有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)濱海脫鹽土栽培菊芋及其養(yǎng)分吸收的影響①

甘泉峰，黃 婷，李 媛，杭慧嫻，蘇愉程，趙耕毛

有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)濱海脫鹽土栽培菊芋及其養(yǎng)分吸收的影響①

甘泉峰，黃 婷，李 媛，杭慧嫻，蘇愉程，趙耕毛*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/江蘇省海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210095)

以蚯蚓糞和無(wú)機(jī)復(fù)合肥為材料，設(shè)置CK(不施肥)、T1(無(wú)機(jī)復(fù)合肥300 kg/hm2)、T2(無(wú)機(jī)復(fù)合肥600 kg/hm2)、T3(蚯蚓糞7.5 t/hm2)、T4(蚯蚓糞7.5 t/hm2、無(wú)機(jī)復(fù)合肥300 kg/hm2)、T5(蚯蚓糞7.5 t/hm2、無(wú)機(jī)復(fù)合肥600 kg/hm2)、T6(蚯蚓糞15 t/hm2)、T7(蚯蚓糞15 t/hm2、無(wú)機(jī)復(fù)合肥300 kg/hm2)、T8(蚯蚓糞15 t/hm2、無(wú)機(jī)復(fù)合肥600 kg/hm2)共計(jì)9個(gè)處理，研究了蚯蚓糞和無(wú)機(jī)復(fù)合肥配施下濱海脫鹽土土壤性質(zhì)的變化，栽培菊芋生長(zhǎng)特性及養(yǎng)分吸收規(guī)律，以確立濱海脫鹽土菊芋高效栽培最適有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施方案。結(jié)果表明：隨菊芋生育進(jìn)程推進(jìn)，土壤可溶性鹽含量下降，T6處理幼苗期和開花期的可溶性鹽含量均最低，分別為0.28和0.29 g/kg，較CK處理分別降低37.0% 和27.16%(<0.05)。在開花期，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理的土壤pH顯著低于CK處理，T5、T7和T8處理的pH較低，分別為8.40、8.35和8.44，較CK處理分別降低2.89%、3.54% 和2.50%。隨菊芋生育進(jìn)程推進(jìn)，土壤堿解氮含量有增加趨勢(shì)，開花期T5處理的堿解氮含量最高，為38.53 mg/kg，較CK處理顯著增加37.92%；但土壤有效磷含量有降低趨勢(shì)，幼苗期明顯高于開花期，幼苗期T5處理的有效磷含量最高，為20.02 mg/kg，較CK處理顯著增加864.18%；T1處理的速效鉀含量降低，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理的速效鉀含量上升，T3處理幼苗期和開花期的速效鉀含量均較高，分別為0.24 和0.34 g/kg，顯著高于其他施肥處理。有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施顯著改善菊芋生長(zhǎng)性狀，T5處理顯著增加菊芋株高、莖粗、葉面積、產(chǎn)量。同樣，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施有效促進(jìn)了植株吸收氮、磷、鉀養(yǎng)分，根、莖、葉中氮、磷、鉀含量較高，T5處理相對(duì)較好。綜合考慮土壤性質(zhì)和菊芋各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)，優(yōu)選出T5處理(蚯蚓糞7.5 t/hm2和復(fù)合肥600 kg/hm2)為最適有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施方案。

鹽堿地；菊芋；有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施；生長(zhǎng)指標(biāo)；養(yǎng)分吸收

