羅梁元 薛欣欣 魏云霞 黃潔 張永發(fā) 趙春梅 羅雪華 王文斌

摘 ?要：木薯種植中的不合理施肥容易引起徒長、產(chǎn)量下降。本研究通過田間試驗，設置不施肥、常規(guī)施肥、減量施肥、減量同步施肥4個處理，以探明不同施肥量及施肥時期對木薯產(chǎn)量及養(yǎng)分吸收利用的影響，為提高肥料利用效率、增加木薯產(chǎn)量提供依據(jù)。結果表明：施肥能夠顯著增加木薯的株高、莖粗及生物量;減量施肥、減量同步施肥處理木薯塊根的產(chǎn)量極顯著高于常規(guī)施肥與不施肥處理，與不施肥和常規(guī)施肥處理相比，減量施肥木薯鮮重依次增加28.15%、32.73%，減量同步施肥依次增加15.46%、19.57%;與常規(guī)施肥相比，化肥減量施用能提高木薯塊根的收獲指數(shù);施肥能夠提高木薯的淀粉含量，與常規(guī)施肥相比，適當減少化肥用量不會導致木薯塊根淀粉含量的下降;化肥減施能夠提高肥料的利用率，與常規(guī)施肥處理相比較，減量施肥處理氮、磷肥利用率分別提高8.52、5.01個百分點，鉀肥利用率兩者相近，減量同步施肥處理氮、磷、鉀肥利用率分別提高12.65、8.09、6.26個百分點，對肥料利用率的作用更為明顯。在本試驗條件下，2個化肥減施的處理塊根產(chǎn)量分別為44.93 t/hm2及40.08 t/hm2，顯著高于常規(guī)施肥處理的32.58 t/hm2，肥料利用效率顯著提高，達到了“減肥增效”的目的。

關鍵詞：木薯;化肥減施;產(chǎn)量;養(yǎng)分吸收

中圖分類號：S533 ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： Excessive fertilization in cassava planting will cause excessive top growth and reduce tuber root yield. To provide theoretical basis for practices with high yielding and high uptake efficiency of fertilizer， a field experiment was carried out with four treatments i.e. no fertilization （UT）， conventional fertilization （CFT）， 25% reduction in fertilization （RFT） and simultaneous fertilization with 25% reduction （RSFT）. The effects of different fertilizer amounts and split application on cassava yield and nutrient uptake and utilization were studied. The results showed that fertilization could significantly increase plant height， stem diameter and biomass of cassava. The tuber root yields of RFT and RSFT were significantly higher than that in CFT and UT. The fresh weight of cassava in RFT increased by 28.15% and 32.73%， respectively，compared with that in UT and CFT. Yield increments of 15.46% and 19.57% were obtained in RSFT. The starch content in tuber root increased with fertilizer application. The results showed that reducing fertilization in a certain extent would not cause starch content decline in tuber root. Compared with CFT， the uptake rate of N and P increased by 8.52 and 5.01 percent， respectively， in RFT， while similar uptake rate of K was observed in both CFT and RFT. Higher increment of N， P and K uptake rate was observed in RSFT， uptake rate of N， P and K increased by 12.65， 8.09 and 6.26 percent， respectively. Under the conditions of this experiment， significantly higher root tuber yield was obtained in RFT and RSFT， which reached to 44.93 t/hm2 and 40.08 t/ha， while a lower tuber root yield of 32.58 t/ha was found in CFT. The uptake rate of fertilizer was significantly improved， which indicated that higher economic efficiency could be obtained with reduced fertilization.

