不同施肥方式对中低产田甘薯产量和土壤肥力的影响

2020-03-03禹阳谢一芝郭小丁贾赵东马佩勇边小峰

江苏农业科学 2020年22期

禹阳谢一芝郭小丁贾赵东马佩勇边小峰

摘要：以甘薯品种苏薯16号为供试材料，2017—2018年在江苏滨海县黄河故道中低产田中设置不同的施肥处理，研究有机肥、复合肥及不同肥料配比对甘薯产量和土壤肥力的影响。结果表明：合理增施有机肥能显著提高土壤有机质含量，土壤有机质含量与有机肥施用量成正比，但过量的有机肥投入反而使地上部与地下部竞争生长，从而影响产量，因此在生产中增施300kg/667m2有机肥有利于提高甘薯产量和土壤有机质含量。在滨海中低产田中，氮肥的施用显著提高了甘薯的生物产量，但对土壤肥力中有机质含量的提高没有显著作用，采用有机肥+复合肥配施方式既能够显著增加甘薯产量，又能综合有效地提高土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量。

关键词：甘薯;有机肥;复合肥;产量;土壤肥力

中图分类号：S531.06文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2020）22-0077-04

作者简介：禹阳（1988—），女，江苏扬州人，博士，副研究员，主要从事甘薯生物技术与遗传育种研究。E-mail：fairyyu88@126.com。

通信作者：边小峰，博士，副研究员，主要从事甘薯遗传育种研究。E-mail：bianxiaofeng2@163.com。

甘薯[Ipomoeabatatas（L.）Lam]是旋花科块根植物，既是重要的粮食作物，又是重要的经济作物和工业原料作物。甘薯广泛种植于世界上100多个国家，我国是最大的甘薯生产国，约占世界甘薯总产量的65%[1]。其产量高，营养保健功能强，适应性强，耐干旱、耐贫瘠，抗台风，适宜在沿海滩涂以及干旱缺水的边际土地上种植[2]。江苏滨海县位于黄河故道入海口，黄河故道土壤多是由黄河沉积母质上发育形成的，以粉沙粒为主，有机质和氮含量较低，但透气透水性好，特别适合甘薯等根茎类作物的生长[3]。近年来，该地区甘薯种植面积的不断扩大，对包括平衡施肥等高效栽培技术提出了新的要求，农户盲目地通过加大施肥量来提高产量。土壤肥力是调控甘薯生长的关键因素，但是一味地增加用量并不能实现最终高产高效。

通过肥料运筹获得甘薯高产已有较多的报道。适宜的氮磷钾配比施用既能促进甘薯地上茎叶生长，有利于光合作用，同时还能促进碳水化合物由叶片向块根运输，提高块根干质量与单株干质量的比率，促进块根迅速膨大，增加块根产量，而氮肥比例过高往往导致地上部茎叶徒长，降低块根产量[4]。有机肥部分替代化肥可以改良土壤的理化特性和作物产量[5]。在甘薯上施用有机肥研究较多，有机肥的施用能直接增加土壤的有机质含量和土壤微生物的多样性，对茎线虫病发生有一定的抑制作用[6-7]。林琪等研究发现，20～40cm的土壤有机质含量对甘薯的产量影响较大，因此提高土壤的有机质含量与提高甘薯产量有直接关系[8]。有机复合肥配施有利于提高甘薯产量，同时还能提高土壤有机质含量[9-10]。童小虎等对有机质、有效氮、有机磷、有机钾较低的新造耕地，采用有机复合施肥的方式，显著提高了甘薯产量和土壤质量[11]。滨海县位于黄河故道入海口，土壤呈沙粒状且较为贫瘠，盐碱含量较高，当地有种植甘薯的习惯。现有研究主要侧重于不同种植模式下单一肥料对甘薯产量的影响，对于中低产田条件下研究还是很少，而不同施肥模式对甘薯产量和土壤肥力的研究相对更少。因此，本研究综合前人的研究成果，探讨在中低产田条件下，不同施肥方式对甘薯产量和土壤肥力的影响，以期为滨海黄河故道地区中低产田甘薯种植的肥料使用提供参考依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2017—2018年在江苏省黄河湾绿色农业科技有限公司试验田（位于滨海县界牌镇三坝村，119°52′8.184″E、34°6′24.696″N）进行，试验田土壤为沙质土，基本理化指标为：pH值8.5，有机质含量4.0g/kg，碱解氮含量25mg/kg，有效磷含量5mg/kg，速效钾含量60mg/kg。

1.2试验材料和肥料

试验材料为鲜食型甘薯品种苏薯16号。试验肥料为尿素（含N46%）、过磷酸钙（含P2O512%）、硫酸钾（含K2O50%）、有机肥（N+P2O5+K2O含量≥5%，有机质含量≥45%）、硫酸钾15-15-15复合肥（N、P2O5、K2O含量均为15%）。有机肥和复合肥在做垄前撒施，其余肥料均作为基肥在栽插前条施，常规田间管理。

1.3试验设计

2017年进行有机肥试验，设置3个有机肥用量处理：200、300、400kg/667m2，小区面积667m2，3次重复。在甘薯收获时每小区取样50个单株进行考种测定，同时随机取7个点的土样进行分析。

