增施生物有機肥對食用木薯產(chǎn)量及品質的影響

陳會鮮 曹升 嚴華兵 謝向譽 尚小紅

摘? 要? 本研究采取隨機區(qū)組試驗，以不施生物有機肥為對照，設3個處理，研究不同生物有機肥施肥方式下食用木薯的生長情況、產(chǎn)量、品質的變化，探討增施生物有機肥對食用木薯的產(chǎn)量及品質的影響，為食用木薯高產(chǎn)栽培技術研究和品質的改良提供理論依據(jù)。結果表明：增施生物有機肥可有效提高株高、莖粗、塊根膨大期的SPAD值和塊根形成期、塊根膨大期的光合速率，并通過提高薯粗和薯數(shù)2個產(chǎn)量構成因子來增加塊根的產(chǎn)量，對提高淀粉、蛋白質、干物質、可溶性糖的含量、支鏈淀粉/直鏈淀粉的比值、塊根的綜合品質也有促進作用，但對塊根形成期的SPAD值、薯長、收獲指數(shù)、粗纖維的影響較小;此外，相關性分析結果顯示：在一定的范圍內，生物有機肥施肥總量與產(chǎn)量及品質均呈正相關關系，且大部分相關系數(shù)均達到顯著或極顯著水平。綜上所述，增施生物有機肥可提高食用木薯的光合作用，促進其生長，提高塊根產(chǎn)量，有效改善了塊根的品質，建議的施肥方式是在基肥和幼苗期各增施一次生物有機肥，施用量分別為3000、1500 kg/hm2。

關鍵詞? 食用木薯;生物有機肥;產(chǎn)量;品質中圖分類號? S533? ? ? 文獻標識碼? A

木薯分為工業(yè)木薯和食用木薯兩大類。食用木薯的氫氰酸含量較工業(yè)木薯的低，并且適口性要優(yōu)于工業(yè)木薯，因此在木薯食品加工中主要采用的是食用木薯。隨著人們飲食觀念的改變，具有清理腸道和保持消化系統(tǒng)健康等保健功能的食用木薯越來越得到人們的認可[1-2]，現(xiàn)已被廣泛開發(fā)成各種食品[3-4]，具有廣闊的發(fā)展前景。然而，食用木薯存在產(chǎn)量低和品質欠佳（如蛋白質含量低和含有氫氰酸等）的問題，這制約了食用木薯的推廣與開發(fā)，因此提高食用木薯的產(chǎn)量和品質就顯得尤為重要。

開展生物有機肥對產(chǎn)量的影響研究由來已久。在2004年羅興錄等[5-6]和韋茂貴等[7]就開始從土壤理化性質、木薯生長情況、生理代謝、同化物運輸?shù)确矫嫜芯磕臼硎┯蒙镉袡C肥的增產(chǎn)效應，并發(fā)現(xiàn)木薯施用生物有機肥能促進莖葉生長，促進木薯體內生理代謝，提高葉片光合強度，增強植株抗衰老生理機能，促進同化物向地下部運輸和積累，同時可以改善土壤理化性質，從而提高塊根產(chǎn)量和淀粉含量，這是當前該領域做得較全面的研究。2008年曾黎明[8]研究生物有機肥與石灰對土壤肥力和木薯產(chǎn)量及品質的影響，發(fā)現(xiàn)25%～50%比例的生物有機肥可以增加土壤有機質、堿解和速效含量，提高轉化酶活性和木薯產(chǎn)量及淀粉產(chǎn)量;2013年鄭華等[9]研究生物有機肥和化肥對木薯產(chǎn)量和淀粉含量的影響，發(fā)現(xiàn)有機肥和化肥配合施用對木薯增產(chǎn)和淀粉增加的作用明顯。目前關于生物有機肥對木薯品質的影響的研究較少，只有曾黎明[8]于2008年研究生物有機肥與石灰對土壤肥力和木薯產(chǎn)量及品質的影響中涉及到，其研究結果表明25%～50%比例的生物有機肥可增加木薯淀粉含量，從而改善木薯的品質。前人的研究都傾向于說明一定范圍內，增施生物有機肥對產(chǎn)量具有促進作用，這一結論為本研究提供了有力的參考和對照作用。