Keywords： cassava; reduced fertilization; yield; nutrient absorption

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.11.016

木薯是我國六大熱帶作物之一，也是重要的淀粉和能源作物[1]，主要分布在廣西、廣東、福建和海南等熱帶、亞熱帶地區(qū)[2]。研究表明，木薯理論產(chǎn)量能達到90 t/hm2[3]，然而2017年來我國木薯平均產(chǎn)量僅為16.5 t/hm2[4]，木薯的種植規(guī)模和經(jīng)濟效益不高，主要依靠進口來滿足市場需求[5]。栽培措施、品種等都是影響木薯產(chǎn)量和效益的重要因素，其中合理施肥對木薯產(chǎn)量作用明顯[5]，且木薯產(chǎn)量受施肥影響遠大于品種[6]。高志紅等[7]在不同施肥水平對木薯的影響的研究中發(fā)現(xiàn)，木薯生長的第一限制因子為氮，第二限制因子為磷、鉀;梁海波等[1]通過對華南四省木薯施肥效應分析，指出不同地區(qū)土壤背景值不同，實現(xiàn)木薯高產(chǎn)的施肥量應不同;黃潔等[8]研究了施肥對木薯生長的影響，發(fā)現(xiàn)施肥可以提高木薯產(chǎn)量及淀粉含量。經(jīng)過長期的自然因素和人為因素的綜合作用，土壤的性狀有了明顯的改變，由于人地矛盾較突出，土地重用輕養(yǎng)，長期處于高強度利用狀況，土壤的保肥供肥能力差，氮、磷、鉀營養(yǎng)元素缺乏[9]，故木薯種植過程中化肥的適用量也相應發(fā)生變化。過量的化肥施入會引起木薯地上部分的徒長，造成化肥的浪費，并且導致木薯種植產(chǎn)量低下，降低木薯收獲指數(shù)[10-11]。張永發(fā)等[12]指出傳統(tǒng)上木薯施肥不多，產(chǎn)量極低，但盲目施肥則限制產(chǎn)量的進一步提高，平衡施肥能夠有效增加木薯的產(chǎn)量。為進一步提高木薯生產(chǎn)中的肥料利用效率，本研究在農(nóng)民習慣常規(guī)施肥基礎上，進行減量25%施肥處理，并根據(jù)木薯生育期養(yǎng)分需求規(guī)律，在化肥減施25%的基礎上，設置基肥和追肥處理，為木薯種植提供更為科學的施肥量和施肥方式。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

本試驗在位于海南省儋州市寶島新村兩院試驗場六坡隊的木薯基地進行，該區(qū)域年均氣溫23.5 ℃，年均降雨量1815 mm，年均光照時間2000 h以上。試驗選用種植面積較大的品種“華南205”為研究材料。供試肥料為：尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O5 16%）、氯化鉀（K2O 60%）。種植土壤為磚紅壤，土壤基礎理化性質分別為：pH為4.35，有機質含量1.24%，全氮含量0.79 g/kg，堿解氮含量69.42 mg/kg，速效磷含量7.08 mg/kg，速效鉀含量24.03 mg/kg。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗設計 ?不施肥（UT）、常規(guī)施肥（CFT）、25%減量施肥（RFT）、減量同步施肥（RSFT）4個處理。其中常規(guī)施肥用量為N 180 kg/hm2、P2O5 60 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2，在相關研究得出海南地區(qū)木薯種植推薦施肥量[8， 12-14]基礎上，結合農(nóng)戶多追求高產(chǎn)目標、施肥量高于理論推薦量的特點提出。減量施肥較常規(guī)施肥處理減少25%的化肥用量，以N 135 kg/hm2、P2O5 40 kg/hm2、K2O 135 kg/hm2施入;以上2個處理所有肥料均作為基肥一次施入。由于木薯在生長前期對氮、磷養(yǎng)分需求量較多，生長中后期對鉀養(yǎng)分需求較多[10]，因此在減量施肥的基礎上設置與其養(yǎng)分需求特點相耦合的減量同步施肥處理，其中磷肥作為基肥一次性施入，氮肥以7∶3的比例、鉀肥以3∶7的比例進行基追肥分配，追肥在塊根形成期施入。所有處理的施肥方式均為穴施。每個處理設置3次重復，隨機區(qū)組排列。小區(qū)面積為30 m2，種植密度為80 cm×80 cm。木薯于2019年5月15日種植。于2019年6月11日，各小區(qū)每4棵植株之間挖直徑為15 cm、深為10 cm的穴，然后將基肥撒施在穴底部，覆蓋細土。于2019年8月15日在木薯結薯初期對減量同步施肥處理進行追肥。

