新型土壤改良劑對馬鈴薯增產(chǎn)效應的研究

王鋒等

摘要：以魯南地區(qū)砂姜黑土為基礎，研究了新型土壤改良劑對馬鈴薯（Solanum tuberosum）田間土壤理化性狀、養(yǎng)分狀況、馬鈴薯農(nóng)藝性狀以及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，施用新型土壤改良劑能使0～20 cm土層土壤容重降低0.12 g/cm3，土壤孔隙度增加4.1%，土壤含水量提高3.1%，土壤pH提高0.53；新型土壤改良劑能使土壤有機質(zhì)含量提高7.55 g/kg，土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量分別增加30.77、6.97、65.33 mg/kg；新型土壤改良劑能有效地改善馬鈴薯的農(nóng)藝性狀，增產(chǎn)7 335.9 kg/hm2，增幅達24.4%；增加大中薯的比率，商品率提高12.9%；施用新型土壤改良劑可減少化肥施用量25%，降低生產(chǎn)成本約1 050元/hm2。

關(guān)鍵詞：土壤改良劑；土壤培肥；馬鈴薯（Solanum tuberosum）；增產(chǎn)效應；商品率

中圖分類號：S632 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）18-4404-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.18.006

魯南地區(qū)是我國馬鈴薯的主產(chǎn)區(qū)之一，也是我國面積最大的馬鈴薯二季作產(chǎn)區(qū)。該地區(qū)馬鈴薯常年種植面積達5×104 hm2，總產(chǎn)鮮薯超過1.75×106 t，產(chǎn)值超過4×109元，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)已成為該地區(qū)提高農(nóng)民收入，促進經(jīng)濟發(fā)展，提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的支柱型產(chǎn)業(yè)。

魯南地區(qū)多為砂姜黑土。砂姜黑土質(zhì)地黏重，耕層淺，保肥保水性差，易澇易旱，適耕期短[1]。馬鈴薯為茄科茄屬草本植物，屬于高肥水作物[2]，也是忌連作作物[3，4]。馬鈴薯多年連作和大量化學肥料的施用，往往會破壞土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使土壤理化性質(zhì)變劣，容重增加，固孔比例增大，田間持水量降低，含鹽量升高[5]；過量生理酸性肥料的施用，會引起土壤酸化和次生鹽漬化[6]，造成營養(yǎng)元素失衡，養(yǎng)分流失，土壤生產(chǎn)力降低，產(chǎn)品品質(zhì)下降。因此，改善土壤理化性質(zhì)，減少養(yǎng)分損失，提高肥料利用效率，提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)是該地區(qū)亟需解決的問題。

土壤改良劑能有效改善土壤物理結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)，加強微生物活動，提高土壤酶的活性，協(xié)調(diào)土壤肥力因子，提高土壤肥力[7-10]。盛滿豐1號土壤改良劑是河北承德盛滿豐農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)的一種新型土壤改良劑。含有天然優(yōu)質(zhì)腐植酸、多種大量及微量元素和中藥活性成分，能為作物生長提供養(yǎng)分，具有改善土壤環(huán)境、肥料利用率，促進作物早熟、增產(chǎn)的作用。本試驗研究了盛滿豐1號土壤改良劑對魯南地區(qū)馬鈴薯田的改土培肥作用和對馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響，以期為這種新型土壤改良劑的大面積推廣應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

本試驗設置于魯南馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)棗莊市薛城區(qū)周營鎮(zhèn)。該地區(qū)位于中緯度暖溫帶大陸型季風氣候區(qū)，年平均氣溫14.8 ℃，年平均日照時數(shù)2 620 h，平均降水量821.0 mm，無霜期180～190 d。供試土壤為中等肥力砂姜黑土，0～20 cm土壤養(yǎng)分狀況：有機質(zhì)29.68 g/kg，全氮0. 86 g/kg，速效磷56.7 mg/kg，速效鉀88. 4 mg/kg。

1.2 試驗材料與設計

供試土壤改良劑：盛滿豐1號土壤改良劑（河北承德盛滿豐農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)）；供試馬鈴薯品種為荷蘭15（薛城區(qū)種子公司引進）；試驗所用化學肥料為硫酸鉀型復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶10∶20）（山東魯化好陽光生態(tài)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)）。

