甘薯秸稈轉(zhuǎn)化肥料在甘薯生產(chǎn)中的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

李仁崑 毛思帥 閆加啟 趙嬌娜 周永香 崔永恒

摘 要：甘薯連年種植會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡，病蟲(chóng)害發(fā)生嚴(yán)重，影響作物生產(chǎn);甘薯秸稈直接還田，會(huì)傳播病原菌，促進(jìn)連作障礙。為解決這一問(wèn)題，利用專業(yè)發(fā)酵設(shè)備將甘薯秸稈快速轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，再應(yīng)用到甘薯生產(chǎn)地塊，研究秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分、土傳病害以及甘薯產(chǎn)量效益的影響，評(píng)價(jià)甘薯秸稈快速轉(zhuǎn)化有機(jī)肥料的應(yīng)用效果。結(jié)果表明：在常規(guī)施復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）600kg/hm2的基礎(chǔ)上，底施以甘薯秸稈為主發(fā)酵有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥50%）7500kg/hm2，減輕了土壤病害，改善了土壤狀況，促進(jìn)了甘薯植株對(duì)N、P、K的獲取。甘薯單株結(jié)薯數(shù)比對(duì)照顯著增加13.8%，產(chǎn)量增加16.9%，產(chǎn)值也顯著增加，效益增加11.5%。

關(guān)鍵詞：甘薯;稈快速轉(zhuǎn)化有機(jī)肥;土壤養(yǎng)分;土壤病害;產(chǎn)量效益

中圖分類號(hào) S531文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）19-0140-03

Evaluation of Application of Fertilizer Converted from Straw of Sweet-potato in Sweet-potato Production

LI Renkun1 et al.

（1Beijing Agricultural Technology Extension Station，Beijing 100029，China）

Abstract：Planting sweet potato in successive years will lead to imbalance of soil nutrients，serious pests and diseases，affecting crop production.Direct return of sweet potato straw to the field will spread pathogens and promote continuous cropping obstacles.In order to solve this problem，the sweet potato straw was converted into organic fertilizer in short time，by using professional fermentation equipment，and then applied to field for the production of sweet potato.Through the study of the effects of straw-converted organic fertilizer on soil nutrient，soil-borne diseases and the yield of sweet potato，the application effect of organic fertilizer converted from straw of sweet-potato was evaluated.The results indicated，based on conventional compound fertilizer（N∶P2O5∶K2O = 15∶15∶15）600kg/hm2，7500 kg/hm2 fertilizer converted from straw of sweet-potato（organic matter ≥50%）was used.The soil disease was alleviated，the soil condition was improved，and the acquisition of N，P and K by sweet potato plants was promoted.The number of sweet potato per plant was significantly increased by 13.8% compared with the control，the yield was then significantly increased by 16.9%，and the output value was also significantly increased.The benefit was significantly increased by 11.5%，which provided theoretical support for the application of fertilizer converted from the straw.

Key words：Sweet potato;Fertilizer converted from straw of sweet-potato in short time;Soil nutrient;Soil disease;Yield and benefit

甘薯專業(yè)村鎮(zhèn)及多數(shù)農(nóng)戶大多連年連續(xù)種植同一類型作物，甚至同一品種，連作障礙嚴(yán)重。農(nóng)田土壤養(yǎng)分失衡，引起作物生理代謝紊亂，出現(xiàn)生理障礙，同時(shí)病蟲(chóng)害發(fā)生也越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變劣[1]。甘薯秸稈量大，直接還田會(huì)傳播病原菌，促進(jìn)連作障礙。為解決這一矛盾，筆者利用北京潤(rùn)澤鑫業(yè)生物工程技術(shù)有限公司研制的專業(yè)發(fā)酵設(shè)備[2]，將甘薯秸稈快速轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，再應(yīng)用到甘薯生產(chǎn)地塊，研究秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥對(duì)土壤養(yǎng)分、土傳病害以及甘薯產(chǎn)量效益的影響，為其應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)于2018年5—10月在北京市大興區(qū)龐各莊鎮(zhèn)留民莊進(jìn)行。屬暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候，季風(fēng)氣候明顯，夏季盛行溫暖的偏南風(fēng)，冬季盛行干冷的偏北風(fēng)。甘薯生育期內(nèi)降雨量為367mm，常年同期平均為449mm，試驗(yàn)期間總體較常平均較少，但約62%的降水集中在7—8月份的3次將雨，時(shí)間上分布不均。試驗(yàn)期間的平均溫度為24.3℃，比常年同期略高1.4℃，日平均溫度在9.4～32.7℃（圖1）。試驗(yàn)地土壤為沙性土壤，前茬為甘薯（上年度春季種植，秋收后冬季不生產(chǎn)）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 供試甘薯品種為濟(jì)薯26，較抗重茬。在常規(guī)施復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）600kg/hm2的基礎(chǔ)上，底施以甘薯秸稈為主發(fā)酵有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥50%）7500kg/hm2，以常規(guī)施肥（600kg/hm2）為對(duì)照，3次重復(fù)，小區(qū)面積90m2。5月2日栽插，行距0.9m，栽插密度55500株/hm2;田間管理同常規(guī)，10月10日收獲。

