施肥與耕作技術(shù)集成對木薯養(yǎng)分積累、分配及淀粉含量的影響

韋彩會　何永群　李婷婷

摘要：【目的】研究施肥、蓋膜集雨水及深耕等技術(shù)集成對木薯氮、磷、鉀養(yǎng)分積累、分配及鮮薯淀粉含量的影響，為木薯優(yōu)質(zhì)高效栽培提供技術(shù)參考?！痉椒ā抗苍O(shè)4個不同施肥與耕作栽培技術(shù)集成處理，分別為生物有機肥+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）和生物有機肥+測土配方肥（處理4），以常規(guī)施肥（單施通用高濃度復(fù)合肥）及種植方式為對照（CK）。收獲期分別測定地上部和塊根的鮮重、干重和植株氮、磷、鉀養(yǎng)分含量及鮮薯淀粉含量，并計算單位面積養(yǎng)分積累量和收獲指數(shù)。【結(jié)果】不同施肥與耕作技術(shù)集成處理均能提高木薯植株干物質(zhì)和養(yǎng)分積累量及養(yǎng)分在塊根中的分配比例。與CK相比，地上部、塊根和總干物質(zhì)積累量分別提高9.47%～17.89%、21.97%～53.03%和16.74%～38.33%；塊根中氮、磷、鉀含量分別提高5.10%～21.43%、3.60%～12.61%和3.39%～8.47%；塊根中氮、磷、鉀養(yǎng)分比例分別提高14.95%～24.47%、4.79%～

9.01%和5.58%～12.22%；每公頃積累的氮、磷、鉀總量分別提高20.22%～38.85%、29.90%～45.76%和24.25%～38.12%，其塊根氮、磷、鉀積累量分別提高35.23%～68.84%、36.42%～56.98%和33.73%～52.31%；氮、磷、鉀收獲指數(shù)分別提高12.50%～20.83%、4.05%～6.76%和4.92%～11.48%，鮮薯淀粉含量和產(chǎn)量分別提高0～8.63%和24.54%～47.53%；其中處理1的干物質(zhì)和養(yǎng)分積累量、鮮薯淀粉含量和產(chǎn)量均最高，增產(chǎn)提質(zhì)效果最佳。【結(jié)論】同等養(yǎng)分施用量條件下，施肥與耕作技術(shù)集成處理可明顯提高木薯的干物質(zhì)、養(yǎng)分的積累與利用，并可提高鮮薯淀粉含量和產(chǎn)量。即生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕方式為木薯的最佳施肥及耕作栽培模式。

