不同水肥管理對馬鈴薯土壤酶活性及產(chǎn)量的影響

逯 昀,劉毓俠

(1.商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 商丘 476000; 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，河南 鄭州 450002)

不同水肥管理對馬鈴薯土壤酶活性及產(chǎn)量的影響

逯 昀1,劉毓俠2*

(1.商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 商丘 476000; 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，河南 鄭州 450002)

為了尋找馬鈴薯適宜的水肥管理模式，通過大田試驗(yàn)，以大水漫灌+肥料條施為對照(CK)，研究了噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施和滴灌水肥一體化對馬鈴薯土壤酶活性及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與CK相比，滴灌水肥一體化、滴灌+肥料條施、噴灌+肥料條施處理均不同程度地提高了馬鈴薯土壤酶活性，其影響程度為滴灌水肥一體化>滴灌+肥料條施>噴灌+肥料條施，滴灌水肥一體化能夠顯著提高馬鈴薯生育后期的土壤酶活性。滴灌水肥一體化處理下馬鈴薯的產(chǎn)量和商品薯率最高，顯著高于其他處理，其中，產(chǎn)量較CK及噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施處理分別提高49.07%及27.94%、14.91%，商品薯率較CK及噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施處理分別提高19.41個百分點(diǎn)及10.36、4.72個百分點(diǎn)。

滴灌水肥一體化； 馬鈴薯； 土壤酶活性； 產(chǎn)量

我國是嚴(yán)重缺水的國家，農(nóng)業(yè)是我國用水最多的產(chǎn)業(yè)[1-2]。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，水污染加劇，并且人畜和非農(nóng)業(yè)用水逐漸增多，造成農(nóng)業(yè)可用水量及比例呈逐年下降的趨勢[3-4]。水是肥料利用的載體，目前,農(nóng)民為了省工省時，往往采用肥料地表撒施，灌水則采用大水漫灌，這樣不僅導(dǎo)致土壤板結(jié)、空氣含量減少、地溫降低，同時造成肥料利用率偏低[5]，土壤酶活性也受到抑制。前人對水肥一體化應(yīng)用及土壤酶活性都有一定研究，關(guān)松蔭[6]、周禮愷[7]認(rèn)為，土壤酶是土壤中最活躍的部分，與土壤肥力關(guān)系緊密。王紅等[8]研究表明，施肥和灌溉等農(nóng)藝活動能夠顯著影響土壤酶活性。與傳統(tǒng)大水漫灌相比，滴灌能夠增強(qiáng)土壤酶活性，提高水分利用效率[9]；施肥尤其是氮、磷、鉀配合使用能夠提高土壤酶活性，增加作物產(chǎn)量[10-11]。以往關(guān)于水肥管理的研究較多，但關(guān)于水肥一體化管理模式對馬鈴薯生產(chǎn)中土壤酶活性的影響鮮見報(bào)道。鑒于此，研究了水肥一體化管理模式對馬鈴薯土壤酶活性和產(chǎn)量的影響，以期為馬鈴薯水肥一體化管理模式的大面積推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況與供試材料

2016年4月在商丘市夏邑縣會亭鎮(zhèn)先鋒德農(nóng)種植業(yè)合作社試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)常年平均日照2 300～2 500 h，氣溫14.5 ℃，降雨量740 mm左右。試驗(yàn)田土壤為黃壤土質(zhì)，耕層(0～20 cm)土壤養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)14.52 g/kg、堿解氮95.2 mg/kg、速效磷121.34 mg/kg、速效鉀127.56 mg/kg。前茬作物為玉米，平均產(chǎn)量9 960 kg/hm2。供試品種為豫馬鈴薯2號，種植密度6.75萬株/hm2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每個試驗(yàn)小區(qū)四周埋30 cm的油氈防止水分和肥料的擴(kuò)散。設(shè)置4個水肥管理處理，即大水漫灌+肥料條施(CK)、噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施、滴灌水肥一體化，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，每小區(qū)15行，行長12 m，行距50 cm，小區(qū)面積90 m2。各處理均施用鄂中化肥股份有限公司生產(chǎn)的復(fù)合肥(22-6-17)1 500 kg/hm2。其中，滴灌處理中滴灌管每行1根，鋪在行的外側(cè)，靠近溝的一邊，條施肥料施在2行中間。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 土壤酶活性 采用5點(diǎn)取樣法，分別在馬鈴薯苗期、開花期、塊莖膨大期、淀粉積累期和成熟期采集深度20 cm的土壤樣品。取樣時采取土壤深度0～20 cm剖面的土壤，確保上、中、下土壤均衡，每點(diǎn)采集土樣0.5 kg。去除石礫、根系及其他雜物，風(fēng)干后過篩，測定土壤酶活性。

