多功能生態(tài)肥對連作馬鈴薯土壤性質(zhì)及其產(chǎn)量和效益的影響

閆治斌，王 學(xué)，馬明幫，秦嘉海

(1.甘肅省敦煌種業(yè)集團(tuán)股份有限公司研究院, 甘肅 酒泉 735000；2.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院，甘肅 張掖 734000)

張掖市海拔1 800～2 800 m,區(qū)內(nèi)日照時間長，晝夜溫差大，種植的馬鈴薯平均產(chǎn)量為45 t·hm-2，產(chǎn)值5.40萬元·hm-2，是馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)，目前已形成以山丹和民樂縣沿山冷涼灌區(qū)為主的馬鈴薯種植基地，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為農(nóng)民增收、企業(yè)增效的支柱產(chǎn)業(yè)之一。在馬鈴薯栽培中日益凸顯的問題是：馬鈴薯種植面積大，連作年限長，土壤養(yǎng)分比例失衡，缺素相關(guān)的生理性病害經(jīng)常發(fā)生；化肥超量施用致使土壤團(tuán)聚體遭到破壞、土壤板結(jié)，不利于馬鈴薯塊莖的膨大，馬鈴薯產(chǎn)量低而不穩(wěn)，影響了馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。

近年來，有關(guān)施肥對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究報道較多。在氮、磷、鉀肥應(yīng)用的研究方面，王小英等[3]研究得出馬鈴薯在施用有機肥 30 t·hm-2的基礎(chǔ)上，氮、磷和鉀推薦用量分別是30、150、90、112.5 kg·hm-2；岳超等[4]研究得出馬鈴薯過量施用氮肥降低了農(nóng)學(xué)效率和偏生產(chǎn)力；李燕山等[5]研究得出隨著氮肥施用量梯度的增加馬鈴薯經(jīng)濟效益表現(xiàn)為先增后降的趨勢； 張煒等[6]研究得出，大量施用氮肥會急劇增加塊莖的硝酸鹽含量；梁錦秀等[7]研究得出，馬鈴薯對氮肥反應(yīng)最敏感，其次為磷肥，最后為鉀肥；李勇等[8]研究得出，隨著施氮量的增加，馬鈴薯產(chǎn)量先增加后降低；張緒成等[9]研究得出增施鉀肥能提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量；龔成文等[10]研究得出馬鈴薯生產(chǎn)過程中施用硫酸鉀優(yōu)于氯化鉀；王國興等[11]研究得出，氮、磷、鉀和有機肥配合施用促進(jìn)了馬鈴薯的干物質(zhì)累積量； 高怡安等[12]研究得出，化肥與生物有機肥配合施用可提高馬鈴薯產(chǎn)量；段玉等[13]研究得出，生產(chǎn)1 t馬鈴薯吸收 N、P2O5、K2O 分別為 5.56、1.48、6.21 kg；何文壽等[14]研究得出，馬鈴薯對氮、 鉀吸收較多的時期為塊莖形成期，對磷吸收較多時期為淀粉形成期； 劉星等[15]研究得出，長期大量施用化肥降低了土壤生物活性和馬鈴薯產(chǎn)量。在功能性肥料研究方面，周俊等[16]研究得出，施用多功能復(fù)混肥有效地改善了土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高了馬鈴薯的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益；劉玉環(huán)等[17]研究得出，功能性生物活性肥經(jīng)濟效益最佳施肥量為 1.39 t·hm-2時，馬鈴薯理論產(chǎn)量為 32.42 t·hm-2；馬宗海等[18]研究得出，施用有機改土生態(tài)肥，有效地改善了土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高了馬鈴薯的經(jīng)濟效益。