關(guān)鍵詞： 木薯；施肥；蓋膜集雨水；深耕；養(yǎng)分積累和分配；淀粉含量

中圖分類號： S533 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）05-0632-06

Abstract：【Objective】In order to provide technical reference for high-quality and high-efficiency cassava cultivation， effects of fertilization， rainwater-collection by covering film and deep tillage technologies integration on N， P， K accumulation， distribution and starch content of cassava were investigated. 【Method】The field experiment was conducted， which included four treatments， as follows： Treatment 1（bio-organic fertilizer+soil testing and formulated fertilizer+rainwater-collection by covering film+deep tillage）， Treatment 2（bio-organic fertilizer+soil testing and formulated fertilizer+rainfall-collection by covering film）， Treatment 3（bio-organic fertilizer+soil testing and formulated fertilizer+deep tillage）， Treatment 4（bio-organic fertilizer+soil testing and formulated fertilizer）， with conventional fertilization（high-concentration compound fertilizer） and shallow tillage as control（CK）. The fresh weight and dry weight of overground part and root tuber， N， P， K contents of plant and starch content of fresh root tuber were investigated at harvest time. And the nutrient accumulation per unit area and harvest index were calculated. 【Result】The results showed that， all integrated technologies could improve dry mass and nutrient accumulation of cassava plant， and nutrient distribution ratio in cassava root tuber. And compared with those of CK， the overground part dry mass， root tuber dry mass and total dry mass were increased by 9.47%-17.89%， 21.97%-53.03%， 16.74%-38.33%， respectively； the N， P， K content of root tuber were increased by 5.10%-21.43%， 3.60%-12.61%， 3.39%-8.47%， respectively； N， P and K ratios in root tuber were increased by 14.95%-24.47%， 4.79%-9.01% and 5.58%-12.22%， respectively； N， P and K accumulations per hectare were increased by 20.22%-38.85%， 29.90%-45.76% and 24.25%-38.12%， respectively； the N， P and K accumulations in root tuber were increased by 35.23%-68.84%， 36.42%-56.98% and 33.73%-52.31%， respectively； the harvest indexes of N， P and K were increased by 12.50%-20.83%， 4.05%-6.76% and 4.92%-11.48%； the starch content in fresh root tuber and starch yield were increased by 0-8.63% and 24.54%-47.53%， respectively； the dry mass， nutrients accumulation， starch content in fresh root tuber and starch yield of Treatment 1 was the highest， so Treatment 1 was considered to be the best treatment to improve yield and quality of cassava. 【Conclusion】Under the same condition of nutrient application， all fertilization and tillage integrated technologies can promote dry mass， nutrient accumulation and utilization， and increase starch content in fresh root tuber and starch yield. And Treatment 1 i.e. bio-organic fertilizer+soil testing and formulated fertilizer+rainwater-collection by covering film+deep tillage is considered to be the best fertilization and tillage cultivation model.

Key words： cassava； fertilization； rainwater-collection by covering film； deep tillage； nutrient accumulation and distribution； starch content

0 引言

【研究意義】木薯是一種優(yōu)良的能源作物，與馬鈴薯和甘薯并稱為世界三大薯類作物（鄒雨坤等，2014）。木薯塊根既可作為生產(chǎn)淀粉和酒精的原料，又可深加工為變性淀粉、山梨醇、山梨酸、可降解薄膜和淀粉糖等高附加值產(chǎn)品（曾黎明等，2011）。隨著我國能源需求的快速增長，木薯已成為生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要資源。廣西木薯種植面積及產(chǎn)量均居全國之首，被認(rèn)為是繼蔗糖產(chǎn)業(yè)之后的又一個重要產(chǎn)業(yè)（羅興錄等，2008），但長期以來，木薯種植主要以不施肥或單一施用化肥為主，加上栽培管理粗放、品種老化、自然因素等緣故，而造成肥料利用率低、鮮薯品質(zhì)差的生產(chǎn)現(xiàn)狀（羅興錄等，2008；盤歡等，2013）。因此，突破傳統(tǒng)栽培方式，開展木薯優(yōu)質(zhì)高效施肥及耕作栽培技術(shù)研究對于廣西乃至全國的木薯生產(chǎn)均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】已有學(xué)者分別從施肥、地膜覆蓋、深耕等栽培技術(shù)上探索了木薯的產(chǎn)量及品質(zhì)效應(yīng)。關(guān)于施肥對木薯產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，Javier等（1995）研究指出，木薯品質(zhì)會隨著施肥情況的變化而發(fā)生變化；Nguyen等（2002）研究表明，木薯植株氮、磷、鉀養(yǎng)分含量及其塊根產(chǎn)量受氮、磷、鉀肥配施比例影響顯著，比例適當(dāng)可增加植株體內(nèi)養(yǎng)分含量和塊根產(chǎn)量；李靜等（2014）研究指出，有機肥與無機復(fù)合肥的合理配施有利于促進木薯生長及其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)；羅璇等（2015）的研究進一步表明，鉀肥施用量與木薯塊根淀粉含量顯著相關(guān)，過多或過少均不利于其塊根淀粉積累。此外，耕作技術(shù)對木薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響也較明顯，如采用地膜覆蓋栽培可顯著提高木薯葉片的葉綠素含量，植株光合作用隨之增強，最終可達到增產(chǎn)效果，同時地膜覆蓋栽培還可保持土壤有效養(yǎng)分含量（韋威旭等，2009；羅興錄等，2010；黎青和歐珍貴，2013）；申章佑等（2012）研究指出，采用粉壟栽培技術(shù)種植木薯，也可通過對種植帶的深耕深松而提高木薯產(chǎn)量和鮮薯淀粉含量?！颈狙芯壳腥朦c】當(dāng)前，關(guān)于如何提高木薯施肥效能及其品質(zhì)效應(yīng)的研究主要是從單一因素的肥效或調(diào)節(jié)氮、磷、鉀肥的施用比例入手，綜合考慮施肥、水分管理、栽培措施等技術(shù)集成對木薯養(yǎng)分的積累、分配及其品質(zhì)影響的研究鮮見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過綜合集成施肥、蓋膜集雨水和深耕等技術(shù)，研究施肥及耕作栽培技術(shù)集成對木薯氮、磷、鉀養(yǎng)分積累、分配及塊根淀粉含量的影響，以期為木薯優(yōu)質(zhì)高效栽培提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