濱海鹽堿地是在海陸交替作用下形成的連接陸地和海洋的緩沖地帶，其直接發(fā)育于海水浸漬的鹽淤泥之上，并且長(zhǎng)期受海水浸漬，鹽源充足、地勢(shì)平緩、排水不暢，導(dǎo)致其具有含鹽量高、地下水位淺、極易返鹽、結(jié)構(gòu)性差、養(yǎng)分貧瘠、種植作物產(chǎn)量低等特點(diǎn)，嚴(yán)重制約了濱海土地資源的開發(fā)利用與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1–2]。目前，前人對(duì)濱海鹽堿地改良利用已做了大量研究，使濱海鹽漬化土地資源在一定程度上脫鹽，但其土壤質(zhì)量仍然較低，存在養(yǎng)分貧瘠、保水保肥能力差等問題。因此，在濱海脫鹽土上進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，不僅要選用耐鹽作物品種，同時(shí)還要培育土壤肥力，提升土壤質(zhì)量，以滿足作物的生長(zhǎng)需求[3]。菊芋(L.)是一種耐鹽堿經(jīng)濟(jì)作物，具有較強(qiáng)的抗逆性。種植菊芋可有效緩解土壤鹽堿化程度，特別是在輕度鹽堿化的土壤中種植菊芋能夠在很大程度上改良土壤環(huán)境。菊芋在我國(guó)沿海灘涂地區(qū)有大面積種植，是對(duì)沿海灘涂進(jìn)行土壤改良的先鋒植物[4–5]。

施肥是提高作物產(chǎn)量的根本手段，也是改善土壤質(zhì)量的主導(dǎo)因素。化肥的施用是保障作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要措施，但長(zhǎng)期大量或過(guò)量地施用化肥會(huì)造成土壤鹽漬化、酸化、板結(jié)、污染和土壤生物多樣性降低等一系列土壤及生態(tài)環(huán)境問題，不利于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[6–7]。有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施一直以來(lái)是鹽堿化農(nóng)田改良增肥的研究熱點(diǎn)，也是研究進(jìn)展較為迅速的領(lǐng)域之一[8]。有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥相結(jié)合，在土壤培肥、地力提升與作物增產(chǎn)方面優(yōu)于二者單獨(dú)施用[9]。有機(jī)肥肥效釋放緩慢，單獨(dú)施用難以保障作物正常生長(zhǎng)發(fā)育的需要，而有機(jī)肥和化肥配合施用，結(jié)合了化肥的速效性和有機(jī)肥的持久性的特點(diǎn)[10]。增施有機(jī)肥不僅可以改善土壤結(jié)構(gòu)，進(jìn)而促進(jìn)土壤排鹽并抑制返鹽，而且增強(qiáng)了土壤的保水保肥能力[11]。有機(jī)肥含有作物生長(zhǎng)發(fā)育需要的氮、磷、鉀等大量元素、微量元素和有機(jī)質(zhì)，能促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)及土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，有利于培肥土壤，改良土壤耕性，提高土壤肥力水平，進(jìn)而促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育[12]。

蚯蚓糞是蚯蚓將農(nóng)作物秸稈或畜禽糞便等消化分解后的排泄物，其含有大量有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)和植物生長(zhǎng)所需的氮、磷、鉀等大量元素[13]。作為一種優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，相比常規(guī)堆肥，蚯蚓糞具有更高的酶活性和更高的穩(wěn)定性，含有更多的活性成分，可發(fā)揮增強(qiáng)供肥性能、改良土壤、減輕病蟲害的作用[14]。研究表明，施用蚯蚓糞能顯著增加玉米株高、地上部和地下部的干物質(zhì)量，能夠有效調(diào)節(jié)土壤pH，隨著蚯蚓糞比例的增加，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量明顯增加[15]。劉麗等[16]連續(xù)3年的研究結(jié)果顯示，與施用牛糞堆制肥相比，施用蚯蚓糞肥配緩釋肥的土壤全氮、全磷、有效磷和速效鉀含量顯著提高。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施提高了大豆的產(chǎn)量和品質(zhì)，提高了水稻在分蘗期的分蘗能力，進(jìn)而提高了水稻產(chǎn)量[17–18]。張秀志等[19]的研究結(jié)果表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施降低了土壤pH，提高了土壤的養(yǎng)分水平，促進(jìn)了果樹的生長(zhǎng)發(fā)育，改善了果實(shí)的品質(zhì)。尤彩霞等[20]的研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施有利于提高土壤酶活性，促進(jìn)植物生長(zhǎng)和對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收利用。