試驗設盛滿豐1號土壤改良劑和硫酸鉀型復合肥兩因素，土壤改良劑水平分別為0、75 kg/hm2 （代號分別為A0，A1），硫酸鉀型復合肥水平分別為：0、1 200、1 800、2 400 kg/hm2（代號分別為K0，K1，K2，K3）。采用完全隨機設計，共8個處理，3次重復，試驗小區(qū)面積為6 m × 6 m，小區(qū)之間設1 m保護行。土壤改良劑和硫酸鉀型復合肥播種前一次性施入播種溝，混勻后播種。馬鈴薯種植方式為秋延遲栽培，于2014年8月19日播種，當年11月21日收獲。生育期田間管理同傳統(tǒng)種植方式。

1.3 樣品的采集與測定方法

1.3.1 土壤理化性狀測定 于播種前和成熟收獲期，分別在試驗小區(qū)按照棋盤式取樣法分別采集0～20 cm耕層土樣，剔除斷根、石塊等雜質(zhì)。用烘干法測定土壤含水量、容重，用酸度計測定土壤pH；用重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化法測定土壤有機質(zhì)含量，凱氏定氮儀測定植物全氮含量，堿解擴散法測土壤速效氮含量，用分光光度計測定土壤有效磷含量，用NH4OAc浸提火焰光度計測定土壤速效鉀含量。

1.3.2 馬鈴薯農(nóng)藝性狀的測定 在成熟收獲期測定馬鈴薯形態(tài)指標（株高、冠幅、基莖粗、生物鮮重）和產(chǎn)量，計算大中薯的比率和商品薯的質(zhì)量百分率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗所得數(shù)據(jù)采用Excel統(tǒng)計，并采用DPS軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 新型土壤改良劑對土壤主要性狀的影響

土壤改良劑的主要作用是改善土壤的物理性狀，緩沖土壤酸堿度。施用盛滿豐土壤改良劑對土壤容重、孔隙度、pH和含水量的影響測定結(jié)果見表1。由表1可知，施入新型土壤改良劑可較大幅度地降低耕層土壤的容重。處理A1K0、A1K1、A1K2和A1K3的土壤容重分別為1.15、1.19、1.21和1.22 g/cm3，分別比處理A0K0、A0K1、A0K2和A0K3降低0.12、0.11、0.11和0.13 g/cm3，降低幅度分別為9.4%、8.5%、8.3%和9.6%。施入土壤改良劑后，土壤容重雖然會隨著化肥施用量的增加而有所增大，但各級施肥量間增幅均小于3.5%。

施用新型土壤改良劑亦可以明顯增加土壤總孔隙度。處理A1K0、A1K1、A1K2和A1K3的土壤總孔隙度分別為54.2%、53.9%、53.7%和53.4%，分別較處理A0K0、A0K1、A0K2和A0K3增加7.1%、8.2%、8.0%和9.2%。

土壤改良劑有助于保持土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增加土壤孔隙度，降低容重，增強土壤持水能力，有利于提高土壤含水量。處理A1K0、A1K1、A1K2和A1K3的土壤含水量分別比A0K0、A0K1、A0K2和A0K3提高14.3%、15.2%、15.3%和19.6%。

馬鈴薯連作和過多地施用生理酸性化學肥料，會引起土壤酸化，而且連作年限越長，化肥施用量越大，酸化程度越嚴重。新型土壤改良劑具有調(diào)節(jié)土壤酸堿度，緩解土壤酸化的作用。試驗結(jié)果表明，施用土壤改良劑能使土壤pH提高0.4以上，而且，土壤酸度并不會隨著化肥施用量的增加而有較大幅度的降低。處理A1K3與A1K0相比，土壤pH僅降低0.13。

2.2 新型土壤改良劑對土壤養(yǎng)分的影響

長期單一施用氮、磷、鉀化學肥料，使土壤易氧化有機質(zhì)和難氧化有機質(zhì)均有所消耗，造成土壤有機質(zhì)總量下降，且化肥施用量越多，土壤有機質(zhì)含量下降越嚴重?；瘜W肥料和土壤改良劑配合施用，能延緩有機質(zhì)消減的速度，維持土壤較高的有機質(zhì)含量。試驗結(jié)果（表2）表明，在未施改良劑時，土壤有機質(zhì)含量由29.68 g/kg下降到24.86 g/kg。施入土壤改良劑后，土壤有機質(zhì)含量能維持較高的水平，而且隨著化肥施用量的增加下降并不顯著。處理A1K0土壤有機質(zhì)含量為35.06 g/kg，處理A1K1、A1K2和A1K3較A1K0分別降低0.81、0.95和1.24 g/kg。