綜上所述，前人對馬鈴薯的肥料種類研究主要集中在氮、磷、鉀肥和功能性肥料方面；施用方法研究主要集中在氮肥與磷鉀肥、有機肥與化肥、生物肥與化肥配合施用等方面；對土壤性質(zhì)影響方面，主要研究了理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)。而多功能生態(tài)肥對連作馬鈴薯土壤性質(zhì)及其產(chǎn)量和效益的影響尚少見文獻(xiàn)報道。為了解決研究區(qū)馬鈴薯種植面積大、連作年限長導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)低而不穩(wěn)的問題，本文以馬鈴薯營養(yǎng)劑、抗重茬菌肥[19-20]和土壤結(jié)構(gòu)改良劑為試材，在室內(nèi)合成多功能生態(tài)肥，并進(jìn)行田間驗證試驗，旨在為提高馬鈴薯連作土壤質(zhì)量和馬鈴薯經(jīng)濟效益提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地概況 試驗于2017—2019年在甘肅省張掖市民樂縣南固鎮(zhèn)城南村連作種植馬鈴薯10 a的基地上進(jìn)行(100°22′59″ E，37°56′19″ N)。試驗地海拔2 200 m，年均溫度6.5℃，年均降水量350 mm，年均蒸發(fā)量1 800 mm，無霜期140 d，土壤類型是耕種灰鈣土[21]，0～20 cm土層含有機質(zhì)16.14 g·kg-1，堿解氮41.12 mg·kg-1，速效磷7.37 mg·kg-1，速效鉀131.23 mg·kg-1，有效鋅0.46 mg·kg-1，有效錳5.34 mg·kg-1，有效鉬0.10 mg·kg-1，pH值7.89。

1.1.2 試驗材料 (NH4)2HPO4，含N 18%、P2O546%，北京利奇世紀(jì)化工商貿(mào)有限公司產(chǎn)品；CO(NH2)2，含N 46%；K2SO4，含K2O 50%；ZnSO4·7H2O，含Zn 23%；MnSO4·H2O，含Mn 26%，甘肅劉家峽化工廠產(chǎn)品；(NH4)6Mo7O24·4H2O，含Mo 54%,鄭州裕達(dá)工原料有限公司產(chǎn)品；抗重茬菌肥，有效活菌數(shù)≥2×109個·g-1，北京生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品；發(fā)酵羊糞，含有機質(zhì)38.30%、N 0.01%、P2O50.22%、K2O 0.53%，粒徑1～5 mm；發(fā)酵雞糞，含有機質(zhì)42.77%、N 1.031%、P2O50.41%、K2O 0.72%，粒徑1～5 mm；改性糠醛渣，在糠醛渣中加入4.50%石灰粉，將pH值調(diào)整到6.50～7.50，含有機質(zhì)76.21%、N 0.66%、P2O50.36%、K2O 1.18%，粒徑1～2 mm；聚丙烯酰胺，吸水倍率200 g·g-1，pH值6.9，粒徑1～2 mm，西安藍(lán)翔化工有限公司產(chǎn)品；多聚糖，pH值6.50，粒徑1～2 mm，北京正農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司產(chǎn)品；無機營養(yǎng)劑，自制， 其中CO(NH2)2、(NH4)2HPO4、ZnSO4·7H2O 、MnSO4·H2O和(NH4)6Mo7O24·4H2O風(fēng)干質(zhì)量比按0.5515∶0.3676∶0.0552∶0.0183∶0.0074混合，最終含N 31.99%、P2O516.91%、Zn 1.27%、Mn 0.48%、Mo 0.40%； 有機營養(yǎng)劑，自制，改性糠醛渣、發(fā)酵羊糞、發(fā)酵雞糞風(fēng)干質(zhì)量比按0.5000∶0.3000∶0.2000混合，最終含有機質(zhì)38.04%、N 0.54%、P2O50.33%、K2O 0.89%，粒徑1～5 mm；馬鈴薯營養(yǎng)劑，自制，有機營養(yǎng)劑與無機營養(yǎng)劑風(fēng)干質(zhì)量比按0.9478∶0.0522混合，最終含有機質(zhì)36.05%、N 2.18%、P2O51.20%、K2O 0.84%、Zn 0.07%、Mn 0.03%、Mo 0.02%，粒徑1～5 mm；土壤結(jié)構(gòu)改良劑，自制，聚丙烯酰胺、多聚糖風(fēng)干質(zhì)量比按0.600 0∶0.400 0混合； 多功能生態(tài)肥，按照試驗1篩選的配方，將抗重茬菌肥、馬鈴薯營養(yǎng)劑、土壤結(jié)構(gòu)改良劑風(fēng)干質(zhì)量比按0.0036∶0.9936∶0.0028混合，最終含有機質(zhì)35.82%、N 2.16%、P2O51.19%、K2O 0.83%、Zn 0.07%、Mn 0.03%、Mo 0.02%。馬鈴薯品種為克新4號，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育。

