土壤调理剂对土壤肥力和木薯产量的影响

陶 林，罗兴录，2

（1.广西大学农学院，广西 南宁 530005；2.亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，广西 南宁 530004）

木薯既是优良的淀粉作物，又是重要的生物质能源作物。广西是我国最大的木薯种植基地，种植面积及产量占全国60%以上。木薯产业是广西的优势产业，全区木薯种植面积达26万hm2左右。因此，随着木薯生物能源产业的发展，木薯栽培将成为广西区经济发展的一个新增长点［1-3］。土壤人类最基本的生产资料和物质基础［4］。但在素有“八山一水一分田”之称的广西，土地资源不但非常有限，而且，自然成土和人为破坏等原因导致的障碍性土壤比例日益增加，其中包括侵蚀、质地不良、结构或耕性差、盐碱、酸化、有毒物质污染、土壤中存在妨碍植物根系生长的不良土层、土壤水分过多或不足、肥力低下或营养元素失衡等。因此，研究土壤调理剂对木薯的产量和性状以及土壤的理化性质的影响，对木薯的高产高效栽培具有重要的现实意义。

目前，对土壤调理剂的应用研究已有许多报道。魏莎等、陈裕兴等对土壤调理剂在连作切花菊栽培和水稻种植的研究中表明，土壤调理剂具有调节水分供应、改良土壤酸碱度与质地结构、改善养分的供应状况等作用［5-6］。周金波等对不同土壤调理剂在黄瓜生长和土壤理化性质的影响研究发现，土壤调理剂能促进黄瓜生长，增强黄瓜抗逆性，提高黄瓜产量［7］。魏岚等向酸性土壤中施加土壤调理剂用于改良酸性土壤，降低酸性土壤的活性铝的毒害作用，并有助于提高农产品的产量和品质［8］。李建平等的研究表明“免深耕”土壤调理剂对改善烟田土壤物理性状有较明显的效果，土壤团粒结构得到改善，透气性增强［9］。杨振超等研究了土壤调理剂对温室西葫芦生长发育及产量、品质的影响。表明施用土壤调理剂的植株抗逆性增强.产量和品质显著提高，土壤理化性状及有机质的分解及养分的释放有所改善［10］。张雁等研究了BGA土壤调理剂对小麦生长发育及产量的影响，表明BGA土壤调理剂改善了土壤理化性状，增强了土壤蓄水保肥能力［11］。

木薯植株高大，生物量大，产量高，如果不合理施肥，培肥地力，会使土壤肥力下降，制约木薯产量提高。因此，如何保持和提高木薯地的土壤肥力，使木薯持续高产稳产，是目前木薯产业发展需要研究解决的一个重要问题。黄洁等、王泽平等对木薯的土壤理化性状的研究己证实土壤水分是影响作物生长的一个重要生态因子，土壤干旱缺水或水分过多均会严重影响木薯的正常生长，从而影响产量［12-13］。刘仁根等、林萱等对木薯施用BGA土壤调理剂的研究表明，BGA土壤调理剂对木薯生长、产量及品质能产生积极的影响，BGA土壤调理剂和复合肥混施的方式可以明显提高木薯干物率和淀粉含量［14-15］。

近年来，随着土壤调理剂的研制、生产、应用，其作为一种新型土壤改良剂广泛应用在修复改善土壤的过程中，是修复退化土壤的主要措施之一，其作用主要有改善土质，使酸化、盐化、板结、施肥过度的土壤恢复活力，缓解克服土壤连作障碍，提高土壤保水性并改善土壤吸附性能等［16-18］。土壤调理剂在玉米、果树等应用有显著效果，但是在木薯上应用研究较少。本研究主要目的是通过研究土壤调理剂对木薯生长发育的影响，为木薯地土壤改良提供理论和技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试木薯品种为新选048，供试土壤调理剂为山东丰迈科技有限公司的绿色有机产品专用土壤调理剂，产品主要技术指标（以干基计）：总养分N + P2O5+ K2O≥3.0%，有机质含量（OM）≥2.0%，限量元素含量Hg≤5 mg/kg，As≤10 mg/kg，Cd≤10 mg/kg，Pd≤50 mg/kg，Cr≤ 50 mg/kg。

1.2 试验设计

试验于2016年4月至2017年1月在广西大学农学院农场试验基地进行，试验地土壤肥力中下等水平，土壤pH 5.5，有机质含量17.52 g/kg，碱解氮含量68.5mg/kg，速效磷含量20.8 mg/kg，速效钾含量104.67 mg/kg。试验设土壤调理剂 0（CK）、450（A）、900（B）、1 350 kg/hm2（C）4个处理，每个处理3次重复，随机排列，小区面积70 m2，种植规格为100 cm×70 cm。

