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        不同施肥方式對中低產(chǎn)田甘薯產(chǎn)量和土壤肥力的影響

        2020-03-03 14:37:13禹陽謝一芝郭小丁賈趙東馬佩勇邊小峰
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年22期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)量

        禹陽 謝一芝 郭小丁 賈趙東 馬佩勇 邊小峰

        摘要:以甘薯品種蘇薯16號為供試材料,2017—2018年在江蘇濱??h黃河故道中低產(chǎn)田中設(shè)置不同的施肥處理,研究有機肥、復(fù)合肥及不同肥料配比對甘薯產(chǎn)量和土壤肥力的影響。結(jié)果表明:合理增施有機肥能顯著提高土壤有機質(zhì)含量,土壤有機質(zhì)含量與有機肥施用量成正比,但過量的有機肥投入反而使地上部與地下部競爭生長,從而影響產(chǎn)量,因此在生產(chǎn)中增施300kg/667m2有機肥有利于提高甘薯產(chǎn)量和土壤有機質(zhì)含量。在濱海中低產(chǎn)田中,氮肥的施用顯著提高了甘薯的生物產(chǎn)量,但對土壤肥力中有機質(zhì)含量的提高沒有顯著作用,采用有機肥+復(fù)合肥配施方式既能夠顯著增加甘薯產(chǎn)量,又能綜合有效地提高土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量。

        關(guān)鍵詞:甘薯;有機肥;復(fù)合肥;產(chǎn)量;土壤肥力

        中圖分類號:S531.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        文章編號:1002-1302(2020)22-0077-04

        作者簡介:禹陽(1988—),女,江蘇揚州人,博士,副研究員,主要從事甘薯生物技術(shù)與遺傳育種研究。E-mail:fairyyu88@126.com。

        通信作者:邊小峰,博士,副研究員,主要從事甘薯遺傳育種研究。E-mail:bianxiaofeng2@163.com。

        甘薯[Ipomoeabatatas(L.)Lam]是旋花科塊根植物,既是重要的糧食作物,又是重要的經(jīng)濟作物和工業(yè)原料作物。甘薯廣泛種植于世界上100多個國家,我國是最大的甘薯生產(chǎn)國,約占世界甘薯總產(chǎn)量的65%[1]。其產(chǎn)量高,營養(yǎng)保健功能強,適應(yīng)性強,耐干旱、耐貧瘠,抗臺風(fēng),適宜在沿海灘涂以及干旱缺水的邊際土地上種植[2]。江蘇濱海縣位于黃河故道入???,黃河故道土壤多是由黃河沉積母質(zhì)上發(fā)育形成的,以粉沙粒為主,有機質(zhì)和氮含量較低,但透氣透水性好,特別適合甘薯等根莖類作物的生長[3]。近年來,該地區(qū)甘薯種植面積的不斷擴大,對包括平衡施肥等高效栽培技術(shù)提出了新的要求,農(nóng)戶盲目地通過加大施肥量來提高產(chǎn)量。土壤肥力是調(diào)控甘薯生長的關(guān)鍵因素,但是一味地增加用量并不能實現(xiàn)最終高產(chǎn)高效。

        通過肥料運籌獲得甘薯高產(chǎn)已有較多的報道。適宜的氮磷鉀配比施用既能促進(jìn)甘薯地上莖葉生長,有利于光合作用,同時還能促進(jìn)碳水化合物由葉片向塊根運輸,提高塊根干質(zhì)量與單株干質(zhì)量的比率,促進(jìn)塊根迅速膨大,增加塊根產(chǎn)量,而氮肥比例過高往往導(dǎo)致地上部莖葉徒長,降低塊根產(chǎn)量[4]。有機肥部分替代化肥可以改良土壤的理化特性和作物產(chǎn)量[5]。在甘薯上施用有機肥研究較多,有機肥的施用能直接增加土壤的有機質(zhì)含量和土壤微生物的多樣性,對莖線蟲病發(fā)生有一定的抑制作用[6-7]。林琪等研究發(fā)現(xiàn),20~40cm的土壤有機質(zhì)含量對甘薯的產(chǎn)量影響較大,因此提高土壤的有機質(zhì)含量與提高甘薯產(chǎn)量有直接關(guān)系[8]。有機復(fù)合肥配施有利于提高甘薯產(chǎn)量,同時還能提高土壤有機質(zhì)含量[9-10]。童小虎等對有機質(zhì)、有效氮、有機磷、有機鉀較低的新造耕地,采用有機復(fù)合施肥的方式,顯著提高了甘薯產(chǎn)量和土壤質(zhì)量[11]。濱??h位于黃河故道入???,土壤呈沙粒狀且較為貧瘠,鹽堿含量較高,當(dāng)?shù)赜蟹N植甘薯的習(xí)慣?,F(xiàn)有研究主要側(cè)重于不同種植模式下單一肥料對甘薯產(chǎn)量的影響,對于中低產(chǎn)田條件下研究還是很少,而不同施肥模式對甘薯產(chǎn)量和土壤肥力的研究相對更少。因此,本研究綜合前人的研究成果,探討在中低產(chǎn)田條件下,不同施肥方式對甘薯產(chǎn)量和土壤肥力的影響,以期為濱海黃河故道地區(qū)中低產(chǎn)田甘薯種植的肥料使用提供參考依據(jù)。

