秦廣利　陳玉琴　崔保偉

摘要：為了探究添加外源有機(jī)物對(duì)土壤性狀、甘薯生長發(fā)育的影響，在2019—2022年通過田間定點(diǎn)試驗(yàn)，設(shè)置氮磷鉀肥單施+秸稈不還田（CK）處理、氮磷鉀肥單施+秸稈還田（T1）處理、50%氮磷鉀肥配施生物有機(jī)肥+秸稈還田（T2）處理、50%氮磷鉀肥配施羊糞+秸稈還田（T3）處理、50%氮磷鉀肥配施基質(zhì)+秸稈還田（T4）處理5個(gè)處理，研究化肥添加外源有機(jī)物對(duì)土壤養(yǎng)分、酶活性、容重、孔隙度、含水量、團(tuán)聚體分布及穩(wěn)定性和鮮薯產(chǎn)量、淀粉率變化的影響。結(jié)果表明，與CK相比，化肥添加不同外源有機(jī)物的處理不僅能夠提高土壤養(yǎng)分含量、酶活性、鮮薯產(chǎn)量及薯塊淀粉率，還能夠降低土壤容重、提高土壤孔隙度與含水量、提高大團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)、提升團(tuán)聚體穩(wěn)定性。而化肥添加外源有機(jī)物的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，T2處理能夠明顯提高土壤堿解氮、速效磷、全氮、全磷含量及土壤脲酶、過氧化氫酶、堿性磷酸酶活性；T3處理能夠提高土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量及蔗糖酶活性；T4處理能夠提高土壤孔隙度與含水量。此外，T4處理能夠提高＞2.000 mm粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而T1處理能夠提高0.250～2.000 mm粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)。T4處理土壤團(tuán)聚體的平均質(zhì)量直徑分別較T1、T3處理顯著提高9.04%、6.99%，幾何質(zhì)量直徑分別較T1、T2、T3處理顯著提高15.05%、5.94%、10.88%。鮮薯產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞T3＞T1＞T4，薯塊淀粉率表現(xiàn)為T3＞T2＞T4＞T1。相關(guān)性分析結(jié)果表明，鮮薯產(chǎn)量及薯塊淀粉率的變化與土壤酶活性、土壤結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān)。綜上所述，化肥添加外源有機(jī)物能夠提高土壤養(yǎng)分含量、酶活性，改善土壤結(jié)構(gòu)，提升土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，提高鮮薯產(chǎn)量及薯塊淀粉率。

關(guān)鍵詞：外源有機(jī)物；甘薯；土壤養(yǎng)分；酶活性；團(tuán)聚體

中圖分類號(hào)：S531.06；S152.3；S154.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002-1302（2023）17-0098-07

化肥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)糧食、經(jīng)濟(jì)等作物增產(chǎn)的有效途徑，在保障我國糧食安全中擔(dān)當(dāng)重要角色［1］。然而，近年來過度施用化肥不僅造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染，還造成土壤養(yǎng)分不均、生物學(xué)活性降低、土壤板結(jié)等問題，化肥對(duì)糧食的單產(chǎn)貢獻(xiàn)率逐年降低［2-3］。為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展，原國家農(nóng)業(yè)部于2015年提出《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》，因此，研究化肥減量增效成為實(shí)現(xiàn)化肥使用量零增長目標(biāo)的重要方向［4］。

河南省是我國小麥生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)，其種植面積、產(chǎn)量及總產(chǎn)量均居我國首位［5］。河南省大部分地區(qū)的作物均為一年兩熟，冬季主要種植小麥，夏季搭配其他作物［6］。近年來，隨著人們對(duì)食品安全要求的提高以及甘薯產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展，夏季甘薯種植面積逐年增加［7］。然而，由于甘薯是忌連作作物，常年或多年連續(xù)種植會(huì)造成病蟲害頻發(fā)、土壤養(yǎng)分不均、菌群失調(diào)、結(jié)構(gòu)失衡等問題［8-11］。有研究者提出：改變種植制度或施肥調(diào)控是解決作物連作障礙的有效途徑［12-14］。但是，由于甘薯輪作倒茬調(diào)理土壤狀況需要較長時(shí)間，不利于甘薯生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此大多數(shù)種植戶往往選擇增施化肥來抵消連作障礙造成的負(fù)面影響。但是，長期大量施用化肥會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分均衡及生物學(xué)活性造成較大影響［15-17］。而有研究結(jié)果表明，與單施化肥相比，合理的化肥減量+增施有機(jī)物料不僅能提升肥料利用率、提高土壤養(yǎng)分含量及酶活性，還能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用，從而有利于作物生長發(fā)育［18-20］。

