摘要：為緩解湖南省甘薯主產(chǎn)區(qū)存在的連作障礙問題，研究以湖南省典型的酸壤型連作障礙地為試驗區(qū)，以湘薯203和徐紫薯8號為試驗品種，分別施用等效價的甘薯專用復(fù)合肥、丘陵旱薄地控鉀型腐殖酸控釋肥、平原地控鉀型腐殖酸控釋肥、腐殖酸復(fù)合肥、生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、生物菌肥A、生物菌劑B進(jìn)行處理，比較分析了甘薯連作區(qū)施用不同類型肥料處理后甘薯產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的差異。結(jié)果表明：（1）湘薯203試驗中，施用不同類型的肥料均能在一定程度上提升甘薯產(chǎn)量，其中生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理區(qū)的實(shí)際鮮薯產(chǎn)量可達(dá)40.15 t/hm2，比專用復(fù)合肥處理的對照組增產(chǎn)37.69%，生物總量增加22.63%，增產(chǎn)效果最顯著；腐殖酸復(fù)合肥處理與生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理的增產(chǎn)效果接近，鮮薯產(chǎn)量較對照提升35.70%，生物總量增加18.68%。（2）徐紫薯8號試驗中，生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理區(qū)鮮薯實(shí)際產(chǎn)量可達(dá)46.95 t/hm2，比專用復(fù)合肥處理的對照組增產(chǎn)11.68%，生物總量增加7.38%；腐殖酸復(fù)合肥處理區(qū)實(shí)際鮮薯產(chǎn)量較對照CK1下降5.04%，生物總量增加19.15%。（3）不同施肥處理改變了土壤地力情況，生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥或腐殖酸施用區(qū)甘薯對連作障礙地養(yǎng)分平衡利用的效果最佳；專用復(fù)合肥處理區(qū)雖然土壤養(yǎng)分明顯增加，但是甘薯對養(yǎng)分的利用率并不理想。綜上所述，施用以生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、腐殖酸復(fù)合肥這類含有機(jī)質(zhì)的肥料處理對湖南甘薯連作障礙地鮮薯產(chǎn)量的提升最有效。

關(guān)鍵詞：甘薯；肥效試驗；連作障礙；鮮薯產(chǎn)量；土壤養(yǎng)分利用

中圖分類號：S531 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）09-0068-05

Screening and Application Effect of Fertilizers for Mitigating Successive Cropping Obstacle of Sweet Potatoes in Hunan Province

KANG Shi-dong1，2，HUANG Yan-lan1，3，ZHANG Ya1，3，DONG Fang1，3，LIU Hong-mei2，

ZHANG Chao-fan1，3，ZHANG Dao-wei1，3

（1. Crop Research Institute， Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410125， PRC; 2. College of Agronomy，

Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC; 3. Yuelushan Laboratory， Changsha 410128， PRC）

Abstract：To alleviate the successive cropping obstacle in the main producing areas of sweet potatoes in Hunan Province， this study took a typical successive cropping obstacle land with acid soil in Hunan Province as an experimental area and selected Xiangshu 203 and Xuzishu 8 as experimental varieties. Fertilizers with the equivalent valency were applied， including special compound fertilizer for sweet potatoes， potassium-controlled and controlled-release humic acid fertilizer for hilly dry land， potassium-controlled and controlled-release humic acid fertilizers for plain land， humic acid compound fertilizer， bio-organic and inorganic compound fertilizer， bio-bacterial fertilizer A， and bio-bacterial agent B. The difference in sweet potato yield and soil nutrients in the successive cropping area of sweet potatoes treated with different types of fertilizers was compared. The results are as follows. （1） All types of fertilizers can increase the yield of Xiangshu 203 to some degrees， and the fresh sweet potato yield in the area treated with bio-organic and inorganic compound fertilizer reaches 40.15 t/hm2， which is 37.69% higher than that of the control group treated with special compound fertilizer. Meanwhile， the total biomass increases by 22.63%， with the most significant yield-increasing effect. The yield-increasing effects of areas treated with humic acid compound fertilizers and bio-organic and inorganic compound fertilizer are similar， and the fresh sweet potato yield is increased by 35.70%， with the total biomass increased by 18.68%. （2） In the experiment of Xuzishu 8， the actual yield of fresh sweet potatoes in the area treated with bio-organic and inorganic compound fertilizer can reach 46.95 t/hm2， which is 11.68% higher than that of the control group treated with special compound fertilizer， and the total biomass is increased by 7.38%. The fresh sweet potato yield in the area treated with humic acid compound fertilizer decreases by 5.04% compared with CK1， while its total biomass increases by 19.15%. （3） The application of different fertilizers has changed the soil fertility. The sweet potatoes in the areas treated with bio-organic and inorganic compound fertilizer or humic acid compound fertilizer exhibit the best effect in the balanced utilization of nutrients. Although the nutrients have increased significantly in the area treated with special compound fertilizer， the nutrient utilization rate by sweet potatoes is not ideal. In summary， the application of organic matter-containing fertilizers such as bio-organic and inorganic compound fertilizer and humic acid compound fertilizer is the most effective way to increase the yield of fresh sweet potatoes in successive cropping obstacle land of sweet potatoes in Hunan Province.

