韋劍鋒，韋冬萍，陳 濤,2*，岑忠用，史丹妮

(1.廣西科技大學鹿山學院，廣西 柳州 545616； 2.廣西亞熱帶作物研究所，廣西 南寧 530001；3.河池學院 化學與生命科學系，廣西 宜州 546300)

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施氮方式對木薯養(yǎng)分利用和土壤有效養(yǎng)分變化的影響

韋劍鋒1，韋冬萍1，陳 濤1,2*，岑忠用3，史丹妮1

(1.廣西科技大學鹿山學院，廣西 柳州 545616； 2.廣西亞熱帶作物研究所，廣西 南寧 530001；3.河池學院 化學與生命科學系，廣西 宜州 546300)

為提高施肥效率，在田間條件下，以不施氮肥為對照，研究氮(純N)量130 kg/hm2全部基施(T1)、50%基施+50%苗期追施(T2)及25%基施+50%苗期追施+25%塊根膨大期追施(T3)3種方式對木薯品種新選056干物質(zhì)積累、養(yǎng)分利用及土壤有效養(yǎng)分含量的影響。結(jié)果表明：施氮顯著提高木薯塊根、莖及葉的干物質(zhì)積累量，且均以T3處理最高，其次是T2處理；施氮可以提高木薯塊根、莖及葉的氮、磷、鉀含量及其積累量，其中以T3處理的氮、磷、鉀積累總量最高，其次是T2處理；木薯收獲時，T3處理的氮肥農(nóng)學利用率、氮肥生理利用率及氮肥吸收利用率顯著大于T1、T2處理；木薯收獲后，種植地各土層堿解氮、有效磷及速效鉀含量變化因施氮方式而異，其中T3處理各有效養(yǎng)分含量變化均小于T1、T2處理。可見，本研究條件下氮肥25%基施+50%苗期追施+25%塊根膨大期追施是木薯生產(chǎn)較理想的施用方式。

木薯； 氮肥； 土壤； 養(yǎng)分； 氮肥利用效率

木薯是我國重要的淀粉和能源酒精作物，有很強的吸肥能力，其生長過程中從土壤吸收大量的氮、磷及鉀，故在其種植栽培中需補充適當肥料，否則會引起土壤養(yǎng)分失衡[1]。目前，我國木薯主產(chǎn)區(qū)種植木薯面臨著嚴重的施肥不平衡問題，出現(xiàn)了土壤肥力下降或部分養(yǎng)分過剩等現(xiàn)象，制約了我國木薯生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[2]。因此，研究木薯施肥技術(shù)，提高木薯栽培效益及實現(xiàn)木薯種植地養(yǎng)分可持續(xù)利用具有重要意義。

前人研究表明，適當比例的氮、磷及鉀肥配合施用或有機肥與化肥配合施用可提高木薯產(chǎn)量、增加經(jīng)濟效益及提高土壤肥力[1-4]。也有研究表明，氮肥合理運籌可實現(xiàn)馬鈴薯、玉米、小麥、甘蔗等多種作物高產(chǎn)栽培、肥料高效利用及土壤養(yǎng)分可持續(xù)供給[5-11]。氮肥運籌對木薯生長、產(chǎn)量形成及品質(zhì)提高也有重要影響[1,3,12-13]，但氮肥運籌對木薯養(yǎng)分吸收利用和土壤養(yǎng)分平衡的影響鮮見報道。施氮方式是作物氮肥運籌的主要內(nèi)容之一，在其他作物上已有較多研究，并取得顯著效果[6-11]，但在木薯栽培方面的研究報道甚少。鑒于此，在我國木薯主產(chǎn)區(qū)(廣西)設置田間試驗，研究不同施氮方式下木薯干物質(zhì)積累、養(yǎng)分積累、氮肥利用效率及土壤有效養(yǎng)分含量的差異，以期為木薯高效施肥方式的確定提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2014年5月—2015年1月在廣西宜州市進行。供試土壤為黏質(zhì)砂壤土，耕層0～15 cm土壤pH值為6.73，養(yǎng)分含量為有機質(zhì)17.4 g/kg、全氮1.14 g/kg、全磷0.58 g/kg、全鉀2.50 g/kg、堿解氮96.01 mg/kg、有效磷23.65 mg/kg、速效鉀78.03 mg/kg。