有機(jī)物料作為天然的土壤調(diào)理劑，主要來源于植物或動(dòng)物廢棄物，施入土壤中能夠改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量及調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分釋放速率，使養(yǎng)分持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)［21-22］。我國是世界上最大的農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)國，由于人們觀念落后及對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物用途的了解不夠，往往通過焚燒或丟棄進(jìn)行處理，不僅浪費(fèi)自然資源，還破壞了生態(tài)環(huán)境［23-24］。因此，有機(jī)物料還田對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前大多數(shù)人的研究主要集中在單一有機(jī)物料還田對(duì)土壤有機(jī)碳含量、酶活性等方面的影響，且研究結(jié)果差異較大［25-27］。探究多種有機(jī)物料還田對(duì)土壤養(yǎng)分、酶活性、團(tuán)聚體、土壤結(jié)構(gòu)及其相關(guān)性影響的研究相對(duì)較少，關(guān)于甘薯方面的研究更是少見。因此，本研究通過分析化肥減量添加不同有機(jī)物對(duì)甘薯與小麥連作田土壤養(yǎng)分、酶活性、容重、孔隙度、含水量、團(tuán)聚體分布及穩(wěn)定性和鮮薯產(chǎn)量、淀粉率變化的影響，預(yù)測農(nóng)業(yè)有機(jī)物料還田應(yīng)用投入的可能性，旨在為農(nóng)業(yè)廢棄物的合理還田提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于河南省商丘市睢陽區(qū)馮橋鎮(zhèn)李樓村（116°43′7″E，39°28′13″N），該地平均海拔為 53 m，屬典型的大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫 14.2 ℃，年平均降水量700 mm，年平均日照時(shí)數(shù) 1 944 h，無霜期211 d。供試土壤類型為黃潮土，土質(zhì)為二合土，試驗(yàn)前基礎(chǔ)土壤（0～20 cm）肥力：堿解氮含量43.85 mg/kg，速效磷含量53.21 mg/kg，速效鉀含量135.58 mg/kg，全氮含量0.95 g/kg，全磷含量 0.74 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量10.65 g/kg，pH值8.13。

1.2 試驗(yàn)材料

供試甘薯品種為商薯19，由河南省商丘市農(nóng)林科學(xué)院育種；供試小麥品種為周麥18，由河南省周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院育種。供試氮磷鉀肥為復(fù)合肥料（N、P2O5、K2O含量分別為10%、10%、20%），由河南彤豐肥業(yè)有限公司生產(chǎn)；供試生物有機(jī)肥養(yǎng)分含量為2.98%N、1.26%P2O5、1.94%K2O、40.53%有機(jī)質(zhì)，有效活菌數(shù)≥0.2億CFU/g，由內(nèi)蒙古二連浩特市沃土地有機(jī)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)；供試羊糞養(yǎng)分含量為1.45%N、0.89%P2O5、1.12%K2O、22.47%有機(jī)質(zhì)，購買自附近養(yǎng)殖戶；供試基質(zhì)養(yǎng)分含量為1.53%N、1.46%P2O5、0.91%K2O、18.96%有機(jī)質(zhì)，購買于附近市場。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年6月15日至2022年10月15日進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)如下5個(gè)處理：氮磷鉀肥單施+秸稈不還田（CK）、氮磷鉀肥單施+秸稈還田（T1）、50%氮磷鉀肥配施生物有機(jī)肥+秸稈還田（T2）、50%氮磷鉀肥配施羊糞+秸稈還田（T3）、50%氮磷鉀肥配施基質(zhì)+秸稈還田（T4）。每個(gè)處理重復(fù)3次，小區(qū)面積124.8 m2，試驗(yàn)采用甘薯—小麥輪作種植，甘薯季進(jìn)行不同施肥處理，小麥季施肥一致。甘薯生育期為6月15日至10月10日，甘薯株行距為26.6 cm×80 cm，氮磷鉀肥、生物有機(jī)肥、羊糞、基質(zhì)的施用量分別為750 、675、7 500、15 000 kg/hm2。以70%氮肥作基肥，30%氮肥作追肥，在薯蔓同長期進(jìn)行追肥，其他有機(jī)物均作為基肥施入。小麥生育期為10月15日至6月10日，種植密度、施肥措施等均參照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣，不作特殊處理。甘薯、小麥秸稈均通過機(jī)械在收獲時(shí)直接還田。