1.2.2 ?測定項目及方法 ?分別于木薯苗期（6月30日）、塊根形成期（8月11日）、塊根膨大期（11月2日）、收獲期（12月18日）調(diào)查各小區(qū)的木薯株高、莖粗（距地面5 cm處測量）以及地上和地下生物量;每小區(qū)選取3株代表性植株，分別采集葉、葉柄、莖、母莖、塊根樣品，記錄新鮮樣品的重量，烘干后再次稱重并記錄;烘干后的樣品經(jīng)磨細、過篩后測定養(yǎng)分含量。全氮含量采用H2SO4-H2O2消煮-靛酚藍-水楊酸比色法;全磷含量采用H2SO4-H2O2消煮-鉬銻抗比色法;全鉀含量采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度計法。試驗前采集試驗地的土壤樣品，分析土壤pH、有機質、全氮、堿解氮、有效磷、有效鉀含量，其中土壤pH采用電位法測定;土壤有機質含量采用干燒法測定;土壤全氮含量采用H2SO4-CuSO4-K2SO4消煮-連續(xù)流動分析儀法;土壤堿解氮采用堿解蒸餾法;速效磷含量采用HCl-NH4F浸提-連續(xù)流動分析儀法;速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度計法。

相關指標計算方法：

收獲指數(shù)=鮮薯產(chǎn)量/木薯植株的鮮生物量;

肥料利用率=（施肥區(qū)作物體內(nèi)該元素的吸收量–不施肥區(qū)作物體內(nèi)該元素的吸收量）/施肥區(qū)該元素施用總量×100%;

氮、磷、鉀元素積累量=氮、磷、鉀含量×干物質量。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

應用Excel 2007和SAS 8.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 ?結果與分析

2.1 ?不同施肥處理對木薯生長的影響

2.1.1 ?不同施肥處理對木薯株高的影響 ?從圖1可見，從整個生育期來看，施肥處理對木薯的生長作用明顯，施肥處理的木薯株高均高于不施肥處理。在塊根形成期前，各處理株高差異不大。到塊根膨大期，株高差異達到顯著水平（P<0.05），表現(xiàn)為減量同步施肥最高，顯著高于其他處理，不施肥處理株高最低，減量施肥與常規(guī)施肥差異不顯著，依次為：同步施肥>常規(guī)施肥>減量施肥> 不施肥。塊根膨大期至收獲期，木薯株高增長比較平緩，收獲時3個施肥處理的株高均高于不施肥處理，其中減量施肥處理與減量同步施肥處理顯著高于不施肥處理（P<0.05），而常規(guī)施肥處理高于不施肥處理，但差異未達顯著水平。從苗期到木薯收獲，不施肥、常規(guī)施肥、減量施肥、同步施肥處理的株高絕對生長速率分別為0.70、0.89、0.88、0.98 cm/d。

2.1.2 ?不同施肥處理對木薯莖粗的影響 ?由圖2

可以看出，施肥對木薯植株的莖粗整體上也產(chǎn)生了顯著影響，但在塊根形成期之前各處理之間無明顯差異。在塊根膨大期各處理木薯的莖粗出現(xiàn)明顯差異，表現(xiàn)為：常規(guī)施肥>同步施肥>減量施肥>不施肥，3個施肥處理均顯著高于不施肥處理（P<0.05），施肥處理之間差異不顯著;在收獲期，常規(guī)施肥處理和減量施肥處理的莖粗有一定程度的下降，而減量同步施肥莖粗仍有增加，顯著高于常規(guī)施肥和不施肥處理，與減量施肥處理差異未達到顯著水平，依次為：減量同步施肥>減量施肥>不施肥>常規(guī)施肥。從苗期到木薯收獲，不施肥、常規(guī)施肥、減量施肥、減量同步施肥處理的莖粗絕對生長速率分別為0.07、0.07、0.08、0.10 mm/d。