1.2 試驗方法

1.2.1 羊糞與雞糞發(fā)酵方法 將羊糞、雞糞晾干粉碎過2 cm篩，噴自來水調(diào)節(jié)水分含量達(dá)到60%～65%，在溫室內(nèi)(室溫25℃～30℃)堆成2.00 m高的梯形，覆蓋塑料薄膜并開直徑3～5 cm小洞若干，發(fā)酵30 d后搗翻1次，再發(fā)酵45 d，發(fā)酵物料出現(xiàn)灰白色菌絲，顏色呈黑褐色，在陰涼干燥處自然風(fēng)干，至含水量小于5%備用。

1.2.2 試驗處理 試驗1：多功能生態(tài)肥配方篩選。2017年4月30日選擇抗重茬菌肥、馬鈴薯營養(yǎng)劑和土壤結(jié)構(gòu)改良劑3種原料，每種原料設(shè)計3個水平施用量，按正交表L9(34)設(shè)計9個處理[22-23]，按表中用量稱取各種原料組成9種多功能生態(tài)肥。

試驗2：多功能生態(tài)肥經(jīng)濟效益最佳施用量研究。2018年4月30日，按照試驗1篩選的配方(抗重茬菌肥、馬鈴薯營養(yǎng)劑、土壤結(jié)構(gòu)改良劑風(fēng)干質(zhì)量比按0.0036∶0.9936∶0.0028混合)配制多功能生態(tài)肥，施用量梯度設(shè)計為0(CK)、6、12、18、24、30、36 t·hm-2共7個處理。每個處理重復(fù)3次，隨機區(qū)組排列。

試驗3：多功能生態(tài)肥對馬鈴薯連作土壤性質(zhì)的影響。 2019年4月30日設(shè)計3個處理：處理1，對照(不施肥)；處理2，傳統(tǒng)化肥(施用量為CO(NH2)21.22 t·hm-2+(NH4)2HPO40.85 t·hm-2+K2SO40.55 t·hm-2+ ZnSO4·7H2O 0.10 t·hm-2+MnSO4·H2O 0.04 t·hm-2+(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.01 t·hm-2)；處理3，多功能生態(tài)肥(施用量33.00 t·hm-2)。每個處理重復(fù)3次，隨機區(qū)組排列。處理2和處理3純養(yǎng)分投入量相等(N 712.80 kg·hm-2+P2O5392.70 kg·hm-2+K2O 273.90 kg·hm-2+ Zn 23.10 kg·hm-2+Mn 9.90 kg·hm-2+Mo 6.60 kg·hm-2)。