Key words： sweet potato; fertilizer efficiency experiment; successive cropping obstacles; fresh sweet potato yield; utilization of soil nutrients

甘薯是全球主要糧食作物之一，年產(chǎn)量接近1億t[1]。得益于甘薯優(yōu)良品種及配套高效栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用，長期以來中國都是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國，每年僅用全球約1/3的甘薯種植面積，生產(chǎn)了超過50%總產(chǎn)量的鮮薯，單產(chǎn)及種植水平均位于世界前列[2]。近年來，全國甘薯種植面積雖有所縮減，但是平均單產(chǎn)、總產(chǎn)仍取得了穩(wěn)定增漲的佳績。在甘薯種植效益逐年提升、土地集約化管理政策引導(dǎo)等諸多因素的影響下，甘薯集約化種植程度有了很大提高[3]，這在一定程度上形成了甘薯連作障礙，造成了地力過度消耗，嚴(yán)重妨礙了耕地的保育與可持續(xù)利用。

甘薯連作不僅會引起土壤酸化、土壤結(jié)構(gòu)破壞、有益微生物減少、病蟲害滋生，還會導(dǎo)致土壤中植株生長必需養(yǎng)分的連續(xù)消耗，進(jìn)而造成土壤營養(yǎng)成分的失衡，致使土壤肥力逐漸降低[4]。研究發(fā)現(xiàn)，土壤改良、耕作模式改良、優(yōu)化施肥等措施可以消減連作障礙，王乾坤等[5]通過綠肥輪作與施用促生菌改善了土壤條件，消減連作帶來的負(fù)面影響，而羅密等[6]研究表明甘薯休耕可以改善土壤養(yǎng)分，張艷等[7]研究表明甘薯玉米間作也能改良土壤。朱海波等[8]則發(fā)現(xiàn)腐植酸復(fù)合肥，對甘薯連作障礙緩解作用效果顯著。

湖南省是我國甘薯優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之一，目前正從傳統(tǒng)的甘薯種植模式轉(zhuǎn)向機(jī)械化、集約化甘薯生產(chǎn)[2]，受有限的土地資源約束，集約化生產(chǎn)管理過程中連作減產(chǎn)現(xiàn)象明顯增加?？茖W(xué)施肥是有效緩解連作障礙的最直接措施之一，但市場上肥料種類繁雜，存在諸多使用不規(guī)范的問題，往往難以達(dá)到緩解連作障礙的效果。因此，筆者在湖南省進(jìn)行甘薯連作地不同施肥方案試驗，旨在篩選適用于湖南省酸壤地的甘薯連作障礙緩釋肥，為鮮薯生產(chǎn)過程中科學(xué)施肥提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021至2022年期間完成，甘薯種植與田間管理細(xì)節(jié)嚴(yán)格參照湖南省甘薯栽培技術(shù)規(guī)程（DD43/T 451—2009）執(zhí)行。

