沼液配方肥對(duì)香蕉生長(zhǎng)、產(chǎn)量及其土壤質(zhì)量的影響

高劉+余雪標(biāo)+李然+楊青青+崔喜博+李思遠(yuǎn)+王牌

摘要：以香蕉為材料，進(jìn)行沼液配方肥的肥效試驗(yàn)，研究沼液配方肥對(duì)土壤性質(zhì)和香蕉生長(zhǎng)、產(chǎn)量、葉片生理特征等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，施用沼液配方肥可改善土壤酸堿度、增加土壤養(yǎng)分含量，其中土壤pH值提高了 31.32%，土壤有機(jī)質(zhì)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(zhǎng)和葉片寬有一定的增長(zhǎng)。香蕉營(yíng)養(yǎng)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(qiáng)。沼液配方肥處理香蕉果指長(zhǎng)增長(zhǎng)14.22%，果指圍增加26.54%，每梳指數(shù)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(chǎn)量增產(chǎn)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(yǎng)分與香蕉單株產(chǎn)量、果指長(zhǎng)、果指圍、假莖圍關(guān)系的最優(yōu)方程，為沼液配方肥的深度研發(fā)和推廣及海南土壤性質(zhì)的改良提供了研究基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：沼液配方肥；土壤養(yǎng)分；香蕉產(chǎn)量；土壤質(zhì)量

中圖分類號(hào)： S668.106文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）07-0121-04

香蕉是芭蕉科芭蕉屬植物，被熱帶地區(qū)廣泛種植食用。香蕉味道香甜，且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，常年可以收獲，深受廣大消費(fèi)者和種植農(nóng)民的喜愛。中國(guó)是香蕉種植最早的國(guó)家之一，海南省亦是香蕉種植大省。海南省種植區(qū)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(jī)肥料，是利用植物殘?bào)w、人畜糞便等有機(jī)物通過厭氧發(fā)酵后的殘余物，不但營(yíng)養(yǎng)比較全面，而且含有豐富的速效養(yǎng)分，且養(yǎng)分利用率高，其中的維生素、氨基酸及抗生素類物質(zhì)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育有促進(jìn)作用，可提高作物品質(zhì)，節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)可以保持和改善土壤質(zhì)量，減少化肥可能帶來的負(fù)面作用[2-3]。沼液養(yǎng)分含量低，直接施用肥效不高，物流成本大，也缺乏相應(yīng)的肥料標(biāo)準(zhǔn)，因而難以商品化[4]。本試驗(yàn)中的沼液配方肥根據(jù)國(guó)家農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過將動(dòng)物有機(jī)液體沼液和花生餅等有機(jī)物及適量中微量元素混合發(fā)酵，配入適量的化學(xué)元素肥料，集多種肥料性質(zhì)研發(fā)而成，是全營(yíng)養(yǎng)、全水溶、無公害的優(yōu)質(zhì)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(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖廢水的“零排放”，變廢為寶，還解決了養(yǎng)殖場(chǎng)周邊的環(huán)境污染問題[5-6]。本試驗(yàn)以香蕉為材料，進(jìn)行該沼液配方肥的肥效試驗(yàn)，研究沼液配方肥對(duì)土壤理化性質(zhì)、香蕉生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，為該沼液配方肥的深度研發(fā)和推廣及海南省土壤性質(zhì)的改良提供了研究基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1試驗(yàn)地概況香蕉園位于海南省澄邁縣，屬于熱帶季風(fēng)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(dá)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(yàn)供試作物為香蕉，品種為巴西蕉，約在20世紀(jì)90年代由外資企業(yè)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(yè)有限公司，該糖廠以甘蔗為主要原材料生產(chǎn)白糖，將產(chǎn)糖剩余殘?jiān)^續(xù)發(fā)酵為糖蜜沼液。常規(guī)化肥為當(dāng)?shù)厣痰曩?gòu)買的復(fù)合肥。畜禽糞便沼液是將動(dòng)物有機(jī)液體沼液和花生餅等有機(jī)物與適量中微量元素混合發(fā)酵而成。沼液配方肥根據(jù)國(guó)家農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在畜禽糞便沼液中配入適量的化學(xué)元素肥料，集多種肥料性質(zhì)研發(fā)而成，是全營(yíng)養(yǎng)、全水溶、無公害的優(yōu)質(zhì)肥，沼液原液和沼液配方肥養(yǎng)分含量見表1。因?yàn)橄憬妒堑湫偷南测涀魑铮璧枯^大，需磷量很少，因此配制沼液配方肥時(shí)氮、磷、鉀的比例分別為12%、6%、12%[7]。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案設(shè)5個(gè)處理類型：以清水澆灌作為對(duì)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(guī)化肥（處理5），分別對(duì)香蕉根部進(jìn)行澆灌。每株澆灌肥料80 g，每個(gè)處理3次重復(fù)，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(gè)處理地隨機(jī)取3個(gè)點(diǎn)，土壤深度為30 cm。

