生物有機(jī)肥配施緩釋肥對(duì)連作馬鈴薯提質(zhì)增產(chǎn)效果研究

柳玲玲,顧小鳳,魏全全,張 萌,芶久蘭*

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所,貴州貴陽(yáng) 550006;2.貴州省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境工程技術(shù)研究中心,貴州貴陽(yáng) 550006;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,貴州貴陽(yáng) 550006)

馬鈴薯是世界上重要的糧、菜、飼兼用作物,營(yíng)養(yǎng)全面,適應(yīng)性廣,也是貴州極具發(fā)展?jié)摿Φ募Z食作物[1]。然而,由于種植條件的限制,馬鈴薯連作現(xiàn)象十分普遍,連作區(qū)作物根際土壤微生物環(huán)境惡化,鐮刀菌等病原真菌富集,土傳病害嚴(yán)重,馬鈴薯減產(chǎn)。連作3年以上的土壤會(huì)顯著降低根系的吸收能力和范圍,從而導(dǎo)致根系生理功能失調(diào)[2],加之目前在馬鈴薯施肥方面比較粗放,化肥施用單一或是施用習(xí)慣差造成土壤環(huán)境惡化,營(yíng)養(yǎng)失衡,馬鈴薯產(chǎn)業(yè)面臨嚴(yán)重的減產(chǎn)降質(zhì)的困境[3-4]。

生物有機(jī)肥作為營(yíng)養(yǎng)豐富、富含有益微生物的新型肥料,不僅能夠提供養(yǎng)分,而且對(duì)于土壤理化性狀和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)都能起到有益作用[5-6]。馬鈴薯屬于需肥量較大的作物之一,肥料的投入和養(yǎng)分的持續(xù)供給影響作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。張佩等[7]研究表明,緩釋肥由于其養(yǎng)分的緩慢釋放且與馬鈴薯養(yǎng)分吸收規(guī)律同步,因此能提高肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益,且減少肥料淋溶對(duì)土壤和環(huán)境的造成的面源污染。生物有機(jī)肥配施緩釋肥,一方面可以緩慢持續(xù)地供給養(yǎng)分,另一方面生物有機(jī)肥富含的益生菌可以改善土壤微生態(tài)環(huán)境,提高土壤速效養(yǎng)分含量,促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收,可以達(dá)到雙贏的效果。因此生物有機(jī)肥配施緩釋肥在馬鈴薯[8]、結(jié)球甘藍(lán)[9]、黃瓜和辣椒[10]等作物上均開(kāi)展了相關(guān)研究。但在連作區(qū)馬鈴薯上的研究較少,基于此,筆者對(duì)連作現(xiàn)象十分嚴(yán)重的貴州威寧馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)開(kāi)展了生物有機(jī)肥配施緩釋肥對(duì)馬鈴薯提質(zhì)增產(chǎn)的效果試驗(yàn),研究馬鈴薯連作下不同生物有機(jī)肥配施緩釋肥對(duì)馬鈴薯的提質(zhì)增產(chǎn)作用以及對(duì)土壤有效養(yǎng)分的影響,以期為馬鈴薯連作障礙的綜合防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1試驗(yàn)地概況。試驗(yàn)于2021年3—10月在貴州省威寧縣卯關(guān)村進(jìn)行,地理位置104°104′E、26°52′N,海拔2 247 m。該區(qū)土壤類型為黃泥土,連作2年馬鈴薯,土壤基本性狀:有機(jī)質(zhì)34.82 g/kg、全氮 1.48 g/kg、堿解氮 93.41 mg/kg、全磷 0.796 g/kg、有效磷 16.95 mg/kg、全鉀11.36 g/kg、速效鉀 91.32 mg/kg、pH 6.58。