目前，有關(guān)有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)濱海脫鹽土土壤性質(zhì)、菊芋生長(zhǎng)及各器官氮、磷、鉀元素含量的影響等尚無(wú)較系統(tǒng)的報(bào)道。為此，本研究以菊芋為研究對(duì)象，研究了有機(jī)肥和復(fù)合肥配施下對(duì)濱海脫鹽土土壤性質(zhì)、菊芋生長(zhǎng)發(fā)育、植株各器官養(yǎng)分含量的影響，探究了施肥與土壤性質(zhì)、植株養(yǎng)分吸收的作用機(jī)制，以篩選合理高效的有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施方案，為濱海菊芋高效精準(zhǔn)栽培提供科學(xué)依據(jù)，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于江蘇省東部沿海地區(qū)大豐區(qū)(33°2′19"N，120°8′37"E)，該區(qū)屬熱帶向暖溫帶過(guò)渡的典型季風(fēng)氣候，雨量充沛，年均氣溫為13.7 ～ 14.8 ℃，年降水量為900 ～ 1 100 mm。試驗(yàn)地土壤基本理化性質(zhì)為：pH 8.42，可溶性鹽3.12 g/kg，有機(jī)質(zhì)7.17 g/kg，堿解氮27.38 mg/kg，有效磷3.42 mg/kg，速效鉀0.13 g/kg，全氮0.48 g/kg，全磷0.81 g/kg，全鉀16.58 g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021年3月—12月進(jìn)行，以菊芋為試驗(yàn)對(duì)象，設(shè)置蚯蚓糞(有機(jī)質(zhì)2.33 g/kg、全氮0.12 g/kg、全磷0.08 g/kg、全鉀0.13 g/kg)和無(wú)機(jī)復(fù)合肥(硫酸鉀型復(fù)合肥(N–P2O5–K2O=17–17–17))2個(gè)因素，蚯蚓糞3水平(0、7.5、15.0 t/hm2)，復(fù)合肥3水平(0、300、600kg/hm2)，共9個(gè)處理，按隨機(jī)區(qū)組排列。菊芋壟溝種植，每行種植30株，種植行距60 cm，株距50 cm，每個(gè)處理種植3行，進(jìn)行常規(guī)田間管理。具體的試驗(yàn)處理如表1所示。

表1 試驗(yàn)處理

1.3 樣品采集與保存

分別于菊芋幼苗期和開花期進(jìn)行采樣，于成熟期收獲塊莖。采樣時(shí)忽略邊界植株，每個(gè)處理分散采集生長(zhǎng)狀況良好、長(zhǎng)勢(shì)接近的3株，去除表面浮土，整株拔起，盡可能保證根系完整，并將根系周圍的土壤迅速裝入已編號(hào)的無(wú)菌自封袋，保存于保溫箱中，盡快轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室。植株樣稱重后進(jìn)行根、莖、葉分離，分別裝于信封內(nèi)。所有的土壤樣品在去除殘留植物根系、動(dòng)物殘骸及其他雜質(zhì)后，將土樣混合均勻后風(fēng)干過(guò)篩，室溫保存，用于土壤理化性質(zhì)的測(cè)定。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 土壤性質(zhì)的測(cè)定 采用pH計(jì)測(cè)定土壤pH(水土質(zhì)量比為5∶1)；采用電導(dǎo)率儀測(cè)定土壤可溶性鹽含量(水土質(zhì)量比為5∶1)；采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤堿解氮含量；采用乙酸銨浸提法，使用ICP-OES測(cè)定土壤速效鉀含量；采用碳酸氫鈉–鉬銻抗比色法測(cè)定土壤有效磷含量。