1.2.3 種植方法 試驗1、2和3小區(qū)面積均為39.60 m2(8 m×4.95 m)，每個小區(qū)四周筑埂。按試驗設(shè)計將肥料在馬鈴薯播種前做底肥施入0～20 cm土層起壟，壟高、壟寬、壟距為35 cm×55 cm×55 cm。2017—2019每年的4月30日播種，播種深度、株距為15 cm×25 cm，每小區(qū)播種5壟，每壟2行。每個試驗小區(qū)為一個支管單元，在支管單元入口安裝閘閥、壓力表和水表，在栽培壟上安裝1條薄壁滴灌帶，滴頭間距25 cm，在馬鈴薯開花期、塊莖膨大期和收獲前各灌水1次，每個小區(qū)灌水量為3.96 m3。其他田間管理措施與大田相同。

1.2.4 樣品采集方法 馬鈴薯收獲時每個小區(qū)選擇 3壟 ,每壟采集5株，共采集15株測定經(jīng)濟性狀，每個試驗小區(qū)單獨收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計分析。2019年9月20日試驗3的馬鈴薯收獲后，在試驗小區(qū)內(nèi)按對角線布置5個采樣點，采集0～20 cm耕作層新鮮土樣5 kg，用4分法保留2 kg，其中1 kg新鮮土樣放入4 ℃冰箱避光保存測定微生物數(shù)量和酶活性，另外1 kg土樣風(fēng)干過1 mm篩供室內(nèi)分析。土壤容重和團(tuán)聚體測定用環(huán)刀采集原狀土，未進(jìn)行風(fēng)干。

1.2.5 測定指標(biāo)與方法 土壤容重、總孔隙度和0.25 mm團(tuán)聚體測定分別采用環(huán)刀法、計算法和干篩法； pH值和CEC(陽離子交換量)測定分別采用酸度計法(水土比5∶1)和乙酸銨-氯化銨法；有機質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀測定分別采用重鉻酸鉀法、擴散法、0.5 mol·L-1NaHCO3溶液浸提-鉬銻抗比色法和中性醋酸銨溶液浸提-火焰光度計法；Cd、Hg、Pb和Cr測定分別采用石墨爐原子吸收分光光度法、冷原子-熒光光譜法、火焰原子吸收分光光度法和分光光度法；飽和持水量=面積×總孔隙度 × 土層深度[24]；微生物數(shù)量測定采用稀釋平板法[25]；蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性測定分別采用3,5-二硝基水楊酸比色法、靛酚比色法、磷酸苯二鈉比色法和碘量滴定法[26]；邊際產(chǎn)量、邊際產(chǎn)值和邊際成本及邊際利潤分別為每增加單位肥料用量時所得到的產(chǎn)量、產(chǎn)值、所投入的成本以及所得到的利潤；邊際施肥量為后一個處理施肥量與前一個處理施肥量的差。計算公式分別為[27]：

邊際產(chǎn)量(t·hm-2)=每增加一個單位肥料用量時所得到的產(chǎn)量-前一個處理的產(chǎn)量

邊際產(chǎn)值(元·hm-2)=邊際產(chǎn)量×產(chǎn)品價格

邊際成本(元·hm-2)=邊際施肥量×肥料價格

邊際利潤(元·hm-2)=邊際產(chǎn)值-邊際成本

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 多功能生態(tài)肥配方篩選

2017年9月20日馬鈴薯收獲后測定數(shù)據(jù)可知(表1)，多功能生態(tài)肥原料間的主次效應(yīng)(R)是：B馬鈴薯營養(yǎng)劑(R=37.60)>A抗重茬菌肥(R=33.91)>C土壤結(jié)構(gòu)改良劑(R=17.53)。從各水平總產(chǎn)量(T)可以看出，TA1>TA3>TA2，TB3>TB2>TB1，TC3>TC1>TC2。說明多功能生態(tài)肥的最佳原料組合為:A1抗重茬菌肥0.12 t·hm-2，B3馬鈴薯營養(yǎng)劑33.00 t·hm-2，C3土壤結(jié)構(gòu)改良劑0.09 t·hm-2，即多功能生態(tài)肥配方組合比例為：抗重茬菌肥0.0036∶馬鈴薯營養(yǎng)劑0.9936∶土壤結(jié)構(gòu)改良劑0.0028。