供試木薯品種為新選056；供試氮肥為尿素(含N 46.4%)，磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%)，鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)。

1.2 試驗設計與田間管理

試驗以不施氮肥為對照(CK)，在施用等量純N 130 kg/hm2基礎上，設氮肥全部基施(T1)、50%基施+50%苗期追施(T2)、25%基施+50%苗期追施+25%塊根膨大期追施(T3)共3種處理。CK及3種施氮處理均于播種時施P2O565 kg/hm2、K2O 65 kg/hm2，并于齊苗后追施K2O 65 kg/hm2。每處理重復3次，每重復為1個小區(qū)，隨機區(qū)組排列；小區(qū)長6.3 m、寬4.9 m；株行距為70 cm×90 cm。

2014年5月4日播種。播種前按種植規(guī)格挖直徑30 cm、深8 cm的穴，然后將基肥撒施在穴底部，并用厚約3 cm細土覆蓋；播種時選取健壯木薯主莖作為種莖，按每4個有效芽將其截成小段，然后平放于穴中，一穴一段，最后用厚約5 cm細土覆蓋。出苗穩(wěn)定后進行間苗，每穴留1～2苗。齊苗后(7月5日)，各處理追施K2O 65 kg/hm2，同時T2、T3處理追施氮肥(純N)65 kg/hm2；塊根開始膨大后(10月7日)T3處理追施氮肥(純N)32.5 kg/hm2，追肥時將肥料撒施于距植株基部四周30 cm處，并培土覆蓋。

1.3 測定項目及方法

木薯定苗后每重復掛牌6株，生長過程收集干枯落葉，于成熟期(2015年1月1日)收獲植株，測塊根鮮薯產(chǎn)量，并按塊根(含細根)、莖、葉(含干枯落葉)分別烘干、稱質(zhì)量并粉碎，然后用蒸餾定氮法[14]、釩鉬黃比色法[14]及火焰光度法[14]分別測全氮、全磷及全鉀含量；木薯種植前后鉆取0～15 cm、15～30 cm及30～45 cm深度的土壤風干、粉碎、過篩，然后用堿解—擴散法[14]、鉬銻抗比色法[14]、火焰光度法[14]分別測堿解氮、有效磷、速效鉀含量。參照文獻[5]計算氮肥農(nóng)學利用率、氮肥生理利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮素塊根生產(chǎn)效率、氮素收獲指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

應用Excel 2003和SPSS 18.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，采用Duncan氏新復極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮方式對木薯干物質(zhì)積累的影響

表1顯示，T1、T2、T3處理木薯各器官干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)積累總量均顯著高于CK，其中T3處理塊根、莖、葉干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)積累總量均最高，分別比CK增加23.31%、30.38%、32.53%、27.20%，而T2處理各項指標次之；盡管施氮量相同，但T1處理各項指標均顯著小于T3處理，且不同程度小于T2處理。說明施氮可促進木薯各器官生長和塊根產(chǎn)量提高，其中T3處理的效果最為顯著。

表1 不同處理木薯各器官干物質(zhì)積累量 kg/hm2

注：同列不同小寫字母表示差異達0.05顯著水平。下同。

2.2 施氮方式對木薯養(yǎng)分含量的影響

表2顯示，木薯塊根的全氮含量以T3處理最高，顯著高于其他處理，T2、T1處理顯著大于CK；莖全氮含量表現(xiàn)為T1、T2、T3處理均高于CK，但處理間差異不顯著；葉全氮含量以T3處理最高，其次是T2、T1處理，均高于CK，其中，且T3處理與T1處理、CK差異顯著。