縱觀前人的研究進展，發(fā)現(xiàn)其研究對象很少涉及食用木薯品種，并且只有一小部分是研究產(chǎn)量性狀，但缺少對品質性狀的研究，因此兼顧食用木薯產(chǎn)量和品質的生物有機肥肥效研究還存在空白。本研究以此作為出發(fā)點，從生長情況、產(chǎn)量、營養(yǎng)成分、口感指標4個方面來探討生物有機肥對食用木薯產(chǎn)量及品質的影響，填補研究空白，也為食用木薯高產(chǎn)栽培技術研究和品質改良提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

供試材料為NK-10、SC12、ST-1，3個食用木薯品種均由廣西農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所提供。所用的生物有機肥為廣西南寧金圣方肥業(yè)有限責任公司生產(chǎn)的生物有機肥，其技術指標為：有機質≥40%，N+P2O5+K2O≥12%，有效活菌數(shù)≥0.2億/克。

1.2? 方法

1.2.1? 實驗設計? 本實驗于2017年在廣西農(nóng)業(yè)科學院里建科研基地進行，3月25日種植，試驗田土壤理化性狀為：全氮0.31%，全磷340.97 mg/kg，全鉀1.12%，有機質含量5.3%，pH 6.50。試驗設4個處理，各處理的施肥情況見表1，每個處理設置3次重復，隨機排列。小區(qū)面積為51 m2，種植規(guī)格為100 cm×80 cm（注：下文各處理的名稱均分別以CK、A、B、C表示）。

1.2.2? 測定指標與方法? （1）農(nóng)藝性狀的測定：在木薯的塊根形成期與塊根膨大期測定葉片的光

合速率與SPAD值，分別用LI6400XT光合測定儀和SPAD測定儀測定。在木薯的收獲期調查6株正常生長植株的株高、莖粗、薯長、薯粗、薯數(shù)。株高用塔尺測量，以根基部至最新葉片葉基部的高度來表示;莖粗用游標卡尺測量，以根基部向上10 cm處粗度表示;薯長用直尺測定，薯粗用游標卡尺測定。

（2）產(chǎn)量的測定：每個小區(qū)連續(xù)取8株正常生長的植株，薯塊稱重，然后換算成公頃產(chǎn)量。

（3）營養(yǎng)成分的測定：

干物質率：準確稱取各品種木薯300 g，放在標記好的鋁盒中，置于60 ℃烘干箱，24 h后，每隔12 h，測定并記錄其重量直到恒重。干物率=干重/鮮重×100%。

淀粉含量測定采用GB 5009.9-2016第二法，酸水解法;蛋白質含量測定采用GB 5009.5-2016第一法，凱氏定氮法;可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法測定;粗纖維素含量測定采用GB/ T 5009.10-2003，植物類食品中粗纖維的測定方法;直鏈淀粉測定采用直鏈淀粉含量試劑盒（微量法）測定。支鏈淀粉/直鏈淀粉=（總淀粉量-直鏈淀粉量）/直鏈淀粉量×100%。

品質評價采用模糊數(shù)學平均隸屬函數(shù)值法，平均隸屬函數(shù)值越大品質越好[10]。本試驗主要研究食用木薯的優(yōu)良品質指標變化。優(yōu)良指標表現(xiàn)的隸屬函數(shù)值為：F=（X?Xmin）/（Xmax?Xmin），其中X為各品種的某一指標指數(shù)，Xmax為所有品種中某一指標指數(shù)的最大值，Xmin為指標指數(shù)中的最小值。

1.3? 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS17.0數(shù)據(jù)處理軟件進行差異性分析和相關性分析。

