甘薯是我国重要粮食作物，因其产量高、适应性广和营养丰富等特点被人们广泛接受，据相关部门统计，2019年中国甘薯种植面积约为2.38× 106 hm2，甘薯已经成为我国第五大粮食作物[1]。近年来，随着甘薯产业多元化发展，其需求量逐年增加，由于多年连续种植，造成产量下降、品质降低、病虫害频发、土壤肥力及活性下降，严重影响了甘薯生产价值及经济效益，连作障碍已经成为制约甘薯产业发展的重要问题[2]。高志远等[3]研究表明，甘薯连作导致根际土壤微生物菌群失衡，真菌数量增加。许仙菊等[4]研究表明，甘薯长期连作会降低土壤N/P，提高土壤N/K以及P/K，导致土壤养分失衡，破坏土壤微生态体系，引起病虫害发生。乔月静等[5]研究表明，甘薯长期连作会不断恶化土壤微生态环境，致使病虫害频发，产量及品质下降。有研究[6-7]提出，轮作倒茬是解决甘薯连作障碍的有效途径，但在耕地面积没有较大变化的前提下，通过更换耕地来保持或增加甘薯产量会给甘薯生产及产业发展带来诸多不便。因此，通过研究不同施肥措施提升土壤肥力、促进甘薯生长发育、提高甘薯产量及品质比甘薯轮作倒茬更具有生产意义。
生物有机肥具有速效、长效和改良土壤等特点，施入土壤中其丰富的碳源物质可供微生物分解与利用，能够提高微生物代谢活性，提升土壤活性，增加土壤有机质，改善土壤理化性质[12-13]。土壤调理剂具有多种类型，主要是通过高效性物质与水的媒介作用提高土壤微生物活性，促进大粒径团聚体形成，进而提升土壤通透性，改善土壤物理结构[14-15]。有研究[16]表明，生物有机肥与土壤调理剂具有改良土壤作用，能够提高土壤酶活性与养分含量，提升根系养分吸收与利用能力，进而促进作物生长发育，提高作物抗逆性能力。李敏等[17]研究表明，化肥与生物有机肥配施能够提升甘薯植株光合作用以及抗逆性能力，降低蔓薯比值，提高甘薯产量；王光飞等[18]研究表明，合理配施土壤调理剂能够降低土壤盐分含量，提高土壤生物学活性，有效缓解土壤连作障碍，进而促进作物生长发育，提高作物产量；李停锋[19]研究表明，与常规施肥相比，施入土壤调理剂能够提高土壤养分含量，改善土壤生物学性质，促进西瓜生长发育，进而提高其品质。可见，生物有机肥与土壤调理剂在改良土壤连作障碍方面具有一定的研究基础。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2020年6月-2023年10月在河南省商丘市梁园区商丘市农林科学院试验示范中心（116°38′ E，39°93′ N）进行。该地属于暖温带大陆季风型气候，年日照时长2200~2400 h，年均气温14.2~14.6 ℃，无霜期207~214 d，年均降水量680~760 mm。试验区供试土壤为黄潮土，是黄淮海平原典型土壤。0~20 cm土壤基础理化性质为碱解氮47.08 mg/kg、速效磷55.87 mg/kg、速效钾146.62 mg/kg、有机质15.49 g/kg、pH 8.02。
1.2 试验设计
试验采用单因素随机区组设计，共设5个处理，分别为不施肥（CK）、单施化肥（SF）、单施生物有机肥（SBF）、50%化肥配施50%生物有机肥（FBF）和100%化肥配施土壤调理剂（FC）。小区面积80 m2，3次重复。试验地冬季小麦、夏季甘薯，小麦季不做特殊处理，甘薯季采用不同施肥措施。试验为4年定位试验，不同年间各处理措施均相同。SF处理：复合肥（N:P2O5:K2O=10:10:20）750 kg/hm2；SBF处理：生物有机肥（有机质含量≥40%、有效活菌数≥0.5亿CFU/g）1500 kg/hm2；FBF处理：复合肥450 kg/hm2、生物有机肥1500 kg/hm2；FC处理：复合肥750 kg/hm2、土壤调理剂（钙镁硅性调理剂，有效活菌数≥0.5亿CFU/g）600 kg/hm2。各处理肥料均作为基肥施入，生育期内不追肥。供试甘薯品种为商薯21（河南省商丘市农林科学院甘薯研究所），种植密度为48 000株/hm2，生育期为6月15日-10月15日。供试小麦品种为商麦167（河南省商丘市农林科学院小麦区试站），播种量为300 kg/hm2，生育期为10月25日-次年6月5日。其他栽培管理措施与当地种植习惯相同。土壤样品于甘薯收获前一周（2023年10月8日）采集，通过土钻采用5点取样法采集0~20 cm土壤样品，带回实验室后分为2个部分，一部分保存在4 ℃冰箱，用于土壤酶活性测定，另一部分自然阴干，用于土壤养分含量测定。