1.4 樣品的采集

于2022年10月15日采集土壤樣品。借助螺旋土鉆，用“S”形取樣法采集0～20 cm土層的新鮮土樣，挑出較大根系、石礫后帶回實(shí)驗(yàn)室。將樣品分成2個(gè)部分，一部分用于土壤養(yǎng)分含量、酶活性的測定；一部分用于土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)的測定。另外，每個(gè)小區(qū)通過環(huán)刀法采集3處0～20 cm土層樣品，用于土壤容重、孔隙度的測定。

1.5 測試項(xiàng)目與方法

1.5.1 土壤理化性狀測定方法 土壤堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定，土壤速效磷含量采用碳酸氫鈉法測定，土壤速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定，土壤全氮含量采用凱氏定氮法測定，土壤全磷含量采用高氯酸-硫酸法測定，土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定，土壤pH值采用水土法測定［28］。

1.5.2 土壤酶活性的測定 土壤脲酶活性采用苯酚鈉比色法測定，土壤過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定，土壤蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，土壤堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法［29］測定。

1.5.3 土壤容重、孔隙度與含水量的測定 土壤容重、孔隙度和含水量均采用環(huán)刀法測定，其中，土壤孔隙度=1-容重/2.65 ［28］。

1.5.4 土壤團(tuán)聚體含量的測定 土壤團(tuán)聚體含量采用濕篩法測定。將一定量的風(fēng)干土樣通過2.000、0.250、0.053 mm套篩后靜置2～3 min，稱取各篩面上的團(tuán)聚體質(zhì)量，用于團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性指標(biāo)的計(jì)算。其中，直徑＞0.25 mm的團(tuán)聚體稱為大團(tuán)聚體，直徑＜0.25 mm的團(tuán)聚體為微團(tuán)聚體［30］。

1.5.5 甘薯產(chǎn)量及淀粉率的測定 在2022年甘薯收獲時(shí)測定小區(qū)內(nèi)全部面積的甘薯產(chǎn)量，并折算成單位面積（1 hm2）產(chǎn)量。淀粉率采用烘干法測定，計(jì)算公式：淀粉率=（干物率×0.869 45-6.345 70）×100%。

1.6 計(jì)算公式

土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的測定指標(biāo)主要有平均質(zhì)量直徑（MWD）、幾何平均直徑（GMD）［31］，計(jì)算公式如下：

式中：X[TX-]i為i粒級(jí)團(tuán)聚體平均直徑；Wi為i粒級(jí)團(tuán)聚體質(zhì)量所占比例；Mi為i粒級(jí)團(tuán)聚體質(zhì)量。

1.7 數(shù)據(jù)處理

用WPS Office進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、分析與圖表制作，用DPS 9.50進(jìn)行方差分析與相關(guān)性分析，用Canoco 5.0進(jìn)行不同處理間土壤肥力與土壤結(jié)構(gòu)的冗余分析（RDA）與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分含量及pH值的變化

由表1可知，在化肥添加不同外源有機(jī)物條件下，土壤養(yǎng)分含量和pH值存在明顯差異。與CK相比，化肥添加外源有機(jī)物能夠明顯提高土壤養(yǎng)分含量，降低土壤pH值。其中，T2處理土壤堿解氮、速效磷、全氮、全磷含量均高于其他處理，其中土壤堿解氮含量分別較T1、T4處理顯著提高5.23%、9.15%，土壤全氮、全磷含量分別較T4處理顯著提高5.38%、5.41%。T3處理能夠提高土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量。其中土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量分別較T4處理顯著提高5.25%、5.74%。T2處理的土壤速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量僅次于T3處理，且與T3處理相比均無顯著差異。在不同化肥添加外源有機(jī)物處理下，土壤pH值均比CK有不同程度的降低，但無顯著差異。由此可知，化肥添加不同外源有機(jī)物處理能夠明顯影響土壤養(yǎng)分和pH值的變化。

