施肥與耕作技術(shù)集成對土壤理化、生物性狀及木薯產(chǎn)量的影響

李婷婷 韋彩會 何鐵光 何永群　張野　莫成恩　韋家華　黃偉彬

摘 要 為了探討施肥及耕作技術(shù)集成對木薯地土壤理化、生物性狀及木薯產(chǎn)量的影響，本試驗共設(shè)置5個處理，分別是生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕（處理1）、生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水（處理2）、生物有機肥+測土配方肥+深耕（處理3）、生物有機肥+測土配方肥（處理4）、施通用高濃度復(fù)合肥（處理5常規(guī)施肥及種植方式作為對照），通過大田試驗研究他們對木薯地土壤理化、生物性狀及木薯產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：與常規(guī)施肥及種植方式相比，不同施肥及耕作栽培技術(shù)集成處理均可提高木薯地土壤養(yǎng)分含量和含水量，改善土壤理化性狀和土壤微生物區(qū)系組成。處理1的木薯產(chǎn)量增幅達到35.81%，差異極顯著。本試驗條件下，木薯最優(yōu)的施肥及耕作栽培模式是技術(shù)綜合集成生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕（處理1）。

關(guān)鍵詞 木薯 ；施肥及耕作技術(shù)集成 ；土壤理化性狀 ；產(chǎn)量

中圖分類號 S15 ；S533 文獻標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.06.003

Effects of Integrated Fertilization and Tillage Technologies

on Soil Physical and Chemistry Property and Yield of Cassava

LI Tingting1） WEI Caihui1） HE Tieguang1） HE Yongqun1）

ZHANG Ye1） MO Chengen2） WEI Jiahua3） HUANG Weibing2）

（1 Agricultural Resources and Environmental Research Institute， GAAS， Nanning， Guangxi 530007；

2 Orchard Development Wuming Fruit Office， Wuming， Guangxi 530100；

3 Science and Technology Service Center in Wuming County， Wuming， Guangxi 530100）

Abstract In order to discuss the effects of integrated fertilization and tillage technologies on soil physical and chemistry property and yield of cassava， the author designed with 5 different treatments， namely， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + cover film collecting rainwater + deep plowing （treatment 1）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + cover film collecting rainwater （treatment 2）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + deep plowing （treatment 3）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil （treatment 4）， general high concentration compound fertilizer （treatment 5 conventional fertilization and planting pattern as control）. Effect of different treatments on soil physical and chemistry feature， biological characters and yield of cassava by field experiment was discussed in this paper. The results showed that compared with the conventional fertilization and planting mode， the integrated treatment of different fertilizations and cultivation technologies can improve the soil nutrient content and water content， the soil physical and chemical properties and soil microbial flora composition can be aslo improved. Cassava yield under treatment 1 increased 35.81%. The difference is very significant. The optimal fertilization and cultivation model of cassava is treatment 1 under the condition of this experiment.

Keywords cassava ； integrated fertilization and tillage technologies ； yield ； soil physical and chemistry property

木薯是熱帶、亞熱帶地區(qū)繼水稻、甘蔗和玉米之后最重要的碳源食品作物， 被世界糧農(nóng)組織列為全球第六大糧食作物，全世界約有6億人以木薯塊根為主食[1-2]。近年來中國年均種植面積約40萬hm2，以廣東、廣西和海南栽培面積最大，其中廣西種植面積和產(chǎn)量均占全國60%以上[3]。目前，木薯在我國被廣泛用于淀粉、飼料、食品、酒精、紡織等行業(yè)，在生理材料和環(huán)保涂料的應(yīng)用領(lǐng)域，具有比鋼鐵和塑料更為理想的發(fā)展?jié)撡|(zhì)[2-4]。根據(jù)國家綠色能源發(fā)展戰(zhàn)略和保障糧食安全需要，預(yù)計未來5～10 a，木薯的種植面積將擴大到100萬hm2，年總產(chǎn)量達4 000萬t。