1.3 测定项目与方法
在甘薯生育后期（90 d）每小区选定10株调查测定甘薯叶片相对叶绿素含量（SPAD值）及光合特性。利用SPAD-502叶绿素仪测定主茎第3叶片SPAD值；利用LI-6400便携式光合仪测定主茎第3叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）。
在甘薯生育后期（90 d）每小区选定3株测定叶片抗氧化酶活性和丙二醛（MDA）含量。其中，分别采用氮蓝四唑光化还原法、紫外吸收法、愈创木酚氧化法测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性，采用硫代巴比妥酸法[24]测定MDA含量。
甘薯收获时每小区随机选取3个样方（3 m×4 m）进行产量测定，取平均值后进行单位面积产量折算。
1.4 数据处理
采用Microsoft Excel 2018进行数据整理、计算与作图，采用SPSS 19.0软件进行统计和相关性分析。
2 结果与分析
2.1 不同施肥措施对甘薯叶片SPAD值及光合特性的影响
由表1可知，与CK处理相比，施肥能够提高叶片SPAD值、Pn、Gs及Tr，降低Ci。其中，SBF、FBF、FC处理SPAD值、Pn、Gs及Tr均显著提高，Ci显著降低。而在不同施肥处理对比中，FBF处理能够提高叶片SPAD值、Pn和Tr，降低Ci。其中，SPAD值较SF、FC处理分别显著提高9.95%、5.63%，Pn、Tr较SF处理分别显著提高6.43%、8.41%，Ci较SF、FC处理分别显著降低8.59%、4.08%。FC处理能够提高叶片Gs，其中，较SF、SBF处理分别显著提高18.42%、9.76%，而与FBF处理相比无显著性差异。由此可见，不同施肥措施能够延缓叶片衰老，提高叶片光合作用能力。
表1 不同施肥措施对甘薯叶片SPAD值及光合特性的影响
Table 1
| 处理Treatment | SPAD值SPAD value | Pn [μmol/(m2·s)] | Gs [mol/(m2·s)] | Ci (μmol/mol) | Tr [mmol/(m2·s)] |
|---|---|---|---|---|---|
| CK | 44.36±3.58d | 14.42±0.97c | 0.35±0.02d | 252.16±13.38a | 10.14±0.75b |
| SF | 47.62±2.80c | 14.92±0.81bc | 0.38±0.01c | 241.09±17.51ab | 10.58±0.61b |
| SBF | 50.05±3.15ab | 15.76±1.16a | 0.41±0.03b | 226.17±14.08cd | 11.24±0.84a |
| FBF | 52.36±1.94a | 15.88±1.05a | 0.44±0.02a | 220.38±14.45d | 11.47±0.89a |
| FC | 49.57±2.53bc | 15.61±0.89ab | 0.45±0.01a | 237.33±16.07bc | 11.15±0.97a |
同列数据中不同小写字母表示不同处理间差异显著（P < 0.05），下同。
Different lowercase letters in the same column of data indicate significant differences among different treatments (P < 0.05), the same below.