試驗地位于湖南省長沙市芙蓉區(qū)湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所試驗基地，設(shè)施完善。該試驗地已連作甘薯10 a，常規(guī)化肥施用增產(chǎn)效果有限。試驗地塊土壤為中等肥力的稻田土壤，其土壤基本理化性質(zhì)為pH值5.6，有機(jī)質(zhì)18.5 g/kg，有效磷10.8 mg/kg，速效鉀45 mg/kg，水解性氮146 mg/kg，全氮0.17%，總磷439 mg/kg，全鉀23.6 g/kg。該地點(diǎn)年均氣溫17.2℃，全年無霜區(qū)約275 d，年均降水量約1 361.6 mm，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。

1.2 試驗材料

供試甘薯品種為湘薯203和徐紫薯8號。供試肥料均由國家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系栽培與土肥研究室提供，包括丘陵旱薄地控鉀型腐殖酸控釋肥、平原地控鉀型腐殖酸控釋肥、腐殖酸復(fù)合肥（N–P–K=16–9–20）、生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、生物菌肥A（液體）、生物菌劑B（固體和液體2種形態(tài)）、專用復(fù)合肥（N–P–K=16–9–20）。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 2021年供試品種為淀粉加工與鮮食兼用型品種湘薯203，設(shè)7個等氮、磷、鉀的基肥

處理：CK1，專用復(fù)合化肥750 kg/hm2；T1，丘陵旱薄地控鉀型腐殖酸控釋肥750 kg/hm2；T2，平原地控鉀型腐殖酸控釋肥750 kg/hm2；T3，腐殖酸復(fù)合肥750 kg/hm2；T4，生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥750 kg/hm2；T5，生物菌肥A 30 L/hm2；T6，生物菌劑B固體375 kg/hm2+液體15 L/hm2混合施用。每個處理小區(qū)面積36 m2，每個小區(qū)3壟，每壟長12 m。每個處理3次重復(fù)，各個處理隨機(jī)區(qū)組排列。

2022年為比較不同品種之間的肥效差異，將供試品種更換為鮮食與食品加工用型品種徐紫薯8號。根據(jù)2021年肥料產(chǎn)品的篩選結(jié)果將3種增產(chǎn)效果最明顯的試驗組及對照區(qū)進(jìn)行固定后，新增2個對照處理：CK1，專用復(fù)合化肥750 kg/hm2；CK2，空白對照，不施肥；CK3，農(nóng)民習(xí)慣施肥，使用常規(guī)復(fù)合肥（N–P–K=15–15–15，市售）750 kg/hm2；T3，腐殖酸復(fù)合肥750 kg/hm2；T4，生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥750 kg/hm2。每個處理小區(qū)面積36 m2，每個小區(qū)3壟，壟長12 m。每個處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3.2 試驗管理 甘薯種植密度均為48 000株/hm2，

每個區(qū)組重復(fù)之間設(shè)置1 m間距的保護(hù)行。湘薯203基肥施用時間為2021年5月10日，移栽時間為5月16日，封壟時間為7月20日，采收時間為10月28日，移栽后全生長期為165 d；徐紫薯8號基肥施用時間為2022年5月14日，移栽時間為5月20日，封壟時間為7月16日，采收時間為10月25日，移栽后全生長期為158 d。

1.3.3 取樣及測定指標(biāo) 收獲前1周，每個小區(qū)選取連續(xù)5株甘薯植株，測定蔓長、莖粗、分支數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、大中薯數(shù)量，根據(jù)單株薯重與種植密度換算理論鮮薯產(chǎn)量。采收時稱取每個小

區(qū)所有鮮薯重量為小區(qū)鮮薯實(shí)際產(chǎn)量。采集單株藤蔓

與薯塊，將樣品清洗干凈，自然陰干后，稱取200 g鮮樣105℃殺青30 min后，在65℃下烘至恒重，稱取干物質(zhì)重量，通過干物質(zhì)重量與鮮重的比值計算樣品干率，淀粉率依照王文質(zhì)等[9]的方法進(jìn)行換算。