1.3 調(diào)查指標(biāo)

1.3.1 土壤養(yǎng)分 于施肥前、收獲期取樣測(cè)定0～20cm土壤養(yǎng)分和pH值。土壤總有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定;土壤pH及堿解氮、速效磷和速效鉀含量的測(cè)定參照《土壤農(nóng)化分析》的方法[3]。

1.3.2 土傳病害 于施肥前、收獲期取0～20cm土樣測(cè)定。土壤線蟲(chóng)（Meloidogyne spp.）采用劉維志[4]方法分離測(cè)定;土傳鐮孢菌屬（Fusarium spp.）真菌采用Komada方法[5];土傳疫霉菌屬、腐霉菌屬（Phytophthora spp.）真菌采用Masago[6]方法分離測(cè)定。

1.3.3 甘薯產(chǎn)量及構(gòu)成因子 甘薯產(chǎn)量、單株薯塊數(shù)、單薯重;商品薯率。甘薯收獲時(shí)測(cè)定。

1.3.4 投入產(chǎn)出效益 成本投入：肥料成本投入，其他共性投入（地租、種苗、水電、人工等）;產(chǎn)出效益（銷售單價(jià)、產(chǎn)值）。

1.4 數(shù)據(jù)分析 采用SAS 8.0軟件進(jìn)行方差分析，其他分析在EXCEL中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分 處理前，供試地0～20cm土層含有機(jī)質(zhì)9.57g/kg，堿解氮39.9mg/kg，有效磷25.3mg/kg，速效鉀58.4mg/kg，pH值8.48（見(jiàn)表1）。處理后，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥+復(fù)合肥處理后，土壤有機(jī)質(zhì)含量為9.58g/kg，高于對(duì)照;與處理前相比，基本不變，表明該處理可以補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)。對(duì)于土壤堿解氮、有效磷、速效鉀而言，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥+復(fù)合肥處理后，3項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值均低于對(duì)照;與處理前相比，均有所降低，對(duì)照處理的則相反，高于處理前（見(jiàn)表2）。這表明，在NPK補(bǔ)充后，除了滲漏等共性損失外，與對(duì)照相比，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥+復(fù)合肥的處理，有較多的N、P、K貢獻(xiàn)給了甘薯植株。土壤酸堿性方面，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥+復(fù)合肥處理后，土壤pH為8.17，與對(duì)照相比減少，說(shuō)明該處理可以改善土壤的酸堿度，使土壤pH向中性移動(dòng)。

2.2 土傳病害 目前，土壤有害微生物增加，土傳病蟲(chóng)害嚴(yán)重，被認(rèn)為是引起作物連作障礙的主因[7-9]。處理前，供試地0～20cm土層線蟲(chóng)活蟲(chóng)數(shù)為30/100g soil，疫霉菌、鐮刀菌和腐霉菌分別為5733、3587和5084c.f.u/g soil，根據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)藥生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)土傳病害的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，線蟲(chóng)病害程度為1級(jí)，可忽略，霉菌、鐮刀菌和腐霉菌病害程度達(dá)到4級(jí)，相當(dāng)嚴(yán)重（見(jiàn)表3）。試驗(yàn)收獲時(shí)，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理的線蟲(chóng)較對(duì)照減少20/100g soil，與處理前相比，減少20/100g soil;對(duì)照處理收獲時(shí)土壤的線蟲(chóng)數(shù)量未發(fā)生變化。秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理收獲時(shí)土壤的疫霉菌、鐮刀菌和腐霉菌病害程度均減輕為1級(jí)，對(duì)照處理收獲時(shí)3種病害程度均減輕為2級(jí)（見(jiàn)表4）。