1.2.2測(cè)定項(xiàng)目及方法每個(gè)處理隨機(jī)采集香蕉倒數(shù)第3張葉片進(jìn)行香蕉長(zhǎng)勢(shì)狀況調(diào)查。果實(shí)生長(zhǎng)參數(shù)測(cè)量取樣方法為在第3梳蕉中隨機(jī)取3條進(jìn)行測(cè)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(cè)定儀測(cè)定香蕉葉片光合速率，用丙酮提取比色法[13]測(cè)定香蕉葉片葉綠素含量（鮮質(zhì)量）。對(duì)采樣土壤進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量、pH值、堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量的測(cè)定。用Mettler Toledo MP120 pH計(jì)測(cè)定土壤pH值，土壤有機(jī)質(zhì)含量用重鉻酸鉀容量法[14]測(cè)定，土壤速效鉀含量采用原子吸收分光光度計(jì)法[14]測(cè)定，土壤有效磷含量利用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法[14]測(cè)定，土壤解堿氮含量采用堿解擴(kuò)散法[14]測(cè)定。

1.2.3試驗(yàn)處理方法分別采用Office 2007軟件和SAS 90軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)香蕉園土壤養(yǎng)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(gè)處理，其中有效磷、速效鉀、堿解氮含量與其他4個(gè)處理相比都有極顯著差異，pH值、有機(jī)質(zhì)、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(guī)化肥后，土壤養(yǎng)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(jī)質(zhì)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(xiàng)指標(biāo)均有或多或少的提高，可見施用沼液配方肥（處理4）對(duì)土壤養(yǎng)分含量的提高優(yōu)于施用常規(guī)化肥（處理5）。香蕉生長(zhǎng)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(qū)間。土壤有機(jī)質(zhì)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(fā)酵沼液中機(jī)質(zhì)含量較高，影響了香蕉園土壤的有機(jī)質(zhì)含量。施用沼液配方肥，明顯提高了土壤養(yǎng)分含量，增加了土壤肥力，為香蕉生長(zhǎng)提供了有利保障。

2.2不同處理對(duì)香蕉果實(shí)生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

在香蕉的生長(zhǎng)過程中，香蕉的果指長(zhǎng)、果指圍、每梳果指數(shù)都是重要的參數(shù)指標(biāo)。從表3可以看出，處理4的果指長(zhǎng)和果指圍明顯高于其他處理，每梳果指數(shù)也略多于其他處理。處理4的果指長(zhǎng)、果指圍、每梳果指數(shù)分別比處理1增長(zhǎng)了14.22%、26.54%、9.41%。經(jīng)方差分析，處理4的果指長(zhǎng)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(gè)處理都差異顯著；每梳果指數(shù)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(zhǎng)增長(zhǎng)5.59%、果指圍增粗11.01%、每梳果指數(shù)增加3.21%。香蕉單株產(chǎn)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(chǎn)量與其他各處理的單株產(chǎn)量差異極顯著，比處理1提高了12.91%；處理4的單株產(chǎn)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(guī)化肥（處理5）更有利于香蕉果實(shí)的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高。

2.3抽蕾期不同處理對(duì)香蕉生長(zhǎng)勢(shì)的影響

香蕉生長(zhǎng)狀況的好壞直接影響香蕉產(chǎn)量的高低和品質(zhì)的優(yōu)劣[15]。在抽蕾期對(duì)香蕉的生長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行調(diào)查表明，處理4的香蕉株高、葉片長(zhǎng)、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(zhǎng)增長(zhǎng)951%、葉片寬增寬1488%、假莖圍增粗13.80%，都達(dá)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(gè)指標(biāo)都差異極顯著，香蕉株高、假莖圍、葉片長(zhǎng)、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(zhǎng)，從而提高香蕉的產(chǎn)量和品質(zhì)。

2.4不同處理對(duì)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(gè)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(jié)果表明，處理4葉綠素含量與其他各處理的差異均達(dá)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(jìn)一步影響了香蕉的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。