1.1.2供試品種。威芋5號(hào)原種,由貴州省生物技術(shù)(馬鈴薯)研究所提供。

1.1.3供試肥料。緩釋肥,由施可豐化工股份有限公司(山東)生產(chǎn),N∶P2O5∶K2O為16∶8∶18;生物有機(jī)肥:生物有機(jī)肥Ⅰ(N 2.34%、P2O52.93%、K2O 1.71 %)和生物有機(jī)肥Ⅱ(N6.93%、P2O56.62%、K2O 4.57%)主要功能菌群均為芽孢桿菌,含量≥0.2億/g,由廣東省佛山金葵子科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)置4個(gè)處理,每個(gè)處理按照面積25 m×4 m=100 m2大區(qū),設(shè)3個(gè)重復(fù),采用單壟雙溝種植,株行距=0.5 m×0.5 m,密度為40 020株/hm2。處理T1(對(duì)照),單施緩釋肥1 200 kg/hm2;T2,緩釋肥900 kg/hm2+生物有機(jī)肥Ⅰ1 500 kg/hm2;T3,緩釋肥900 kg/hm2+生物有機(jī)肥Ⅱ750 kg/hm2(生物有機(jī)肥Ⅱ分2次施入,1/2作基肥,1/2作追肥);T4,緩釋肥900 kg/hm2+生物有機(jī)肥Ⅰ 1 200 kg/hm2+生物有機(jī)肥Ⅱ225 kg/hm2(生物有機(jī)肥Ⅱ全部作追肥)。各處理肥料投入見(jiàn)表1。

表1 各處理肥料投入

1.2.2樣品采集與處理。試驗(yàn)于2021年9月上旬取樣,每個(gè)處理按5點(diǎn)法取0 ～ 20 cm土層土樣進(jìn)行混合,將采集的混合土壤樣品在自然條件下風(fēng)干,研磨過(guò)0.25 mm 尼龍篩備用,測(cè)定土壤基本理化性質(zhì)。每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)采5株長(zhǎng)勢(shì)均勻植株樣品,洗凈表面泥土,用去離子水沖洗,放入105 ℃鼓風(fēng)干燥箱中殺青15 min,60 ℃下烘干,粉碎過(guò)0.25 mm尼龍篩備用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法采用常規(guī)方法測(cè)定土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀;用H2SO4-H2O2消化馬鈴薯干樣,常規(guī)方法測(cè)定全氮、全磷和全鉀[11]。馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查按農(nóng)業(yè)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置調(diào)查樣段,實(shí)取樣段內(nèi)馬鈴薯進(jìn)行考查、記載,產(chǎn)量按小區(qū)實(shí)收計(jì)算。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Excel和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯地上部分長(zhǎng)勢(shì)的影響從表2可以看出,不同施肥組合對(duì)馬鈴薯出苗率及農(nóng)藝性狀的影響不同,配施生物有機(jī)肥的處理馬鈴薯出苗率較單施緩釋肥的對(duì)照提高0.35%～2.81%,尤以T4處理效果最好,但各處理間無(wú)顯著差異。T2和T4的株高較對(duì)照分別提高了5.34%和12.21%,T3處理的株高反而比對(duì)照降低了2.54%;T2和T4的莖粗較對(duì)照分別提高了4.73%和18.04%,T3的莖粗較T1減少了9.19%。T2、T3和T4處理分枝數(shù)均較T1多,分別提高了6.25%～18.75%。從生物性狀上看,T4的施肥效果最好,且與T1間差異顯著。

表2 不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯出苗率及農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯土壤養(yǎng)分的影響從表3可以看出,不同施肥組合對(duì)馬鈴薯連作區(qū)土壤主要養(yǎng)分的影響不同。配施生物有機(jī)肥的處理土壤有機(jī)質(zhì)較對(duì)照T1提高了13.41%～61.47%,堿解氮提高了1.81%～27.50%,有效磷提高了24.90%～66.15%,有效鉀提高了26.73%～51.58%,除堿解氮外其他幾種養(yǎng)分的提高效果均以T4處理最佳,且與其他處理差異顯著,T3處理堿解氮的增加效果最好。從pH看,配施生物有機(jī)肥對(duì)當(dāng)季土壤pH的影響不一致,但與對(duì)照相比,處理間pH的變化不明顯。