        1材料與方法

        1.1試驗地概況

        試驗于2017—2018年在江蘇省黃河灣綠色農(nóng)業(yè)科技有限公司試驗田(位于濱??h界牌鎮(zhèn)三壩村,119°52′8.184″E、34°6′24.696″N)進(jìn)行,試驗田土壤為沙質(zhì)土,基本理化指標(biāo)為:pH值8.5,有機質(zhì)含量4.0g/kg,堿解氮含量25mg/kg,有效磷含量5mg/kg,速效鉀含量60mg/kg。

        1.2試驗材料和肥料

        試驗材料為鮮食型甘薯品種蘇薯16號。試驗肥料為尿素(含N46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)、硫酸鉀(含K2O50%)、有機肥(N+P2O5+K2O含量≥5%,有機質(zhì)含量≥45%)、硫酸鉀15-15-15復(fù)合肥(N、P2O5、K2O含量均為15%)。有機肥和復(fù)合肥在做壟前撒施,其余肥料均作為基肥在栽插前條施,常規(guī)田間管理。

        1.3試驗設(shè)計

        2017年進(jìn)行有機肥試驗,設(shè)置3個有機肥用量處理:200、300、400kg/667m2,小區(qū)面積667m2,3次重復(fù)。在甘薯收獲時每小區(qū)取樣50個單株進(jìn)行考種測定,同時隨機取7個點的土樣進(jìn)行分析。

        2018年進(jìn)行缺素試驗以及有機肥+復(fù)合肥配施試驗,設(shè)置8個處理:處理1(有機肥),施用有機肥300kg/667m2;處理2(復(fù)合肥),施用復(fù)合肥50kg/667m2;處理3(有機肥+復(fù)合肥),同時施用有機肥300kg/667m2和復(fù)合肥50kg/667m2;處理4,施用氮肥和磷肥(NP,尿素32.5kg/667m2、過磷酸鈣67kg/667m2);處理5,施用氮肥和鉀肥(NK,尿素32.5kg/667m2、硫酸鉀30kg/667m2);處理6,施用磷肥和鉀肥(PK,過磷酸鈣67kg/667m2、硫酸鉀30kg/667m2);處理7,施用氮肥、磷肥和鉀肥(NPK,尿素32.5kg/667m2、過磷酸鈣67kg/667m2、硫酸鉀30kg/667m2);處理8,不施肥(CK)。3次重復(fù)共24個小區(qū),小區(qū)面積18m2(6m×3m),試驗區(qū)周圍設(shè)保護行。分別于甘薯生長初期、蔓長生長期、薯塊膨大期即移栽后45、80、115d[JP3]測定甘薯的最長蔓長、地上部質(zhì)量和薯塊質(zhì)量。在甘薯115d收獲時隨機取5個點的土樣進(jìn)行分析。

