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(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，山西 運(yùn)城 044000；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西 晉中 030600）

晉南地區(qū)是適宜種植甘薯的“黃金產(chǎn)區(qū)”之一，是山西省甘薯產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的重要基地建設(shè)平臺。近年來，在甘薯的種植過程中，傳統(tǒng)化肥施用仍是當(dāng)前甘薯生產(chǎn)的首選[1]，大量化肥的施用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了甘薯的生長需求[2]，導(dǎo)致肥料利用率低[3]，土壤結(jié)構(gòu)性差，有益菌群大量死亡，產(chǎn)量、品質(zhì)和商品率逐年降低[4]，抵抗自然災(zāi)害的能力也逐步減弱[5]，施肥不當(dāng)?shù)纳a(chǎn)種植方式已成為甘薯生產(chǎn)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(chǎn)物導(dǎo)致農(nóng)作物得到特定肥料效應(yīng)的微生物活體制品[6-8]，它可為作物生長創(chuàng)造良好的土壤微生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)作物生長，增強(qiáng)植物抗病及抗逆能力，對提高農(nóng)作物品質(zhì)及產(chǎn)量等方面具有重要意義[9-10]。目前，隨著國家大力推進(jìn)化肥減量提效，積極探索產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，以及農(nóng)業(yè)部到2020年化肥使用量零增長的行動方案要求[11]，在當(dāng)前形勢下，開展微生物肥料在甘薯生產(chǎn)中部分乃至全部替代傳統(tǒng)化肥顯得尤為重要。就甘薯栽培而言，有關(guān)生物菌肥對甘薯生長影響的研究鮮有報(bào)道。

本試驗(yàn)以減肥增效為宗旨，探索生物菌肥對甘薯產(chǎn)量、品質(zhì)、商品性以及經(jīng)濟(jì)效益等的影響，以期為甘薯提質(zhì)增效栽培提供可靠的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)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(chǎn)（有機(jī)質(zhì)≥40%，腐植酸≥30%）；有效活菌數(shù)≥5億個(gè)/g。傳統(tǒng)肥料為傳統(tǒng)磷酸二銨（含N 18%，P2O546%）、尿素（含N 46%）、硫酸鉀（含K2O50%）。

試驗(yàn)地基礎(chǔ)養(yǎng)分：試驗(yàn)地土壤質(zhì)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(yàn)設(shè)計(jì)

2017年在牛家凹農(nóng)場選用晉甘薯9號進(jìn)行甘薯生物菌肥應(yīng)用試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理：T1.傳統(tǒng)施肥（二銨 600 kg/hm2、尿素 300 kg/hm2、鉀肥 300 kg/hm2）；T2.傳統(tǒng)施肥減量20%＋生物菌肥225 kg/hm2：T3.傳統(tǒng)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(yàn)為3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)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(xiàng)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(gè)重復(fù)，裝入鋁盒攤開，置于烘箱內(nèi)，40℃鼓風(fēng)烘6 h后，60～80℃鼓風(fēng)烘6 h，待樣品變脆后，再升溫至100～105℃烘12 h至恒質(zhì)量，然后稱量，薯塊干物率為烘干后的質(zhì)量與鮮質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。

1.3.2 甘薯品質(zhì)的測定 甘薯品質(zhì)測定主要由青島品質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)，淀粉、蛋白質(zhì)、可溶性糖和還原糖含量采用近紅外數(shù)學(xué)模型分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010和DPS軟件進(jìn)行處理和分析，多重比較采用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物菌肥對甘薯產(chǎn)量的影響

由表1可知，由于試驗(yàn)地養(yǎng)分較為豐富，因而對照產(chǎn)量水平較高。與對照相比，不同處理均表現(xiàn)增產(chǎn)，其中，單施菌肥的T5，T6處理甘薯增產(chǎn)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(chǎn)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?？梢钥闯?，生物菌肥可在保產(chǎn)增產(chǎn)的同時(shí)不同程度地減少了傳統(tǒng)化肥的施用量。

表1 生物菌肥對甘薯產(chǎn)量的影響

2.2 生物菌肥對甘薯品質(zhì)的影響

由表2可知，與對照相比，傳統(tǒng)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(zhì)、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(zhì)含量有所下降，且差異均顯著?？偟膩碚f，生物菌肥的施用對改善甘薯的品質(zhì)作用明顯。

表2 生物菌肥對甘薯品質(zhì)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(tǒng)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(jié)薯數(shù)。其中，單施生物菌肥的T5，T6處理，單株結(jié)薯個(gè)數(shù)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(jīng)濟(jì)效益的影響

根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)資和產(chǎn)品市場價(jià)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(jì)算，各個(gè)施肥處理對甘薯經(jīng)濟(jì)效益的影響如表4所示，T6處理單施生物菌肥的經(jīng)濟(jì)效益最高，為101 055元/hm2，比CK和傳統(tǒng)施肥T1處理分別增多23 517，16 110元/hm2；傳統(tǒng)施肥T1處理相比其他施肥處理收益最少。從產(chǎn)投比角度看，單施生物菌肥的T5處理產(chǎn)投比最大，T6處理次之，傳統(tǒng)施肥T1處理的產(chǎn)投比最小。可見“地力旺”生物菌肥能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)本增效的雙贏目的，可以在甘薯生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

表4 生物菌肥對甘薯經(jīng)濟(jì)效益的分析

3 討論與結(jié)論

有關(guān)微生物菌肥可以提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)的研究報(bào)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(chǎn)量和品質(zhì)作用明顯。但有關(guān)在甘薯上應(yīng)用還未見報(bào)道。在具甘薯參考價(jià)值的塊莖作物馬鈴薯應(yīng)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(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，施用菌肥能夠顯著提高馬鈴薯的產(chǎn)量和改善塊莖的營養(yǎng)品質(zhì)，同時(shí)還可提升馬鈴薯的商品薯率及經(jīng)濟(jì)效益，其氮磷肥配施生物菌肥處理增產(chǎn)幅度達(dá)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(jīng)濟(jì)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(chǎn)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(chǎn)量和商品薯率，效果最好的菌肥產(chǎn)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(chǎn)量及品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，與傳統(tǒng)施肥相比，微生物肥能不同程度促進(jìn)植株生長發(fā)育，提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。方玉川等[20]用美國亞聯(lián)微生物菌肥對馬鈴薯生長發(fā)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(jī)能，其產(chǎn)量和商品率也隨之提高。

本研究結(jié)果表明，在甘薯上應(yīng)用“地力旺”微生物菌肥具有良好的增產(chǎn)和品質(zhì)改善作用，在農(nóng)藝性狀上，甘薯的單株結(jié)薯數(shù)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(jìn)了塊根的形成，增加了塊根的數(shù)量，提高了甘薯的產(chǎn)量[21]；在品質(zhì)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(zhì)、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(zhì)積累量和干物率卻逐步下降。一般研究認(rèn)為，化學(xué)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(jìn)而能夠提高干物質(zhì)和蛋白質(zhì)等的含量[22]。在甘薯商品屬性上，本試驗(yàn)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(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比角度分析，單施生物菌肥的T6處理經(jīng)濟(jì)效益最高，相比傳統(tǒng)施肥的T1處理可增值16 110元/hm2，其產(chǎn)投比在菌肥施肥量為375 kg/hm2處理中最經(jīng)濟(jì)。