2018年进行缺素试验以及有机肥+复合肥配施试验，设置8个处理：处理1（有机肥），施用有机肥300kg/667m2;处理2（复合肥），施用复合肥50kg/667m2;处理3（有机肥+复合肥），同时施用有机肥300kg/667m2和复合肥50kg/667m2;处理4，施用氮肥和磷肥（NP，尿素32.5kg/667m2、过磷酸钙67kg/667m2）;處理5，施用氮肥和钾肥（NK，尿素32.5kg/667m2、硫酸钾30kg/667m2）;处理6，施用磷肥和钾肥（PK，过磷酸钙67kg/667m2、硫酸钾30kg/667m2）;处理7，施用氮肥、磷肥和钾肥（NPK，尿素32.5kg/667m2、过磷酸钙67kg/667m2、硫酸钾30kg/667m2）;处理8，不施肥（CK）。3次重复共24个小区，小区面积18m2（6m×3m），试验区周围设保护行。分别于甘薯生长初期、蔓长生长期、薯块膨大期即移栽后45、80、115d[JP3]测定甘薯的最长蔓长、地上部质量和薯块质量。在甘薯115d收获时随机取5个点的土样进行分析。

1.4数据处理与分析

试验数据采用SPSS16.0软件进行统计分析与方差分析。

2结果与分析

2.1有机肥处理对甘薯主要农艺性状的影响

如图1所示，在黄河故道中低产田施用不同量的有机肥对甘薯的主要农艺性状和产量影响很大。施用300、400kg/667m2有机肥，有利于甘薯地上部茎叶的生长，200kg/667m2的施用量达不到甘薯地上部正常生长的肥力需求。从产量水平上看，施用300kg/667m2有机肥的单株产量最高，平均单株产量为513.3g，施用200kg/667m2有机肥的产量最低，平均单株产量只能达到257.5g。由此可以推断出，有机肥的施用量在300kg/667m2时能够促进甘薯的最佳生长，施用过多的有机肥会导致地上部茎叶过度生长从而降低地下部甘薯的产量。

2.2有机肥处理对土壤肥力的影响

有机肥的合理施用对提高甘薯田土壤肥力有重要影响。由表1可知，黄河故道地区土地贫瘠，[JP2]施用有机肥有利土壤氧化特性的改良。在施用有机肥的小区内种植甘薯后，有机质、有效磷和速效钾的含量比种植前（有机质4.0g/kg，有效磷5mg/kg，速效钾60mg/kg）都有提高。与种植前土壤中碱解氮含量（25mg/kg）相比，施用200kg/667m2有机肥对其提升效果不显著。在300、400kg/667m2有机肥施用下，土壤肥力改善最为明显，有机质含量与施肥量成正比，可增加1倍多，并且有效磷含量约增加70%，碱解氮含量增加10%以上。土壤中速效钾含量是在施用300kg/667m2后提升最大，推测施用400kg/667m2有机肥的地上部生长过于旺盛，茎叶中的消耗量过大，可见提升不明显。因此，300kg/667m2的施用量为最佳量。但是土壤中的有机质、碱解氮和有效磷含量还是过低，无法满足甘薯的正常生长，应考虑适当加入复合肥提升地力。

2.3有机肥+复合肥配合施肥处理对甘薯主要农艺性状的影响

有机肥的施用不仅能够提高甘薯产量，也能改良土壤肥力，但是土壤中碱解氮和速效钾含量的提升效果并不明显，因此研究加施复合肥料后对甘薯产量和土壤肥力的综合影响。通过不同时期的取样可以看出，有机肥与复合肥的混合施肥方式薯块最大最多，且单株产量最高（图2）。

由表2可知，在甘薯生长初期即移栽后45d，增施氮肥的甘薯最长蔓长长于未施氮肥处理，氮肥的增施有利于甘薯地上部的生长，但与薯块的早期形成没有直接关系。在甘薯薯蔓生长期即移栽后80d，氮肥增施后，甘薯地上部的生长最为旺盛，但只有在有机肥与复合肥混合施肥方式下，甘薯的薯块产量才会最高，平均单株产量可达331.62g。在薯块膨大期即移栽后115d，没有施肥处理的地上部没有充分生长，从而影响了甘薯的产量;有机肥与复合肥混合施用处理比单施有机肥和复合肥处理的单株产量提高1倍，可见有机肥与复合肥混合施用的方式有利于甘薯薯块的膨大。结果表明，有机肥与复合肥的配施有利于甘薯的地上部和薯块的协同发展，并增加薯块的物质积累，从而增产。

