申民翀 李建剛 吳東乾 孫劍霞 李玲 侯金鳳 侯迪鳴 董元華

摘要 [目的]研究不同施肥模式對(duì)香沙芋生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響。[方法]針對(duì)靖江香沙芋種植過(guò)程中嚴(yán)重的連作障礙和當(dāng)?shù)厥┓什缓侠淼膯?wèn)題，利用土壤調(diào)理劑對(duì)當(dāng)?shù)厥┓史桨高M(jìn)行改良，通過(guò)連續(xù)2年試驗(yàn)探究不同施肥模式對(duì)香沙芋生長(zhǎng)、產(chǎn)量、病害發(fā)生率和淀粉含量的影響。[結(jié)果]2種改進(jìn)施肥方案均可促進(jìn)香沙芋生長(zhǎng)發(fā)育，處理 Ⅱ 使葉齡增加了2.03，還能促進(jìn)莖粗、株高和葉片厚度的增加；改進(jìn)施肥方案顯著提高了香沙芋產(chǎn)量，其中處理 Ⅰ 2年增產(chǎn)率分別為16.67%和16.19%，處理 Ⅱ 為 22.17%和19.37%；采用改進(jìn)施肥方案后，香沙芋的病害發(fā)生率顯著降低，處理 Ⅰ 2年防效分別是38.63%和51.60%，處理 Ⅱ 達(dá)到50.75%和62.62%；同時(shí)，淀粉含量也得到了顯著提高。[結(jié)果]該研究為控制香沙芋連作病害提供了技術(shù)手段，對(duì)促進(jìn)靖江香沙芋的生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 靖江香沙芋；連作障礙；土壤調(diào)理劑；產(chǎn)量；連作病害

中圖分類(lèi)號(hào) S506.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）04-0025-03

Effects of Different Fertilization Modes on the Growth and Yield of Jingjiang Taro

SHEN Min-chong1，2， LI Jian-gang1， WU Dong-qian3， DONG Yuan-hua1* et al （1. Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation， Institute of Soil Science， Chinese Academy of Sciences， Nanjing， Jiangsu 210008； 2. University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049； 3. Jingjiang Economic Crop Guidance Station， Jingjiang， Jiangsu 214500）

Abstract [Objective] To research the effects of different fertilization modes on the growth and yield of Jingjiang taro. [Method] According to the problems of continuous cropping obstacle and improper fertilization in the process of Jingjiang taro planting， we improved the local fertilization strategy with a soil conditioner， and investigated the effects of different fertilization modes on the growth， yield， disease incidence and starch content of Jingjiang taro by two-year-long experiment. [Result] Both two improved fertilization strategies of treatments Ⅰ and Ⅱ could promote the growth and development of Jingjiang taro. Treatment Ⅱ increased the leaf age by 2.03， which could promote plant growth by increasing stem diameter， plant height and leaf thickness. The improved fertilization strategies significantly enhanced the yield of taro， which increased by 16.67% and 16.19% in the years of 2014 and 2015 in treatment Ⅰ， respectively. In treatment Ⅱ， the rate of yield increased by 22.17% and 19.37% in two years， respectively. The disease incidence decreased significantly in two improved fertilizations. Treatment Ⅰ had effective influence on suppressing soil-borne diseases with the control efficacies of 38.63% and 51.60% in two years， respectively. While treatment Ⅱ could reach up to 50.75% and 62.62%， respectively. Furthermore， the starch content of taro was observably enhanced as well. [Conclusion] The research provides technological means in controlling continuous cropping diseases， and offers important directions for promoting the production of Jingjiang Taro.

Key words Jingjiang taro；Continuous cropping obstacle；Soil conditioner；Yield；Continuous cropping disease

芋頭[Colocasia esculenta（L.）Schott]是天南星科芋屬多年生草本植物，在我國(guó)南北各地均有栽培，其中長(zhǎng)江流域栽培面積較大，且栽培的品種類(lèi)型主要為多子芋[1]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，芋頭常做1年栽培，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)和保健成分。芋球莖富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、B族維生素、維生素C，以及鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)。此外，芋球莖中的多糖成分具有增強(qiáng)人體免疫的功能，深受消費(fèi)者喜愛(ài)[2]。

靖江香沙芋具有農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志，其香味獨(dú)特，營(yíng)養(yǎng)豐富，糧菜兼用，深受廣大消費(fèi)者青睞。靖江香沙芋現(xiàn)有種植面積1 333 hm2，年產(chǎn)鮮芋2萬(wàn)多噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。泰州市及靖江市政府把靖江香沙芋作為農(nóng)民增收的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，支持靖江香沙芋產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