2.2 多功能生態(tài)肥經(jīng)濟效益最佳施用量確定

2018年9月20日馬鈴薯收獲后測定數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計分析可知，多功能生態(tài)肥施用量在30.00 t·hm-2的基礎(chǔ)上再增加6.00 t·hm-2，邊際利潤出現(xiàn)負(fù)值(表2)。將多功能生態(tài)肥不同施肥量與馬鈴薯產(chǎn)量間的關(guān)系采用肥料效應(yīng)函數(shù)方程y=a+bx+cx2擬合，得到的回歸方程為：

y=22.5000+0.8408x-0.0108x2

(1)

對回歸方程進(jìn)行顯著性測驗，F(xiàn)=25.08>F0.01(23.43)，r=0.9982**，說明回歸方程擬合良好。多功能生態(tài)肥價格(Px)為255.52元·t-1，2018年馬鈴薯市場平均價格(Py)為2000元·t-1，將(Px)、(Py)、肥料效應(yīng)函數(shù)的b和c，代入最佳施肥量計算公式x0=[(Px/Py)-b]/2c，求得多功能生態(tài)肥經(jīng)濟效益最佳施肥量(x0)為33.01 t·hm-2，將x0代入(1)式，求得馬鈴薯理論產(chǎn)量(y)為38.56 t·hm-2，回歸統(tǒng)計分析結(jié)果與試驗處理6基本吻合(表2)。

2.3 多功能生態(tài)肥對馬鈴薯連作土壤性質(zhì)的影響

2.3.1 對物理性質(zhì)和持水量的影響 由2019年9月20日馬鈴薯收獲后的測定數(shù)據(jù)可知，不同處理土壤容重由大到小的變化順序為：CK>傳統(tǒng)化肥>多功能生態(tài)肥；總孔隙度、團(tuán)聚體和飽和持水量由大到小的變化順序為：多功能生態(tài)肥>傳統(tǒng)化肥> CK (表3)。多功能生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，容重降低7.46%(P<0.05)，總孔隙度和飽和持水量增加了7.65%和7.66%(P<0.05)，團(tuán)聚體增加18.67%(P<0.01)；與對照比較，容重降低8.82%，總孔隙度和飽和持水量增加9.31%和9.31%(P<0.05)，團(tuán)聚體增加19.13%(P<0.01)。傳統(tǒng)化肥與對照比較，容重降低了1.47%，總孔隙度、團(tuán)聚體和飽和持水量分別增加了1.54%、0.39%和1.54%(P>0.05)?？梢姡┯枚喙δ苌鷳B(tài)肥顯著降低了容重，增大了孔隙度和持水量，極顯著提高了團(tuán)聚體數(shù)量。而傳統(tǒng)化肥對容重、總孔隙度、飽和持水量和團(tuán)聚體無顯著影響。

2.3.2 對化學(xué)性質(zhì)、有機質(zhì)和速效氮、磷、鉀含量的影響 由表3可知，不同處理土壤pH值由大到小的變化順序為：CK>傳統(tǒng)化肥>多功能生態(tài)肥；有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀和CEC由大到小的變化順序為：多功能生態(tài)肥>傳統(tǒng)化肥>CK。多功能生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，pH值降低7.12%，有機質(zhì)和CEC增加8.84%和5.56(P<0.05)，堿解氮、速效磷和速效鉀分別增加0.26%、0.52%和1.62%(P>0.05)；與對照比較，pH值降低了7.35%，有機質(zhì)增加了8.98(P<0.05)，堿解氮、速效磷、速效鉀和CEC分別增加67.66%、30.53%、19.37%和34.11%(P<0.01)。傳統(tǒng)化肥與對照比較，pH值降低0.25%，有機質(zhì)增加0.12%(P>0.05)，堿解氮、速效磷、速效鉀和CEC分別增加67.22%、29.85%、17.48%和27.57%(P<0.01)。因此，施用多功能生態(tài)肥顯著降低了土壤pH值，提高了有機質(zhì)，極顯著提高了氮、磷、鉀和CEC；傳統(tǒng)化肥對有機質(zhì)和pH值影響不顯著，而對氮、磷、鉀和CEC影響極顯著。