但長期以來，木薯生產(chǎn)栽培管理粗放，連年種植，長年施用單一化肥，造成土壤理化性狀惡化、土壤肥力下降，同時，傳統(tǒng)的耕作方式造成土壤耕作層變淺，不利于木薯塊根伸長，嚴(yán)重影響木薯產(chǎn)量。岑忠用等[5-6]研究指出，生物有機肥能夠改善土壤理化性狀，提高木薯產(chǎn)量；孫薇等[7]研究指出，生物有機肥能夠增加核桃園的土壤有機質(zhì)含量，改善土壤質(zhì)量；肖金香等[8]研究指出，考煙蓋膜后優(yōu)質(zhì)適產(chǎn)效應(yīng)顯著，黃秀琴等[9]研究指出，地膜覆蓋能較好的滿足西瓜的生物學(xué)特性需求，而關(guān)于地膜覆蓋在木薯上的應(yīng)用目前還少見報道。本研究對施肥、種植行間蓋膜集雨水、深耕等技術(shù)進行綜合集成，以期形成木薯高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的栽培模式，為木薯種植業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 材料

供試木薯品種為華南205，由武鳴縣木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展辦公室提供。

供試肥料：生物有機肥，利用木薯皮、木薯渣、酒精渣等木薯加工產(chǎn)生的廢棄物資源為主要有機原料，經(jīng)微生物發(fā)酵工藝制成，生物活菌數(shù)≥0.20 cfu，億/g、（N+P2O5+K2O）≥5%、有機質(zhì)≥40%，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所聯(lián)合廣西田陽智強生物科技公司共同研制生產(chǎn)。木薯測土配方肥，以木薯需肥特性及土壤供肥能力為主要參考依據(jù)而配制，主要養(yǎng)分含量為N 12%、P2O5 8%、K2O 15%、有效S 6.0%、有效Mg 1.0%，廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所研制，委托廣西物寶農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)。高濃度復(fù)合肥，養(yǎng)分含量為N 15%、P2O5 15%、K2O 15%，中國-阿拉伯化肥有限公司生產(chǎn)。

供試地膜：普通市售塑料地膜，寬80 cm，厚0.005 mm。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗地點位于廣西武鳴縣城廂鎮(zhèn)從廣村，土壤pH 6.30，有機質(zhì)含量29.80 g/kg，堿解氮115.90 mg/kg、速效磷 22.70 mg/kg、速效鉀 62.60 mg/kg、全氮 0.154%、全磷 0.063%、全鉀0.691%。

試驗共設(shè)5個處理。處理1：生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕；處理2：生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水；處理3：生物有機肥+測土配方肥+深耕；處理4：生物有機肥+測土配方肥；處理5：通用高濃度復(fù)合肥（對照）。所有處理肥料施用量均為總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）900 kg/hm2；其中處理1～4生物有機肥和木薯測土配方肥用量均為2 250.0 kg/hm2，處理5高濃度復(fù)合肥用量為1 999.5 kg/hm2。所有肥料均作基肥一次性施入。蓋膜集雨水處理是在木薯種植行之間的畦面上覆蓋農(nóng)膜使雨水流入兩邊的木薯種植行內(nèi)，并使其畦面高于種植行2～3 cm，畦面寬80 cm。深耕處理是將木薯種植行的溝深開至50～60 cm（常規(guī)溝深30～40 cm）。3次重復(fù)，共15個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積33.3 m2，株行距80 cm×80 cm，種植行溝寬40 cm，種植深度15～20 cm，種植密度12 000 株/hm2。

試驗時間：2013年3月25日種植，2014年1月15日收獲；2014年3月20日在同一地塊同一小區(qū)（處理小區(qū)及重復(fù)不打亂）進行重復(fù)試驗，即施肥和蓋膜處理和前一年保持一致。2015年1月17日收獲，土壤理化性狀是第2年收獲木薯后采集測定，木薯各生育期土壤微生物數(shù)量、土壤水分含量均為第2年種植木薯時取樣測定，木薯產(chǎn)量亦為第2季的產(chǎn)量。