2? 結果與分析

2.1? 增施生物有機肥對食用木薯莖的生長影響

由圖1可知，3個木薯品種在收獲期的株高隨著生物有機肥施用量的增加而增高，在C施肥方式下的增高效果都達到顯著甚至極顯著水平，且SC12和ST-1兩個品種的C處理與B處理的差異達到顯著水平。這說明增施生物有機肥可以促進株高增高，且C處理下的效果最好。從圖2可知，3個木薯品種在不同施肥方式處理下的莖粗相比對照均增加，但變化趨勢不同，NK-10的變化趨勢為B>C>A>CK，在B處理下極顯著提高，且與其他2個處理的差異達到極顯著水平;SC12的變化趨勢為C>B>A>CK，在B、C處理下均極顯著提高，兩者之間的差異達到極顯著水平;ST-1的變化趨勢為A>C>B>CK，在A處理下達到極顯著提高，但A、B、C之間的差異不顯著。這說明增施生物有機肥有增加莖粗的作用，B、C處理對3個品種的莖粗增效較明顯。

不同大寫字母表示0.01水平上差異極顯著，不同小寫字母表示0.05水平上差異顯著。

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2.2? 增施生物有機肥對食用木薯葉片SPAD的影響

從圖3可知，在塊根形成期，僅NK-10在B、C處理下和ST-1在B處理下葉片SPAD值較對照提高并達到極顯著，其他處理與對照的差異均不顯著，且出現(xiàn)低于對照的情況。這說明增施生物有機肥對食用木薯在塊根形成期葉片的SPAD值作用不大。從圖4可知，在塊根膨大期，各品種在A、B、C三個處理下葉片的SPAD值均較對照有所提高，其中NK-10在B處理下最大，且與其他處理差異達到極顯著水平;SC12在C處理下達到最大，也與其他處理的差異達到極顯著水平;ST-1在B處理下達到最大，與對照和A處理的差異達到極顯著水平，但與C處理的差異不顯著。

不同大寫字母表示0.01水平上差異極顯著，不同小寫字母表示0.05水平上差異顯著。

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這說明增施生物有機肥能提高食用木薯在根膨大期葉片的SPAD值。綜合分析圖3、圖4的試驗結果發(fā)現(xiàn)，B、C處理下對葉片的SPAD作用較大。

2.3? 增施生物有機肥對食用木薯葉片光合速率

從圖5可知，在塊根形成期，除了NK-10在A處理葉片的光合速率略低于對照外，其他各個處理均高于對照，其中NK-10和SC12兩個木薯品種在B、C處理下的葉片光合速率都顯著或極顯著高于對照的，而ST-1在B處理下葉片的光合速率極顯著高于對照的。這說明增施生物有機肥可以提高塊根形成期的葉片光合速率，且B、C兩個處理下的作用效果明顯。從圖6可知，在塊

不同大寫字母表示0.01水平上差異極顯著，不同小寫字母表示0.05水平上差異顯著。

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根膨大期，各品種在A、B、C三個處理下葉片的光合速率均高于對照，其中NK-10在B、C處理下較對照的差異均達到極顯著水平，但2個處理的差異不顯著;SC12和ST-1兩個品種在B處理下高于對照，達到極顯著差異水平，且與C處理也達到顯著性差異水平。這說明增施生物有機肥可以提高塊根膨大期的葉片光合速率，且B處理下的作用更明顯。

2.4? 增施生物有機肥對食用木薯產(chǎn)量及其產(chǎn)量構成因素的影響

從表2可知，NK-10和ST-1兩個木薯品種在各處理下的產(chǎn)量大小順序均是B>C>A>CK，但有所不同，NK-10在B、C處理下的產(chǎn)量較對照的差異達到極顯著水平，ST-1只在B處理下較對照的差異達到顯著水平;而SC12在各處理下的產(chǎn)量大小順序是B>A>C>CK，其中B處理下的產(chǎn)量顯著高于對照的，但它與C處理的差異不明顯。這說明生物有機肥可提高木薯的產(chǎn)量，但每個品種增施生物有機肥都有一定的適用范圍，超出這個范圍就會對木薯的產(chǎn)量起到抑制作用。綜合考慮3個木薯品種在不同處理下的產(chǎn)量表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)B、C處理下的

