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作物杂志, 2019, 35(3): 132-136 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2019.03.021

生理生化·植物营养·栽培耕作

不同生物有机肥对贵州高海拔春马铃薯生长及土壤肥力的影响

张萌, 芶久兰, 魏全全, 陈龙, 何佳芳

贵州省农业科学院土壤肥料研究所,550006,贵州贵阳

Effects of Different Biological Organic Fertilizers on the Growth of Spring Potato and Soil Fertility at High Altitude Region in Guizhou Province

Zhang Meng, Gou Jiulan, Wei Quanquan, Chen Long, He Jiafang

Institute of Soil and Fertilizer, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550006, Guizhou, China

通讯作者: 何佳芳为通信作者,副研究员,主要从事马铃薯高产栽培及资源利用研究

收稿日期: 2018-09-19   修回日期: 2018-12-14   网络出版日期: 2019-06-15

基金资助: 公益性行业.  农业科研专项201503127
贵州省农业科学院院专项.  黔农科院院专项[2016]025号
贵州省农业科学院青年基金.  黔农科院青年基金[2018]63号

Received: 2018-09-19   Revised: 2018-12-14   Online: 2019-06-15

作者简介 About authors

张萌,助理研究员,主要从事作物养分管理与现代施肥技术研究; 。

摘要

以贵州春马铃薯威芋5号为研究对象,通过大田试验研究了不同生物有机肥对马铃薯产量、结薯性状、养分与品质和土壤肥力的影响,结果表明：与习惯施西洋复合肥750kg/hm 2+追施尿素112.5kg/hm 2相比,加施生物有机肥1 800kg/hm 2可使马铃薯出苗率增加,马铃薯产量提高2.11%~26.46%,单株结薯数提高5.45%~38.18%,单株产量提高1.41%~47.16%,均以加施RW促腐剂混合有机肥处理最佳;加施不同生物有机肥可以显著提高马铃薯磷素含量,增幅为19.55%~42.46%,同时可使马铃薯淀粉含量提高2.44~8.69个百分点,但对马铃薯块茎中的氮素、水分和还原糖含量无明显影响;从土壤养分变化来看,与习惯施肥相比,加施生物有机肥使土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高49.31%~91.35%（金葵子LPK生物肥除外）、38.21%~52.36%、10.42%~21.74%、10.92%~68.41%和10.53%~39.47%。综合来看,RW促腐剂混合有机肥可作为贵州高海拔地区春马铃薯高产优质栽培的最佳生物有机肥。

关键词： 生物有机肥 ; 马铃薯 ; 产量 ; 养分与品质 ; 土壤肥力

Abstract

Weiyu No.5 (spring potato variety in Guizhou) was used in an field experiment to study the effects of different biological organic fertilizers on potato yield, characteristics such as nutrient and quality as well as soil fertility. The results showed that the application of biological organic fertilizer could significantly increase the emergence rate of potato, and the yield increased by 2.11%-26.46%; the number of potatoes per plant increased by 5.45%-38.18%; the yield per plant increased by 1.41%-47.16% compared with the conventional fertilization. T2 treatment in which the RW was added as an organic decomposition enhancer was the best. The content of phosphorus in potato tubers was increased by 19.55%-42.46% significantly, and the content of starch was increased by 2.44-8.69 percentage points, but no significant change in contents of nitrogen, water content and reducing sugar. The application of biological organic fertilizer significantly increased the contents of soil organic matter, total nitrogen, alkali-hydrolysis nitrogen, available phosphorus and available potassium by 49.31%-91.35% (except Jinkuizi LPK biological fertilizer), 38.21%-52.36%, 10.42%-21.74%, 10.92%-68.41% and 10.53%-39.47% compared with T1 treatment, respectively. In general, RW can be used as the best biological organic fertilizer for high yield and high quality cultivation of spring potato in the high altitude area of Guizhou.