T1、T2、T3處理木薯塊根、莖及葉的全磷含量均大于CK，其中T2、T3處理塊根全磷含量較高，顯著高于CK；T2處理莖全磷含量最高，與T3處理差異不顯著，二者均顯著高于CK；葉全磷含量以T3處理最高，其次是T2處理，二者差異不顯著，但顯著高于T1處理、CK。

T1、T2、T3處理塊根、莖及葉全鉀含量差異不顯著，但均高于CK，其中T2、T3處理塊根全鉀含量顯著高于CK，T1、T2、T3處理葉全鉀含量顯著高于CK。說明施氮可提高木薯各器官氮、磷及鉀營養(yǎng)水平，其中以T2、T3處理對塊根的效果較為明顯。

表2 不同處理木薯各器官氮、磷及鉀含量 %

2.3 施氮方式對木薯養(yǎng)分積累的影響

表3顯示，不同處理木薯各器官全氮、全磷、全鉀積累量，以及全氮、全磷、全鉀積累總量均表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中T3處理全氮、全磷、全鉀積累總量分別比CK增加44.40%、45.61%、35.90%；CK各項指標與其他處理均差異顯著；除葉全鉀積累量外，T1處理各項指標與T3處理差異顯著，T2處理塊根全氮積累量、全氮積累總量以及葉全磷積累量與T3處理差異顯著。說明施氮可促進木薯各器官對氮、磷及鉀養(yǎng)分的吸收和積累，其中T3處理效果最為顯著。

表3 不同處理木薯各器官氮、磷及鉀積累量 kg/hm2

2.4 施氮方式對木薯氮肥利用效率的影響

表4顯示，木薯氮肥農(nóng)學利用率、氮肥生理利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮素塊根生產(chǎn)效率及氮素收獲指數(shù)均以T3處理最高，T2處理各項指標次之，而T1處理各項指標最低；3個施氮處理間氮肥農(nóng)學利用率、氮肥生理利用率、氮肥吸收利用率差異顯著；T3處理氮肥偏生產(chǎn)力、氮素收獲指數(shù)與T1處理差異顯著。說明氮肥分次施用，尤其是T3處理有利于提高木薯氮肥利用效率。

2.5 施氮方式對土壤有效養(yǎng)分含量的影響

表5顯示，木薯種植前后土壤堿解氮、有效磷及速效鉀含量均隨土層深度的增加而明顯遞減。種植后不同處理同一土層各有效養(yǎng)分含量變化存在明顯差異。其中，種植后0～15 cm土層的堿解氮含量表現(xiàn)為CK、T1處理顯著低于種植前，而T2、T3處理與種植前差異不顯著；15～30、30～45 cm土層的堿解氮含量表現(xiàn)為CK明顯低于種植前，T1、T2處理均高于種植前，其中T1處理與種植前差異顯著，且顯著大于T2處理，而T3處理與種植前基本持平。

種植后各處理0～15、15～30 cm土層的有效磷含量均顯著大于種植前，且均以CK最高，其次是T1處理，而T2、T3處理差異不顯著，但均顯著小于T1處理；各處理30～45 cm土層的有效磷含量略大于種植前，但處理間差異不顯著。

種植后各處理3個土層速效鉀含量均大于種植前，其中均以CK最高，其次是T1處理，且CK、T1處理3個土層的速效鉀含量均顯著高于種植前；0～15、15～30 cm土層T2、T3處理速效鉀含量差異均不顯著，但也顯著高于種植前。