土壤酶活性測定參照關(guān)松蔭[6]的方法：土壤脲酶活性測定采用pH增值法，土壤過氧化氫酶活性測定采用紫外分光光度法，土壤蔗糖酶活性測定采用比色法，土壤堿性磷酸酶活性測定采用磷酸苯二鈉比色法。

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 在馬鈴薯成熟期，每個重復(fù)區(qū)測定實(shí)際產(chǎn)量，分別記錄大(>150 g/個)、中(75～150 g/個)、小(<75 g/個)薯的個數(shù)，并計(jì)算商品薯率。

商品薯率=大、中薯總個數(shù)/薯塊總個數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行處理與分析，采用SPSS軟件進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水肥管理對馬鈴薯土壤脲酶活性的影響

從圖1可以看出，隨馬鈴薯生育時期的推進(jìn)，各處理的土壤脲酶活性從苗期到塊莖膨大期逐漸升高并達(dá)到最大值，塊莖膨大期到成熟期逐漸下降。不同處理之間相比，噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施、滴灌水肥一體化處理均高于CK，但苗期處理間差異不顯著；開花期則分別比CK高3.48%、7.66%、12.76%，其中，滴灌水肥一體化處理顯著高于噴灌+肥料條施處理和CK，但與滴灌+肥料條施處理差異不顯著；塊莖膨大期分別比CK高5.19%、10.72%、17.09%，淀粉積累期分別比CK高5.07%、10.35%、17.62%，成熟期分別比CK高5.30%、11.53%、21.18%，這3個時期各處理間均差異顯著。

不同小寫字母表示同一生育時期不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同

2.2 不同水肥管理對馬鈴薯土壤堿性磷酸酶活性的影響

從圖2可以看出，隨馬鈴薯生育時期的推進(jìn)，土壤堿性磷酸酶活性呈先升高后下降的趨勢，在淀粉積累期達(dá)到最大值。不同處理之間相比，噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施、滴灌水肥一體化處理均高于CK，苗期分別比對CK高3.57%、4.76%、8.33%，其中，滴灌水肥一體化處理顯著高于CK，但與噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施處理差異不顯著；開花期分別比CK高4.12%、8.25%、12.37%，滴灌水肥一體化處理顯著高于噴灌+肥料條施處理和CK，但與滴灌+肥料條施處理差異不顯著；塊莖膨大期分別比CK高4.27%、10.26%、20.51%，滴灌水肥一體化處理顯著高于其他處理，但噴灌+肥料條施處理與CK差異不顯著；淀粉積累期分別比CK高7.31%、16.26%、28.46%，成熟期分別比CK高7.53%、17.20%、32.26%，這2個時期處理間均差異顯著。

圖2 不同水肥管理對馬鈴薯土壤堿性磷酸酶活性的影響

2.3 不同水肥管理對馬鈴薯土壤蔗糖酶活性的影響

從圖3可以看出，隨馬鈴薯生育時期的推進(jìn)，土壤蔗糖酶活性呈先升高后下降的趨勢，在淀粉積累期達(dá)到最大值。不同處理之間相比，噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施、滴灌水肥一體化處理均高于CK，但苗期各處理間差異不顯著；開花期分別比CK高1.69%、3.73%、5.31%，其中，滴灌水肥一體化處理顯著高于CK，但與噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施處理差異不顯著；塊莖膨大期分別比CK高2.38%、4.82%、10.71%，其中，滴灌水肥一體化處理顯著高于CK及噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施處理；淀粉積累期分別比CK高5.66%、9.21%、15.89%，滴灌水肥一體化處理顯著高于其他處理，噴灌+肥料條施處理與滴灌+肥料條施處理差異不顯著；成熟期分別比CK高7.49%、13.35%、20.38%，各處理間均差異顯著。

2.4 不同水肥管理對馬鈴薯土壤過氧化氫酶活性的影響

由圖4可知，隨馬鈴薯生育時期的推進(jìn)，土壤過氧化氫酶活性呈先升高后下降的趨勢，在塊莖膨大期達(dá)到最大值。不同處理之間相比，噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施、滴灌水肥一體化處理均高于CK，但苗期各處理間差異不顯著；開花期分別比CK高5.30%、10.90%、16.82%，塊莖膨大期分別比CK高5.24%、11.14%、18.12%，淀粉積累期分別比CK高5.24%、11.53%、20.91%，成熟期分別比CK高5.11%、11.50%、22.36%，這4個時期各處理間均差異顯著。