1.2.2 項目測定

土壤樣品每小區(qū)取5點混勻后用于理化性狀測定，用于微生物數(shù)量測定的土樣需裝入保鮮袋內(nèi)于冰箱4℃下保存?zhèn)溆?，容重、總孔隙度每小區(qū)測定3次重復(fù)，取其平均值。土壤堿解氮采用堿解擴散法測定；速效磷用碳酸氫鈉法測定；速效鉀用醋酸銨浸提，火焰光度法測定；有機質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測定-外加熱法；pH值用pH計測定；含水量用烘干法測定；容重、總孔隙度用環(huán)刀法測定；土壤理化性狀測定及計算參考文獻[10]的方法；土壤細(xì)菌選用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，培養(yǎng)36 h后計數(shù)，真菌培養(yǎng)選用馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基，培養(yǎng)3 d后計數(shù)，放線菌選用改良高氏1號培養(yǎng)基培養(yǎng)6 d后計數(shù)，土壤微生物測定及計算參考文獻[11]的方法；整個小區(qū)收獲測定木薯產(chǎn)量。

1.2.3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件進行統(tǒng)計，方差分析采用SPSS 12.0軟件中通用線性模型單因素變量法進行分析，多重比較采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

由表1可以得知，與種植前相比，處理1、2、3、4土壤堿解氮分別提高9.84%、9.75%、9.4%、9.75%；土壤速效磷分別提高11.01%、10.13%、1.76%、9.25%；土壤速效鉀分別提高4.63%、4.31%、6.23%、7.19%；土壤有機質(zhì)分別提高5.37%、5.7%、5.03%、6.04%；經(jīng)過兩季不同集成技術(shù)處理后，土壤養(yǎng)分都比種植前顯著提高。而與處理5（CK）相比，處理1、2、3、4土壤堿解氮分別提高9.27%、9.18%、8.84%、9.18%；土壤速效磷分別提高10.04%、9.17%、0.87%、8.30%；土壤速效鉀分別提高3.64%、3.32%、5.22%、6.17%；土壤有機質(zhì)分別提高7.90%、8.25%、7.56%、8.59%；土壤的酸堿度也略有改善。說明木薯施肥及耕作栽培技術(shù)綜合集成處理對土壤有效性養(yǎng)分的提升以及地力培育均有比較明顯的效果。

2.2 不同處理對土壤物理性狀的影響

土壤孔隙度、容重是反映土壤物理性狀的主要指標(biāo)。采用施肥與耕作栽培技術(shù)綜合集成處理對土壤孔隙度和容重都有顯著改善。從表2可以看出，處理1、2、3、4孔隙度比種植前增加9.5%～10%，容重則比種植前下降6.0%～7.5%；而和處理5（對照）相比，處理1、2、3、4孔隙度分別提高9.77%、9.60%、9.86%、9.60%；容重分別下降6.25%、6.25%、5.63%、6.88%，方差分析差異達到顯著水平。說明了生物有機肥的施用與蓋膜集雨水及深耕技術(shù)集成可以有效改善土壤的物理性狀，提升土壤質(zhì)量。

2.3 不同處理對土壤水分含量的影響

不同技術(shù)集成處理對土壤水分含量的影響不同。從圖1可以看出，技術(shù)集成處理1和2在塊根形成期、結(jié)薯盛期和成熟期3個時期的土壤水分含量均高于其他處理，表明在種植行之間的畦面上覆蓋農(nóng)膜收集雨水的創(chuàng)新蓋膜方式，能夠更有效提高雨水的利用率，增加土壤水分含量；處理3的土壤水分含量在3個不同時期則表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，表明采用了深耕技術(shù)處理，在結(jié)薯盛期能夠保持較高土壤水分含量，這可能與這時期自然降雨多，而深耕有利于水分向深層土壤入滲，從而提高其土壤水分含量有關(guān)。此外，處理3在塊根膨大期土壤水分含量較其他處理偏低，這可能與這時期自然降雨較少，而深耕使得水分向土壤深層入滲，致使耕作層土壤水分含量相對較低有關(guān)。