可見，不施氮肥會引起木薯種植地有效氮虧缺，而適宜施氮方式(T3處理)有利于維持各土層有效氮平衡，且木薯種植地，尤其是0～30 cm土層有效磷和速效鉀明顯盈余。

表4 不同處理木薯氮肥利用效率

表5 不同處理土壤剖面有效養(yǎng)分含量 mg/kg

3 結(jié)論與討論

關(guān)于木薯氮肥適宜施用時期和合理施用次數(shù)已有報道，但由于栽培條件不同，其結(jié)論不盡一致。有研究認為，易溶氮肥宜在種植時全量穴施，在砂壤土則于植時和植后2～3個月施完或在植時或植后30 d一次性施完[2,15-16]；也有研究認為，氮肥早期重施有利于提高鮮薯單產(chǎn)和鮮薯淀粉含量，其中按25%基肥+50%苗肥+25%薯肥施用效果最好[12]。蔣瑞萍等[13]則認為，單作木薯在高肥力土壤上氮肥按60%基施+40%薯塊快速膨大期追施效果較好，在低肥力土壤上按30%基施+30%結(jié)薯期追施+40%薯塊快速膨大期追施效果較好。本研究表明，在施氮量相同條件下，氮肥分次施用尤其25%基施+50%苗期追施+25%塊根膨大期追施比全部基施更能促進木薯各器官生長和塊根產(chǎn)量提高，這與羅興錄等[12]、蔣瑞萍等[13]的研究結(jié)果相似?？梢姡狙芯織l件下氮肥分次施用尤其是在塊根膨大期適量追施更有利于木薯增產(chǎn)。

木薯氮、磷及鉀含量及其養(yǎng)分積累對施肥較為敏感[1]。有報道指出，在木薯生長過程中，隨著氮、磷及鉀肥的增加，木薯葉片中的氮、磷、鉀含量提高，之后趨于平穩(wěn)[17]；也有指出，氮、磷及鉀肥合理配施有利于提高木薯植株氮、磷及鉀含量，促進木薯對氮、磷及鉀的吸收和積累[1-3]。本研究表明，施用氮肥提高了木薯各器官氮、磷及鉀含量尤其是積累量，其中氮肥分次施用尤其是25%基施+50%苗期追施+25%塊根膨大期追施，效果最為明顯，這與前人研究春玉米[6-7]和小麥[8]氮肥追施的結(jié)果相似。氮肥分次施用能促進木薯對氮、磷及鉀養(yǎng)分的吸收，可能是氮肥分次施用滿足了木薯在不同生育時期對氮養(yǎng)分的需求或使土壤氮、磷及鉀養(yǎng)分供給比例更合理，從而更利于木薯的生長發(fā)育，間接促進了木薯對其他養(yǎng)分的吸收和利用。但具體機制需從木薯生長發(fā)育動態(tài)和養(yǎng)分吸收動態(tài)做進一步研究。

作物氮肥吸收利用率與氮肥運籌及栽培條件密切相關(guān)。在磚紅壤盆栽條件下，木薯品種華南8013的氮肥利用率為9.2%～14.8%[18]；在磚紅壤田間栽培條件下，木薯品種華南8號的氮肥利用率可達34.61%[19]。本研究條件下，木薯氮肥吸收利用率為16.48%～26.78%。說明木薯氮肥利用率普遍不高，如何進一步提高木薯氮肥利用效率值得深化研究。本研究還發(fā)現(xiàn)，氮肥分次施用尤其25%基施+50%苗期追施+25%塊根膨大期追施，明顯提高了木薯氮肥農(nóng)學利用率、氮肥生理利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生產(chǎn)力及氮素收獲指數(shù)，這與前人研究小麥[9]、玉米[6,10]及甘蔗[11]氮肥追施的結(jié)果相似。可見，氮肥合理運籌更利于木薯對氮肥的吸收和利用。