2.3 甘薯產(chǎn)量及構(gòu)成 由表5可知，底施秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥的處理，產(chǎn)量為43450.1kg/hm2，比對(duì)照增加16.9%，達(dá)到顯著性差異（P<0.05，下同）;且商品率達(dá)到94.3%，比對(duì)照顯著增加5.2%。這表明，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥的施用，提高了甘薯的產(chǎn)量和商品率。甘薯產(chǎn)量的構(gòu)成因素中，單位面積有效株數(shù)均在51000株/hm2以下，較栽插密度減少4500株/hm2以上，說(shuō)明連作對(duì)植株的成活率有一定的影響，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理的單位面積有效株數(shù)為50940.9株/hm2，稍高于對(duì)照，差異不顯著。對(duì)于單株薯塊數(shù)而言，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理的數(shù)值為3.57，比對(duì)照增加13.8%，差異顯著。秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理的單薯重為0.239kg，比對(duì)照增加2.18%，差異不顯著。

2.4 投入產(chǎn)出 由表6可知，成本投入方面，復(fù)合肥以3.2元/kg計(jì)，對(duì)照肥料成本投入為1920元/hm2;秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥以1元/kg計(jì)，加上復(fù)合肥成本，該處理投入成本為9420元/hm2，其他共性投入（地租、種苗、水電、人工等）為28500元/hm2。產(chǎn)出效益方面，鮮薯單價(jià)以2元/kg計(jì)，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理產(chǎn)值和效益分別為86900.1元/hm2和48980.1元/hm2，分別較對(duì)照增加16.9%、11.5%，差異顯著。

3 討論與結(jié)論

3.1 土壤狀況 重茬種植后土壤微生物總數(shù)減少，細(xì)菌和放線菌的數(shù)量降低，而真菌數(shù)量增加，土壤由高肥的“細(xì)菌型”向低肥的“真菌型”轉(zhuǎn)化;重茬種植加重甘薯病蟲(chóng)害的發(fā)生，造成甘薯減產(chǎn)[10]。本研究中，試驗(yàn)前（甘薯種植后）土壤中疫霉菌、鐮刀菌和腐霉菌等真菌數(shù)量達(dá)到4級(jí)。土壤微生物是土壤的重要組成部分，是土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、循環(huán)的主要?jiǎng)恿?，是土壤肥力水平的活性指?biāo)，其種群結(jié)構(gòu)失衡是導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、作物減產(chǎn)的主要原因[11]。選擇抗重茬的品種是首選（研究中選用較抗品種濟(jì)薯26），本研究中施肥后，真菌病害得以減輕，應(yīng)該與養(yǎng)分投入有關(guān)，尤其是有機(jī)肥的投入增加土壤微生物總數(shù)，抑制病原菌的繁殖[12]。施肥后，土壤養(yǎng)分得以增加，甘薯收獲時(shí)，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理的土壤N、P、K含量低于對(duì)照，這表明，除了其他共性損失外，秸稈有機(jī)肥的施用，促進(jìn)了甘薯植株對(duì)N、P、K的獲取。這可能是因?yàn)榻斩捰袡C(jī)肥使土壤pH向中性移動(dòng)，前人研究表明偏中性土壤環(huán)境能改善土壤養(yǎng)分元素的化學(xué)平衡，提高養(yǎng)分元素的有效性[13-15]。

3.2 產(chǎn)量效益 底施秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥的處理主要是通過(guò)影響甘薯的單株結(jié)薯數(shù)來(lái)增加產(chǎn)量的。在本研究中，秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥處理后的甘薯單株薯塊數(shù)比對(duì)照增加13.8%，產(chǎn)量增加16.9%，進(jìn)而產(chǎn)值也顯著增加，效益增加11.5%。如果秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)肥的成本降低，甘薯凈效益還有進(jìn)一步提升的空間。