2.2 不同施肥措施对甘薯叶片抗氧化酶活性与MDA含量的影响
由表2可知，与CK处理相比，施肥能够提高叶片SOD、POD、CAT活性，降低MDA含量。除SF处理MDA含量与CK处理相比无显著差异外，其他指标均差异显著。而在不同施肥处理对比中，FBF处理能够提高叶片SOD和POD活性，降低MDA含量。其中，SOD活性较SF处理显著提高7.47%，POD活性较SF、FC处理分别显著提高11.64%、5.73%，MDA含量与其他施肥处理相比无显著性差异。SBF处理能够提高叶片CAT活性，其中，较SF、FC处理分别显著提高15.84%、8.95%，与FBF处理相比无显著性差异。由此可见，不同施肥措施能够延缓叶片衰老，提高植株抗逆境能力。
表2 不同施肥措施对甘薯叶片抗氧化酶活性与MDA含量的影响
Table 2
| 处理 Treatment | SOD [U/(g·min)] | CAT [U/(g·min)] | POD [U/(g·min)] | MDA (μmol/g) |
|---|---|---|---|---|
| CK | 144.02±8.69c | 122.28±8.60d | 189.06±12.31d | 1.56±0.09a |
| SF | 159.26±10.43b | 134.57±10.08c | 199.41±15.67c | 1.50±0.07ab |
| SBF | 168.49±12.82a | 155.89±8.39a | 212.86±15.84ab | 1.48±0.12b |
| FBF | 171.16±11.39a | 152.13±10.65a | 222.63±18.26a | 1.46±0.09b |
| FC | 164.49±9.92ab | 143.08±9.14b | 210.57±14.70b | 1.48±0.08b |
2.3 不同施肥措施对鲜薯产量的影响
由图1可知，与CK处理相比，不同种植年限下施肥均能明显提高鲜薯产量。其中，除2020、2021年SBF处理鲜薯产量与CK处理无显著差异外，其他处理均显著提高。而在不同施肥处理对比中，2020年（第1年），FC处理鲜薯产量最高，较其他施肥处理提高2.89%~9.18%，不同施肥处理间均无显著性差异；施肥处理鲜薯产量表现为FC>SF>FBF>SBF。2021年（第2年），FBF处理鲜薯产量最高，较其他处理显著提高5.63%~16.16%，SF和FC处理显著高于SBF处理；鲜薯产量表现为FBF>FC>SF>SBF。2022年（第3年），FBF和FC处理鲜薯产量显著高于SF和SBF处理。其中，FBC处理较SF、SBF处理分别显著提高17.75%、19.49%，FC处理较SF、SBF处理分别显著提高12.60%、14.26%，SBF处理鲜薯产量最低，表现为FBF>FC>SF>SBF。2023年（第4年），FBF、FC处理鲜薯产量显著高于SF、SBF。其中，FBC处理较SF、SBF处理分别显著提高17.35%、12.45%，FC处理较SF、SBF处理分别显著提高15.01%、10.21%，SF处理鲜薯产量最低，表现为FBF>FC>SBF>SF。由此可见，施肥能够提高鲜薯产量，但不同施肥处理对鲜薯产量影响较大。
图1
图1
不同施肥措施对鲜薯产量的影响
不同小写字母表示不同处理间差异显著（P < 0.05）。下同。
Fig.1
Effects of different fertilization measureson the fresh sweet potato yield
Different lowercase letters indicate significant differences among different treatments (P < 0.05). The same below.
2.4 不同施肥措施对薯干产量的影响
由图2可知，与CK处理相比，不同种植年限下施肥均能显著提高薯干产量。而在不同施肥处理对比中，2020年（第1年），FC处理薯干产量最高，较其他施肥处理提高1.66%~8.43%，显著高于SBF处理；施肥处理薯干产量表现为FC>FBF>SF>SBF。2021年（第2年），FBF处理薯干产量最高，较其他施肥处理显著提高6.51%~17.80%，FC处理显著高于SF和SBF处理；施肥处理薯干产量表现为FBF>FC>SF>SBF。2022年（第3年），FBF处理薯干产量最高，较其他施肥处理显著提高5.28%~19.28%，FC处理显著高于SF和SBF处理，表现为FBF>FC>SF>SBF。2023年（第4年），FBF、FC处理薯干产量显著高于SF和SBF。