氮肥施用方式影響土壤有效養(yǎng)分平衡，但對不同種植地或作物的效應不同[20-21]。本研究表明，不同施氮方式下木薯種植地同一土層堿解氮、有效磷及速效鉀含量變化也存在明顯差異，但總體來看，氮肥分次施用尤其是25%基施+50%苗期追施+25%塊根膨大期追施，對土壤有效養(yǎng)分含量變化的影響相對較小，有利于維持土壤有效養(yǎng)分平衡。另外，與種植前相比，木薯收獲后氮肥全部基施處理15～45 cm土層的堿解氮含量顯著增加。說明氮肥大量基施會引起氮素淋溶下滲富集，而木薯是淺根性作物，氮素向深層土壤遷移不利于吸收利用，因此木薯氮肥基施應適量和淺施[22]。此外，各處理0～30 cm土層有效磷和速效鉀含量均顯著高于種植前。說明所施磷肥和鉀肥已滿足木薯生長需求，并明顯過剩。因此，在保證獲得高產(chǎn)的前提下，磷肥和鉀肥可適當減量施用，但具體減少量有待研究。綜合以上分析，氮肥分次施用尤其是25%基施+50%在苗期追施+25%在塊根膨大期追施，有利于促進木薯對氮、磷及鉀的吸收利用和維持土壤養(yǎng)分平衡。

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Effects of Nitrogen Application Methods on Cassava Nutrient Utilization and Soil Available Nutrient Content Change

WEI Jianfeng1,WEI Dongping1,CHEN Tao1,2*,CEN Zhongyong3,SHI Danni1

(1.Lushan College of Guangxi University Science and Technology,Liuzhou 545616,China; 2.Guangxi Subtropical Crops Research Institute,Nanning 530001,China; 3.Department of Chemistry and Life Science,Hechi University,Yizhou 546300,China)

In order to improve fertilizing efficiency,a field experiment of nitrogen fertilizer was conducted by using cassava variety Xinxuan 056 as tested material.The 130 kg/ha nitrogen fertilizer(NF) was designed as three treatments,including 100% for basal fertilizer(T1),50% for basal fertilizer and 50% for topdressing at seedling stage(T2),and 25% for basal fertilizer,50% for topdressing at seedling stage and 25% for topdressing at root-tube expanding stage(T3),and no nitrogen fertilizer as the control(CK).The dry matter accumulation,nutrient utilization and soil available nutrient contents were measured for different treatments in leaf,stem and root-tube of cassava.The results showed that the application of nitrogen significantly increased the dry matter accumulation in root-tube,stem and leaf of cassava,and T3 treatments presented the highest value,followed by T2 treatment.The application of nitrogen also increased the contents and accumulations of N,P and K in root-tube,stem and leaf of cassava,and T3 treatment presented the highest value,followed by T2 treatment.At harvesting stage,the agronomic use efficiency,physiological use efficiency,and absorption and utilization efficiency of nitrogen fertilizer of T3 treatment was significantly higher than that of T1 and T2 treatments.After harvest of cassava,the contents change of alkali-hydrolyzed nitrogen,available phosphor and available potassium contents in soil layer were differed among nitrogen application method.Of which,the available nutrient contents variation of T3 treatment were less than that of T1 and T2 treatments.Therefore,the optimum application method of nitrogen fertilizer for cassava was 25% for basal fertilizer,50% for topdressing at seedling stage and 25% topdressing at root expanding stage.

cassava; nitrogen fertilizer; soil; nutrient; nitrogen utilization efficiency

2016-05-25

廣西教育廳廣西高等學?？蒲辛㈨楉椖?LX2014673)；廣西科技大學鹿山學院科學基金項目(2013LSZK03)

韋劍鋒(1978-)，廣西鹿寨人，副研究員，碩士，主要從事作物營養(yǎng)與生理生態(tài)方面研究。 E-mail:jianfengwei@163.com

*通訊作者：陳 濤(1970-)，廣西博白人，高級農(nóng)藝師，碩士，主要從事熱帶作物高產(chǎn)高效栽培技術(shù)研究。 E-mail:chentao3320@yahoo.com.cn

S533

A

1004-3268(2016)11-0042-05