        1.4數(shù)據(jù)處理與分析

        試驗數(shù)據(jù)采用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析與方差分析。

        2結(jié)果與分析

        2.1有機肥處理對甘薯主要農(nóng)藝性狀的影響

        如圖1所示,在黃河故道中低產(chǎn)田施用不同量的有機肥對甘薯的主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量影響很大。施用300、400kg/667m2有機肥,有利于甘薯地上部莖葉的生長,200kg/667m2的施用量達(dá)不到甘薯地上部正常生長的肥力需求。從產(chǎn)量水平上看,施用300kg/667m2有機肥的單株產(chǎn)量最高,平均單株產(chǎn)量為513.3g,施用200kg/667m2有機肥的產(chǎn)量最低,平均單株產(chǎn)量只能達(dá)到257.5g。由此可以推斷出,有機肥的施用量在300kg/667m2時能夠促進(jìn)甘薯的最佳生長,施用過多的有機肥會導(dǎo)致地上部莖葉過度生長從而降低地下部甘薯的產(chǎn)量。

        2.2有機肥處理對土壤肥力的影響

        有機肥的合理施用對提高甘薯田土壤肥力有重要影響。由表1可知,黃河故道地區(qū)土地貧瘠,[JP2]施用有機肥有利土壤氧化特性的改良。在施用有機肥的小區(qū)內(nèi)種植甘薯后,有機質(zhì)、有效磷和速效鉀的含量比種植前(有機質(zhì)4.0g/kg,有效磷5mg/kg,速效鉀60mg/kg)都有提高。與種植前土壤中堿解氮含量(25mg/kg)相比,施用200kg/667m2有機肥對其提升效果不顯著。在300、400kg/667m2有機肥施用下,土壤肥力改善最為明顯,有機質(zhì)含量與施肥量成正比,可增加1倍多,并且有效磷含量約增加70%,堿解氮含量增加10%以上。土壤中速效鉀含量是在施用300kg/667m2后提升最大,推測施用400kg/667m2有機肥的地上部生長過于旺盛,莖葉中的消耗量過大,可見提升不明顯。因此,300kg/667m2的施用量為最佳量。但是土壤中的有機質(zhì)、堿解氮和有效磷含量還是過低,無法滿足甘薯的正常生長,應(yīng)考慮適當(dāng)加入復(fù)合肥提升地力。

        2.3有機肥+復(fù)合肥配合施肥處理對甘薯主要農(nóng)藝性狀的影響

        有機肥的施用不僅能夠提高甘薯產(chǎn)量,也能改良土壤肥力,但是土壤中堿解氮和速效鉀含量的提升效果并不明顯,因此研究加施復(fù)合肥料后對甘薯產(chǎn)量和土壤肥力的綜合影響。通過不同時期的取樣可以看出,有機肥與復(fù)合肥的混合施肥方式薯塊最大最多,且單株產(chǎn)量最高(圖2)。

        由表2可知,在甘薯生長初期即移栽后45d,增施氮肥的甘薯最長蔓長長于未施氮肥處理,氮肥的增施有利于甘薯地上部的生長,但與薯塊的早期形成沒有直接關(guān)系。在甘薯薯蔓生長期即移栽后80d,氮肥增施后,甘薯地上部的生長最為旺盛,但只有在有機肥與復(fù)合肥混合施肥方式下,甘薯的薯塊產(chǎn)量才會最高,平均單株產(chǎn)量可達(dá)331.62g。在薯塊膨大期即移栽后115d,沒有施肥處理的地上部沒有充分生長,從而影響了甘薯的產(chǎn)量;有機肥與復(fù)合肥混合施用處理比單施有機肥和復(fù)合肥處理的單株產(chǎn)量提高1倍,可見有機肥與復(fù)合肥混合施用的方式有利于甘薯薯塊的膨大。結(jié)果表明,有機肥與復(fù)合肥的配施有利于甘薯的地上部和薯塊的協(xié)同發(fā)展,并增加薯塊的物質(zhì)積累,從而增產(chǎn)。

        2.4有機肥+復(fù)合肥施肥處理對土壤肥力的影響

        由表3可知,單施有機肥可以顯著提高土壤的有機質(zhì)含量,比單施復(fù)合肥處理提高1倍左右,可見復(fù)合肥施用對土壤有機質(zhì)的提高沒有明顯作用。在土壤有效磷含量方面,有機肥和復(fù)合肥的施用能使土壤中的有效磷含量提高3倍左右。在土壤堿解氮含量方面,施用氮肥和有機肥能有效提高土壤中的堿解氮含量,NP、NPK、有機肥、復(fù)合肥、有機肥+復(fù)合肥處理都能使土壤中的堿解氮含量提高40%左右,其中NP和NPK處理提升最明顯。在速效鉀含量方面,有機肥+復(fù)合肥的混合施肥方式是最有效提高土壤中速效鉀含量的方法,比有機肥、復(fù)合肥單施處理分別增加約6.8%、16.4%,和CK相比增加約50%。因此,復(fù)合肥和有機肥的配施能夠顯著增加有機質(zhì)、有效磷、堿解氮和速效鉀含量,從而提高土壤地力。