增產(chǎn)效果相當且較處理A作用明顯。

木薯的產(chǎn)量構成因素主要包括薯長、薯粗、薯數(shù)、收獲指數(shù)，通過研究這些因素在不同施肥方式下的變化可探討出生物有機肥主要通過影響哪些因素來影響木薯產(chǎn)量。分析表2中各產(chǎn)量構成因素的變化情況發(fā)現(xiàn)，每個因素受生物有機肥的影響程度均不同。薯長在各施肥水平下差異不顯著;薯粗在B、C處理下較對照差異均呈顯著或極顯著水平，而這兩個處理的差異都不顯著;薯數(shù)受生物有機肥的影響程度因品種不同而不同，其中NK-10在A、B、C三個處理下薯數(shù)較CK的差異均達到極顯著水平，SC12在B處理下達到顯著水平，ST-1在A、C處理下達到顯著水平;收獲指數(shù)只有NK-10在B、C處理下較對照差異達到極顯著水平，其他差異均不顯著。這說明增施生物有機肥可以提高薯粗和薯數(shù)來增加產(chǎn)量，而對薯長和收獲指數(shù)的影響不大。

2.5? 增施生物有機肥對食用木薯品質的的影響

2.5.1? 增施生物有機肥對食用木薯優(yōu)良品質指標的影響? 食用木薯的優(yōu)良品質指標主要包括淀粉、干物率、蛋白質、可溶性糖、支鏈淀粉/直鏈

淀粉、粗纖維等，它們決定著食用木薯的營養(yǎng)價值和口感。這些優(yōu)良品質指標在不同施肥方式下的含量變化如表3所示。從淀粉含量的變化情況可知，NK-10和ST-1兩個品種在A、B、C三個處理下淀粉含量都比對照顯著或極顯著提高;從蛋白質含量的變化情況可知，SC12和ST-1兩個品種在A、B、C三個處理下都較對照極顯著提高，而NK-10只在B處理下較對照顯著提高;從干物質率的變化情況可知，3個品種在A、B、C處理下都較對照有所提高，且差異達到顯著或是極顯著;從粗纖維含量變化可知，3個食用木薯品種的在各試驗處理下的粗纖維含量較對照差異均不明顯;從可溶性糖含量變化可知，3個品種各處理下的可溶性糖均大于對照，其中NK-10在B處理下和SC12在A、B、C處理下與對照都達到極顯著差異;從支/直鏈淀粉的比值變化可知，處理的支鏈淀粉/直鏈淀粉的比值均大于對照，其中NK-10和ST-1在A、B、C三個處理下與對照的差異均達到極顯著水平，而SC12只在B處理下與對照達到極顯著水平。以上結果分析表明，增施生物有機肥可有效增加食用木薯的干物率、蛋白質、可溶性糖、淀粉、支鏈淀粉/直鏈淀粉，而對粗纖維的影響不大。干物率、蛋白質、淀粉是食用木薯主要的營養(yǎng)物質，可溶性糖與甜度呈正相關關系[7]，直淀粉含量與口感的彈性和粘性呈負相關關系[8]。因此，增施生物有機肥可提高食用木薯的營養(yǎng)價值，同時也很好地改善食用木薯口感的甜度、彈性和粘性，從而提高它的品質。綜合比較各品種在3個處理下各優(yōu)良品質指標，與對照及各處理之間的差異性，可知B處理改善品質的效果最為明顯。

