林洪鑫,張志華,袁展汽,肖運萍,汪瑞清,呂豐娟

(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與資源環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 長江中下游作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室,江西 南昌 330200)

木薯(ManihotesculentaCrantz)是大戟科木薯屬熱帶作物,是世界三大薯類作物之一,國內(nèi)主要分布在廣西、海南、廣東、云南、福建、江西和湖南等省份。木薯干片是我國生產(chǎn)酒精的重要原料,在加工酒精之后產(chǎn)生大量的酒精渣,若不進(jìn)行妥當(dāng)處理,將造成資源浪費和環(huán)境污染。不合理施用化肥是造成農(nóng)業(yè)面源污染的重要原因之一。隨著國家對生態(tài)環(huán)境保護(hù)的日趨重視,有機(jī)肥替代化肥已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究的熱點。魏益華等[1]研究認(rèn)為,動物性廢棄物中重金屬含量和超標(biāo)率明顯高于植物性廢棄物,其中豬糞中的重金屬屬于重度污染,牛糞中的重金屬為輕度污染,植物性廢棄物中的重金屬尚處于安全水平。木薯酒精渣中有機(jī)質(zhì)含量達(dá)66.57%[2],全氮、全鉀和全磷含量分別為1.17%、0.464%和0.083%[2],還含多種植物生長所需的微量元素[3],且重金屬含量低[3]。木薯酒精渣可作為種植食用菌的營養(yǎng)基質(zhì)[2,4-7],可加工發(fā)酵成醪液菌肥[4]或有機(jī)肥[8]。有研究表明,木薯酒精厭氧發(fā)酵液可作為香蕉生產(chǎn)的優(yōu)良液體肥料和土壤改良劑[9]。前人對有機(jī)肥-無機(jī)肥配施的合理比例進(jìn)行了較多研究。在兼顧玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的條件下,以30%為適宜的有機(jī)肥等氮替代化肥比例培肥土壤[10];水稻以50%有機(jī)-無機(jī)肥配施比例的產(chǎn)量最高[11];油菜籽粒產(chǎn)量隨有機(jī)肥施用量的增加逐漸下降,以10%有機(jī)氮替代化肥氮為宜[12];稻田化肥-有機(jī)肥的配比采用7∶3較為適當(dāng)[13];腐熟秸稈替代化肥的比例宜控制在50%以下[14]。還有研究表明,有機(jī)肥部分替代化肥能提高養(yǎng)分積累量和肥料利用率,顯著提高土壤養(yǎng)分含量,調(diào)節(jié)土壤微生物結(jié)構(gòu),改善作物根際土壤理化性狀[15]。有機(jī)-無機(jī)肥配施對提高水稻產(chǎn)量和降低氮肥環(huán)境負(fù)效應(yīng)的綜合效應(yīng)最佳[16]。前人在水稻、油菜等作物上的有機(jī)無機(jī)肥配施研究較多,而對紅壤旱地木薯有機(jī)無機(jī)肥配施的研究較少。本試驗在木薯生產(chǎn)中設(shè)計了木薯酒精渣-復(fù)合肥不同配施比例,以有機(jī)物料“木薯酒精渣”替代不同比例的復(fù)合肥,以期達(dá)到農(nóng)業(yè)廢棄物合理利用和化肥減量施用的目的,為資源有效利用和木薯高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年在江西省撫州市東鄉(xiāng)區(qū)圩上橋鎮(zhèn)紅壤開發(fā)管理委員會國家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系南昌綜合試驗站試驗基地(N28°11′26″,E116°30′17″)內(nèi)進(jìn)行。試驗地土壤為低丘紅壤,其基礎(chǔ)土壤理化性質(zhì)為pH值4.90,有機(jī)質(zhì)18.6 g/kg,全氮1.34 g/kg,全磷1.19 g/kg,全鉀12.3 g/kg,堿解氮99.7 mg/kg,速效磷79.6 mg/kg,速效鉀105.7 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試木薯品種為華南205。木薯酒精渣購于江西佳佳福生物科技股份有限公司,其氮含量為0.45%。復(fù)合肥(史丹利,15-15-15)為從本地農(nóng)資市場采購。

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)5個處理,分別為M0F100(100%復(fù)合肥)、M25F75(25%木薯酒精渣+75%復(fù)合肥)、M50F50(50%木薯酒精渣+50%復(fù)合肥)、M75F25(75%木薯酒精渣+25%復(fù)合肥)、M100F0(100%木薯酒精渣)。木薯酒精渣-復(fù)合肥不同配施比例處理詳見表1。每個處理3次重復(fù),共15個小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積為50 m2(5 m×10 m),每小區(qū)種植60株(種植5行,每行12株),種植行距1.0 m,種植株距0.8 m。各小區(qū)的木薯酒精渣和復(fù)合肥全部作為基肥,各處理施氮量均為168.75 kg/hm2；配施木薯酒精渣處理不補充磷、鉀肥。木薯于2018年3月23日種植,于11月30日收獲。其他栽培方式同木薯常規(guī)栽培方法。

表1 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施比例

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 木薯產(chǎn)量及其構(gòu)成 于木薯塊根成熟期,每小區(qū)選擇5株代表性植株,考察單株薯數(shù)、單株薯重和單株莖葉重,稱量每小區(qū)實收的木薯新鮮塊根和成熟期取樣的木薯塊根的鮮重,然后根據(jù)成熟期的木薯實際株數(shù)折算鮮薯產(chǎn)量;收獲指數(shù)=薯重/(薯重+莖葉重)。