图2
图2
不同施肥措施对薯干产量的影响
Fig.2
Effects of different fertilization measureson the dried sweet potato yield
其中，FBC处理较SF、SBF处理分别显著提高16.65%、13.83%，FC处理较SF、SBF处理分别显著提高14.96%、12.71%，SF处理薯干产量最低，表现为FBF>FC>SBF>SF。由此可见，不同施肥措施对薯干产量产生较大的影响。
2.5 不同施肥措施对土壤养分的影响
由表3可知，与基土相比，不同处理土壤速效养分及有机质含量表现出不同的变化。其中，除SBF处理有机质提高外，CK、SF、SBF处理土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均不同程度地下降。FBF、FC处理土壤速效养分及有机质含量与基土相比变化不大。与CK处理相比，施肥能够显著提高土壤速效养分及有机质含量。其中，碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量较CK处理分别显著提高2.52%~15.87%、5.18%~13.25%、5.92%~ 14.56%、5.98%~10.83%，pH无显著性变化。而在不同施肥处理对比中，FBF处理能够提高土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。其中，碱解氮较SF、SBF处理分别显著提高7.32%、13.03%，速效磷、速效钾含量较SBF处理分别显著提高7.68%、10.37%，SBF处理土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量在施肥处理中均最低。各施肥处理中土壤有机质含量表现为SBF>FBF>FC>SF，但均无显著性差异。土壤pH也均无显著性差异。由此可见，施肥能够提高土壤养分含量，但不同施肥措施对土壤养分影响不同。
表3 不同施肥措施对土壤养分的影响
Table 3
| 处理 Treatment | 碱解氮 Alkali-hydrolyzed nitrogen (mg/kg) | 速效磷 Available phosphorus (mg/kg) | 速效钾 Available potassium (mg/kg) | 有机质 Organic matter (g/kg) | pH |
|---|---|---|---|---|---|
| 基土Basic soil | 47.08±1.65a | 55.87±2.12a | 146.62±4.29a | 15.49±0.44a | 8.02±0.01a |
| CK | 41.26±3.12d | 49.65±1.84c | 127.69±8.49c | 14.22±0.82b | 8.02±0.02a |
| SF | 44.55±1.19b | 54.28±3.18ab | 142.20±8.92a | 15.07±0.97a | 7.99±0.03a |
| SBF | 42.30±2.46c | 52.22±3.65b | 135.25±5.67b | 15.76±1.02a | 8.03±0.02a |
| FBF | 47.81±0.82a | 56.23±2.72a | 146.28±6.20a | 15.58±0.90a | 8.01±0.01a |
| FC | 47.47±1.21a | 56.01±2.05a | 144.91±8.02a | 15.41±0.78a | 8.01±0.02a |
2.6 不同施肥措施对土壤酶活性的影响
由表4可知，与CK处理相比，不同施肥处理土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性分别显著提高6.94%~37.50%、7.16%~17.63%、5.03%~16.20%和14.22%~27.98%。而不同施肥处理中，FBF处理能够提高土壤脲酶和蔗糖酶活性。其中，脲酶活性较其他施肥处理显著提高7.61%~ 28.57%，蔗糖酶活性较SF、FC处理分别显著提高10.63%、85.34%，蔗糖酶活性与SBF处理相比无显著性差异；SBF处理的土壤过氧化氢酶活性较SF和FC处理分别显著提高9.77%和7.29%，与FBF处理相比无显著性差异；FC处理土壤碱性磷酸酶活性较SF处理显著提高12.05%，与其他施肥处理相比均无显著性差异。由此可见，不同施肥措施对土壤酶活性变化产生较大影响。