2.2 土壤酶活性的變化

由表2可知，化肥添加不同外源有機(jī)物對(duì)土壤酶活性變化有較大影響。與CK相比，化肥添加外源有機(jī)物能夠明顯提高土壤脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶活性。T2處理土壤脲酶、過氧化氫酶、堿性磷酸酶活性高于其他處理。其中，土壤脲酶較T1、T4處理分別顯著提高7.26%、9.92%；土壤過氧化氫酶較T1、T4處理分別顯著提高9.18%、8.08%；堿性磷酸酶較其他化肥添加外源有機(jī)物處理顯著提高6.98%～11.52%；T3處理土壤脲酶、過氧化氫酶、堿性磷酸酶活性僅次于T2處理。T3處理土壤蔗糖酶活性較其他化肥添加外源有機(jī)物處理顯著提高7.48%～13.40%，T2處理蔗糖酶活性顯著高于T1處理。由此可知，化肥添加不同外源有機(jī)物處理能夠明顯提高土壤酶活性。

2.3 土壤容重、孔隙度和含水量變化

由圖1可知，在化肥添加不同外源有機(jī)物處理下，土壤容重、孔隙度及含水量差異較大。與CK相比，化肥添加外源有機(jī)物能夠明顯降低土壤容重，其中T2、T4處理的土壤容重分別較CK降低了4.87%、6.25%。T4處理的土壤容重最低，但與其他化肥添加外源有機(jī)物處理相比均無顯著差異。與CK相比，化肥添加外源有機(jī)物能夠提高土壤孔隙度、含水量。其中，T4處理能夠提高土壤孔隙度、含水量，T4處理的土壤孔隙度與其他化肥添加外源有機(jī)物處理相比均無顯著差異，含水量較T1處理顯著提高了8.27%，且T2、T3處理的含水量顯著高于T1處理。由此可見，化肥添加不同外源有機(jī)物處理對(duì)土壤容重、孔隙度及含水量變化產(chǎn)生較大影響。

2.4 土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)分布的變化

由表3可知，化肥添加不同外源有機(jī)物對(duì)土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)分布變化的影響較大。與CK相比，化肥添加外源有機(jī)物能夠提高＞2.000 mm粒徑、0.053～0.250 mm粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，降低0.053～0.250 mm粒徑、＜0.053 mm粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)。T4處理能夠提高＞2.000 mm粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，降低0.053～0.250 mm粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中＞2.000 mm粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)較T1處理顯著提高了5.90%，T3處理其次，0.053～0.250 mm粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別較T1、T3處理顯著降低了21.38%、14.33%，T2處理其次。T1處理能夠提高0.250～2.000 mm粒徑團(tuán)聚體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，較T3處理顯著提高5.46%，T2處理的提高效果次之。T2處理能夠降低＜0.053 mm粒徑團(tuán)聚體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別較T1、T4處理顯著降低14.59%、5.93%，T3處理其次。整體來看，＞2.000 mm粒徑（55.65%～59.61%）為團(tuán)聚體的主要組成部分，其次是0.250～2.000 mm粒徑（28.07%～29.96%），0.053～0.250 mm粒徑（5.26%～7.82%）、＜0.053 mm 粒徑（6.03%～8.46%）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均較低。由此可知，化肥添加外源有機(jī)物能夠提高土壤大團(tuán)聚體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，降低微團(tuán)聚體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.5 土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的變化

由圖2可知，化肥添加不同外源有機(jī)物條件下的土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性變化較大。與CK相比，化肥添加不同外源有機(jī)物能夠提高土壤團(tuán)聚體的平均質(zhì)量直徑、幾何質(zhì)量直徑。其中，T4處理能夠提高土壤團(tuán)聚體平均質(zhì)量直徑、幾何質(zhì)量直徑，其中土壤團(tuán)聚體平均質(zhì)量直徑分別較T1、T3處理顯著提高了9.04%、6.99%，T2處理其次，而與其他化肥添加外源有機(jī)物處理相比均無顯著差異；T4處理的土壤團(tuán)聚體幾何質(zhì)量直徑分別較T1、T2、T3處理顯著提高了15.05%、5.94%、10.88%，T2處理其次， 且顯著高于T1處理。由此可見，化肥添加不同外源有機(jī)物處理能夠提高土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性。