2.4有机肥+复合肥施肥处理对土壤肥力的影响

由表3可知，单施有机肥可以显著提高土壤的有机质含量，比单施复合肥处理提高1倍左右，可见复合肥施用对土壤有机质的提高没有明显作用。在土壤有效磷含量方面，有机肥和复合肥的施用能使土壤中的有效磷含量提高3倍左右。在土壤碱解氮含量方面，施用氮肥和有机肥能有效提高土壤中的碱解氮含量，NP、NPK、有机肥、复合肥、有机肥+复合肥处理都能使土壤中的碱解氮含量提高40%左右，其中NP和NPK处理提升最明显。在速效钾含量方面，有机肥+复合肥的混合施肥方式是最有效提高土壤中速效钾含量的方法，比有机肥、复合肥单施处理分别增加约6.8%、16.4%，和CK相比增加约50%。因此，复合肥和有机肥的配施能够显著增加有机质、有效磷、碱解氮和速效钾含量，从而提高土壤地力。

3讨论与结论

从提高甘薯产量来看，土壤肥力作为调控甘薯生长的关键因素，其对甘薯产量和质量具有重要影响[12-14]。宁运旺等研究发现，氮素对甘薯地上部茎叶生长影响最大[12]，该结果与本研究结果一致。同时还发现，在该地区地上部茎叶的生长直接影响薯块产量的形成，在不同量有机肥试验中发现，适量的有机肥投入有助于甘薯产量的形成，过量的投入会使地上部茎叶过度生长，从而与地下部生长竞争，从而影响地下部薯块的产量，因此在综合考虑效益的基础上，在滨海黄河故道中低产田上施用300kg/667m2有機肥已经能有效地增加甘薯产量。但该甘薯产量还处于较低水平，因此须通过平衡施肥的方法增加甘薯的产量。前人研究发现，磷、钾对甘薯的根系形成和薯块膨大有着重要作用[12，15]。在本研究缺素试验中可以发现，滨海黄河故道中低产田中氮素对甘薯产量的影响最大，其次是钾和磷，氮磷钾的全素平衡施肥产量最高，因此在有机肥的基础上增施磷钾肥能增加甘薯的产量。曹炳阁等以苏薯8号为研究对象，在综合考虑产量、氮肥利用率以及经济效益的基础上低地力土壤推荐施氮量为95～110kg/hm2[16]，但这一结果显然不适合黄河故道地区甘薯种植模式。本研究结果表明，在有机肥的基础上增施复合肥能够显著增加甘薯产量，比滨海当地传统施肥方式（50kg/667m2过磷酸钙）增产2倍多。

[JP2]从提高土壤肥力来看，[JP2]刘鑫等对种植模式和土壤肥力的研究发现，甘薯‖小麦‖玉米的模式下，对土壤中的有机质含量影响不大，但对全钾和速效钾的消耗比较大[17]。从本研究结果来看，有机肥+复合肥配施能够有效提高土壤中的速效钾含量，比单施有机肥或复合肥土壤中的速效钾含量都高。同时从不同有机肥投入量试验结果也可以看出，速效钾含量表现为300kg/667m2>200kg/667m2>400kg/667m2，可见适量的有机肥投入才能增加速效钾的含量。目前，在甘薯上施用有机肥研究比较多，认为有机复合肥配施有利于改善甘薯产量构成因素，提高产量和土壤有机质含量[6，9-10]，并且马洪波等研究发现，不同的有机肥能够增加土壤微生物多样性和茎线虫发病率，对改善甘薯连作障碍有一定的效果[7]。本研究结果显示，土壤有机质含量与有机肥施用量成正比，同时有机复合肥配施能够在有机质快速提升的基础上综合提升土壤中碱解氮、有效磷和速效钾的含量。

总之，针对滨海黄河故道中低产田的特殊土壤特性，有机复合肥配施既能达到甘薯增产的目的，又能提高土壤肥力。

参考文献：

[1]陆建珍，汪翔，秦建军，等.我国甘薯种植业时空布局分析及产业发展建议[J].天津农业科学，2020，26（03）：53-62.

[2]汤月敏，代养勇，高歌，等.我国甘薯产业现状及其发展趋势[J].中国食物与营养，2010（8）：23-26.

[3]马赞留，戴云新，蔡红海，等.江苏滨海地区盐碱地现状及改良措施[J].现代园艺，2015（14）：189-189，190.

[4]AnkumahRO，KhanV，MwambaK，etal.Theinfluenceofsourceandtimingofnitrogenfertilizersonyieldandnitrogenuseefficiency

[KG1*2/3]offoursweetpotatocultivars[J].Agriculture，Ecosystems&Environment，2003，100（2/3）：201-207.

[5]祝英，王治业，彭轶楠，等.有机肥替代部分化肥对土壤肥力和微生物特征的影响[J].土壤通报，2015，46（5）：1161-1167.

[6]柯蓓.有机肥替代部分化肥对甘薯产量及土壤养分含量的影响[J].福建农业科技，2019（9）：67-70.

[7]马洪波，杨苏，李传哲，等.不同肥料和生物菌剂对重茬甘薯产量及土壤质量的影响[J].江苏农业科学，2019，47（24）：47-49，57.

[8]林琪，矫桂明，邹积华，等.不同土层有机质含量及有机肥施用方法与甘薯产量形成的关系[J].莱阳农学院学报，1995，12（4）：257-260.

[9]魏猛，张爱君，李洪民，等.不同施肥方式对甘薯光合特性及产量的影响[J].江西农业学报，2017，29（1）：47-50.