施入化學肥料，土壤中的速效養(yǎng)分含量有較大程度提高。由于速效養(yǎng)分在土壤中多以離子態(tài)存在，會隨著灌水或雨水而淋失，尤其是砂姜黑土速效養(yǎng)分淋失更為嚴重。施入土壤改良劑后，改善了土壤理化性質(zhì)，增強了土粒的吸附作用，大部分速效養(yǎng)分被固定下來，減少了流失。測定結(jié)果表明，在化肥用量相等時，施入土壤改良劑比未施土壤改良劑土壤中的速效氮、速效磷和速效鉀的含量顯著提高，并且化肥施用量越大，二者差異就越明顯。處理A1K0、A1K1、A1K2和A1K3較相同化肥用量未使用土壤改良劑各處理土壤中堿解氮含量分別增加12.09、16.95、37.48、56.56 mg/kg；速效磷含量分別增加5.59、36.18、42.83、43.26 mg/kg；速效鉀含量分別增加 14.30、104.12、88.56、54.35 mg/kg。

2.3 不同處理對馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響

馬鈴薯的產(chǎn)量與株高、冠幅、基莖粗、地上生物量鮮重等農(nóng)藝性狀關(guān)系密切。由表3可知，在化肥施用量相等的情況下，施入土壤改良劑各處理的株高、冠幅、基莖粗、生物量鮮重均明顯高于未施處理。如處理A1K3較A0K3株高、冠幅和基莖粗分別相差4.9 cm、4.4 cm和1.5 mm，生物量鮮重相差0.09 kg；處理A1K3較A1K2株高、冠幅和基莖粗分別相差0.7 cm、0.5 cm和0.3 mm，生物量鮮重相差0.02 kg，差異不明顯。由于土壤改良劑改善了土壤肥力狀況，維持了土壤的持續(xù)供肥能力，因而能使植株獲得較為充足的營養(yǎng)，延緩了后期的早衰，延長了生育期。在施入改良劑各處理中，馬鈴薯生育期明顯長于未施入改良劑各處理。而且，生育期會隨著施肥量的增加而延長，A1K3生育期最長為75 d。

2.4 新型土壤改良劑對馬鈴薯經(jīng)濟性狀和產(chǎn)量的影響

2.4.1 對馬鈴薯產(chǎn)量的影響 由表4可知，在施肥量相同的情況下，施入土壤改良劑的處理其馬鈴薯產(chǎn)量明顯高于未施入土壤改良劑的處理。處理A1K0、A1K1、A1K2和A1K3的產(chǎn)量分別較A0K0、A0K1、A0K2和A0K3增加2 667.6、4 668.3、7 335.9、5 335.2 kg/hm2。處理A1K3較A1K2產(chǎn)量增加666.9 kg/hm2，差異不明顯。

2.4.2 對馬鈴薯商品率的影響 由表5可知，施入新型土壤改良劑，能明顯提高大中薯的比率，增加商品薯的重量，提高商品薯的比率。處理A1K0、A1K1、A1K2、A1K3的大中薯的比率分別較處理A0K0、A0K1、A0K2、A0K3增加12.5%、4.4%、4.5%和2.8%；商品薯質(zhì)量百分率分別增加7.3%、10.1%、12.9%和9.4%。處理A1K3較A1K2大中薯比率減少1.5%，商品薯質(zhì)量百分率增加0.6%。

3 小結(jié)與討論

本研究表明，盛滿豐土壤改良劑能有效地改善土壤理化性狀，優(yōu)化土壤環(huán)境，減輕耕作層土壤容重，增加土壤孔隙度，維持土壤較高的持水量，活化和疏松土壤，緩解土壤酸化；有利于減少土壤速效養(yǎng)分的流失，提高氮、磷、鉀元素的利用率，維持土壤持續(xù)的供肥能力，提高速效肥料的利用率；優(yōu)化的土壤環(huán)境促進了馬鈴薯農(nóng)藝性狀的改善，從而提高了馬鈴薯的產(chǎn)量，增加了大中薯的比例，提高了商品率，增加了經(jīng)濟效益。

分析各處理的經(jīng)濟性狀和產(chǎn)量可以看出，處理A1K2與A1K3相比，雖然化肥施用量減少600 kg/hm2，但產(chǎn)量、大中薯的比率和商品薯質(zhì)量百分率差異并不明顯，說明盛滿豐土壤改良劑能提高化學肥料的利用率。與常規(guī)施肥量相比，化肥施用量減少25%，降低生產(chǎn)成本約1 050元/hm2。

盛滿豐土壤改良劑含有天然優(yōu)質(zhì)腐植酸、多種大量及微量元素和中藥活性成分，能為作物提供多種營養(yǎng)，增強抗逆性，具有改善品質(zhì)和適口性等多種作用。有關(guān)盛滿豐土壤改良劑對馬鈴薯生理性狀以及營養(yǎng)品質(zhì)的影響還有待進一步的研究。

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