2.6 甘薯產(chǎn)量及薯塊淀粉率的變化

由圖3可知，在化肥添加不同外源有機(jī)物條件下，鮮薯產(chǎn)量及淀粉率變化較大。與CK相比，化肥添加不同外源有機(jī)物處理能夠提高鮮薯產(chǎn)量、薯塊淀粉率。其中，T2處理能夠顯著提高鮮薯產(chǎn)量，分別較T1、T3、T4處理顯著提高了15.85%、6.04%、19.48%，T3處理其次，且顯著高于T1、T4處理。整體上看，鮮薯產(chǎn)量表現(xiàn)為T2＞T3＞T1＞T4。T3處理能夠提高薯塊淀粉率，分別較T1、T4處理顯著提高了7.77%、5.53%，T2處理其次，且顯著高于T1、T4處理。整體上看，薯塊淀粉率表現(xiàn)為 T3＞T2＞T4＞T1。由此可見，化肥添加不同外源有機(jī)物處理能夠提高鮮薯產(chǎn)量及薯塊淀粉率。

2.7 相關(guān)性分析

鮮薯產(chǎn)量、薯塊淀粉率與土壤酶活性及容重、孔隙度間存在一定的相關(guān)關(guān)系。由表4可知，鮮薯產(chǎn)量與土壤脲酶、過氧化氫酶、堿性磷酸酶活性呈極顯著（P<0.01）正相關(guān)關(guān)系，與土壤蔗糖酶活性、孔隙度呈正相關(guān)關(guān)系，與土壤容重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；薯塊淀粉率與土壤過氧化氫酶活性呈極顯著（P<0.01）正相關(guān)關(guān)系，與土壤脲酶活性、孔隙度呈顯著（P<0.05）正相關(guān)關(guān)系，與土壤堿性磷酸酶活性呈正相關(guān)關(guān)系，與土壤容重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。由此可知，鮮薯產(chǎn)量、薯塊淀粉率的變化與土壤酶活性及容重、孔隙度變化密切相關(guān)?；侍砑油庠从袡C(jī)物可通過提高土壤酶活性、改善土壤結(jié)構(gòu)促進(jìn)甘薯生長發(fā)育，進(jìn)而提高鮮薯產(chǎn)量與淀粉率。

為了進(jìn)一步分析土壤生物學(xué)活性與土壤結(jié)構(gòu)的相關(guān)性，通過土壤酶活性與土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性、容重、孔隙度及含水量進(jìn)行冗余分析。由圖4可以看出，排序軸1與排序軸2能夠在累積變量85.42%的水平上解釋化肥添加外源有機(jī)物條件下土壤酶活性與土壤結(jié)構(gòu)間的相互關(guān)系，其中土壤脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶活性與土壤團(tuán)聚體幾何平均直徑、平均質(zhì)量直徑、孔隙度、含水量呈正相關(guān)關(guān)系，而與土壤容重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。團(tuán)聚體幾何平均直徑（63.10%）是影響土壤酶活性的主要因子。由此可知，土壤酶活性變化與土壤結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān)，其中化肥添加外源有機(jī)物可通過提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，改善土壤物理結(jié)構(gòu)來提高土壤酶活性。

3 討論與結(jié)論

土壤養(yǎng)分含量能夠顯著影響作物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用，而土壤酶是土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的主要驅(qū)動(dòng)力，是表征土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)［32］。有研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物料還田能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提升土壤肥力，提高土壤酶活性［33-35］。但是，有機(jī)物種類繁多、成分復(fù)雜，不同有機(jī)物還田能夠?qū)ν寥婪柿εc土壤環(huán)境造成不確定的影響，需要進(jìn)一步研究［36］。本研究結(jié)果表明，與單施氮磷鉀肥（CK）相比，無機(jī)肥與有機(jī)物配施能夠提高土壤養(yǎng)分含量、土壤酶活性，降低土壤pH值。這與李春喜等的研究結(jié)果［27］較為一致。有分析認(rèn)為，化肥減量與秸稈或有機(jī)物料配施能夠調(diào)節(jié)土壤C/N值，促進(jìn)土壤中難溶養(yǎng)分分解與利用，并且有機(jī)物料含有豐富的有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)成分，還田后能夠增加土壤肥力。而有機(jī)物料中豐富的碳源能夠滿足土壤中以此類碳源為基質(zhì)的微生物代謝活性，能夠提高養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與利用效率，進(jìn)而提高土壤相關(guān)酶活性。與氮磷鉀肥單施+秸稈還田（T1）處理相比，在50%氮磷鉀肥配施生物有機(jī)肥+秸稈還田（T2）處理下，土壤各養(yǎng)分含量均有不同程度的提高，50%氮磷鉀肥配施羊糞+秸稈還田（T3）處理的土壤各養(yǎng)分含量表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)，50%氮磷鉀肥配施基質(zhì)+秸稈還田（T4）處理的土壤各養(yǎng)分含量均降低。T3、T4處理的土壤各養(yǎng)分含量沒有表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。分析認(rèn)為，出現(xiàn)上述現(xiàn)象有可能與羊糞或基質(zhì)中養(yǎng)分含量較低有關(guān)，也有可能與其養(yǎng)分釋放速率、釋放程度有關(guān)，羊糞或基質(zhì)在改良土壤理化性質(zhì)方面帶來的積極效應(yīng)不足以抵消氮磷鉀肥減量的負(fù)面影響，從而未表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。