1.4.2 植株生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 卷尺測(cè)量株高(植物根頸部至頂端葉尖的距離)；游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗(莖與地面接觸部位的直徑)；YMJ-B葉面積測(cè)量?jī)x測(cè)定葉面積(全株最大葉片的面積)；電子天平測(cè)定菊芋單株鮮重、地上部鮮重和塊莖產(chǎn)量；植株于105 ℃殺青30 min后，75 ℃烘至恒重，電子天平測(cè)定菊芋單株干重。

1.4.3 植株養(yǎng)分含量的測(cè)定 采用H2SO4-H2O2消化法消解植株樣品，通過(guò)連續(xù)流動(dòng)分析儀(Auto Analyer AA3，Germany)測(cè)定植株各器官全氮含量，通過(guò)電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(Agilent 700 Series ICP-OES，USA)測(cè)定植株各器官全磷和全鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用 SPSS 26.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析和差異顯著性檢驗(yàn)(Duncan法，<0.05) ，采用Origin 2022 軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

2.1.1 不同施肥處理對(duì)土壤可溶性鹽和pH的影響 隨菊芋生育進(jìn)程推進(jìn)，土壤可溶性鹽含量降低，各施肥處理在菊芋開花期均顯著低于CK 處理(<0.05，圖1)。T6處理的可溶性鹽含量在幼苗期和開花期均最低，分別為0.28和0.29 g/kg，較CK 處理分別顯著降低37.0% 和27.16%(<0.05)。土壤pH介于8.35 ～ 8.80，在開花期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理的pH顯著低于CK 處理，其中T5、T7和T8處理的pH較低，分別為8.40、8.35和8.44，較CK 處理分別顯著降低2.89%、3.54% 和2.50%(<0.05)，而3處理間差異不顯著。

2.1.2 不同施肥處理對(duì)土壤速效養(yǎng)分的影響 由圖2可知，隨菊芋生育進(jìn)程推進(jìn)，土壤堿解氮、速效鉀含量大多上升，在生育后期T1、T2處理的有效磷、速效鉀含量較低。幼苗期各施肥處理堿解氮含量低于CK 處理，但隨生育進(jìn)程推進(jìn)CK 處理的堿解氮含量下降，開花期各施肥處理堿解氮含量高于CK 處理，其中T5處理的堿解氮含量最高，為38.53 mg/kg，較CK 處理顯著增加37.92%(<0.05)。在開花期，隨著施肥量的增加，土壤中的有效磷含量也隨之增加；T1、T2處理的有效磷含量明顯降低，顯著低于其他施肥處理。幼苗期T5處理的有效磷含量最高，為20.02 mg/kg，較CK 處理顯著增加864.18%(<0.05)。CK 處理的速效鉀含量波動(dòng)較大，在開花期明顯上升，T1處理的速效鉀含量在開花期降低，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理的速效鉀含量略有上升；T3處理幼苗期和開花期的速效鉀含量均較高，分別為0.24 和0.34 g/kg，顯著高于其他施肥處理(<0.05)。

(圖中不同小寫字母代表同一生育期不同施肥處理在P<0.05水平上差異顯著；下同)