Keywords： Biological organic fertilizer ; Potato ; Yield ; Nutrition and quality ; Soil fertility

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本文引用格式

张萌, 芶久兰, 魏全全, 陈龙, 何佳芳. 不同生物有机肥对贵州高海拔春马铃薯生长及土壤肥力的影响[J]. 作物杂志, 2019, 35(3): 132-136 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.03.021

Zhang Meng, Gou Jiulan, Wei Quanquan, Chen Long, He Jiafang. Effects of Different Biological Organic Fertilizers on the Growth of Spring Potato and Soil Fertility at High Altitude Region in Guizhou Province[J]. Crops, 2019, 35(3): 132-136 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.03.021

马铃薯作为贵州省第三大作物,其常年种植面积在66万hm2左右,马铃薯年平均产量达到950万t,约占全省粮食总产量的14%,是贵州省重要的工业原料和饲料作物,也是当地农民的主要经济来源之一[1]。然而,贵州马铃薯的平均单产仅在1 000kg/hm2左右,其单产水平低于邻近的云南省。此外,由于马铃薯栽培和种植技术水平较低,加之盲目施肥和多年的连作复种,导致土壤质量逐步降低,严重影响了马铃薯产量和品质的提升,从而影响了马铃薯生产潜力的发挥[2,3,4]。近年来,随着肥料行业的发展以及化肥“零增长”行动的提出,增效型肥料逐渐成为肥料生产领域和相关研究领域的热点。生物有机肥作为新型的增效辅助肥料,含有丰富的营养成分和微生物菌群,不仅可以改善土壤物理性状,提高土壤保水保肥能力,而且能够改善土壤微生物环境,提高土壤酶活性,有效缓解土壤连作障碍,减少病虫害发生[5,6,7]。目前,关于生物有机肥的研究应用已在小麦[8]、马铃薯[9,10]、猕猴桃[11]、小白菜[12]和黄瓜[13]等多种作物上有报道。例如孔涛等[12]研究发现生物有机肥可使盆栽小白菜增产49.07%~85.06%,并且可有效改善土壤养分质量（土壤有机质、总氮磷钾和速效氮磷钾含量）、土壤微生物（木霉菌、细菌、真菌、放线菌）环境和土壤酶（蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶）活性;李春花等[14]对荞麦病害及产量的研究表明,施用生物有机肥可有效降低荞麦褐斑病发病率,并能促进植株生长和干物质的积累,从而显著提高荞麦产量;柳玲玲等[15]对连作马铃薯的研究表明,生物有机肥可提高连作区马铃薯的产量和品质,尤其是淀粉、还原性糖以及维生素C含量等品质指标改善明显;巩子毓等[13]研究表明,连续施用含解淀粉芽孢杆菌的生物有机肥可以有效提高设施黄瓜的产量和品质,并且可以降低土体和根际土壤中病原菌的数量。由此可见,生物有机肥在作物增产提质、改善和培肥土壤等方面均表现出明显的优越性。

本研究针对贵州省高海拔地区春马铃薯生产状况,以及当地生物有机肥相关研究较少、无法有效指导实际农业生产等现状,研究了5种生物有机肥对贵州高海拔地区春马铃薯产量、结薯性状、养分与品质,以及土壤肥力状况的影响,筛选适合当地马铃薯生产的生物有机肥,从而为贵州马铃薯高产优质栽培提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况和供试材料

田间小区试验于2015年3-10月在贵州省威宁县双龙镇（海拔2 290m）进行。试验地土壤为黄棕壤灰泡泥土,基本理化性质：pH为5.56,有机质39.64g/kg,全氮2.22g/kg,碱解氮136.36mg/kg,全磷1.22g/kg,有效磷70.25mg/kg,全钾12.40g/kg,速效钾63.5mg/kg。

供试肥料为尿素（N为46%）、西洋复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）、RW促腐剂混合有机肥、金葵子生物有机肥、金葵子LPK生物肥、泰谷生物肥、利根生生物有机肥,各生物有机肥N、P、K含量均大于5%。供试马铃薯品种为威芋5号。