2.2 ?不同施肥處理對木薯生物量、產(chǎn)量及淀粉含量的影響

施肥處理對木薯的產(chǎn)量、生物量和收獲指數(shù)影響不一。由表1可知，減量施肥與減量同步施肥顯著提高鮮薯產(chǎn)量，減量施肥較不施肥和常規(guī)施肥處理木薯鮮重分別增加28.15%、32.73%，減量同步施肥較不施肥和常規(guī)施肥處理木薯鮮重分別增加15.46%、19.57%。施肥能夠顯著提高木薯的生物量，與不施肥處理相比，常規(guī)施肥、減量施肥、減量同步施肥處理鮮生物量分別增加75.29%、73.39%、78.66%。隨著化肥投入的增加，木薯的收獲指數(shù)呈下降趨勢，常規(guī)施肥、減量施肥、減量同步施肥處理的收獲指數(shù)分別降低44.78%、25.37%、34.33%。常規(guī)施肥、減量施肥、減量同步施肥之間的鮮生物量相當，均顯著高于不施肥處理，但常規(guī)施肥處理的鮮薯產(chǎn)量最低，收獲指數(shù)也是最低。施肥處理木薯塊根的淀粉含量得到顯著提高，較不施肥處理而言，常規(guī)施肥、減量施肥、減量同步施肥處理的木薯塊根淀粉含量增加了11.55%、10.50%、6.73%。減量施肥、減量同步施肥處理的淀粉含量與常規(guī)施肥相比，差異不大。

2.3 ?不同施肥處理對木薯養(yǎng)分積累動態(tài)影響

由圖3～圖5可見，施肥能夠增加木薯植株的氮、磷、鉀養(yǎng)分積累，且各處理氮、磷、鉀元素積累動態(tài)均呈“S”型。不同施肥處理的氮素積累量在塊根形成期出現(xiàn)顯著性差異（P<0.05）;不同施肥處理的磷素積累量在塊根膨大期出現(xiàn)顯著性差異（P<0.05）;而鉀元素積累量在苗期時即出現(xiàn)差異。處理間氮、磷、鉀積累量在各生育期出現(xiàn)差異的快慢程度說明，木薯對氮和鉀反應敏感，磷的施肥效應反應較慢。其中收獲時，與不施肥處理相比，常規(guī)施肥處理木薯植株氮、磷、鉀積累量提高2.52、0.17、3.40 g/株;減量施肥處理木薯植株氮、磷、鉀積累量提高2.79、0.23、2.73 g/株;減量同步施肥處理木薯植株氮、磷、鉀積累量提高2.93、0.44、4.03 g/株。

在塊根形成期之前，木薯植株各部位氮、磷、鉀主要積累在莖葉中，各處理相似。在塊根膨大期，木薯莖葉中的氮積累量進一步增加，并開始向塊根發(fā)生明顯的轉移，其中莖和塊根的氮積累量相似，是分布最多的部位;磷、鉀主要在莖和塊根部位積累，葉部積累占比較少，其中不施肥處理木薯塊根的磷、鉀積累量遠高于莖部的積累，而3個施肥處理的莖和塊根的磷、鉀積累量相似。木薯收獲時，各處理的氮、磷、鉀積累主要分布在莖和塊根部位，其中，不施肥處理木薯塊根的氮、磷、鉀積累量遠高于莖部的積累;常規(guī)施肥處理木薯莖的氮、磷、鉀積累量大于塊根部的積累;減量施肥處理木薯塊根的氮、磷、鉀積累量略大于莖部的積累;減量同步施肥處理的木薯在莖和塊根部位上的氮、磷積累量相似，而塊根的鉀積累大于莖部。