圖2 不同施肥處理對(duì)土壤堿解氮(A)、有效磷(B)、速效鉀(C)含量的影響

2.2 不同施肥處理對(duì)菊芋生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

隨生育進(jìn)程推進(jìn)，菊芋的株高、莖粗、單株鮮重和干重增加，葉面積減小，CK 處理由于不施肥各時(shí)期株高、莖粗、單株鮮重和干重均最小(表2)。幼苗期各施肥處理的株高均顯著高于CK 處理，開花期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理株高顯著高于單施無(wú)機(jī)肥處理和CK 處理，T5、T7和T8處理的株高較高，分別為291.67、305.30 和294.43 cm，較CK 處理分別顯著增加32.70%、38.90% 和33.96%(<0.05)，而3處理間差異不顯著。T5處理幼苗期和開花期的莖粗均最大，分別為28.18和25.50 mm，較CK 處理分別顯著增加88.87% 和99.24%(<0.05)，說(shuō)明T5處理對(duì)菊芋莖粗的改善效果較好。幼苗期T2、T5和T8處理葉面積較大，分別為139.37、137.57和147.15 cm2，較CK 處理分別顯著增加53.14%、51.16% 和61.68%(<0.05)，但3處理間差異不顯著。幼苗期T2和T5處理單株鮮重和干重均較大，顯著大于CK 處理(<0.05)，但兩處理間差異不顯著；開花期T5和T6處理的單株干重較大，分別為419.18 和421.71 g，較CK 處理分別顯著增加422.77%和425.93% (< 0.05)，但兩處理間差異不顯著。綜合菊芋株高、莖粗、葉面積、單株鮮重和干重以及施肥量，T5處理優(yōu)于其他處理。

2.3 不同施肥處理對(duì)成熟期菊芋塊莖產(chǎn)量和地上部生物量的影響

由圖3可知，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)菊芋塊莖產(chǎn)量和地上部生物量具有重要影響。CK處理由于不施肥，其塊莖產(chǎn)量和地上部生物量均顯著低于施肥處理，在一定范圍內(nèi)，隨著施肥量的增加，塊莖產(chǎn)量和地上部生物量也隨之增加。與單施無(wú)機(jī)肥相比，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施可顯著提高菊芋的產(chǎn)量和生物量，其中T5處理的塊莖產(chǎn)量和地上部生物量均最大，分別為1.84和0.38 kg，較CK處理分別顯著增加218.16% 和186.08% (<0.05)。

表2 不同施肥處理對(duì)菊芋生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

注：表中同列不同小寫字母代表同一生育期不同施肥處理在<0.05水平上差異顯著。

圖3 不同施肥處理對(duì)菊芋塊莖產(chǎn)量(A)和地上部生物量(B)的影響

2.4 不同施肥處理對(duì)植株各器官養(yǎng)分吸收的影響

2.4.1 不同施肥處理對(duì)植株各器官全氮含量的影響

由圖4可知，隨生育進(jìn)程推進(jìn)，菊芋根、莖、葉中的全氮含量降低，說(shuō)明生育后期植株對(duì)氮素的需求降低。在不同生育階段，各器官中的全氮含量由大到小依次為葉、根、莖。

圖4 不同施肥處理對(duì)菊芋根(A)、莖(B)、葉(C)中全氮含量的影響

在幼苗期，T6處理根的全氮含量最高，為13.35 g/kg，較CK處理顯著增加18.34%；T8處理莖和葉的全氮含量均最高，分別為11.61 g/kg和38.16 g/kg，較CK處理分別顯著增加142.60% 和42.19%(<0.05)。在開花期，絕大多數(shù)施肥處理根和葉的全氮含量顯著小于CK處理(<0.05)，但T5處理葉的全氮含量和T8處理根的全氮含量與CK處理差異不顯著。

2.4.2 不同施肥處理對(duì)植株各器官全磷含量的影響

由圖5可知，隨生育進(jìn)程推進(jìn)，菊芋根和莖中全磷含量降低，葉中的全磷含量升高，說(shuō)明生育后期葉對(duì)磷的需求增加。在不同生育階段，各器官中的全磷含量由大到小依次為葉、莖、根。

在幼苗期，T1處理根的全磷含量最高，為3.46 g/kg，較CK處理顯著增加11.07%(<0.05)；T5處理莖的全磷含量最高，為4.28 g/kg，較CK處理顯著增加45.04%(<0.05)；T5、T6和T8處理葉的全磷含量較高，分別為4.12、4.18和4.07 g/kg，較CK處理分別顯著增加10.05%、11.76% 和8.74%(<0.05)，而3處理間差異不顯著。在開花期，T8處理根的全磷含量最高，為2.35 g/kg，較CK處理顯著增加38.92% (<0.05)；T4處理莖的全磷含量最高，為2.34 g/kg，較CK處理顯著增加45.34%(<0.05)；T1處理葉的全磷含量最高，為6.72 g/kg，較CK處理顯著增加26.27% (<0.05)。