1.3 栽培管理

木薯种植前，按试验设计称取每小区所需的土壤调理剂，将土壤调理剂施在木薯种植穴的土壤中，并与土壤混搅均匀，然后种植木薯。种植后60 d进行第1次追肥，施尿素112.5 kg/ hm2、复合肥（N∶P2O5∶K20=15∶15∶15）150 kg/hm2、氯化钾 112.5 kg/ hm2，结合中耕培土；种植后120 d进行第2次追肥，施尿素75 kg/hm2、复合肥（N∶P2O5∶K20=15∶15∶15）225 kg/hm2、氯化钾150 kg/hm2，并结合中耕培土。其他田间管理与常规一致。

1.4 测定指标及方法

在木薯发芽期间调查发芽种茎数，计算发芽率。运用SPAD-502叶绿素仪在木薯每个生长时期测定木薯叶片叶绿素SPAD值。在木薯每个生长时期采集叶片样品测定木薯叶片可溶性糖含量，测定方法参照张宪政《作物生理研究》中的蒽酮比色法［19］。在木薯每个生长时期测量株高、茎粗、叶面积指数等农艺性状。在木薯成熟收获期测定块根数、块根长、块根粗等产量性状及块根产量。在木薯块根形成期之后参照南京农业大学主编的《土壤农化分析》中的Ba（OH）2滴定法测定木薯块根淀粉含量。参照南京农业大学主编的《土壤农化分析》测定土壤碱解氮、速效磷、速效钾，其中碱解氮用扩散法测定，速效磷用钼蓝比色法测定，速效钾用醋酸铵-火焰光度法测定［20］。

试验数据运用DPS、Excel等软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 土壤调理剂对木薯发芽率的影响

从表1可以看出，施用土壤调理剂的木薯发芽率比未施用土壤调理剂高，其中处理A的提高并不明显，处理B、C木薯发芽率的提高较为明显，分别比CK提高4.59个百分点和15.23个百分点。处理A与CK差异不显著，处理B、C与CK差异显著。可见，土壤调理剂能通过改善土壤条件为木薯发芽提供更好的环境条件，从而提高木薯的发芽率。

2.2 土壤调理剂对木薯叶片叶绿素SPAD值和可溶性糖含量的影响

由表2可知，处理A、B、C木薯苗期叶片叶绿素SPAD值与CK差异极显著，处理A木薯叶片叶绿素SPAD值比CK提高8.36%，处理B比CK提高7.79%，处理C比CK提高10.6%。在块根形成期、块根膨大期、木薯叶片生长中期处理A、B、C木薯叶片叶绿素SPAD值与CK差异不大，但是均比CK有所提高，变化比较平稳。在工艺成熟期，CK木薯叶片叶绿素SPAD值明显下降，出现叶片早衰。

可见，土壤调理剂在木薯苗期能促进木薯发芽和叶片发育，较早长出新叶，形成叶片叶绿素，从而较早进行光合作用。在木薯生长中后期，施用土壤调理剂的木薯叶片叶绿素SPAD值变化相对稳定，可见土壤调理剂有利于植株的氮素营养吸收，为木薯中后期块根的生长发芽提供光合保障。

从表2可以看出，各处理每个时期叶片可溶性糖含量差异并不显著，但是施用土壤调理剂后的B、C处理叶片可溶性糖含量比对照叶片可溶性糖含量高。木薯叶片可溶性糖含量也随着木薯块根生长开始慢慢增加，这与木薯块根淀粉积累产生的生长规律一致。苗期木薯块根未形成，叶片可溶性糖含量基本用于地上部分营养需求，随着块根的生长发育，叶片可溶性糖含量随之升高。

表2 土壤调理剂对木薯叶片叶绿素SPAD值和可溶性糖含量的影响

2.3 土壤调理剂对土壤含水量和物理性状的影响

由表3可知，在木薯生长的各个时期，施用土壤调理剂的A、B、C处理比对照土壤含水量大，表明土壤调理剂能一定程度上提高土壤的保水性。其中处理A对土壤含水量的提高最小，处理B、C对土壤含水量的提高相对较大，说明提高土壤调理剂用量能相对提高土壤含水能力，从而提高土壤对水分的保持，保证木薯对水分的需要。苗期时，处理A与CK差异不显著，处理B、C与CK差异显著。处理A、B、C能在一定程度上降低土壤容重，优化土壤的物理性状，其中处理C降低土壤容重效果最为明显，4个时期的平均降幅达到13.24%，处理B平均降幅为9.76%，处理A平均降幅为5.61%，4个处理之间差异不显著。3个施用土壤调理剂处理的土壤孔隙度都大于对照，其中处理B、C提升幅度相对较大，而处理A提高不明显，说明土壤孔隙度的提高与土壤调理剂的施用量在一定范围内呈正相关。其中处理C在所有处理中对土壤孔隙度的提高最大，4个时期平均提高幅度达到16.61%。