近年來(lái)，由于香沙芋的經(jīng)濟(jì)效益較好，農(nóng)民經(jīng)常在同一塊地連續(xù)種植香沙芋，造成嚴(yán)重的連作障礙問(wèn)題，芋頭產(chǎn)量下降，土傳病害發(fā)生嚴(yán)重，農(nóng)民被迫使用大量的農(nóng)藥；同時(shí)為了追求高產(chǎn)，土壤中投入過(guò)量化肥，且肥料品種單一，肥料投入嚴(yán)重不平衡，使肥料利用率降低，土壤養(yǎng)分嚴(yán)重失衡，土壤質(zhì)量持續(xù)下降，土壤功能遭到破壞，香沙芋的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，難以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。因此，探索改良連作土壤性質(zhì)的技術(shù)和方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。

土壤調(diào)理劑能夠改善土壤理化性狀[4-5]，增強(qiáng)作物抗病、抗旱能力[6]，提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量[7-9]，具有成本低、效果好、無(wú)毒副作用的特點(diǎn)[10]。近年來(lái)，一些天然產(chǎn)物提取物已經(jīng)在土壤改良中得到了廣泛的應(yīng)用[9]。該研究針對(duì)靖江香沙芋存在的嚴(yán)重連作障礙問(wèn)題，通過(guò)使用天然材料的土壤調(diào)理劑對(duì)連作芋頭土壤進(jìn)行調(diào)理，以期恢復(fù)退化土壤功能，控制芋頭連作病害，增加芋頭產(chǎn)量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)在江蘇省靖江市馬橋鎮(zhèn)祖師村芋頭種植基地進(jìn)行（120°11′2.30″ E；32° 3′8.88″ N）。海洋性季風(fēng)區(qū)，溫和濕潤(rùn)，四季分明，年平均降雨量1 033.10 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用有機(jī)肥購(gòu)于南京寧糧生物工程有限公司，其中N含量2.1%，土壤調(diào)理劑購(gòu)于陜西賽眾生物科技有限公司，其中有效硅 42%、氧化鉀8%、氧化鎂 3%。所用復(fù)合肥的N、P2O5和K2O含量均為15%。

1.3 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，分別為對(duì)照（CK，當(dāng)?shù)厥┓史桨福?，處?Ⅰ 和處理 Ⅱ，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列。各處理小區(qū)面積1 m×10 m，雙行60株香沙芋。連續(xù)試驗(yàn)2年，具體施肥方案見(jiàn)表1。芋頭淀粉含量的測(cè)定采用GB/T5009.9—2008的方法。

香沙芋種植過(guò)程中容易出現(xiàn)疫病，試驗(yàn)對(duì)不同處理中芋頭的發(fā)病情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并按照如下公式對(duì)病情指數(shù)和防治效果進(jìn)行計(jì)算：

病情指數(shù)=[Σ （病級(jí)株數(shù)×代表級(jí)數(shù)）/植株總數(shù)×最高代表級(jí)值]×100

防治效果=（對(duì)照病情指數(shù)-處理病情指數(shù)）/對(duì)照病情指數(shù)×100%

病情分級(jí)0～5級(jí)：0級(jí)，無(wú)癥狀；1級(jí)，葉片輕微萎蔫，莖上開(kāi)始出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)；2級(jí)，整個(gè)植株的30%～50%有病狀；3級(jí)，整個(gè)植株的50%～70%有病狀；4級(jí)，整個(gè)植株的70%～90%有病狀；5級(jí)，整株死亡。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2003和SPSS 16.0軟件分析不同處理間的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及檢驗(yàn)顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)香沙芋生長(zhǎng)的影響 通過(guò)分析連續(xù)2年不同施肥處理對(duì)香沙芋生長(zhǎng)情況的影響，發(fā)現(xiàn)施肥處理對(duì)香沙芋葉齡、莖粗、株高和葉片厚度均有影響，且與對(duì)照差異顯著（表2）。施肥處理 Ⅰ 和 Ⅱ 都能促進(jìn)香沙芋的生育進(jìn)程，特別是處理 Ⅱ，葉齡從對(duì)照的11.40增加到13.43。同時(shí)，2種處理均增加了植株莖粗、株高和葉片厚度。其中，施肥處理 Ⅱ 對(duì)香沙芋上述4個(gè)指標(biāo)的影響更顯著。