表4 不同施肥措施对土壤酶活性的影响
Table 4
| 处理 Treatment | Ure [mg/(g·d)] | CAT [mL/(g·h)] | Suc [mg/(g·d)] | Apho [mg/(g·d)] |
|---|---|---|---|---|
| CK | 0.72±0.04e | 7.26±0.45d | 8.15±0.57d | 2.18±0.12c |
| SF | 0.84±0.03c | 7.78±0.40c | 8.56±0.53c | 2.49±0.17b |
| SBF | 0.77±0.02d | 8.54±0.59a | 9.05±0.70ab | 2.67±0.09a |
| FBF | 0.99±0.07a | 8.31±0.61ab | 9.47±0.61a | 2.70±0.11a |
| FC | 0.92±0.04b | 7.96±0.24bc | 8.99±0.33b | 2.79±0.08a |
2.7 指标相关性分析
鲜薯产量、叶片SPAD值、光合速率与土壤酶活性的相关分析如表5所示，鲜薯产量与SPAD值、Pn呈极显著正相关关系（P<0.01），与土壤脲酶呈显著正相关关系（P<0.05）；叶片SPAD值与Pn、土壤脲酶呈极显著正相关关系（P<0.01），与土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶呈显著正相关关系（P<0.05）；叶片Pn与土壤脲酶呈极显著正相关关系（P<0.01），与过氧化氢酶呈显著正相关关系（P<0.05）。其他指标均呈正相关关系，但均未达显著水平。由此可见，鲜薯产量及叶片光合特性与土壤酶活性变化具有紧密相关的联系，土壤酶活性的提高有利于促进根系养分利用，提高叶片叶绿素含量及光合作用能力，进而提高鲜薯产量。
表5 鲜薯产量及光合特性指标与土壤酶活性之间的相关分析
Table 5
| 指标 Index | 产量 Yield | SPAD | Pn | Ure | CAT | Suc | Apho |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 产量 Yield | 1.000 | ||||||
| SPAD | 0.862** | 1.000 | |||||
| Pn | 0.894** | 0.930** | 1.000 | ||||
| Ure | 0.732* | 0.857** | 0.904** | 1.000 | |||
| CAT | 0.594 | 0.728* | 0.718* | 0.506 | 1.000 | ||
| Suc | 0.607 | 0.413 | 0.474 | 0.451 | 0.390 | 1.000 | |
| Apho | 0.529 | 0.705* | 0.601 | 0.578 | 0.538 | 0.418 | 1.000 |
*: P < 0.05; **: P < 0.01.
3 讨论
良好的土壤肥力是作物高效生产的基础，而施肥是补充土壤肥力的有效途径[27]。有研究[23,28]表明，与单施化肥相比，无机肥有机肥配施能够改善土壤理化性质，提高土壤活性，增加土壤养分含量。本研究表明，与不施肥（CK）或单施化肥（SF）相比，化肥减量配施生物有机肥（FBF）或土壤调理剂（FC）能够提高土壤速效养分与有机质含量，单施生物有机肥（SBF）能够提高土壤有机质含量，但其他土壤速效养分含量明显低于SF处理。分析认为，生物有机肥含有较多的有机质，施入土壤中能够快速增加土壤有机质含量，但生物有机肥中氮、磷、钾含量降低，不能完全补充被植物根系利用的土壤速效养分。而化肥与生物有机肥、土壤调理剂配施时不仅能够满足前期根系对土壤养分的利用，又能够利用生物有机肥与土壤调理剂对土壤结构的改良作用，加快腐殖酸对土壤难溶养分的活化速度，提高土壤速效养分含量，保持土壤养分供应平衡。这与大多数研究[29-30]较为一致。