2.4.3 不同施肥處理對(duì)植株各器官全鉀含量的影響

由圖6可知，隨生育進(jìn)程推進(jìn)，菊芋根、莖、葉中的全鉀含量降低，在不同生育階段，各器官中的全鉀含量大小關(guān)系不同。

在幼苗期，T1處理根的全鉀含量最高，為24.99 g/kg，較CK處理顯著增加35.17%(<0.05)；T8處理莖的全鉀含量最高，為61.24 g/kg，較CK處理顯著增加74.04%(<0.05)；T5處理葉的全鉀含量最高，為48.56 g/kg，較CK處理顯著增加7.87%(<0.05)。在開花期，T8處理根的全鉀含量最高，為12.84 g/kg，較CK處理顯著增加56.12%(<0.05)；絕大多數(shù)處理莖的全鉀含量顯著小于CK處理(<0.05)，只有T3和T7處理與CK處理差異不顯著；T3、T4和T5處理葉的全鉀含量較高，分別為44.37、43.88和43.53 g/kg，較CK處理分別顯著增加8.74%、7.53%、6.66%(<0.05)，而3處理間差異不顯著。

圖5 不同施肥處理對(duì)菊芋根(A)、莖(B)、葉(C)中全磷含量的影響

圖6 不同施肥處理對(duì)菊芋根(A)、莖(B)、葉(C)中全鉀含量的影響

3 討論

前人研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理使土壤水溶性鹽含量和電導(dǎo)率降低[21]。李玉等[22]的研究表明有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施顯著降低了土壤pH，中高量有機(jī)肥配施化肥處理明顯改善了土壤鹽堿化。本研究中有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施顯著降低了土壤可溶性鹽含量，且整體上呈現(xiàn)出隨有機(jī)肥施用量的增加可溶性鹽含量降低的趨勢(shì)。該種趨勢(shì)的形成可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥中富含疏松有機(jī)物質(zhì)，其能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，不僅有利于土壤鹽分淋溶，而且能減少表層土壤毛管孔隙，減少隨水分蒸發(fā)而造成的鹽分表聚[23–24]。在開花期，與單施無(wú)機(jī)肥相比，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理的pH顯著低于對(duì)照，說(shuō)明有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施在短時(shí)間內(nèi)改善土壤堿化的效果不明顯，隨時(shí)間變化，對(duì)土壤pH的改善作用逐漸增強(qiáng)。土壤中的養(yǎng)分主要來(lái)自肥料中的速效成分和有機(jī)質(zhì)的礦化，化肥與有機(jī)肥均能提高土壤養(yǎng)分水平，二者配施能結(jié)合各自優(yōu)點(diǎn)，有效改善土壤肥力狀況。前人研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施具有提高土壤養(yǎng)分等多重作用[22]。本研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能顯著提高土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量含量，通常在一定范圍內(nèi)，隨著施肥量增加，土壤中的養(yǎng)分含量也隨之增加，但本研究中T7、T8處理的堿解氮含量及其幼苗期的有效磷含量顯著低于T5處理，這可能是與植株養(yǎng)分吸收能力增強(qiáng)、養(yǎng)分釋放速率降低或肥料成分、肥料施用量等有關(guān)。綜合土壤的各項(xiàng)指標(biāo)，T5處理能較好地改善土壤養(yǎng)分狀況，提供充足的土壤養(yǎng)分，且在一定程度上減少了肥料浪費(fèi)。