表3 施用多功能生態(tài)肥對土壤理化性質(zhì)、有機質(zhì)和速效氮、磷、鉀含量的影響(試驗3)Table 3 Effects of multi-functional ecological fertilizer application on soil physical and chemical properties,organic matter, and available N, P, and K content (Experiment 3)

2.3.3 對土壤微生物和酶活性的影響 由表4可知，不同處理土壤微生物和酶活性由大到小變化的順序為：多功能生態(tài)肥>傳統(tǒng)化肥>CK。施用多功能生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，真菌、細(xì)菌和放線菌數(shù)量分別增加了76.60%、25.78%和21.98%(P<0.01)，蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性分別提高了53.66%、32.00%和23.61%(P<0.01)，脲酶活性提高7.86%(P<0.05)；與CK比較，真菌、細(xì)菌和放線菌數(shù)量分別增加了79.14%、30.89%和26.14%(P<0.01)，蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性分別提高56.38%、34.46%、57.14%和27.14%(P<0.01)。傳統(tǒng)化肥與CK比較，真菌、細(xì)菌和放線菌數(shù)量分別增加1.44%、4.07%和3.41%(P>0.05)，蔗糖酶和多酚氧化酶活性分別提高1.77%和2.86%(P>0.05)，脲酶和磷酸酶活性分別提高22.81%和19.05%(P<0.01)。多功能生態(tài)肥極顯著地提高了土壤微生物數(shù)量和酶活性，而傳統(tǒng)化肥極顯著提高了脲酶和磷酸酶活性，對微生物、蔗糖酶和多酚氧化酶無顯著影響。

2.3.4 對土壤重金屬離子的影響 由表4可知，不同處理土壤重金屬離子Hg、Cd、Cr和Pb由大到小變化的順序為：傳統(tǒng)化肥>多功能生態(tài)肥>CK。施用多功能生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較， Hg、Cd、Cr和Pb含量分別降低17.07%、28.07%、15.73%和17.80%(P<0.01)；與CK比較，Hg、Cd、Cr和Pb含量分別增加了3.03%、2.50%、0.28%和0.75%(P>0.05)。傳統(tǒng)化肥與CK比較，Hg、Cd、Cr和Pb含量分別增加了24.24%、42.50%、19.01%和22.86%(P<0.01)。施用多功能生態(tài)肥對重金屬離子無顯著影響，而傳統(tǒng)化肥極顯著地提高了重金屬離子含量。

2.4 多功能生態(tài)肥對馬鈴薯經(jīng)濟性狀及產(chǎn)量和效益的影響

由表5可知，不同處理馬鈴薯經(jīng)濟性狀、產(chǎn)量、增產(chǎn)值和施肥利潤由大到小變化的順序依次為：多功能生態(tài)肥>傳統(tǒng)化肥。多功能生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，塊莖質(zhì)量、單株塊莖質(zhì)量和產(chǎn)量分別增加5.14%、7.89%和7.82%(P<0.05)；與CK比較，塊莖質(zhì)量、單株塊莖質(zhì)量和產(chǎn)量分別增加29.98%、33.38%和42.26%(P<0.01)。傳統(tǒng)化肥與對照比較，塊莖質(zhì)量、單株塊莖質(zhì)量和產(chǎn)量分別增加23.63%、26.63%和31.95%(P<0.01)。多功能生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，增產(chǎn)值、施肥利潤和肥料投資效率分別增加5 560.00、5 133.84元·hm-2和0.55元·元-1。多功能生態(tài)肥比傳統(tǒng)化肥顯著提高了馬鈴薯的經(jīng)濟性狀、產(chǎn)量和效益。