土壤酶活性是土壤中具有生物化学催化作用的一类物质，参与土壤大多数生物化学反应过程[31]。有研究[32-33]表明，化肥与生物有机肥土壤调理剂配施可以显著提高土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性，促进作物生长发育，提高作物产量。本研究结果表明，与CK或SF处理相比，FBF与FC处理均可提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性，SBF能够提高土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。这与李敏等[34]的研究较为一致。分析认为，生物有机肥含有丰富的碳源可供土壤微生物吸收与利用，并且能够改善土壤微生态环境，提高微生物代谢活性与功能多样性，进而提高土壤生物活性与酶活性。土壤调理剂能够改善土壤结构，促进大粒径团聚体形成，增加土壤结构稳定性，为土壤微生物提供良好的生态环境。SBF处理土壤酶活性明显低于FBF、FC处理，可能是因为生物有机肥中的氮、磷、钾含量较低，不能满足甘薯根系的吸收与利用，从而降低以土壤氮、磷、钾元素为主的酶的转化与合成速率。
叶绿素、光合参数是反映植株光合作用强弱的重要生理指标，其叶绿素含量与光合参数变化可以从某种程度上反映出叶片光合作用变化的强度与方向[35-36]。甘薯植株后期叶片衰老前会使得植物体内会产生较多活性氧（ROS），造成体内MDA含量积累，而此时植株体内的抗氧化酶活性会迅速提高，用于消除多余的ROS，减轻ROS膜质过氧化伤害[37-38]。有研究[17]表明，合理施肥措施能够延缓叶片衰老，提高叶绿素含量以及光合作用能力。本研究表明，与CK或SF处理相比，SBF、FBF与FC处理均可提高叶片SPAD值、Pn、Gs及Tr，降低Ci，能够提高叶片SOD、POD、CAT活性，降低MDA积累，这可能与化肥养分释放速率较快，生物有机肥养分释放速率较慢有关。甘薯生育后期，不施肥或单施化肥处理中土壤养分含量不足以供应根系吸收与利用，从而造成叶片衰老，叶绿素SPAD值、Pn、Gs、Tr以及抗逆性能力降低。而FC处理由于土壤调理剂对土壤改良作用影响，能够促进难溶养分分解与利用，且能为根系养分吸收提供较好的外界环境，从而表现出优于SBF处理。由此可知，增施生物有机肥或土壤调理剂能够延缓叶片衰老，提高植株抗逆境能力。本研究显示，随着多年连续施用生物有机肥与土壤调理剂，FBF、FBF处理的鲜薯及薯干产量显著高于其他处理，且相关性分析表明鲜薯产量及叶片光合特性与土壤酶活性变化具有紧密相关的联系。由此可知，化肥与生物有机肥或土壤调理剂配施能够提高土壤养分与酶活性，促进根系养分吸收利用，延缓叶片衰老，提高叶片光合作用以及抗逆性能力，从而提高鲜薯及薯干产量。
4 结论
本试验表明，与CK处理相比，施肥能够提高叶片SPAD值、Pn、Gs、Tr以及叶片SOD、CAT、POD活性，降低Ci及MDA含量，提高鲜薯、薯干产量以及土壤养分含量、酶活性。其中，FBF和FC处理叶片SPAD值、光合速率、抗逆性能力、鲜薯、薯干产量以及土壤养分含量、酶活性均优于SF处理。综上所述，化肥与生物有机肥或土壤调理剂配施有利于提升甘薯叶片光合作用与抗逆性能力，改善土壤质量，提高鲜薯和薯干产量。
参考文献
中国甘薯产业和种业发展现状与未来展望
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.03.003
[本文引用: 1]
甘薯是世界上重要的粮食、饲料及工业原料作物,中国是世界上最大的甘薯生产国。本文总结了中国甘薯产业和种业发展的历史、现状、成效及问题,分析了国内外甘薯产业和种业的发展趋势,提出中国甘薯产业和种业未来的发展目标和任务。目前中国甘薯产业稳步发展,种植面积趋于平稳,年种植面积稳定在4×10<sup>6</sup> hm<sup>2</sup>左右;单产稳步提高,已达到世界平均水平的1.96倍;产业实现了从量到质的转型升级,鲜食市场供应比例不断提高,甘薯逐步实现餐桌化,休闲、保健和功能食品得到适度发展;鲜食消费比例逐年增加,提升了甘薯种植效益;品牌建设得到了长足发展。甘薯种业在国家甘薯产业技术体系的推动下,初步建立了甘薯分子育种平台,甘薯基因组测序基本完成,构建了高密度分子连锁图谱,开发出一批与甘薯茎线虫病抗性相关的分子标记和与甘薯淀粉含量等性状相关的主效QTL,发掘出甘薯品质、抗病、耐盐、抗旱等相关的重要功能基因;建立了甘薯主要病虫害抗性评价平台,创制出一批甘薯特异新材料;构建了优质专用甘薯品种评价平台,育成一批甘薯专用型新品种,良种自育品种覆盖率达95%以上;制定了甘薯新品种的DUS测试国家标准和行业标准,规范了种薯种苗市场;完成了脱毒种薯种苗生产关键技术研究;建立了产学研结合的种业协同创新体系,推动种薯种苗企业重组。现阶段中国甘薯产业和种业还存在许多问题,一是优异种质数量少,无法满足育种的需求;二是优质品种评价指标缺乏,专用化品种少,无法满足加工需求;三是脱毒种薯种苗的应用率低,种薯种苗繁育技术和市场不规范;四是甘薯种业尚未形成规模,政府对种薯种苗繁育企业扶持力度较弱,区域性的种薯种苗企业数量少,远不能满足生产的需要。未来5—10年,中国应注重资源收集、评价和保存平台建设;打造甘薯育种公共服务平台建设;选育和推广优质高产多抗专用品种;着力推进育繁推一体化健康种薯种苗繁育体系建设;进一步延长加工产业链,提高产业效益;在“一带一路”国家示范推广高品质淀粉、富含膳食纤维、花青素、胡萝卜素及多酚类物质等专用品种。