小區(qū)土壤樣品的pH值測定參照NY/T 1121.2—2006，使用雷磁pH計測定；有機(jī)質(zhì)測定參照NY/T 1121.6—2006，采用重鉻酸鉀容量法測定；全氮測定參照NY/T 1121.24—2012，采用全自動凱式定氮儀測定；堿解氮測定參照LY/T 1228—2015，采用堿解擴(kuò)散法測定；總磷測定參照HJ 326—2011，采用堿熔–鉬銻抗分光光度法測定；有效磷測定參照NY/T 1121.7—2014，采用碳酸氫鈉浸提–鉬銻抗分光光度法測定；全鉀測定參照NY/T 87—1988，采用火焰原子吸收光譜儀測定；速效鉀、緩效鉀測定參照NY/T 889—2004，采用火焰光度計測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差和相關(guān)性分析，采用Duncan’s極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對湘薯203產(chǎn)量的影響

由表1可知，各試驗組湘薯203的鮮薯實(shí)際產(chǎn)量均顯著高于對照CK，按照大小順序依次為T4＞T3＞T5＞T2＞T6＞T1＞CK，較對照CK分別增產(chǎn)37.69%、35.70%、20.13%、14.09%、13.24%和11.80%，其中T3、T4處理之間鮮薯產(chǎn)量差異不顯著，但是都顯著高于其他試驗組。各試驗組鮮薯理論產(chǎn)量按照大小依次為T3＞T4＞T5＞T1＞T6＞T2＞CK，分別比對照CK增產(chǎn)40.30%、38.81%、14.93%、8.96%、5.97%和5.97%，其中T3、T4處理顯著高于其他處理組，與實(shí)際鮮薯產(chǎn)量的結(jié)果保持一致。各試驗組的理論生物總量按照大小依次為T4＞T3＞T6＞CK1＞T1＞T5＞T2，與鮮薯產(chǎn)量的結(jié)果基本一致，但是與地上部植株的鮮重、分支數(shù)、莖粗等指標(biāo)無必然對應(yīng)關(guān)系，說明對理論生物總量影響最大的因素是鮮薯產(chǎn)量?？傮w而言，2種有機(jī)肥類型的施肥處理T3、T4對整體生物量的提升幅度最大，主要體現(xiàn)在鮮薯產(chǎn)量上。

2.2 不同施肥處理對湘薯203鮮薯品質(zhì)的影響

由表2可知，不同試驗組之間湘薯203的平均單株薯重、大中薯率均存在顯著差異，其中T3處理區(qū)單株大中薯率可達(dá)92.50%，比對照CK1高11.42個百分點(diǎn)；單株薯重為0.94 kg，與T4試驗組接近，比對照CK1高40.3%。各個試驗組湘薯203鮮薯的干率為33.05%～33.23%，淀粉率為22.39%～22.55%，整體差異均不大。說明湘薯203單株薯塊的膨大能力是影響平均單株薯重的主要因素，直接決定了鮮薯產(chǎn)量的大小。

2.3 不同施肥處理對徐紫薯8號產(chǎn)量的影響

由表3可知，徐紫薯8號的實(shí)際鮮薯產(chǎn)量按照大小排序依次為T4＞CK1＞T3＞CK3＞CK2，在設(shè)置的3個CK1、CK2、CK3對照組中，以CK1（甘薯專用化肥）的產(chǎn)量最高；T4試驗組產(chǎn)量顯著高于其他實(shí)驗組，較對照CK1增產(chǎn)11.68%；T3、T4試驗組理論鮮薯產(chǎn)量分別較對照CK1增產(chǎn)0.40%與24.43%，T4處理區(qū)大于T3處理區(qū)，與實(shí)際鮮薯產(chǎn)量的結(jié)果相同。各試驗組理論生物總量按照大小排序依次為T3＞T4＞CK1＞CK3＞CK2，其中T3、T4分別較對照CK1增產(chǎn)19.15%與7.38%，T3處理區(qū)的地上部鮮重產(chǎn)量較對照CK1提高了60.18%，顯著高于其他試驗組，但是與蔓長、分支數(shù)以及莖粗等地上部性狀無必然的對應(yīng)關(guān)系?？傮w而言，施用甘薯專用化肥后徐紫薯8號的增產(chǎn)效果要優(yōu)于當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)化肥施用方法，而施用生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥與腐殖酸復(fù)合肥后的增產(chǎn)效果更加突出，這一結(jié)論與湘薯203的試驗結(jié)論一致。