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。生物有機肥：由木薯加工產(chǎn)生的廢棄物資源（包括木薯皮、木薯渣、酒精渣等）經(jīng)微生物發(fā)酵工藝制成，其生物活菌數(shù)≥0.20 CFU/g、N+P2O5+K2O≥5%、有機質(zhì)≥40%，由廣西農(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)配制而成，主要養(yǎng)分含量為N 12%、P2O5 8%、K2O 15%、有效S 6.0%、有效Mg 1.0%，由廣西農(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)。地膜：普通市售塑料地膜，寬80 cm，厚0.005 mm。

1. 2 試驗方法

試驗于2014年3月～2015年1月在廣西武鳴縣城廂鎮(zhèn)從廣村進行。試驗地土壤pH 6.30，有機質(zhì)含量29.80 g/kg，堿解氮含量115.90 mg/kg，速效磷含量 22.70 mg/kg，速效鉀含量62.60 mg/kg，全氮含量0.154%，全磷含量 0.063%，全鉀含量0.691%。

試驗共設(shè)4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。以常規(guī)施肥（單施通用高濃度復(fù)合肥）及種植方式為對照（CK）。所有處理及CK肥料施用總量均為總養(yǎng)分N+P2O5+K2O 900 kg/ha；其中處理1～4生物有機肥和木薯測土配方肥用量均為2250.0 kg/ha，CK的高濃度復(fù)合肥用量為1999.5 kg/ha。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12000 株/ha。

1. 3 測定項目及方法

收獲時每小區(qū)隨機采收5株木薯，分別測定其地上部和塊根鮮重，然后置烘箱中經(jīng)105 ℃殺青30 min后于60 ℃烘至恒重，分別測定其地上部和塊根的干物質(zhì)積累量。烘干樣品磨碎，經(jīng)H2SO4-H2O2消煮后，氮含量采用開氏法測定，磷含量采用釩鉬黃比色法測定，鉀含量采用火焰光度計法測定（鮑士旦，2000）；氮、磷、鉀收獲指數(shù)為木薯塊根氮、磷、鉀積累量和植株氮、磷、鉀素積累總量的比值；另外，各小區(qū)隨機采收2株木薯用于測定塊根淀粉含量，淀粉含量采用氯化鈣—旋光法測定（魯如坤，2000）；整個小區(qū)全部收獲，測定木薯地上部及塊根鮮重，最后計算單位面積的養(yǎng)分積累數(shù)量。

1. 4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003進行處理，采用SPSS 12.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同處理對木薯干物質(zhì)積累的影響

由表1可看出，與CK相比，處理1～4均能提高木薯干物質(zhì)積累量，地上部、塊根和總干物質(zhì)積累量分別比CK提高了9.47%～17.89%、21.97%～53.03%和16.74%～

