方差分析，處理4的果指長與處理3差異不顯著，但與其他處理均差異極顯著；處理4的果指圍與其他4個處理都差異顯著；每梳果指數與處理1呈差異極顯著性，但是與其他處理無差異顯著性。處理4比處理5果指長增長5.59%、果指圍增粗11.01%、每梳果指數增加3.21%。香蕉單株產量由高到低依次為處理4>處理3>處理5>處理2>處理1。處理4的單株產量與其他各處理的單株產量差異極顯著，比處理1提高了12.91%；處理4的單株產量與處理5相比，兩者之間有極顯著差異性，提高了4%。由此可見，施用沼液配方肥（處理4）比施用常規化肥（處理5）更有利于香蕉果實的生長和產量的提高。

2.3抽蕾期不同處理對香蕉生長勢的影響

香蕉生長狀況的好壞直接影響香蕉產量的高低和品質的優劣[15]。在抽蕾期對香蕉的生長勢進行調查表明，處理4的香蕉株高、葉片長、葉片寬、假莖圍都高于其他處理，與處理1相比株高增高7.38%、葉片長增長951%、葉片寬增寬1488%、假莖圍增粗13.80%，都達到了極顯著差異水平（P<0.01）（表4）。其中處理4香蕉的假莖圍與其他處理都有極顯著差異，且不同處理之間都有顯著差異性。處理4與處理5相比，除了香蕉株高無顯著性差異外，其他3個指標都差異極顯著，香蕉株高、假莖圍、葉片長、葉片寬分別提高了 1.81%、8.72%、3.76%、7.17%。可見施用沼液配方肥有利于香蕉的生長，從而提高香蕉的產量和品質。

2.4不同處理對香蕉葉片葉綠素含量和凈光合速率的影響

由圖1、圖2可知，香蕉葉片葉綠素含量在5個處理中，處理4含量最高；凈光合速率由高到低依次為處理4>處理5>處理2>處理3>處理1。方差分析結果表明，處理4葉綠素含量與其他各處理的差異均達到了顯著水平；處理4凈光合速率與處理5無顯著差異性，相比于處理1、處理3差異顯著。處理4相比余處理1，葉綠素含量提高了12.60%，凈光合速率提高了40.94%。表明施用沼液配方肥，提高了葉片葉綠素含量、凈光合速率，促使香蕉生物量提高，進一步影響了香蕉的生長和產量。

2.5土壤養分與香蕉產量、假莖圍、果指長、果指圍的回歸分析

為了探討施用沼液配方肥后土壤養分與香蕉產量、假莖圍、果指長、果指圍的關系，以土壤有機質含量（x1，g/kg）、堿解氮含量（x2，mg/kg）、有效磷含量（x3，mg/kg）、速效鉀含量（x4，mg/kg）、pH值（x5）為自變量，以香蕉單株產量（y1，kg/株）、抽蕾期假莖圍（y2，cm）、果指長（y3，cm）、果指圍（y4，cm）為因變量分別進行逐步回歸分析，得到最優方程（表5）。結果表明，香蕉單株產量與土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量和酸堿度有關；香蕉假莖圍、果指長、果指圍只與土壤有機質、堿解氮、速效鉀含量有關。因為香蕉是典型的喜鉀作物，且需氮量較大，而需磷量很少[7]，所以得出的最優多元線性方程都與土壤堿解氮、速效鉀含量有關。該線性方程與劉恩科等研究所得方程[16]類似。將土壤理化性質數據代入上述方程，求出香蕉4個指標的理論值，方程的誤差可用實測值y和理論值y^i平均相對誤差表示，公式為E=1N∑ni=1|yi-y^i|yi。根據上述公式，求得香蕉產量（y1）、抽蕾期假莖圍（y2）、果指長（y3）、果指圍（y4）平均相對誤差分別為15.89%、20.11%、21.32%、13.56%，都是在可接受范圍之內，所以得出的方程是有效且可靠的。

3結論與討論

土壤有機質是土壤的重要組成部分，是土壤肥力的物質基礎，土壤有機質含量的高低是評價土壤肥力高低的一項重要指標。現有研究發現，沼液中含有的難以降解和未完全降解的有機物進入土壤后，經過一定的時間在眾多微生物作用下慢慢分解，最終轉變為土壤有機質，所以向土壤中施用沼液肥能夠促進有機質分解，增加土壤有機質含量，長期施用能夠顯著提高土壤肥力[17-19]。氮、磷、鉀元素是土壤中的常量元素，是表征土壤肥力的重要指標。本研究表明，對土壤施用沼液原液和沼液配方肥，土壤酸堿度得到改善，土壤pH值得到顯著提高，該研究結果與蔡茂等的研究結果[20-21]有不同之處，其原因是沼液配方肥pH值偏高，自身呈堿性，不同于蔡茂等試驗所用的酸性沼液[20-21]。土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量在施用沼液配方肥后，都有不同程度的提高，這研究結果與岑湯校等的研究結果[22-23]基本一致。其中，施用沼液配方肥處理的增長程度要優于施用糖蜜發酵沼液、畜禽糞便發酵沼液、常規化肥。因為沼液配方肥是在畜禽糞便沼液中配入適量的化學元素肥料，集多種肥料性質研發而成，它所含的有機質、氮磷鉀養分高于沼液原液和常規化肥。因此，施用沼液配方肥能顯著提高土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，從而改善土壤養分平衡，增強土壤肥力。

施用沼液配方肥后，香蕉在抽蕾期的葉片長、葉片寬有一定的增長。在香蕉營養期間，葉片葉綠素含量、凈光合速率都是施用沼液配方肥的處理最高。該研究結果與楊苞梅等的研究結果[24]相一致。因此得出，施用沼液配方肥能有效地促使香蕉葉片葉綠素含量的增加，提高葉片凈光合速率，從而提高香蕉葉片的光合作用能力。在香蕉的生長過程中，香蕉的果指長、果指圍、每梳果指數都是重要的參數指標。香蕉生長狀況的好壞直接影響香蕉產量的高低和品質的優劣[15]。施用沼液配方肥后，香蕉的每項指標均有增長，香蕉的果指長增長14.22%、果指圍增加26.54%、每梳果指數增加9.41%、香蕉株高增高7.38%、香蕉假莖圍增粗13.80%，從而使香蕉單株產量增加12.91%。該研究結果與臧小平等的研究結果[15，25]基本一致。因所施用的沼液配方肥根據香蕉喜氮喜鉀配制而成，所以施用沼液配方肥之后，對香蕉的生長和產量的影響明顯優于施用其他肥料。土壤養分得到提高，香蕉更好地吸收土壤中的養分，從而使自身生長更加有利，提高產量。

施用沼液配方肥對土壤理化性質有明顯的改良作用，提高香蕉株高、葉片長寬、果實長粗、產量等指標較為顯著。目前，海南省土壤肥力下降、酸堿化嚴重，對作物施用沼液配方肥不僅提高了作物產量，而且能提高土壤肥力、改善土壤酸堿度。本研究為沼液配方肥的深度研發和推廣及海南省土壤性質的改良提供參考依據。

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