2.2 不同施肥處理對(duì)香沙芋產(chǎn)量的影響 不同施肥處理下香沙芋產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行分析顯示，與對(duì)照相比，施肥處理 Ⅰ 和 Ⅱ 均顯著提高了其母芋、子芋、孫芋的產(chǎn)量。由表3可知，處理 Ⅱ 的增產(chǎn)效果較好，2014年母芋、子芋、孫芋比對(duì)照分別增產(chǎn)5.10%、20.45%、65.74%；2015年3類(lèi)芋分別增產(chǎn)28.93%，37.02%，91.20%；連續(xù)2年的總產(chǎn)量增產(chǎn)率分別為22.17%和19.37%。處理 Ⅰ 的增產(chǎn)效果也比較明顯，2014年的母芋、子芋、孫芋相比對(duì)照分別增產(chǎn)6.95%、7.36%、73.31%；2015年3類(lèi)芋分別增產(chǎn)20.73%、5.12%、47.35%；連續(xù)2年的總產(chǎn)量增產(chǎn)率分別為16.67%和16.19%。

2.3 不同施肥處理對(duì)香沙芋病害發(fā)生的影響

由于試驗(yàn)地連年種植芋頭，土傳病害發(fā)生嚴(yán)重。由表4可知，連作2年后，芋頭的發(fā)病率比第1年嚴(yán)重，對(duì)當(dāng)?shù)赜箢^的品質(zhì)和產(chǎn)量造成較大影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理對(duì)香沙芋病害的發(fā)生有較大影響，施肥處理 Ⅰ 和 Ⅱ 明顯降低病情指數(shù)，對(duì)病害發(fā)生具有顯著的防治作用。其中，處理 Ⅰ 2014、2015年的防效分別為38.63%和51.60%，處理 Ⅱ 的防效較好，分別達(dá)到了50.75%和62.62%。

2.4 不同施肥處理對(duì)香沙芋淀粉含量的影響

對(duì)不同施肥處理下香沙芋淀粉含量的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，施肥處理 Ⅰ 和 Ⅱ 都能顯著提高香沙芋的淀粉含量。由圖1可知，2個(gè)處理間差異不顯著，但處理 Ⅱ 的效果較好，可以將淀粉含量從對(duì)照的58.74%提高到76.22%。連作第2年處理 Ⅰ 和 Ⅱ 對(duì)提高淀粉含量的效果略有降低。

3 討論

靖江市擁有優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)江岸線54 km，當(dāng)?shù)赝寥蓝酁楦缓值纳橙劳?，特別適合芋頭的生長(zhǎng)[11]。支鏈淀粉含量高，營(yíng)養(yǎng)豐富[12]，具有寬腸、益胃、軟化血管等功效的香沙芋早已成為靖江市特色農(nóng)產(chǎn)品[13]。由此帶來(lái)的當(dāng)?shù)赜箢^連年種植以及化肥單一化、過(guò)量化等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了芋頭品質(zhì)和產(chǎn)量，使土壤養(yǎng)分失衡，土壤質(zhì)量下降。

該研究基于上述連作現(xiàn)象和當(dāng)?shù)厥┓侍幚泶嬖诘膯?wèn)題，對(duì)當(dāng)?shù)厥┓侍幚磉M(jìn)行改良，提出了處理 Ⅰ、Ⅱ 共2種施肥方案，通過(guò)使用天然材料的土壤調(diào)理劑對(duì)連作芋頭土壤進(jìn)行調(diào)理，以恢復(fù)退化土壤功能，控制芋頭連作病害，增加芋頭產(chǎn)量。研究表明，2種處理對(duì)香沙芋的生產(chǎn)均有顯著益處。

