生物菌肥對甘薯產量、品質及經濟效益的影響

賈崢嶸 ，李江輝 ，武宗信 ，解紅娥 ，郝佳麗 ，王凌云 ，解曉紅 ，吳宇浩 ，王 萌 ，高 磊 ，賈 琛

（1.山西省農業科學院棉花研究所，山西 運城 044000；2.山西省農業科學院高粱研究所，山西 晉中 030600）

晉南地區是適宜種植甘薯的“黃金產區”之一，是山西省甘薯產業化開發的重要基地建設平臺。近年來，在甘薯的種植過程中，傳統化肥施用仍是當前甘薯生產的首選[1]，大量化肥的施用，遠遠超過了甘薯的生長需求[2]，導致肥料利用率低[3]，土壤結構性差，有益菌群大量死亡，產量、品質和商品率逐年降低[4]，抵抗自然災害的能力也逐步減弱[5]，施肥不當的生產種植方式已成為甘薯生產的主要障礙。

微生物肥料是指富含活微生物的特定制劑，是一類以微生物生命活動及其產物導致農作物得到特定肥料效應的微生物活體制品[6-8]，它可為作物生長創造良好的土壤微生態環境，進而促進作物生長，增強植物抗病及抗逆能力，對提高農作物品質及產量等方面具有重要意義[9-10]。目前，隨著國家大力推進化肥減量提效，積極探索產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的現代農業發展之路，以及農業部到2020年化肥使用量零增長的行動方案要求[11]，在當前形勢下，開展微生物肥料在甘薯生產中部分乃至全部替代傳統化肥顯得尤為重要。就甘薯栽培而言，有關生物菌肥對甘薯生長影響的研究鮮有報道。

本試驗以減肥增效為宗旨，探索生物菌肥對甘薯產量、品質、商品性以及經濟效益等的影響，以期為甘薯提質增效栽培提供可靠的理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試作物為甘薯，品種為晉甘薯9號。

供試肥料為“地力旺”菌肥（簡稱菌肥），由臨汾汾河氨基酸工廠生產（有機質≥40%，腐植酸≥30%）；有效活菌數≥5億個/g。傳統肥料為傳統磷酸二銨（含N 18%，P2O546%）、尿素（含N 46%）、硫酸鉀（含K2O50%）。

試驗地基礎養分：試驗地土壤質地為壤土，堿解氮為68.37 mg/kg，速效磷為6.41 mg/kg，速效鉀為165.85 mg/kg。

1.2 試驗設計

2017年在牛家凹農場選用晉甘薯9號進行甘薯生物菌肥應用試驗。試驗設7個處理：T1.傳統施肥（二銨 600 kg/hm2、尿素 300 kg/hm2、鉀肥 300 kg/hm2）；T2.傳統施肥減量20%＋生物菌肥225 kg/hm2：T3.傳統施肥減量40%＋生物菌肥450 kg/hm2：T4.萬榮腐植酸混合肥525 kg/hm2；T5.“地力旺”生物菌肥 375 kg/hm2；T6.“地力旺”生物菌肥 750 kg/hm2；T7.不施肥處理（CK）。試驗為3次重復，采用隨機區組設計，小區面積100 m2，種植5壟。5月26日栽植，10月15日收獲，每公頃4.5萬株。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 薯塊干物率的測定 選取具有代表性的薯塊，取薯塊中部，切絲混勻，分別稱取100 g，2個重復，裝入鋁盒攤開，置于烘箱內，40℃鼓風烘6 h后，60～80℃鼓風烘6 h，待樣品變脆后，再升溫至100～105℃烘12 h至恒質量，然后稱量，薯塊干物率為烘干后的質量與鮮質量的比值，以百分數表示。

1.3.2 甘薯品質的測定 甘薯品質測定主要由青島品質分析實驗室承擔，淀粉、蛋白質、可溶性糖和還原糖含量采用近紅外數學模型分析。

1.4 數據分析

數據采用Microsoft Excel 2010和DPS軟件進行處理和分析，多重比較采用Duncan新復極差法。

2 結果與分析

2.1 生物菌肥對甘薯產量的影響

由表1可知，由于試驗地養分較為豐富，因而對照產量水平較高。與對照相比，不同處理均表現增產，其中，單施菌肥的T5，T6處理甘薯增產幅度最大，分別為25.31%和32.46%，且與對照間差異極顯著；化肥與菌肥配施的T2，T3處理產量增加幅度次之，分別為19.96%和23.33%，再次為單施化肥的T1處理。可以看出，生物菌肥可在保產增產的同時不同程度地減少了傳統化肥的施用量。