表3 土壤调理剂对土壤含水量和物理性状的影响

2.4 土壤调理剂对土壤化学性状的影响

由表4可知，施用土壤调理剂能增加土壤碱解氮的含量，各处理土壤碱解氮含量大小排序为处理C＞B＞A＞CK，其中处理A土壤碱解氮含量比对照增加7.00%，处理B土壤碱解氮含量比对照增加11.77%，处理C土壤碱解氮含量比对照增加21.81%，处理B、C与对照差异显著，处理A与对照差异不显著。

施用土壤调理剂能增加土壤速效磷的含量，各处理土壤速效磷含量大小排序为处理C＞B＞A＞CK，处理C土壤速效磷含量与对照差异显著，处理A、B土壤速效磷含量与对照差异不显著。其中，处理C土壤速效磷含量比对照提高46.11%。

各处理土壤速效钾含量大小排序为处理C＞B＞CK＞A，其中处理B、C土壤速效钾含量比CK有一定程度的提高，处理B土壤速效钾含量比CK提高19.20%，处理C土壤速效钾含量比CK提高36.87%。处理A与CK差异不显著，处理B、C与CK差异显著。

由表4可知，施用土壤调理剂能增加土壤有机质含量，各处理土壤有机质含量大小排序为处理C＞B＞A＞CK，其中处理A土壤有机质含量比CK提高3.77%，处理B土壤有机质含量比CK提高17.52%，处理C土壤有机质含量CK提高37.27%，处理A与CK差异不显著，处理B、C与CK差异显著。

表4 土壤调理剂对土壤化学性状的影响

2.5 土壤调理剂对木薯茎叶生长的影响

从表5可以看出，在木薯成长的各个时期，施用土壤调理剂的木薯株高均大于未施用土壤调理剂的对照，可见土壤调理剂能为木薯生长发育提供更好的土壤条件。在苗期，各处理木薯株高的大小排列为处理C＞B＞A＞CK，处理A、B、C株高比CK分别高24.38%、25.52%、46.62%。在块根形成期，处理A、B、C株高比CK分别高7.1%、23.13%、26.03%。在木薯生长的后两个时期，木薯株高也有差异但不明显。可见，土壤调理剂对于木薯株高的生长发育影响很大，在苗期到块根形成期之间尤为明显。

在木薯生长的各个时期，施用土壤调理剂的木薯茎粗都大于未施用土壤调理剂的对照，在苗期，各处理茎粗大小顺序为处理C＞B＞A＞CK。处理A、B、C的茎粗比CK分别高13.41%、27.11%、34.76%，差异明显，表明土壤调理剂能有效促进木薯苗期茎部的生长。在块根形成期，处理A、B、C茎粗比CK分别提高3.22%、9.27%、15.38%，相比于苗期，块根形成期的差异相对小一些。在块根膨大期，处理B、C木薯茎粗与CK差距更明显，分别提高34.35%和36.15%。由此可见，在所有处理中，处理C对于木薯茎粗的生长较为明显。

从表5可以看出，每个时期施用土壤调理剂的木薯叶片叶面积指数都大于未施用土壤调理剂的对照，处理A、B、C木薯叶片叶面积增长速度相对较快。在苗期，处理A、B、C叶面积指数比CK分别增长17.72%、25.32%、36.71%，叶面积指数在块根膨大期达到顶峰，并在工艺成熟期之后衰减，在块根膨大期，处理A、B、C叶面积指数比CK分别增长9.4%、18.83%、29.87%。施用土壤调理剂能促进木薯叶片的生长，提高木薯在生长发育时期的叶片叶面积指数，其中处理C效果较显著。

表5 土壤调理剂对木薯茎叶生长的影响

2.6 土壤调理剂对木薯块根生长的影响

从表6可以看出，施用土壤调理剂的木薯在块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期的块根数量都大于不施用土壤调理剂的对照。其中，木薯块根数量的大小排序为处理C＞B＞A＞CK。工艺成熟期是最终的木薯块根产量测产期，在工艺成熟期，处理A、B、C块根数量比CK分别增长19.08%、42.16%、47.37%，其中处理C对块根数量的影响最大。

施用土壤调理剂的木薯在3个时期相对于对照都有不同程度的提高，其中在工艺成熟期，木薯块根长的大小排序为处理C＞B＞A＞CK。处理A、B、C块根长比CK分别增长20.01%、37.35%、39.63%。处理C对块根数量的影响最大。