甘薯连作对根际土壤微生物群落结构的影响
DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2019.06.1248
[本文引用: 1]
为探究甘薯连作后根际土壤微生物群落结构变化,以徐薯18(耐连作品种)和遗字138(不耐连作品种)为试验材料,连作2年,于栽植初期和收获前期分别采集根际土壤,利用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析其根际土壤微生物群落结构变化。结果表明,连作后,2个品种根际土壤的总PLFA含量均有所提高,与2015年相比,2016年栽植初期遗字138根际土壤真菌和放线菌PLFA的增加量分别是徐薯18的3.5倍和1.24倍,且均达到显著水平;F/B和G<sup>+</sup>/G<sup>-</sup>在不同采样时期有所不同;主成分分析提取的2个主成分解释了89.05%的变异,其中PC1解释了76.91%的变异,PC2解释了12.14%的变异。2个品种连作前后差异明显。休闲期甘薯根际土壤微生物含量增多,这可能有助于缓解连作障碍。综上,甘薯连作导致甘薯根际土壤微生物群落结构失衡,特别是不耐连作品种连作后导致真菌数量明显增加。本研究结果为应用生态防控技术缓解连作障碍提供了理论依据。
甘薯连作障碍发生的土壤养分因素探讨
土壤调理剂对烤烟根系活力及根际土壤微生物碳代谢特征的影响
DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2019.01.0158
[本文引用: 1]
为探究土壤调理剂对烤烟根系微生态环境的影响,采用小区试验,研究土壤调理剂在不同施用量(0、1 500、3 000和4 500 kg·hm<sup>-2</sup>)水平下烤烟根系活力的动态变化及微生物碳代谢特征。结果表明,添加土壤调理剂3 000 kg·hm<sup>-2</sup>对烤烟生长发育中后期时的根系活力提高效应最大,移栽后60、90 d较对照分别提高了115.8%、85.3%。羧酸类、氨基酸类是烤烟根际土壤微生物利用的主要碳源,土壤调理剂作用下,羧酸类碳源在移栽后30 d并无显著变化,移栽后60、90 d,施用土壤调理剂3 000 kg·hm<sup>-2</sup>对羧酸类和氨基酸类碳源的利用率提高作用均最显著,且微生物多样性均一性指数也显著增加。在移栽后30 d,影响微生物碳代谢强度及多样性的主要因素是烤烟根系活力,而移栽后60、90 d,主要影响因素是土壤调理剂。综上,施用土壤调理剂能提高烤烟根系活力,改善土壤微生态环境,以3 000 kg·hm<sup>-2</sup>施用量为宜。本研究结果为土壤调理剂在烤烟生产上的应用提供了理论参考。
连续施用土壤改良剂对沙质潮土肥力及活性有机碳组分的影响
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.16.009
[本文引用: 1]
【目的】以河北省廊坊市小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2015—2018年田间连续定位试验,研究两种土壤改良剂对土壤活性有机碳组分含量和土壤碳库管理指数的影响,以期为沙质潮土有机碳库培育,改善土壤质量提供理论依据。【方法】试验采用单因素随机区组设计,设4个处理：（1）单施化肥（CK）;（2）CK+有机改良剂15 t·hm<sup>-2</sup>（T1）;（3）CK+无机改良剂2.25 t·hm<sup>-2</sup>（T2）;（4）CK+有机改良剂15 t·hm<sup>-2</sup>+无机改良剂2.25 t·hm<sup>-2</sup>（T3）。收获季测定土壤有机碳、全氮、pH、速效磷、速效钾,并运用修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数（IFI）。