表1 生物菌肥對甘薯產量的影響

2.2 生物菌肥對甘薯品質的影響

由表2可知，與對照相比，傳統施肥、單施菌肥和化肥與菌肥配施等處理均提高了甘薯中蛋白質、維生素C、還原糖的積累量。其中，單施菌肥的T5，T6處理相比化肥與菌肥配施的T2，T3處理，Vc和還原糖含量增加明顯，但蛋白質含量有所下降，且差異均顯著。總的來說，生物菌肥的施用對改善甘薯的品質作用明顯。

表2 生物菌肥對甘薯品質的影響

2.3 生物菌肥對甘薯商品性的影響

表3 生物菌肥對甘薯商品性的影響

由表3可知，甘薯傳統施肥、單施菌肥和化肥與菌肥配施處理，都不同程度地提高了甘薯單株結薯數。其中，單施生物菌肥的T5，T6處理，單株結薯個數相比其他處理明顯增加，差異顯著；甘薯干物率最高的是腐植酸水溶肥T4處理，單施生物菌肥T5，T6處理干物率較低；在甘薯商品性上，單施生物菌肥的T5，T6處理大中薯率較高，商品屬性較好。

2.4 生物菌肥對甘薯經濟效益的影響

根據當地農資和產品市場價格，按尿素2.2元/kg，二銨3.75元/kg，硫酸鉀 3.5元 /kg，生物菌肥4.8元/kg，腐植酸肥6.65元/kg，甘薯2元 /kg計算，各個施肥處理對甘薯經濟效益的影響如表4所示，T6處理單施生物菌肥的經濟效益最高，為101 055元/hm2，比CK和傳統施肥T1處理分別增多23 517，16 110元/hm2；傳統施肥T1處理相比其他施肥處理收益最少。從產投比角度看，單施生物菌肥的T5處理產投比最大，T6處理次之，傳統施肥T1處理的產投比最小。可見“地力旺”生物菌肥能夠實現節本增效的雙贏目的，可以在甘薯生產上推廣應用。

表4 生物菌肥對甘薯經濟效益的分析

3 討論與結論

有關微生物菌肥可以提高作物產量和改善作物品質的研究報道，目前還主要集中在玉米[12]、小麥[13]、高粱[14]、蔬菜[15]、中草藥[16]等作物，大量研究表明，微生物菌劑對于提高作物產量和品質作用明顯。但有關在甘薯上應用還未見報道。在具甘薯參考價值的塊莖作物馬鈴薯應用上，徐暢[17]研究了化肥配施生物菌肥對馬鈴薯抗旱生理特性及產量的影響，結果表明，施用菌肥能夠顯著提高馬鈴薯的產量和改善塊莖的營養品質，同時還可提升馬鈴薯的商品薯率及經濟效益，其氮磷肥配施生物菌肥處理增產幅度達8.32%～28.06%，淀粉和Vc含量分別提高3.17%～14.19%，1.17%～8.9%；商品薯率顯著高于對照，經濟效益增加922.5～5 080.5元/hm2。陳效杰等[18]通過不同生物菌肥對馬鈴薯的產量和生理性狀的影響研究表明，不同菌肥均改善了馬鈴薯生理性狀及其產量和商品薯率，效果最好的菌肥產量比對照增加40.3%，商品薯率比對照提高13%。錢建民等[19]研究微生物菌肥對馬鈴薯產量及品質的影響，結果表明，與傳統施肥相比，微生物肥能不同程度促進植株生長發育，提高馬鈴薯的產量和品質。方玉川等[20]用美國亞聯微生物菌肥對馬鈴薯生長發育的影響研究表明，施用菌肥可提高馬鈴薯植株的長勢及生理機能，其產量和商品率也隨之提高。

本研究結果表明，在甘薯上應用“地力旺”微生物菌肥具有良好的增產和品質改善作用，在農藝性狀上，甘薯的單株結薯數明顯增加，原因可能是由于菌肥在生長前期相比氮肥減少了甘薯根系中的含氮量，增加了根系中醇溶性碳水化合物的含量，促進了塊根的形成，增加了塊根的數量，提高了甘薯的產量[21]；在品質改善上，相比CK，單施菌肥和化肥與菌肥配施等處理均提高了甘薯中蛋白質、維生素C、還原糖的積累量，其中，單施菌肥處理相比化肥與菌肥配施，Vc和還原糖含量增加明顯，差異顯著，但蛋白質積累量和干物率卻逐步下降。一般研究認為，化學氮肥可使根中的含氮量增加而不影響非蛋白氮與總氮的比率，進而能夠提高干物質和蛋白質等的含量[22]。在甘薯商品屬性上，本試驗得出，單施菌肥和化肥與菌肥配施處理甘薯大中薯率提升明顯，商品性較好。從經濟效益和農業產投比角度分析，單施生物菌肥的T6處理經濟效益最高，相比傳統施肥的T1處理可增值16 110元/hm2，其產投比在菌肥施肥量為375 kg/hm2處理中最經濟。