前人研究還表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施促進(jìn)了油菜生長(zhǎng)，提高了菜籽產(chǎn)量[25]。本研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施顯著促進(jìn)了菊芋的生長(zhǎng)，與對(duì)照相比，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施顯著增加了菊芋株高和莖粗，與單施無(wú)機(jī)肥相比，幼苗期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施增加了菊芋株高、莖粗和葉面積，但差異不顯著，這與陳淑君[26]的研究結(jié)果類似。這可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥肥效釋放緩慢，養(yǎng)分未被及時(shí)利用，使菊芋的株高、莖粗和葉面積未顯著增加。唐海明等[27]的研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施有利于促進(jìn)植株干物質(zhì)積累和改善產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而增加水稻產(chǎn)量。本研究中，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施顯著增加了菊芋鮮重和干重，與單施無(wú)機(jī)肥相比，幼苗期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施未能顯著增加植株鮮重和干重，但到了生育后期，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施顯著增加菊芋干重，這與李司童[28]對(duì)烤煙根系干重的研究結(jié)果相似。這可能與土壤速效養(yǎng)分供應(yīng)有關(guān)，后期有機(jī)肥經(jīng)過(guò)了礦化，養(yǎng)分逐漸釋放，而化肥的養(yǎng)分釋放較快，在生育后期無(wú)法滿足植物生長(zhǎng)需求。在一定范圍內(nèi)，菊芋生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量與施肥量呈正相關(guān)，T5處理幼苗期和開花期的莖粗、幼苗期的株高及塊莖產(chǎn)量均最大，說(shuō)明施肥過(guò)量會(huì)影響菊芋各生長(zhǎng)指標(biāo)，不能達(dá)到增產(chǎn)目的。綜合各項(xiàng)菊芋生長(zhǎng)指標(biāo)，T5處理對(duì)菊芋生長(zhǎng)的促進(jìn)效果較好，為最適有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施方案，可達(dá)到菊芋綠色高效栽培的目的。

植物的協(xié)調(diào)生長(zhǎng)和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)受其對(duì)養(yǎng)分的吸收和分配的影響，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施不僅能提高作物產(chǎn)量，而且還能促進(jìn)作物干物質(zhì)的積累，從而增加養(yǎng)分的吸收量[29]。范茂攀等[30]的研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施促進(jìn)了作物對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的吸收，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)氮磷鉀的吸收明顯高于單施無(wú)機(jī)肥，本研究結(jié)果與之相似。本研究中，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施促進(jìn)了菊芋對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的吸收，與單施無(wú)機(jī)肥相比，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施促進(jìn)氮磷鉀吸收的效果更好，且在生育后期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施的促進(jìn)效果更明顯。本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著菊芋的生長(zhǎng)發(fā)育，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理根和莖中的養(yǎng)分含量降低，葉的養(yǎng)分含量降低幅度較小或上升，且開花期有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理的養(yǎng)分含量整體高于單施無(wú)機(jī)肥處理，這與孫志祥等[31]的研究結(jié)果類似。說(shuō)明有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能夠協(xié)調(diào)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收與分配，且對(duì)作物的作用具有一定的滯后性，也從側(cè)面反映了有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)作物的長(zhǎng)期效應(yīng)[31–32]。隨時(shí)間變化，植株各器官全氮含量下降，這可能是因?yàn)殡S著施肥作用時(shí)間的增長(zhǎng)，促進(jìn)了氮的固持，氮素釋放減少，從而植株對(duì)氮素的吸收減少[33]。值得注意的是，菊芋葉片的全氮含量降低，這與孫海高[34]的研究結(jié)果一致，葉片全氮含量隨著葉齡老化而降低，這可能是由于后期菊芋塊莖開始生長(zhǎng)膨大，葉片為塊莖輸送養(yǎng)分，而此種情況下根系未能及時(shí)吸收養(yǎng)分補(bǔ)充給葉片，從而導(dǎo)致葉片氮含量降低，這也與本研究中葉面積隨生育進(jìn)程減小相符。

4 結(jié)論

綜合考慮土壤性質(zhì)和菊芋各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)，本研究?jī)?yōu)選T5處理(蚯蚓糞7.5 t/hm2和復(fù)合肥600 kg/hm2)，為濱海脫鹽土菊芋栽培最適有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施方案。