2.5.2? 增施生物有機肥對食用木薯綜合品質的影響? 平均隸屬函數(shù)值可以直觀地反映各處理下食用木薯品質的變化，平均隸屬函數(shù)越大品質越好。從表4可知，3個木薯品種在A、B、C三個處理下的平均隸屬函數(shù)都大于對照的，其中NK-10在A處理下平均隸屬函數(shù)最大，但A、B兩個處理下的平均隸屬函數(shù)相差不大;SC12和ST-1在B處理下的平均隸屬函數(shù)最大。這從綜合的角度說明增施生物有機肥可以有效地提高食用木薯的品質，且在B處理下的作用最明顯。這一結論與表3的差異分析得出的結果相同。

2.6? 增施生物有機肥與產(chǎn)量及其品質的相關性分析

用產(chǎn)量和代表綜合品質指標的平均隸屬函數(shù)值與生物有機肥施用量做相關性分析，了解產(chǎn)量和品質與生物有機肥施用量之間關系。由表5的相關性分析結果可知，本試驗中生物有機肥施肥總量與產(chǎn)量及其品質都呈正相關關系，且除了SC12產(chǎn)量的相關系數(shù)較小外，其他相關關系都達到顯著或極顯著水平。這說明在一定的范圍內，生物有機肥施肥可有效促進產(chǎn)量的增加和品質的改善。

3? 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，增施生物有機肥不僅能有效地提高食用木薯在塊根膨大期的SPAD值和塊根形成期及塊根膨大期的光合速率，還能夠提高食用木薯的莖粗和株高，進而提高產(chǎn)量。這與羅興錄等[5-6]和韋茂貴等[7]所研究出的結果相類似，他們認為木薯施用生物有機肥能促進莖葉生長，提高葉片葉綠素含量和光合強度，從而提高木薯產(chǎn)量。這可能是因為生物有機肥是一種新型的微生物有機復合肥，它不僅養(yǎng)分齊全，能夠改良土壤，提高肥料的利用率，而且還含有大量功能菌，可以減少病蟲害的發(fā)生，對作物的生長發(fā)揮重要的作用[11]。目前對生物有機肥與食用木薯的品質的關系研究較少，但是生物有機肥對其他作物品質的影響研究已經(jīng)較多，對本試驗有很好的借鑒作用。梁闐等[12]認為，與施用化肥相比，施用生物有機肥的甘蔗的含糖量明顯提高;高樹青等[13]研究表明，與傳統(tǒng)有機肥相比，施用生物有機肥均提高了果實的含糖量，其中果實可溶性固形物含量和總糖含量有不同程度的提高，果實的風味更佳。這些研究結果與本試驗研究出的生物有機肥可改善食用木薯品質的結論相類似。增施生物有機肥之所以可以改良食用木薯的品質，可能是因為兩方面的因素。一方面生物有機肥含有氨基酸，而氨基酸不僅是組成蛋白質的基本單位，也是合成許多與代謝產(chǎn)物有關的生理活性物質的基本物質，其含量高低與作物品質呈極顯著正相關[14];另一方面生物有機肥的營養(yǎng)物質釋放緩慢，且富含的有機質和微生物又增加了土壤的緩沖能力，因而不會造成某一元素的過度供給，在這種有利環(huán)境下植物營養(yǎng)物質更容易積累合成[15-16]。

4? 結論

增施生物有機肥可以有效提高塊根膨大期的SPAD值和塊根形成期及塊根膨大期的光合速率，增加株高、莖粗、薯粗、薯數(shù)，從而提高塊根產(chǎn)量。此外，增施生物有機肥還可提高食用木薯的營養(yǎng)價值和改善食用木薯口感的甜度、彈性和粘性，進而改善它的品質。對比A、B、C三個有機肥的施肥方式下各個木薯品種的產(chǎn)量和品質的變化，以及綜合考慮經(jīng)濟效益，發(fā)現(xiàn) B處理的效果好且節(jié)約成本，即在基肥和幼苗期增施生物有機肥，施肥量分別為3000、1500 kg/hm2。

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