2.4 不同施肥處理對徐紫薯8號鮮薯品質(zhì)的影響

不同試驗組之間徐紫薯8號的平均單株薯重、大中薯率均存在顯著差異，其中T4處理區(qū)單株大中薯率可達(dá)95.24%，比對照CK1高10.24個百分點(diǎn)；單株薯重為0.83 kg，與CK3試驗組接近，比對照CK1高0.23 kg。各個試驗組徐紫薯8號鮮薯的干率為31.65%～34.80%，淀粉率為21.17%～23.91%，各試驗組之間存在較大差異，但是與鮮薯產(chǎn)量無必然對應(yīng)關(guān)系。

2.5 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分的影響

由表5可知，施肥處理后各試驗組的土壤養(yǎng)分之間存在較大差異。T3、T4和CK1處理區(qū)的土壤pH值均顯著大于習(xí)慣施肥處理，可小幅度緩解土壤的酸化。各試驗組土壤有機(jī)質(zhì)含量雖存在一定差異，但是相對于土壤背景值而言整體變化不大，說明T3、T4等短期的有機(jī)肥施用量并未造成土壤有機(jī)質(zhì)的大幅度增加。CK1處理區(qū)土壤的氮、磷、鉀含量，尤其是活性氮、磷、鉀含量均顯著高于其他處理區(qū)；而T3、T4等有機(jī)肥類型的處理區(qū)的結(jié)果與之相反，說明CK1處理的土壤養(yǎng)分指標(biāo)優(yōu)于其他處理，但是結(jié)合作物產(chǎn)量而言其養(yǎng)分利用率并不算最佳，而T3、T4等有機(jī)肥施用可在一定程度上改善連作障礙地養(yǎng)分的平衡利用情況，該差異可能與養(yǎng)分的活化能力、消耗和流失速度、轉(zhuǎn)運(yùn)效率等諸多因素相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

土壤養(yǎng)分的持續(xù)性決定了甘薯品種高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的能力，不合理的化肥施用容易導(dǎo)致土壤養(yǎng)分的失衡[10]。研究團(tuán)隊前期完成了湖南省典型旱地甘薯的測土配方施肥試驗，提供了甘薯專用施肥方案[11]。長期的生產(chǎn)實(shí)踐證明，甘薯專用施肥方案在連作障礙地的增產(chǎn)效果會逐年減弱。因此，筆者在制定甘薯施肥方案時，需要充分考慮土壤養(yǎng)分的平衡利用，通過提高肥料利用率來實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效。

連作會導(dǎo)致微生物群落多樣性降低，土壤結(jié)構(gòu)劣化，嚴(yán)重影響甘薯的產(chǎn)量和品質(zhì)[12]。已有研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)無機(jī)肥配施對甘薯的增產(chǎn)效果確實(shí)優(yōu)于單一有機(jī)肥或無機(jī)肥[13]。從試驗的實(shí)際增產(chǎn)效果來看，甘薯連作障礙地施用生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥后，湘薯203與徐紫薯8號的增產(chǎn)效果最好，施用腐殖酸復(fù)合肥后的增產(chǎn)效果與之接近，而楊航等[14]的研究結(jié)果表明腐殖酸復(fù)合肥處理的增產(chǎn)效果最佳，兩者的試驗結(jié)果略有不同，但是整體上而言均以有機(jī)肥類產(chǎn)品增產(chǎn)效果最佳。

綜合試驗結(jié)果來看，不同肥料處理的甘薯產(chǎn)量、品質(zhì)以及連作障礙地土壤養(yǎng)分均存在差異，研究所用肥料均可促進(jìn)甘薯增產(chǎn)，其中生物有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的增產(chǎn)效果最佳，施用該類肥料不僅能夠有效緩解連作障礙，提高鮮薯產(chǎn)量，還能在有效優(yōu)化土壤養(yǎng)分來實(shí)現(xiàn)地力保育。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）