表3 不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯土壤養(yǎng)分的影響

2.3 不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯產(chǎn)量及薯塊養(yǎng)分吸收的影響從表4可以看出,不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯產(chǎn)量的影響不同。配施生物有機(jī)肥的處理馬鈴薯產(chǎn)量較單施緩釋肥的T1提高了7.16%～16.80%,且配施生物有機(jī)肥均顯著提高了當(dāng)季馬鈴薯的產(chǎn)量,其中T4處理增產(chǎn)效果最好,較對(duì)照增產(chǎn)16.80%。

表4 不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯產(chǎn)量及薯塊N、P、K養(yǎng)分吸收量的影響

不同施肥組合對(duì)馬鈴薯薯塊主要養(yǎng)分的吸收均有影響,且影響趨勢(shì)一致,均不同程度地增加了馬鈴薯薯塊對(duì)養(yǎng)分的吸收量。配施生物有機(jī)肥后,馬鈴薯薯塊全氮含量較T1提高了9.84%～26.88%,全磷含量較T1提高了8.97%～26.33%,全鉀含量較T1提高了1.28%～21.64%,均以T4處理效果最佳。

2.4 不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯薯塊品質(zhì)的影響從表5可以看出,配施生物有機(jī)肥后,馬鈴薯的品質(zhì)有不同程度的提高。其中馬鈴薯粗蛋白含量較T1提高了9.84%～26.97%,淀粉含量較T1提高了37.13%～51.67%,還原糖含量較T1提高了56.45%～166.94%,VC含量較T1提高了13.52%～39.63%。提質(zhì)效果均以T4效果最佳。配施生物有機(jī)肥的組合間比較后發(fā)現(xiàn),除VC含量外,生物有機(jī)肥Ⅰ和Ⅱ的差異不顯著。但同時(shí)配施生物有機(jī)肥Ⅰ和Ⅱ的T4還原糖和VC含量均顯著高于單獨(dú)配施的T2和T3。說(shuō)明生物有機(jī)肥Ⅰ和Ⅱ在提質(zhì)方面有不同的作用,且兩者配合施用效果更好。

表5 不同施肥組合對(duì)連作馬鈴薯品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

馬鈴薯屬于需肥量較大的作物,肥料的投入和養(yǎng)分是否能夠持續(xù)供給成為影響馬鈴薯產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素。生產(chǎn)實(shí)踐證明,經(jīng)過(guò)不同生物有機(jī)肥培肥處理后連作區(qū)馬鈴薯土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變化[5],土壤有效養(yǎng)分提升,馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)均有不同程度的提高。芶久蘭等[11]研究表明,有機(jī)肥與減量20%緩釋肥施用仍能達(dá)到較好的增產(chǎn)效果。許國(guó)春等[8]研究發(fā)現(xiàn),緩釋低磷高鉀肥和生物有機(jī)肥在提升冬作區(qū)稻茬馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)和地力方面具有良好作用。孫圣[12]研究發(fā)現(xiàn),具有固氮、解植酸磷、解無(wú)機(jī)磷、產(chǎn)鐵載體、產(chǎn)IAA和產(chǎn)ACCD能力的PGPR制成的復(fù)合微生物肥料配施緩釋肥對(duì)馬鈴薯具有促生、提產(chǎn)的作用,同時(shí)可以改善土壤理化指標(biāo)。章潔瓊等[13]研究發(fā)現(xiàn),緩釋肥配施生物肥對(duì)薏仁米具有顯著的提質(zhì)效果,當(dāng)季薏仁米粗蛋白含量提高21.21%。該試驗(yàn)條件下,配施生物有機(jī)肥Ⅰ作基肥,生物有機(jī)肥Ⅱ作追肥的T4處理出苗率、株高和莖粗均最高,說(shuō)明生物有機(jī)肥的配施對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)具有促生作用。土壤中有效養(yǎng)分含量提高,對(duì)土壤的培肥效果明顯。配施生物有機(jī)肥對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)均有提高和改善作用,其中以配施生物有機(jī)肥Ⅰ作基肥,生物有機(jī)肥Ⅱ作追肥的T4處理效果最好。