2.5土壤養(yǎng)分與香蕉產(chǎn)量、假莖圍、果指長(zhǎng)、果指圍的回歸分析

為了探討施用沼液配方肥后土壤養(yǎng)分與香蕉產(chǎn)量、假莖圍、果指長(zhǎng)、果指圍的關(guān)系，以土壤有機(jī)質(zhì)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(chǎn)量（y1，kg/株）、抽蕾期假莖圍（y2，cm）、果指長(zhǎng)（y3，cm）、果指圍（y4，cm）為因變量分別進(jìn)行逐步回歸分析，得到最優(yōu)方程（表5）。結(jié)果表明，香蕉單株產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量和酸堿度有關(guān)；香蕉假莖圍、果指長(zhǎng)、果指圍只與土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀含量有關(guān)。因?yàn)橄憬妒堑湫偷南测涀魑铮倚璧枯^大，而需磷量很少[7]，所以得出的最優(yōu)多元線性方程都與土壤堿解氮、速效鉀含量有關(guān)。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(zhì)數(shù)據(jù)代入上述方程，求出香蕉4個(gè)指標(biāo)的理論值，方程的誤差可用實(shí)測(cè)值y和理論值y^i平均相對(duì)誤差表示，公式為E=1N∑ni=1|yi-y^i|yi。根據(jù)上述公式，求得香蕉產(chǎn)量（y1）、抽蕾期假莖圍（y2）、果指長(zhǎng)（y3）、果指圍（y4）平均相對(duì)誤差分別為15.89%、20.11%、21.32%、13.56%，都是在可接受范圍之內(nèi)，所以得出的方程是有效且可靠的。

3結(jié)論與討論

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤有機(jī)質(zhì)含量的高低是評(píng)價(jià)土壤肥力高低的一項(xiàng)重要指標(biāo)。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，沼液中含有的難以降解和未完全降解的有機(jī)物進(jìn)入土壤后，經(jīng)過一定的時(shí)間在眾多微生物作用下慢慢分解，最終轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)，所以向土壤中施用沼液肥能夠促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，長(zhǎng)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(biāo)。本研究表明，對(duì)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(jié)果與蔡茂等的研究結(jié)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(yàn)所用的酸性沼液[20-21]。土壤有機(jī)質(zhì)、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(jié)果與岑湯校等的研究結(jié)果[22-23]基本一致。其中，施用沼液配方肥處理的增長(zhǎng)程度要優(yōu)于施用糖蜜發(fā)酵沼液、畜禽糞便發(fā)酵沼液、常規(guī)化肥。因?yàn)檎右号浞椒适窃谛笄菁S便沼液中配入適量的化學(xué)元素肥料，集多種肥料性質(zhì)研發(fā)而成，它所含的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀養(yǎng)分高于沼液原液和常規(guī)化肥。因此，施用沼液配方肥能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，從而改善土壤養(yǎng)分平衡，增強(qiáng)土壤肥力。

施用沼液配方肥后，香蕉在抽蕾期的葉片長(zhǎng)、葉片寬有一定的增長(zhǎng)。在香蕉營(yíng)養(yǎng)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(jié)果與楊苞梅等的研究結(jié)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(zhǎng)過程中，香蕉的果指長(zhǎng)、果指圍、每梳果指數(shù)都是重要的參數(shù)指標(biāo)。香蕉生長(zhǎng)狀況的好壞直接影響香蕉產(chǎn)量的高低和品質(zhì)的優(yōu)劣[15]。施用沼液配方肥后，香蕉的每項(xiàng)指標(biāo)均有增長(zhǎng)，香蕉的果指長(zhǎng)增長(zhǎng)14.22%、果指圍增加26.54%、每梳果指數(shù)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(chǎn)量增加12.91%。該研究結(jié)果與臧小平等的研究結(jié)果[15，25]基本一致。因所施用的沼液配方肥根據(jù)香蕉喜氮喜鉀配制而成，所以施用沼液配方肥之后，對(duì)香蕉的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響明顯優(yōu)于施用其他肥料。土壤養(yǎng)分得到提高，香蕉更好地吸收土壤中的養(yǎng)分，從而使自身生長(zhǎng)更加有利，提高產(chǎn)量。

施用沼液配方肥對(duì)土壤理化性質(zhì)有明顯的改良作用，提高香蕉株高、葉片長(zhǎng)寬、果實(shí)長(zhǎng)粗、產(chǎn)量等指標(biāo)較為顯著。目前，海南省土壤肥力下降、酸堿化嚴(yán)重，對(duì)作物施用沼液配方肥不僅提高了作物產(chǎn)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(fā)和推廣及海南省土壤性質(zhì)的改良提供參考依據(jù)。

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