土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)能夠決定土壤孔隙的分布與穩(wěn)定性，其結(jié)構(gòu)變化對(duì)土壤容重、孔隙度及含水量的變化均具有顯著影響［36］。有研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物料還田能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤團(tuán)聚體的團(tuán)聚性，提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性［37-38］。本研究結(jié)果表明，與CK相比，化肥添加不同有機(jī)物不僅能夠提高土壤孔隙度和含水量、降低土壤容重，還能提高大團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)及團(tuán)聚體穩(wěn)定性。這與李傳哲等的研究結(jié)果［39-40］較為一致。這是因?yàn)橛袡C(jī)物料含有豐富的多孔物質(zhì)和較大的比表面積，施入土壤中能夠吸附較小顆粒并形成大粒徑團(tuán)聚體，從而提高土壤孔隙度，降低土壤容重。而與T1處理相比，T2、T3、T4處理在土壤容重、孔隙度、含水量及團(tuán)聚體方面的變化與CK相同。分析認(rèn)為，生物有機(jī)肥或羊糞或基質(zhì)中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和其他礦質(zhì)養(yǎng)分，施入土壤中后能夠增加土壤膠結(jié)物質(zhì)含量，且豐富的碳源基質(zhì)能夠提高土壤微生物代謝活性，并通過菌絲的纏繞作用凝結(jié)較小團(tuán)聚體形成大粒徑團(tuán)聚體，進(jìn)而在容重、孔隙度、含水量方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。

本研究結(jié)果表明，與CK相比，化肥添加不同有機(jī)物的處理能夠提高鮮薯產(chǎn)量與薯塊淀粉率。分析認(rèn)為，秸稈或有機(jī)物料還田后能夠改善土壤理化性質(zhì)和物理結(jié)構(gòu)，促進(jìn)甘薯根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收與利用，從而促進(jìn)植株生長發(fā)育，提高葉片光合作用，增加光合產(chǎn)物累積，進(jìn)而提高鮮薯產(chǎn)量與薯塊淀粉率。相關(guān)性分析結(jié)果表明，甘薯生長發(fā)育與土壤酶活性、土壤結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān)，其中化肥添加外源有機(jī)物可通過提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性、改善土壤物理結(jié)構(gòu)來提高土壤酶活性和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化速率，進(jìn)而促進(jìn)植株生長發(fā)育，提高鮮薯產(chǎn)量與薯塊淀粉率。綜上所述，與單施氮磷鉀肥相比，化肥添加外源有機(jī)物能夠提高土壤養(yǎng)分含量、酶活性，改善土壤結(jié)構(gòu)，提升土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，提高鮮薯產(chǎn)量及薯塊淀粉率。

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收稿日期：2023-04-20

基金項(xiàng)目：河南省軟科學(xué)研究計(jì)劃（編號(hào)：222400410551）；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（編號(hào)：23B210010）；河南省高校人文社會(huì)科學(xué)研究一般項(xiàng)目（編號(hào)：2023-ZDJH-257）。

作者簡介：秦廣利（1979—），女，河南商丘人，碩士，副教授，主要從事微生物專業(yè)教學(xué)與科研工作。E-mail：sqzyqgl@163.com。

通信作者：陳玉琴，碩士，副教授，主要從事土壤改良方面的研究。E-mail：yqc0714@126.com。