表6 土壤调理剂对木薯块根生长的影响

在块根形成期和块根膨大期，处理A木薯块根直径略低于CK，处理B、C木薯块根直径略大于CK。其中在块根形成期，处理B、C木薯块根直径比CK分别提高12.19%、23.02%；在块根膨大期，处理B、C木薯块根直径比CK分别提高1.6%，23.04%；在工艺成熟期，处理A、B、C木薯块根直径均大于CK，处理A、B、C木薯块根直径比CK分别提高3.78%、9.7%、20.04%。

2.7 土壤调理剂对木薯块根产量、淀粉含量和淀粉产量的影响

由表7可知，施用土壤调理剂的木薯单株产量和每公顷产量都有所提高，不同用量的土壤调理剂对于木薯产量的影响不一样，在单株产量上，工艺成熟期各处理单株产量大小排序为处理C＞B＞A＞CK。其中，处理A、B、C 木薯单株产量比CK分别提高11.16%、23.55%和34.3%。在块根形成期和块根膨大期，处理A、B、C木薯淀粉含量均高于CK，其中处理C木薯块根淀粉含量最高，在木薯形成和膨大的时候，淀粉积累最快，明显高于其他处理，这与木薯茎叶在前期的生长速度优于其他处理不无关系，可见是地上部分的生长带动了块根的提早成熟和淀粉含量的形成。在工艺成熟期，名处理木薯块根淀粉含量差异不显著，各处理木薯块根淀粉含量大小排列为处理C＞B＞CK＞A，木薯块根生长到一定时间后，淀粉含量并无大的差别。

表7 土壤调理剂对木薯块根产量、淀粉含量和淀粉产量的影响

3 结论与讨论

3.1 土壤调理剂能改善土壤生态环境，提高木薯发芽率

在广西木薯的种植特点是需要耐旱耐瘠，主要原因是受到主要粮食产物的耕地制约，大部分木薯的种植地被选择在山地、丘陵等肥力不佳、干旱贫瘠的土地上，所以如何保证木薯发芽生长尤为重要［21］。

土壤调理剂能增加土壤中碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量，对比不施用调理剂，土壤各项养分含量均有所上升。此外，施用土壤调理剂后改善了土壤物理性状，从而改善了土壤生态环境，加速了有机质的分解及养分的释放，在苗期和木薯中后期为木薯生长提供良好的生长条件［22］。

本研究结果表明，土壤调理剂能在一定程度上改善土壤肥力、降低土壤容重，提高土壤孔隙度和保水能力，从而提高木薯发芽率。其中施用土壤调理剂1 350 kg/hm2对于提高土壤养分含量、改善土壤生态环境和对木薯发芽率的提高最为明显。

3.2 土壤调理剂能促进木薯茎叶生长，优化木薯农艺性状

茎叶生长是木薯生长发育的重要部分，只有茎粗、叶片数量等地上部分生长达到一定水平，木薯的块根才开始生长发育，地上部分主要负责为块根生长提供呼吸作用和光合作用，为块根生长提供保障。所以土壤调理剂对于木薯生长的土壤生态环境的优化，使木薯在苗期得到更有效的养分供给，施用土壤调理剂的木薯相对于对照更早进入块根形成期，从而提早块根的生长发育时间，让木薯得到更多养分供给，提高产量。

本研究结果表明，施用土壤调理剂后，木薯在株高、茎粗和叶面积指数上均优于对照，其中在苗期和块根形成期，施用土壤调理剂的木薯在株高、茎粗方面增长速率较快，使得木薯块根早于对照生长。土壤调理剂能提供更好的氮素供给环境，有益于木薯叶面积指数、叶绿素含量和可溶性糖的形成，促进木薯光合作用，在苗期为木薯地上部分提供营养，在块根形成期之后，为块根生长机理提供营养保障。

3.3 土壤调理剂能促进木薯块根伸长增粗，一定程度提高木薯产量

木薯是块根淀粉作物，收获的产品主要是块根。而木薯块根的分化、发育和淀粉积累，与土壤的紧实度、通气性有非常密切的关系。有研究表明，土壤紧实、通气不良，肥力不佳等土壤条件，不仅会使木薯块根分化、发育受到抑制，而且块根淀粉积累也会受到一定程度影响，施用土壤调理剂能一定程度改善木薯种植地的土壤理化性状，提高土壤肥力，提高木薯产量［23］。

本研究结果表明，施用土壤调理剂能促进木薯块根的伸长增粗，有益于改善木薯块根农艺性状，能一定程度提高块根数量、块根长度和直径，影响单株产量，其中施用土壤调理剂1 350 kg/hm2对于木薯块根产量性状和产量方面的提高在所有处理中较为明显。由此可见，施用土壤调理剂是改良木薯地土壤，提高木薯产量的有效途径。

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