1.2 试验设计

试验共设6个处理,分别为习惯施肥（西洋复合肥+追施尿素,T1）;RW促腐剂混合有机肥+西洋复合肥+追施尿素（T2）;金葵子生物有机肥+西洋复合肥+追施尿素（T3）;金葵子LPK生物肥+西洋复合肥+追施尿素（T4）;泰谷生物肥+西洋复合肥+追施尿素（T5）;利根生生物有机肥+西洋复合肥+追施尿素（T6）。各处理的有机肥和西洋复合肥均做基肥一次性施用,在马铃薯开花期追施尿素,具体施肥量见表1。每个处理设置3次重复,小区面积为13.5m2（4.5m×3m）,各小区随机排列。马铃薯栽培密度为6万株/hm2,每行16株,每区5行。根据苗情及时中耕除草。

表1   不同施肥处理的肥料种类与施肥量

Table 1  Types and application rates of different fertilizers under different treatments kg/hm2

处理
Treatment		基肥Base fertilizer追肥(尿素)
Dressing fertilizer
(urea)
西洋复合肥
Compound fertilizer		有机肥
Organic fertilizer
T1750-112.5
T27501 800112.5
T37501 800112.5
T47501 800112.5
T57501 800112.5
T67501 800112.5

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1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤样品采集与分析 播种前在整个田块均匀布点15个,采集耕层（0~20cm）土壤样品,经风干磨细过筛后,测定土壤基本理化性质。同时,在马铃薯收获后,每个处理采集0~20cm耕层土壤样品,分析其基本理化性质。土壤基本理化性质测定：采用pH计法测定pH;采用重铬酸钾容量法测定有机质含量;采用半微量凯氏法测定全氮含量;采用碱解扩散法测定碱解氮含量;采用钼锑抗比色法测定全磷和有效磷含量;采用火焰光度法测定全钾和速效钾含量[16]。

1.3.2 田间调查与植物样品分析 马铃薯收获前,对每个小区马铃薯进行调查,调查内容包括单株产量、单株结薯数和大、中、小薯数。同时,每个处理随机采集马铃薯块茎,经过冲洗、杀青、干燥、磨碎和过筛后,采用凯氏定氮法测定全氮含量,采用钼锑抗比色法测定全磷含量,采用火焰光度法测定全钾含量[16]。同时,另取一部分新鲜马铃薯样品用于测定淀粉和还原糖含量[17]。马铃薯产量按收获时各小区实际产量计算,并折合单位面积产量。

1.4 数据统计

采用Microsoft Excel 2003处理数据;采用DPS 15.10软件的单因素方差分析LSD法进行差异显著性分析,显著水平为a=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对马铃薯出苗率的影响

由表2可知,与习惯施肥T1处理相比,加施不同生物有机肥可使马铃薯出苗率提高1.25~7.92个百分点。T2（RW促腐剂混合有机肥）处理出苗率最高,显著高于T1处理,而其他处理与T1处理均无显著差异。表明除T2处理加施RW促腐剂混合有机肥外,其他加施生物有机肥对马铃薯出苗率影响不明显,可能与马铃薯出苗率主要受品种特性影响有关。

表2   不同处理对马铃薯出苗率的影响

Table 2  Effects of different treatments on the seedling emergence rate of potato %

处理
Treatment		出苗率Seedling emergence rate
ⅠⅡⅢ平均值Average
T190.0091.2588.7590.00b
T295.00100.0098.7597.92a
T392.5092.5095.0093.33ab
T485.0097.5092.5091.67ab
T588.7593.75100.0094.17ab
T693.7586.2593.7591.25ab

Note: Values followed by different letters in the same column are significant difference among the treatments at the 5% level, the same below

注：不同字母表示处理间差异达5%显著水平,下同

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2.2 不同处理对马铃薯产量的影响

由表3可知,加施生物有机肥后可以显著提高马铃薯产量,与习惯施肥T1处理相比,加施生物有机肥的处理产量提高了2.11%~26.46%。T2处理马铃薯产量最高,达到23 652kg/hm2,T5处理次之,为22 995kg/hm2,T2和T5处理产量均显著高于其他处理;T3处理的马铃薯产量为20 914kg/hm2,与T6处理无明显差异,但显著高于T4处理。说明在加施等量生物有机肥条件下,RW促腐剂混合有机肥和泰谷生物肥对马铃薯增产效果最佳,金葵子生物有机肥和利根生生物有机肥效果次之。