2.4 ?不同施肥處理對木薯種植肥料利用率的影響

由表2可知，減少化肥用量能夠提高肥料利用率，與常規(guī)施肥處理相比，減量施肥、減量同步施肥處理的氮肥利用率分別提高8.52和12.65個百分點;磷肥利用率分別提高5.01和8.09個百分點;減量同步施肥處理鉀肥利用率提高6.26個百分點，減量施肥處理鉀肥肥料利用率與常規(guī)施肥相比，略低0.84個百分點。

3 ?討論

施用化肥對木薯的生長作用明顯[15]。本研究中施肥處理提高了木薯的株高和莖粗，尤其在塊根膨大期和收獲期差異達到顯著水平，與黃潔等[16]的研究結果一致。在收獲時減量同步施肥的株高、莖粗均大于常規(guī)施肥處理，而減量施肥的株高和莖粗與常規(guī)施肥相當，說明根據(jù)木薯生育期養(yǎng)分需求，分階段施肥供應養(yǎng)分更有利于促進木薯的生長，羅興錄等[17]研究發(fā)現(xiàn)重施薯肥的處理后期莖葉生長量較大，與本研究結果相似。從整個生育期來看，施肥能夠提高木薯莖粗及株高的絕對增長速率，對木薯生長作用明顯，這與黃潔等[18]研究結果一致。本試驗結果表明施肥顯著提高了木薯的整體生物量，其中常規(guī)施肥、減量施肥、減量同步施肥3個處理鮮生物量均達到90 t/hm2以上，顯著高于不施肥處理的52 t/hm2。

從本研究結果來看，減少化肥的投入對塊根產(chǎn)量形成有較好的促進作用，減量施肥和減量同步施肥處理達到40 t/hm2以上，與常規(guī)施肥及不施肥處理差異顯著;而常規(guī)施肥的鮮薯產(chǎn)量僅為33.85 t/hm2，甚至低于不施肥處理，說明肥料用量多且一次性施入的情況下容易引起地上部的徒長，收獲指數(shù)大為降低，這一結果與張耀華等[10]的研究結果一致。Byju等[11]的研究也表明化肥過量施入會引起木薯地上部分的徒長，不利于塊根的生長，本研究結果說明減少化肥用量有利于提高收獲指數(shù)以及肥料利用效率。常規(guī)施肥處理的肥料用量過多，且作為基肥一次性施入的情況下，容易造成營養(yǎng)生長過盛，引起木薯地上部分的徒長，浪費肥料養(yǎng)分;而化肥減施處理在減少25%的化肥施用量的情況下，能夠滿足木薯生育期對養(yǎng)分的需求，同時降低了地上部分的徒長，減少肥料養(yǎng)分的浪費，提高木薯的收獲指數(shù)。

另外，在木薯的淀粉含量指標方面，各施肥處理均提高了塊根中的淀粉含量，與對照處理相比，增幅明顯，這應該與施肥增加了木薯氮素養(yǎng)分的供應有關[8]。木薯作為淀粉類經(jīng)濟作物，其塊根的淀粉含量是木薯栽培中的重要品質指標。本研究表明施肥能夠提高木薯塊根的淀粉含量，根據(jù)常規(guī)施肥習慣減量25%施肥對木薯淀粉含量無顯著影響，說明化肥使用的適當減量并不會影響木薯的品質，與陸小靜等[13]研究結果一致。