38.33%。除處理3和4的地上部干物質(zhì)積累量與CK無顯著差異外（P>0.05，下同），其他處理的地上部、塊根及總干物質(zhì)積累量與CK間的差異均達顯著水平（P<0.05，下同），其中處理1植株各部分的干物質(zhì)積累量最高，其次為處理2，兩者均極顯著高于CK（P<0.01，下同）。

2. 2 不同處理對木薯植株氮、磷、鉀養(yǎng)分含量的影響

由表2可以看出，各處理莖稈中氮、磷、鉀含量與CK間差異均不顯著，但處理1～4均有利于提高塊根養(yǎng)分含量，其塊根中氮、磷、鉀含量分別比CK提高了5.10%～21.43%、3.60%～12.61%、3.39%～8.47%，除處理2的塊根磷含量及處理3的塊根氮、鉀含量與CK差異不顯著外，其余處理塊根養(yǎng)分含量與CK間差異均達顯著水平，且處理1的各養(yǎng)分含量、處理2的鉀含量和處理4的氮含量極顯著高于CK。木薯莖稈中養(yǎng)分含量高低排序為氮>鉀>磷，塊根中則為鉀>氮>磷，說明鉀元素是塊根膨大的首要限制因素，其含量直接影響塊根產(chǎn)量；植株不同器官中氮養(yǎng)分含量表現(xiàn)為莖稈>塊根，磷和鉀養(yǎng)分含量表現(xiàn)為塊根>莖稈。

2. 3 不同處理對木薯氮、磷、鉀養(yǎng)分分配及利用的影響

從表3可以看出，各處理的塊根氮、磷、鉀養(yǎng)分含量比例較CK提高了14.95%～24.47%、4.79%～9.01%和5.58%～12.22%，除處理2和4的塊根磷含量比例與CK無顯著差異外，其余處理與CK間的差異均達顯著或極顯著水平。由此可見，施肥與耕作技術(shù)集成可促進養(yǎng)分向木薯塊根轉(zhuǎn)移，為塊根產(chǎn)量及淀粉含量奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。

2. 4 不同處理對木薯氮、磷、鉀養(yǎng)分積累及利用的影響

由表4可以看出，與CK相比，施肥與耕作技術(shù)集成可促進木薯對氮、磷、鉀養(yǎng)分的積累利用，提高施肥效能。處理1～4的單位木薯氮、磷和鉀積累總量分別比CK極顯著增加20.22%～38.85%、29.90%～45.76%和24.25%～38.12%，塊根氮、磷和鉀積累量分別比CK極顯著增加35.23%～68.84%、36.42%～56.98%和33.73%～

52.31%，其中處理1的養(yǎng)分積累總量和塊根養(yǎng)分積累量均最高，說明該處理在提高施肥效能方面表現(xiàn)最佳。養(yǎng)分收獲指數(shù)是指木薯塊根養(yǎng)分積累量與植株養(yǎng)分積累總量的比值，與CK相比，各處理的氮、磷和鉀收獲指數(shù)分別提高了12.50%～20.83%、4.05%～6.76%和4.92%～11.48%，進一步說明技術(shù)集成有利于養(yǎng)分向木薯根部轉(zhuǎn)移。

2. 5 不同處理對木薯淀粉含量及產(chǎn)量的影響

由表5可知，除處理3鮮薯淀粉含量與CK持平外，處理1、2和4的鮮薯淀粉含量較CK均有所提高，其中處理1與CK間差異達顯著水平。各處理單位面積淀粉產(chǎn)量分別比CK提高了24.54%～47.53%，差異均達極顯著水平。從淀粉含量和產(chǎn)量來看，以處理1的增產(chǎn)提質(zhì)效果最佳，其次為處理2。