表3   不同处理对马铃薯产量的影响

Table 3  Effects of different treatments on the yield of potato

处理
Treatment		小区产量Pot yield (kg/13.5m2)单产(kg/hm2)
Yield		增产率(%)
Yield increasing rate
ⅠⅡⅢ平均值Average
T126.4024.5024.8325.24c18 699c-
T232.7831.1331.8831.93a23 652a26.46
T327.9029.4527.3528.23b20 914b11.84
T426.2026.8824.2525.78c19 094c2.11
T529.5033.0030.6331.04a22 995a22.97
T625.2528.3027.6327.06bc20 044bc7.20

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2.3 不同处理对马铃薯结薯性状的影响

表4显示了加施不同生物有机肥对马铃薯结薯性状的影响。从马铃薯单株结薯数来看,加施生物有机肥处理的单株结薯数较习惯施肥处理提高了5.45%~38.18%,其中T2和T5处理提高最为显著,增幅分别为34.55%和38.18%,且T2和T5处理的大薯数也显著高于其他处理。从马铃薯单株产量看,加施生物有机肥后马铃薯单株产量总体上显著增加,与习惯施肥处理相比增幅为1.35%~47.16%,其中T2、T3、T5和T6处理的大薯产量显著增加36.08%~85.77%,T2~T6处理的中薯产量显著增加17.82%~43.90%。此外,加施生物有机肥处理的大中薯率显著提高,增幅为5.25~7.95个百分点,但是不同生物有机肥处理间的大中薯率没有显著差异。

表4   不同处理对结薯性状的影响

Table 4  Effects of different treatments on the characteristics of potato tuber

处理
Treatment		单株结薯数Tuber number per plant单株产量Tuber yield per plant (g)大中薯率(%)
Large- and medium-sized tuber percentage
总Total大Large中Medium小Small总Total大Large中Medium小Small
T15.5b1.1c2.8a1.6b423.52c145.36c202.00c76.16a82.02b
T27.6a2.4a3.6a1.6b623.24a270.04a290.68a62.52b89.97a
T36.4ab1.6b2.8a2.0a511.64b203.84b245.28b62.52b87.78a
T45.8b1.2c3.6a1.0c429.49c121.21d264.36ab43.92c89.77a
T57.4a2.4a3.2a1.8ab610.72a261.96a271.04ab77.72a87.27a
T66.5ab1.7b3.2a1.6b491.40b197.80b238.00b55.60bc88.69a

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2.4 不同处理对马铃薯养分与品质的影响

由表5可知,加施不同生物有机肥对马铃薯养分和品质均有不同程度的影响,其中不同生物有机肥对马铃薯块茎中磷素、钾素和淀粉含量影响差异显著,但对氮素、水分和还原糖含量影响差异不显著。从马铃薯养分来看,与T1处理相比,T2~T6处理的磷素含量显著提高19.55%~42.46%,但T2~T6处理间无明显差异;T6处理的钾素含量达到18.65g/kg,显著高于其他处理。从马铃薯品质来看,T2~T6处理的淀粉含量较T1处理提高了2.44~8.69个百分点,以T2处理最高,淀粉含量达到16.52%,T5和T6处理次之。

表5   不同处理对马铃薯养分和品质的影响

Table 5  Effects of different treatments on nutrients and qualities of potato

处理Treatment氮Nitrogen (g/kg)磷Phosphorus (g/kg)钾Potassium (g/kg)水分Water (%)淀粉Starch (%)还原糖Reducing sugar (%)
T119.24a1.79b12.45b82.89a7.83c0.31a
T219.35a2.22a12.95b82.75a16.52a0.31a
T320.58a2.31a12.80b84.32a10.49b0.30a
T419.47a2.14a13.55b82.69a10.27b0.29a
T520.02a2.30a13.30b82.18a13.10ab0.28a
T621.14a2.55a18.65a86.27a14.40ab0.29a