再分析活性有机碳各组分含量,并计算碳库管理指数（CPMI）。最后通过CPMI和IFI指示指标评价连续施用土壤改良剂对沙质潮土改良的应用效果。【结果】较CK处理,施用有机改良剂处理土壤总有机碳（TOC）和土壤综合肥力指数（IFI）均显著提高,尤其是有机无机改良剂配施时效果最显著;施用有机改良剂处理各活性碳组分含量均呈升高趋势,并且活性有机碳各组分含量呈现为：易氧化有机碳（LOC）>可溶性有机碳（DOC）>微生物量碳（MBC）;施用有机改良剂各处理土壤活性碳库组分有效率均呈下降趋势,T1、T3处理土壤易氧化有机碳有效率（LOC/TOC）较CK分别显著降低了12.57%和12.02%,微生物量碳有效率（MBC/TOC）较CK分别显著降低了12.84%和12.30%,单施无机改良剂处理较CK无显著影响,说明施用有机改良剂增加活性有机碳各组分含量的同时,向土壤中输入了更多的稳定态碳,进而导致有效率的降低;施用有机改良剂各处理土壤碳库指数显著升高、碳库活度显著降低,说明施用有机土壤改良剂能够促进土壤碳库的积累;施用有机改良剂各处理土壤碳库管理指数均呈升高趋势。主成分分析结果表明,施用有机改良剂能够影响土壤中活性碳各组分含量及其有效率。【结论】连续施用有机改良剂能够显著提高沙质潮土肥力,增加土壤碳库管理指数,累积碳库库容,改善土壤质量。
不同轮作模式对青贮玉米产量、品质及土壤肥力的影响
DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2017.09.1803
[本文引用: 1]
为了探明苜蓿-青贮玉米(A-C)、大麦-青贮玉米(B-C)、小麦-青贮玉米(W-C)、燕麦-青贮玉米(O-C)、黑麦草-青贮玉米(L-C)5种不同轮作模式对青贮玉米产量、品质和土壤肥力的影响,以玉米-玉米(C-C)连作为对照,在2014年和2015年进行了田间随机区组试验。结果表明,不同轮作模式下青贮玉米产量、粗蛋白、淀粉、粗脂肪、pH值、有机质、速效养分和土壤酶活性指标均显著优于连作模式(P<0.05)。A-C处理中青贮玉米产量、裹包青贮玉米的粗蛋白、淀粉、粗脂肪含量均高于其他处理,并分别高出对照(C-C)39.29%、27.90%、39.46%和28.30%。随着种植年限的延长土壤酶活性呈下降趋势,其中A-C和O-C处理中,蔗糖酶随着种植年限的延长明显下降;W-C处理中,碱性磷酸酶活性随着种植年限的延长明显下降。因子分析结果表明,不同轮作处理土壤肥力得分依次为A-C>O-C>B-C>W-C>L-C,说明苜蓿与青贮玉米轮作不仅有利于提高玉米产量和改善青贮饲料品质,还有助于改良土壤。本研究结果为长三角地区优质饲草轮作制度的建立提供了理论依据。
有机肥对土壤肥力和土壤环境质量的影响研究进展
DOI:10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.01.026 [本文引用: 1]
苗期干旱胁迫条件下外源ABA对甘薯膜透性和抗氧化酶系统的影响(英文)
DOI:10.7668/hbnxb.2018.02.025
[本文引用: 1]
为了研究外源ABA对提高甘薯苗期抗旱性的影响，以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料，研究了苗期干旱胁迫条件下，外源ABA对甘薯渗透调节和抗氧化酶系统的影响。结果表明，胁迫处理12 d以后（AW），干旱胁迫处理（PEGW）的叶片相对电导率、叶片和根系的MDA含量均显著高于对照，根系活力则显著低于对照，抗旱品种和不抗旱品种表现相同的趋势；抗旱品种济薯21干旱胁迫处理（JS21-PEGW）的叶片和根系的SOD、POD和APX 活性均显著高于对照（JS21-C），而不抗旱品种济紫薯1号（JZ1-PEGW）的叶片GR和根系APX活性则显著低于对照（JZ1-C）；抗旱品种济薯21干旱胁迫处理（JS21-PEGW）的叶片和根系的抗氧化酶活性以及根系活力均显著高于不抗旱品种济紫薯1号（JZ1-PEGW），而叶片和根系MDA含量则显著低于济紫薯1号。胁迫处理12 d以后（AW），外源ABA显著降低了叶片相对电导率，抑制了叶片和根系中MDA的积累，提高了根系活力，提高了叶片和根系中SOD、POD、CAT、APX和GR的活性。因此，外源ABA在提高甘薯苗期抗旱性方面起着重要的作用，通过降低叶片相对电导率和MDA的积累而缓解膜的损伤，通过提高根系活力而提高根系的吸收能力，通过提高抗氧化酶活性而提高苗期叶片和根系的抗氧化酶系统的防御能力。