圖4 不同水肥管理對馬鈴薯土壤過氧化氫酶活性的影響

2.5 不同水肥管理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，滴灌水肥一體化、滴灌+肥料條施、噴灌+肥料條施處理馬鈴薯的產(chǎn)量和商品薯率均顯著高于CK，噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施、滴灌水肥一體化處理的馬鈴薯產(chǎn)量分別比CK增加16.51%、29.72%、49.07%，商品薯率分別比CK增加9.05、14.69、19.41個百分點(diǎn)。尤以滴灌水肥一體化處理表現(xiàn)最好，其馬鈴薯產(chǎn)量和商品薯率分別比噴灌+肥料條施、滴灌+肥料條施處理提高27.94%、14.91%和10.36、4.72個百分點(diǎn)。可見，滴灌水肥一體化管理模式能夠顯著提高馬鈴薯的產(chǎn)量和商品薯率。

表1 不同水肥管理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

通過本研究可知，與CK相比，滴灌水肥一體化、滴灌+肥料條施、噴灌+肥料條施處理均不同程度地提高馬鈴薯的土壤酶活性，處理間表現(xiàn)為滴灌水肥一體化>滴灌+肥料條施>噴灌+肥料條施>CK。這主要是因?yàn)椋笏嘣斐蒀K土壤容重增大，肥料利用率降低，從而導(dǎo)致土壤中空氣通透性差、營養(yǎng)物質(zhì)固化貧乏，不利于有益微生物的生長[12-13]；滴灌水肥一體化處理下土壤能夠保持良好的水、肥、氣、熱條件，有利于根系的生長，表現(xiàn)為根毛豐富、活性好，根毛的分泌物加劇了微生物的繁衍，從而提高酶活性[14-15]。前人研究表明，滴灌水肥一體化能夠顯著提高玉米、香蕉、馬鈴薯、大蔥、番茄等作物的產(chǎn)量[16-21]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，滴灌水肥一體化管理模式能夠顯著提高馬鈴薯的產(chǎn)量和商品薯率，產(chǎn)量分別比CK及噴灌+肥料條施和滴灌+肥料條施處理提高49.07%及27.94%、14.91%，商品薯率分別比CK及噴灌+肥料條施和滴灌+肥料條施處理提高19.41個百分點(diǎn)及10.36、4.72個百分點(diǎn)。

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Effects of Different Water and Fertilizer Management on Soil Enzyme Activities and Yield of Potato

LU Yun1,LIU Yuxia2*

(1.Shangqiu Polytechnic,Shangqiu 476000,China; 2.Institute of Agricultural Economics and Information,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China)

In order to find the suitable water and fertilizer management mode for potato,the effects of sprinkler irrigation and fertilizer split application,drip irrigation and fertilizer split application,drip irrigation and integration of water and fertilizer on activity of soil enzyme and yield of potato were studied with flood irrigation and fertilizer split application as control(CK) through field experiment.The results showed that,compared with CK,drip irrigation and integration of water and fertilizer,drip irrigation and fertilizer split application,sprinkler irrigation and fertilizer split application increased soil enzyme activities;the order of influence degree was drip irrigation and integration of water and fertilizer > drip irrigation and fertilizer split application > sprinkler irrigation and fertilizer split application > CK,drip irrigation and integration of water and fertilizer could significantly improve the soil enzyme activity in the late growth stage.Finally,the potato yield and commodity rate of fertigation treatment was significantly higher than the other treatments,the yield increased by 49.07%,27.94%,14.91%,commodity rate increased by 19.41,10.36,4.72 percentage points compared with CK,sprinkler irrigation and fertilizer split application,drip irrigation and fertilizer split application respectively.

drip irrigation and integration of water and fertilizer; potato; soil enzyme activity; yield

2017-03-08

商丘市科技攻關(guān)項(xiàng)目(20121010)

逯 昀(1975-)，女，河南民權(quán)人，副教授，碩士，主要從事設(shè)施園藝植物的研究與教學(xué)。 E-mail:1743415966@qq.com

*通訊作者：劉毓俠(1965-)，女，河南商丘人，研究員，本科，主要從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息技術(shù)工作。E-mail:liuni66@126.com

S532

A

1004-3268(2017)08-0057-04