通過(guò)對(duì)香沙芋葉齡、莖粗、株高、葉片厚度4個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，改良的2種施肥處理均能促進(jìn)香沙芋的生長(zhǎng)發(fā)育，與對(duì)照相比，處理 Ⅰ 和 Ⅱ 的葉齡分別增加了1.00和2.03，這對(duì)于香沙芋提前進(jìn)入分株期并更好地吸收利用土壤中的養(yǎng)分有較大益處。同時(shí)，2種處理使植株長(zhǎng)勢(shì)更加健康，提高自身免疫力，從而對(duì)抗病性的提升也起到一定作用。該究表明，處理 Ⅰ 和 Ⅱ 的總產(chǎn)量第1年分別增加16.67%和22.17%，第2年分別增加16.19% 和19.37%。在連作障礙嚴(yán)重，后續(xù)產(chǎn)量普遍下降的情況下，該研究施肥處理不僅得到了較大的增產(chǎn)率，而且第2年處理組的產(chǎn)量（分別為1 139.99和1 171.21 kg）均超過(guò)了第1年對(duì)照組的產(chǎn)量（1 047.86 kg），給當(dāng)?shù)貛?lái)良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也對(duì)香沙芋種植具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。除了產(chǎn)量，香沙芋的品質(zhì)性狀也與其經(jīng)濟(jì)價(jià)值直接相關(guān)，淀粉含量是影響芋頭甜度、營(yíng)養(yǎng)成分和口感的重要因素。該研究通過(guò)對(duì)不同施肥處理下香沙芋淀粉含量的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，處理 Ⅰ 和 Ⅱ 可以將淀粉含量從對(duì)照的58.74%分別提高到74.92% 和76.22%。其中，連作第2年2個(gè)處理對(duì)提高淀粉含量的效果略有降低，產(chǎn)量和品質(zhì)性狀受連作病害影響嚴(yán)重。研究結(jié)果還表明，采用處理 Ⅰ 和 Ⅱ 的施肥方案可顯著降低香沙芋病害的病情指數(shù)，提高防治效果。其原因可能是固體調(diào)理劑的施用補(bǔ)充了香沙芋植株對(duì)中微量元素的需求，促進(jìn)植株健康生長(zhǎng)，提高了其自身免疫力和抗病能力。同時(shí)，調(diào)理劑進(jìn)入土壤后，也會(huì)改變土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，影響土壤微生態(tài)環(huán)境，隨著土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的改變，病原菌對(duì)香沙芋植株的致病性會(huì)得到一定程度的抑制[14]。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，對(duì)香沙芋生長(zhǎng)和產(chǎn)量的有益效果從高到低依次為處理 Ⅱ、處理 Ⅰ、對(duì)照。這主要是由于各處理的施肥配方組合不同導(dǎo)致的。與對(duì)照相比，處理 Ⅰ 在基肥中多施加了1種固體調(diào)理劑，同時(shí)減少了復(fù)合肥的投入，另外10葉期追肥時(shí)將一定占比（30%）的復(fù)合肥換成硫酸鉀肥。而處理 Ⅱ 比處理 Ⅰ 在基肥中多了1種有機(jī)肥。這樣設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)氐耐寥鲤B(yǎng)分結(jié)構(gòu)以及香沙芋的種植需求有關(guān)。對(duì)照采用的當(dāng)?shù)厥┓史桨竿耆脧?fù)合肥的方式，肥料品種單一，土壤中養(yǎng)分投入與利用嚴(yán)重不平衡，一定程度上破壞了土壤功能，造成香沙芋產(chǎn)量和品質(zhì)下降。調(diào)理劑的添加，一方面補(bǔ)充了土壤的中微量元素，改善了土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，另一方面也可能活化土壤中未被利用的大量元素，提高肥料利用率。同時(shí)，調(diào)理劑的施用也會(huì)改善土壤微生態(tài)環(huán)境，改變土壤微生物組成結(jié)構(gòu)，調(diào)整土壤中病原菌與有益細(xì)菌的結(jié)構(gòu)比例向更有利于植物生長(zhǎng)的方向發(fā)展。有機(jī)肥富含多種有機(jī)酸、肽類(lèi)、氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)于平衡土壤養(yǎng)分、改善土壤微生態(tài)環(huán)境、恢復(fù)地力有很大幫助。10葉期追肥時(shí)將30%的復(fù)合肥用量改為硫酸鉀肥是針對(duì)香沙芋一般從10葉期開(kāi)始分株，之后分株鮮重加速增加而設(shè)計(jì)的，該時(shí)期是子芋、孫芋鮮重增加和品質(zhì)提升的關(guān)鍵階段[15]。鉀元素作為植物體內(nèi)光合作用、呼吸作用、蛋白質(zhì)合成等多種重要生理過(guò)程所需酶的活化劑，對(duì)提高作物抗病抗倒伏等抗逆性以及提高淀粉含量都有促進(jìn)作用，所以在香沙芋10葉期適當(dāng)補(bǔ)充鉀素是很有必要的。

綜上所述，在香沙芋種植過(guò)程中需在基肥中施加調(diào)理劑（中微量元素礦質(zhì)肥），同時(shí)也可適當(dāng)添加有機(jī)肥。在追肥過(guò)程中應(yīng)根據(jù)香沙芋生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期補(bǔ)充相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)元素。該方法不僅可以促進(jìn)香沙芋的生長(zhǎng)情況，提高其品質(zhì)性狀，增強(qiáng)抗病性，達(dá)到增產(chǎn)的目的，而且對(duì)土壤養(yǎng)分平衡、恢復(fù)和維持地力、促進(jìn)土地資源可持續(xù)利用有重要的意義。

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