3 討論與結(jié)論

施用多功能生態(tài)肥后土壤孔隙度、團(tuán)聚體、飽和持水量增大，容重降低，這種變化規(guī)律與肖占文和張春梅等研究結(jié)果相一致[28-29]。產(chǎn)生這種變化規(guī)律的原因，一是多功能生態(tài)肥中的有機營養(yǎng)劑使土壤疏松，因而降低了容重，增大了孔隙度；二是多功能生態(tài)肥中的有機質(zhì)在土壤微生物的作用下合成土壤腐殖質(zhì)，促進(jìn)了團(tuán)聚體的形成[30]；三是多功能生態(tài)肥中的聚丙烯酰胺和多聚糖土壤結(jié)構(gòu)改良劑可以把小土粒黏在一起形成穩(wěn)定的團(tuán)聚體；四是多功能生態(tài)肥中的有機質(zhì)，在土壤中合成腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)最大吸水量可以超過500%[31]，因而提高了飽和持水量。施用多功能生態(tài)肥后土壤有機質(zhì)、CEC、堿解氮、速效磷和速效鉀增大，pH值和重金屬離子降低，李棟也得出了相似的結(jié)論[32]。究其原因一是多功能生態(tài)肥含有豐富的有機質(zhì)和速效氮、磷、鉀；二是多功能生態(tài)肥中的有機質(zhì)被微生物分解后產(chǎn)生一定量的有機酸，因而降低了pH值；三是多功能生態(tài)肥重金屬離子Hg、Cd、Cr和 Pb含量比傳統(tǒng)化肥低。施用多功能生態(tài)肥后土壤微生物數(shù)量和酶活性表現(xiàn)為細(xì)菌、放線菌、蔗糖酶、磷酸酶、多酚氧化酶和脲酶增加，這種變化規(guī)律與朱曉濤研究結(jié)果相似[33]。這是因為多功能生態(tài)肥中的有機質(zhì)和速效氮、磷、鉀以及微量元素為微生物的生長發(fā)育提供了豐富的礦質(zhì)營養(yǎng)，因而促進(jìn)了微生物的繁殖和生長發(fā)育，同時也提高了土壤酶活性。在土壤上施用多功能生態(tài)肥后，馬鈴薯增產(chǎn)值和施肥利潤有所提高，究其原因一是多功能生態(tài)肥配方是依據(jù)本區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀篩選的；二是多功能生態(tài)肥含有豐富的有機質(zhì)和速效氮、磷、鉀以及微量元素，施用多功能生態(tài)肥協(xié)調(diào)了土壤養(yǎng)分平衡，促進(jìn)了馬鈴薯的生長發(fā)育，因而提高了其產(chǎn)量。

經(jīng)回歸統(tǒng)計分析，多功能生態(tài)肥施用量與馬鈴薯產(chǎn)量間的回歸方程為y=22.5000+0.8408x-0.0108x2，多功能生態(tài)肥經(jīng)濟效益最佳施肥量為33.01 t·hm-2，經(jīng)濟效益最佳施肥量時的馬鈴薯理論產(chǎn)量為38.56 t·hm-2。不同處理土壤容重和pH值由大到小變化的順序依次為：不施肥(CK)>傳統(tǒng)化肥>多功能生態(tài)肥；總孔隙度、團(tuán)聚體、飽和持水量、有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、CEC、微生物、酶活性、馬鈴薯經(jīng)濟性狀、產(chǎn)量、增產(chǎn)值和施肥利潤由大到小變化的順序依次為：多功能生態(tài)肥>傳統(tǒng)化肥>不施肥(CK)；重金屬離子Hg、Cd、Cr和Pb由大到小的變化順序為：傳統(tǒng)化肥>多功能生態(tài)肥>不施肥(CK)。