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Effects of Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on Properties of Coastal Saline Soil, Growth and Nutrient Absorption of Jerusalem Artichoke

GAN Quanfeng, HUANG Ting, LI Yuan, HANG Huixian, SU Yucheng, ZHAO Gengmao*

(College of Resources and Environmental Sciences/Jiangsu Provincial Key Laboratory of Marine Biology,Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095,China)

With earthworm manure and inorganic compound fertilizer as materials, set CK (no fertilization), T1 (inorganic compound fertilizer 300 kg/hm2), T2 (inorganic compound fertilizer 600 kg/hm2), T3 (earthworm manure 7.5 t/hm2), T4 (earthworm manure 7.5 t/hm2, inorganic compound fertilizer 300 kg/hm2), T5 (earthworm manure 7.5 t/hm2, inorganic compound fertilizer 600 kg/hm2), T6 (earthworm manure 15 t/hm2), T7 (earthworm manure 15 t/hm2, inorganic compound fertilizer 300 kg/hm2), T8 (earthworm manure 15 t/hm2, inorganic compound fertilizer 600 kg/hm2), a total of 9 treatments. The change of soil properties, growth characteristics and nutrient absorption rule of cultivated Jerusalem artichoke under the combination of earthworm manure and inorganic compound fertilizer were studied in order to establish the optimal combination of organic and inorganic fertilizer for efficient cultivation of Jerusalem artichoke in coastal soil. The results show that with the growth of Jerusalem artichoke, soil soluble salt content is decreased, which is the lowest (0.28 g/kg and 0.29 g/kg, respectively) under T6 at seedling and florescence stages, 37.0% and 27.16% lower than CK (<0.05). At florescence stage, pH is significantly lower under the organic and inorganic fertilizer combined treatments than CK, and pH is lower under T5, T7 and T8, which are 8.40, 8.35 and 8.44, respectively, 2.89%, 3.54% and 2.50% lower than CK. With the growth of Jerusalem artichoke, soil alkaline nitrogen content has an increasing trend, and is the highest (38.53 mg/kg) under T5 at florescence stage, 37.92% higher than CK. But soil available phosphorus content has a decreasing trend, significantly higher at seedling stage than at florescence stage, and is the highest (20.02 mg/kg) under T5 at seedling stage, increased by 864.18% compared with CK. Soil available potassium content is decreased under T1 and increased under the combination application of organic and inorganic fertilizers, which is higher (0.24 and 0.34 g/kg, respectively) under T3 at seedling and florescence stages, significantly higher than other fertilization treatments. The combined application of organic and inorganic fertilizer significantly improves the growth characteristics of Jerusalem artichoke, T5 significantly increases plant height, stem diameter, leaf area and yield. Similarly, the combined application of organic and inorganic fertilizers effectively promotes the uptake of N, P and K nutrients in plants, the contents of N, P and K in roots, stems and leaves are higher, and T5 is relatively better. Considering soil properties and growth indexes of Jerusalem artichoke, T5 is recommended as the most suitable combination of organic and inorganic fertilizer.

Saline-alkali land; Jerusalem artichoke; Combined application of organic and inorganic fertilizers; Growth index; Nutrient absorption

S156.2+4

A

10.13758/j.cnki.tr.2023.02.005

甘泉峰, 黃婷, 李媛, 等. 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)濱海脫鹽土栽培菊芋及其養(yǎng)分吸收的影響. 土壤, 2023, 55(2): 262–271.

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2019YFD0900702，2020YFD0900703)和國(guó)家自然科學(xué)基金中美聯(lián)合項(xiàng)目(51961125103)資助。

(seawater@njau.edu.cn)

甘泉峰(1997—)，男，浙江長(zhǎng)興人，碩士研究生，主要從事鹽堿地改良利用研究。E-mail: ganquanfeng@yeah.net