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2.5 不同处理对马铃薯收获后土壤肥力的影响

由表6可知,加施不同生物有机肥对马铃薯收获后的土壤肥力状况有一定影响。与T1处理相比,加施生物有机肥处理的土壤pH提高0.75%~3.01%,但是各处理间差异不显著;除T4处理外,其他处理的有机质含量较T1处理提高49.31%~91.35%。其中以T2和T5处理增幅较高,增幅分别为91.35%和74.84%;T3和T6处理次之,增幅分别为59.12%和49.31%。土壤全氮和碱解氮分别显著提高了38.21%~52.36%和10.42%~21.74%,以T2处理的氮素提升作用最佳。土壤全磷和有效磷分别提高了3.20%~16.00%和10.92%~68.41%,其中T5处理的有效磷增幅最为显著,达到88.70mg/kg。土壤全钾和速效钾含量分别提高了0.82%~8.25%和10.53%~39.47%,其中以T6处理的速效钾含量最高,达到79.5mg/kg。

表6   不同处理对耕层（0~20cm）土壤养分含量的影响

Table 6  Effects of different treatments on nutrient content of topsoil (0~20cm)

处理
Treatment		pH有机质(g/kg)
Organic matter		全氮(g/kg)
Total nitrogen		碱解氮(mg/kg)
Alkali nitrogen		全磷(g/kg)
Total phosphorus		有效磷(mg/kg)
Available phosphorus		全钾(g/kg)
Total potassium		速效钾(mg/kg)
Available potassium
T15.31a36.89c2.12b116.16c1.25a52.65c12.24a57.0b
T25.43a70.59a3.23a141.41a1.40a58.40bc12.28a70.0ab
T35.35a58.70b2.93a140.24a1.39a73.00b12.58a71.0ab
T45.43a34.06c2.96a128.26b1.29a61.00bc12.34a63.0b
T55.40a64.50ab3.13a135.31ab1.30a88.70a13.25a72.0ab
T65.47a55.08b3.08a133.29ab1.45a60.30bc12.80a79.5a

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3 讨论与结论

有机肥中含有作物生长所需要的氮、磷、钾、钙、镁、硫以及螯合态微量元素,且各元素分配均衡,因而增施有机肥能提高土壤中营养元素的含量,促进作物生长发育[18,19]。本试验证实了这一点,在加施有机肥的处理中,土壤氮、磷、钾等养分含量均有不同程度的提高,土壤有机质含量提高最为明显,其中加施RW促腐剂混合有机肥对土壤有机质含量提高效果最佳,泰谷生物肥次之。马铃薯的出苗率主要由品种特性决定,有机肥处理对其出苗率影响不大。

目前,由于化肥的过量施用以及作物的连续复种导致土壤连作障碍和病虫害发生程度加剧,土壤质量受损严重,马铃薯的产量和品质受到严重影响。有机肥有增强土壤保肥保水性、改善土壤团粒结构、减轻土壤污染等作用,可促进作物对多种营养元素的吸收利用,有利于作物生长发育,从而提高作物产量和品质。有研究指出,增施有机肥可以提高作物产量[20]、改善作物品质（如提高块茎干物质量[21]、淀粉[22]、维生素C[23]和可溶性糖含量[24]等）。本试验也有类似的结果,加施生物有机肥处理的马铃薯产量提高、单株结薯数增加,大中薯率也显著提高;此外,马铃薯块茎的氮、磷、钾养分含量也有不同程度的增加,且显著提高了马铃薯的淀粉含量。综合马铃薯产量、结薯性状、养分与品质等指标,筛选出RW促腐剂混合有机肥为马铃薯品种威芋5号种植的最佳生物有机肥,其次为泰谷生物肥。

The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。

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不同生物有机肥对绿洲温室番茄生长及产量的影响

安徽农业科学, 2019,47(2):144-146.

[本文引用: 1]

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