1.4.2 塊根的形態(tài)性狀 用米尺測定所有塊根的長度,取平均值,即薯長。用游標(biāo)卡尺測量所有塊根中部的粗度,取平均值,即薯徑。

1.4.3 植株的形態(tài)性狀 用卷尺測定植株的垂直高度,即株高。用游標(biāo)卡尺測定植株距地10 cm的基部直徑,即莖徑。

1.5 統(tǒng)計分析

采用Excel、DPS 7.05對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施對木薯產(chǎn)量的影響

由圖1可見：隨著木薯酒精渣施用比例的提高,木薯產(chǎn)量呈下降趨勢；與單施復(fù)合肥處理(M0F100)相比,M25F75和M50F50處理的產(chǎn)量無顯著變化,而M75F25和M100F0處理的產(chǎn)量顯著下降。綜合木薯產(chǎn)量和化肥減施效果來看,本試驗以25%和50%的木薯酒精渣施用比例較好。

圖1 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施對木薯產(chǎn)量的影響

2.2 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施對木薯產(chǎn)量構(gòu)成的影響

從表2可以看出：隨著木薯酒精渣施用比例的提高,每株薯數(shù)呈先增加后下降的趨勢,其中M25F75處理的每株薯數(shù)最多,而M100F0處理的最少；M0F100處理的每株薯重最高,而M75F25和M100F0處理的每株薯重較低；M100F0處理的每株莖葉重顯著低于其他4個處理；M0F100和M25F75處理的收獲指數(shù)較低,而M50F50、M75F25和M100F0處理的收獲指數(shù)較高。可見,增施木薯酒精渣可以提高木薯的收獲指數(shù)。

表2 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施對木薯產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.3 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施對木薯株高和莖徑的影響

隨著木薯酒精渣施用比例的提高,木薯株高和莖徑均呈下降趨勢。以M0F100處理的株高和莖徑最高(粗),而以M75F25處理的株高和莖徑最矮(細(xì))。M75F25處理的株高顯著矮于M100F0和M25F75處理。M75F25處理的莖徑顯著細(xì)于M0F100處理(圖2)。

圖2 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施對木薯株高和莖徑的影響

2.4 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施對薯長和薯徑的影響

從圖3可以看出：隨著木薯酒精渣施用比例的提高,木薯的薯長呈增長趨勢；M100F0處理的薯長顯著長于M0F100處理的,而在其他處理間無顯著差異；在25%～100%木薯酒精渣施用比例范圍內(nèi),木薯薯徑隨木薯酒精渣施用比例的提高而變粗；木薯的薯徑以M0F100處理的最粗；M0F100和M100F0處理的薯徑顯著粗于M25F75處理,而在其他處理間無顯著差異。

圖3 木薯酒精渣-復(fù)合肥配施對木薯薯長和薯徑的影響

2.5 指標(biāo)間的相關(guān)性

木薯指標(biāo)間的相關(guān)分析結(jié)果(表3)表明：每株薯重與木薯產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(r=0.6062*)；株高、莖徑、薯徑、單株薯數(shù)、薯長、每株莖葉重以及收獲指數(shù)均與木薯產(chǎn)量無顯著相關(guān)性；每株莖葉重與收獲指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.7319**)；每株薯數(shù)與每株薯重呈顯著正相關(guān)(r=0.6048*)；木薯的薯徑、株高與莖徑呈顯著或極顯著正相關(guān)(r=0.5420*、0.7154**)。

表3 木薯指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)

3 討論與結(jié)論

增施有機(jī)肥對于提高木薯產(chǎn)量和改善土壤具有重要的意義。岑忠用等認(rèn)為,施用生物有機(jī)肥明顯提高了木薯塊根產(chǎn)量[17],增強了抗衰老特性[18],降低了土壤容重,提高了土壤的脲酶活性、轉(zhuǎn)化酶活性以及速效氮、速效磷和速效鉀含量[19],而且提高了木薯葉片氮、磷、鉀含量[20]。羅興錄等的研究結(jié)果顯示,施用生物有機(jī)肥降低了土壤容重,增加了土壤通氣性,提高了土壤孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量和氮磷鉀含量[21],同樣也促進(jìn)了木薯莖葉生長、體內(nèi)生理代謝以及同化物向地下部運輸和積累,提高了木薯葉片葉綠素含量和光合強度,增強了植株抗衰老生理機(jī)能[22]。韋茂貴等[23]研究認(rèn)為,施用生物有機(jī)肥可以改善土壤物理性狀,增加土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量,促進(jìn)木薯生長,提高木薯塊根產(chǎn)量。據(jù)曾黎明等報道,施用生物有機(jī)肥提高了木薯葉片葉綠素b含量、葉綠素總量、可溶性糖含量、凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度[24],提高了土壤有機(jī)質(zhì)、速效K含量和微生物數(shù)量,增強了土壤轉(zhuǎn)化酶活性,提高了鮮薯產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量[25]。本試驗研究發(fā)現(xiàn),在等氮條件下,隨著木薯酒精渣施用比例的提高,木薯產(chǎn)量、株高和莖徑均呈下降趨勢。在等氮條件下,提高木薯酒精渣的施用比例,會降低復(fù)合肥的施用比例,木薯酒精渣中的鉀素明顯不足，而木薯是喜鉀作物,因此提高木薯酒精渣的施用比例會導(dǎo)致木薯產(chǎn)量略有下降。還有研究[26]表明,在推薦施用量偏小的情況下,施用松土榮和木薯增產(chǎn)王對木薯的鮮薯產(chǎn)量、淀粉含量、淀粉產(chǎn)量均無顯著影響?？梢?只有合理配施有機(jī)肥才能促進(jìn)木薯產(chǎn)量的提高。本試驗只進(jìn)行了1年，所獲結(jié)果有待通過開展多年定位或多點試驗加以進(jìn)一步驗證。