2.4 不同處理對土壤微生物數(shù)量的影響

土壤微生物是分解和促進土壤緩效性養(yǎng)分轉(zhuǎn)化成有效性養(yǎng)分、改善土壤理化性質(zhì)的一個重要因素。從表3可以看出，技術(shù)集成各處理土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量在每次取樣中均高于對照處理的土壤，并在不同生育期出現(xiàn)波動變化，較處理5（對照）而言，差異顯著。在木薯生長苗期，集成技術(shù)處理1、2、3、4土壤中細(xì)菌總數(shù)是對照處理的1.58～1.72倍，真菌約為1.16～2.17倍，放線菌約為1.12～2.31倍，在木薯塊根膨大期，細(xì)菌總數(shù)是對照處理的1.36～1.42倍，真菌約為1.74～1.83 倍，放線菌約為1.33～2.43倍，在木薯成熟期，細(xì)菌總數(shù)是對照處理的2.05～3.68倍，真菌約為1.19～1.22倍，放線菌約為1.16～2.17倍，集成技術(shù)處理有利土壤微生物的生長繁殖。

2.5 不同處理對木薯產(chǎn)量的影響

由表4可知，在同等氮磷鉀總養(yǎng)分量的施肥條件下，處理1、2、3、4分別比處理5（CK）增產(chǎn)17.98、14.24、13.19、11.60 t/hm2，增產(chǎn)幅度分別為35.81%、28.36%、26.27%、23.10%，方差分析都達到極顯著水平，尤其以處理1增產(chǎn)幅度最大。由此可見，采用施肥及耕作栽培技術(shù)綜合集成（測土配方肥+生物有機肥+墊膜微集雨+深耕）處理，有效增加水分含量，發(fā)揮了生物、有機、無機營養(yǎng)與水分相結(jié)合的互動互補作用，為木薯高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的生長發(fā)育提供充足、全面、平衡、穩(wěn)定、持續(xù)的養(yǎng)分和水分條件，深耕為木薯塊根伸展創(chuàng)造了疏松的土壤環(huán)境，同時，木薯配方肥增加了鉀、鎂營養(yǎng)，提高了木薯的光合作用，從而顯著提高木薯的塊根產(chǎn)量。

3 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明，生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕技術(shù)集成可以有效改善土壤理化及生物性狀，提升土壤質(zhì)量。原因在于生物有機肥含有多種有益微生物，促進土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，提高了土壤有效養(yǎng)分含量，且能增加土壤孔隙度，擴容土壤水分儲存體積，提高土壤的持水能力，在種植行間覆蓋農(nóng)膜使自然雨水沿地膜流入木薯種植行溝內(nèi)，同時，減少了養(yǎng)分和水分的蒸發(fā)耗損，提高自然降水和養(yǎng)分的利用效率，深耕技術(shù)為木薯塊根膨大創(chuàng)造了疏松的土壤耕層環(huán)境，此研究結(jié)果與羅興錄等[12-13]研究生物有機肥能降低木薯地土壤容重，提高土壤孔隙度，改善土壤理化性質(zhì)，地膜覆蓋可提高土壤保水力的結(jié)果一致。

生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕技術(shù)集成可提高土壤中微生物的數(shù)量。這與施用生物有機肥增加土壤有機營養(yǎng)的供給、豐富的有機碳源為土壤微生物活動、繁殖提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)有關(guān)，此研究結(jié)果與胡可等[14]研究生物有機肥可提高土壤微生物三大菌落的數(shù)量、改善土壤微生物區(qū)系組成的結(jié)果一致。

生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕技術(shù)集成可提高木薯產(chǎn)量。在同等氮磷鉀總養(yǎng)分量的施肥條件下，增產(chǎn)幅度最大。說明生物有機肥和測土配方肥為木薯的生長針對性地提供了持續(xù)充足的養(yǎng)分，蓋膜微集雨提高了水分利用率，深耕技術(shù)使土壤疏松，便于木薯塊根伸張。綜上所述，生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕技術(shù)集成可改善土壤理化及生物性狀，提高木薯產(chǎn)量，是一種值得推廣的木薯施肥及耕作栽培模式。

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