        3討論與結(jié)論

        從提高甘薯產(chǎn)量來看,土壤肥力作為調(diào)控甘薯生長的關(guān)鍵因素,其對甘薯產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要影響[12-14]。寧運旺等研究發(fā)現(xiàn),氮素對甘薯地上部莖葉生長影響最大[12],該結(jié)果與本研究結(jié)果一致。同時還發(fā)現(xiàn),在該地區(qū)地上部莖葉的生長直接影響薯塊產(chǎn)量的形成,在不同量有機肥試驗中發(fā)現(xiàn),適量的有機肥投入有助于甘薯產(chǎn)量的形成,過量的投入會使地上部莖葉過度生長,從而與地下部生長競爭,從而影響地下部薯塊的產(chǎn)量,因此在綜合考慮效益的基礎(chǔ)上,在濱海黃河故道中低產(chǎn)田上施用300kg/667m2有機肥已經(jīng)能有效地增加甘薯產(chǎn)量。但該甘薯產(chǎn)量還處于較低水平,因此須通過平衡施肥的方法增加甘薯的產(chǎn)量。前人研究發(fā)現(xiàn),磷、鉀對甘薯的根系形成和薯塊膨大有著重要作用[12,15]。在本研究缺素試驗中可以發(fā)現(xiàn),濱海黃河故道中低產(chǎn)田中氮素對甘薯產(chǎn)量的影響最大,其次是鉀和磷,氮磷鉀的全素平衡施肥產(chǎn)量最高,因此在有機肥的基礎(chǔ)上增施磷鉀肥能增加甘薯的產(chǎn)量。曹炳閣等以蘇薯8號為研究對象,在綜合考慮產(chǎn)量、氮肥利用率以及經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上低地力土壤推薦施氮量為95~110kg/hm2[16],但這一結(jié)果顯然不適合黃河故道地區(qū)甘薯種植模式。本研究結(jié)果表明,在有機肥的基礎(chǔ)上增施復(fù)合肥能夠顯著增加甘薯產(chǎn)量,比濱海當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)施肥方式(50kg/667m2過磷酸鈣)增產(chǎn)2倍多。

        [JP2]從提高土壤肥力來看,[JP2]劉鑫等對種植模式和土壤肥力的研究發(fā)現(xiàn),甘薯‖小麥‖玉米的模式下,對土壤中的有機質(zhì)含量影響不大,但對全鉀和速效鉀的消耗比較大[17]。從本研究結(jié)果來看,有機肥+復(fù)合肥配施能夠有效提高土壤中的速效鉀含量,比單施有機肥或復(fù)合肥土壤中的速效鉀含量都高。同時從不同有機肥投入量試驗結(jié)果也可以看出,速效鉀含量表現(xiàn)為300kg/667m2>200kg/667m2>400kg/667m2,可見適量的有機肥投入才能增加速效鉀的含量。目前,在甘薯上施用有機肥研究比較多,認(rèn)為有機復(fù)合肥配施有利于改善甘薯產(chǎn)量構(gòu)成因素,提高產(chǎn)量和土壤有機質(zhì)含量[6,9-10],并且馬洪波等研究發(fā)現(xiàn),不同的有機肥能夠增加土壤微生物多樣性和莖線蟲發(fā)病率,對改善甘薯連作障礙有一定的效果[7]。本研究結(jié)果顯示,土壤有機質(zhì)含量與有機肥施用量成正比,同時有機復(fù)合肥配施能夠在有機質(zhì)快速提升的基礎(chǔ)上綜合提升土壤中堿解氮、有效磷和速效鉀的含量。

        總之,針對濱海黃河故道中低產(chǎn)田的特殊土壤特性,有機復(fù)合肥配施既能達(dá)到甘薯增產(chǎn)的目的,又能提高土壤肥力。

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