目前，關于化肥的施用量對木薯氮、磷、鉀養(yǎng)分的積累和分配的報道比較少[19]，本研究發(fā)現(xiàn)施肥能夠增加木薯植株的氮、磷、鉀養(yǎng)分積累，且各處理氮、磷、鉀元素積累動態(tài)均呈“S”型，這一結果與黃巧義等[20]研究結果保持一致，也有研究[7]發(fā)現(xiàn)木薯對氮素積累動態(tài)呈倒“V”型，磷、鉀素積累動態(tài)呈“S”型[7]，與木薯生長過程中的環(huán)境影響有關。本研究發(fā)現(xiàn)，木薯對氮、鉀的積累量較多，此結果與黃潔[21]的研究結果一致。Howeler[22]的研究發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀肥對木薯生產(chǎn)效益的影響程度表現(xiàn)為鉀>氮>磷，本研究發(fā)現(xiàn)各處理間木薯植株鉀素累積在苗期就出現(xiàn)了差異，氮素累積在塊根形成期出現(xiàn)差異，而磷素積累在塊根膨大期才出現(xiàn)差異，說明木薯對施鉀和氮的反應敏感，對施磷的反應較弱。塊根膨大期以后，木薯的氮、磷、鉀積累主要向莖和塊根部遷移，同步減量施肥木薯植株元素的積累量進一步提高，尤其是鉀的積累明顯增大，說明木薯對鉀的吸收利用能力較強。收獲時，常規(guī)施肥木薯葉部氮、磷、鉀積累量遠大于塊根部，進一步說明大量施肥會引起地上部對養(yǎng)分的消耗較多，養(yǎng)分分配不利于塊根產(chǎn)量的形成，肥料利用率不高。

本試驗結果表明，化肥減施能夠提高肥料的利用率，其中減量施肥處理木薯的肥料利用率為N 34.36%、P 12.95%、K 36.57%，減量同步施肥處理為N 38.49%、P 16.03%、K 43.67%，均高于常規(guī)施肥處理的N 25.84%、P 7.94%、K 37.41%。與常規(guī)施肥與減量施肥一次施入的處理相比，減量同步施肥處理肥料利用率進一步提高，說明分階段施肥有利于減少肥料的浪費，提高回收效率，這與Sangakkara等[23]的研究結果一致。張永發(fā)等[24]采用磷肥作為基肥一次性施入，氮肥以7∶3的比例、鉀肥以5∶5的比例研究了木薯的肥料利用率，發(fā)現(xiàn)海南花崗巖磚紅壤上木薯的肥料利用率為N 34.61%、P 24.75%、K 36.51%，其中氮、鉀肥料利用率與本研究中減量施肥處理相當，略低于本研究中的減量同步施肥處理，但磷的利用率卻明顯高于本研究中的施肥處理，分析其原因，應該與其所施磷肥為鈣鎂磷肥，本研究中的磷肥為過磷酸鈣，二者對木薯的效應不同有關，需要進行對比試驗，進一步分析二者在木薯生產(chǎn)中的差異性。

4 ?結論

施肥能夠顯著增加木薯的株高、莖粗及生物量，卻降低了木薯塊根的收獲指數(shù);化肥用量過大容易引起木薯地上部分的徒長，不利于塊根部的養(yǎng)分累積;減量施肥能夠顯著增加木薯產(chǎn)量，在減少25%肥料用量的同時，獲得了較高的塊根產(chǎn)量，其中減量施肥和減量同步施肥處理塊根產(chǎn)量分別為44.93 t/hm2及40.08 t/hm2，顯著高于常規(guī)施肥處理的32.58 t/hm2以及不施肥處理的35.06 t/hm2。施肥能夠提高木薯塊根淀粉含量，并且增加了氮、磷、鉀養(yǎng)分元素的積累量，適當減少化肥用量不會降低木薯塊根氮磷鉀元素的積累及淀粉含量?；实臏p量使用能夠提高肥料的利用率，在3個施肥處理中，減量同步施肥的肥料利用率最高，達到N 38.49%、P 16.03%、K 43.67%，合理施肥能夠有效提高化肥的利用率，從而達到“減肥增效”的目的。

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責任編輯：黃東杰