3 討論

研究作物體內(nèi)氮、磷、鉀養(yǎng)分含量有利于針對性地調(diào)節(jié)施肥比例，提高作物施肥效能。前人已從不同角度研究了木薯植株氮、磷、鉀養(yǎng)分含量及其在植株不同器官的積累和分配情況，一致認(rèn)為木薯塊根中養(yǎng)分含量順序為鉀>氮>磷，莖稈中養(yǎng)分含量順序為氮>鉀>磷（譚宏偉等，1994；Ojeniyi et al.，2009；高志紅等，2011）。本研究也得到相似結(jié)果，因此，種植木薯時要獲得高產(chǎn)必須注重氮、磷、鉀肥的施用。但關(guān)于各養(yǎng)分在不同器官的含量情況及同一養(yǎng)分在相同器官分配比例的研究結(jié)果存在差異，高志紅等（2011）研究認(rèn)為，氮和磷在莖稈中的含量高于塊根，鉀含量則是塊根高于莖稈。本研究結(jié)果表明，氮在莖稈中的含量高于塊根，而磷和鉀在塊根中的含量均高于莖稈，可能與木薯品種、試驗土壤肥力及施肥水平間的差異有關(guān)。譚宏偉等（1994）研究指出，木薯整個生育期地上部吸收的氮占全株總氮量的65%，將地上部分直接還田即能滿足下茬木薯對氮養(yǎng)分的全部需求。本研究結(jié)果表明，氮素在木薯塊根、莖稈間的分配比例不同處理間存在差異，在塊根中的分配比例為47.29%～ 58.86%，而在莖稈中的分配比例為41.14%～52.71%。該結(jié)果與譚宏偉等（1994）的研究結(jié)果存在差異，可能與本研究中木薯塊根干物質(zhì)積累明顯提高有關(guān)。本研究結(jié)果還表明，施肥與耕作技術(shù)集成處理可明顯提高木薯塊根養(yǎng)分含量，說明這些處理有利于養(yǎng)分向根部轉(zhuǎn)移，從而有效促進其塊根生長，提高塊根產(chǎn)量，其中以處理1（生物有機肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕）效果最佳。植株氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量是評價作物施肥效果的重要指標(biāo)，也是生物量和干物質(zhì)積累的前提及作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。本研究結(jié)果表明，與對照相比，施肥與耕作技術(shù)集成處理可明顯提高木薯單位面積養(yǎng)分積累總量和塊根養(yǎng)分積累量，且差異均達極顯著水平，說明施肥與耕作技術(shù)集成處理有利于提高木薯的肥料利用效率，同時各處理養(yǎng)分收獲指數(shù)也高于對照，進一步說明施肥結(jié)合耕作技術(shù)集成可促進養(yǎng)分向木薯根部轉(zhuǎn)移。

木薯種植主要以提取其塊根淀粉為目的，提高塊根產(chǎn)量及其淀粉含量是木薯栽培的最終目標(biāo)。本研究中處理1～4為同等施肥條件，即生物有機肥和測土配方肥搭配施用，但處理1、2的塊根淀粉含量明顯高于處理3、4，說明在施用測土配方肥+生物有機肥的基礎(chǔ)上，配套采用蓋膜集雨水及深耕技術(shù)可進一步提高木薯塊根淀粉含量。其原因可能是生物有機肥的多種有益菌與土壤微生物形成相互促進的繁殖效果，而蓋膜集雨水及深耕技術(shù)同時提高了土壤水分的有效供給，創(chuàng)造了疏松的土壤環(huán)境，這些有利條件的結(jié)合促進了土壤養(yǎng)分的礦化分解，增加了土壤有效養(yǎng)分的供應(yīng)能力，增強了葉片的光合機能，促進了同化物向地下部輸送轉(zhuǎn)移，從而促進了木薯塊根淀粉的積累。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，在同等養(yǎng)分施用量條件下，施肥、蓋膜集雨水及深耕處理可明顯提高木薯干物質(zhì)和養(yǎng)分的積累與利用，并能顯著提高鮮薯淀粉含量和產(chǎn)量?？梢姡镉袡C肥+測土配方肥+蓋膜集雨水+深耕方式為木薯的最佳施肥及耕作栽培模式。

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（責(zé)任編輯 王 暉）