施肥与耕作技术集成对土壤理化、生物性状及木薯产量的影响

李婷婷 韦彩会 何铁光 何永群　张野　莫成恩　韦家华　黄伟彬

摘 要 为了探讨施肥及耕作技术集成对木薯地土壤理化、生物性状及木薯产量的影响，本试验共设置5个处理，分别是生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕（处理1）、生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水（处理2）、生物有机肥+测土配方肥+深耕（处理3）、生物有机肥+测土配方肥（处理4）、施通用高浓度复合肥（处理5常规施肥及种植方式作为对照），通过大田试验研究他们对木薯地土壤理化、生物性状及木薯产量的影响。结果表明：与常规施肥及种植方式相比，不同施肥及耕作栽培技术集成处理均可提高木薯地土壤养分含量和含水量，改善土壤理化性状和土壤微生物区系组成。处理1的木薯产量增幅达到35.81%，差异极显著。本试验条件下，木薯最优的施肥及耕作栽培模式是技术综合集成生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕（处理1）。

关键词 木薯 ；施肥及耕作技术集成 ；土壤理化性状 ；产量

中图分类号 S15 ；S533 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.06.003

Effects of Integrated Fertilization and Tillage Technologies

on Soil Physical and Chemistry Property and Yield of Cassava

LI Tingting1） WEI Caihui1） HE Tieguang1） HE Yongqun1）

ZHANG Ye1） MO Chengen2） WEI Jiahua3） HUANG Weibing2）

（1 Agricultural Resources and Environmental Research Institute， GAAS， Nanning， Guangxi 530007；

2 Orchard Development Wuming Fruit Office， Wuming， Guangxi 530100；

3 Science and Technology Service Center in Wuming County， Wuming， Guangxi 530100）

Abstract In order to discuss the effects of integrated fertilization and tillage technologies on soil physical and chemistry property and yield of cassava， the author designed with 5 different treatments， namely， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + cover film collecting rainwater + deep plowing （treatment 1）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + cover film collecting rainwater （treatment 2）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil + deep plowing （treatment 3）， biological organic fertilizer + formula fertilizer for examining soil （treatment 4）， general high concentration compound fertilizer （treatment 5 conventional fertilization and planting pattern as control）. Effect of different treatments on soil physical and chemistry feature， biological characters and yield of cassava by field experiment was discussed in this paper. The results showed that compared with the conventional fertilization and planting mode， the integrated treatment of different fertilizations and cultivation technologies can improve the soil nutrient content and water content， the soil physical and chemical properties and soil microbial flora composition can be aslo improved. Cassava yield under treatment 1 increased 35.81%. The difference is very significant. The optimal fertilization and cultivation model of cassava is treatment 1 under the condition of this experiment.

Keywords cassava ； integrated fertilization and tillage technologies ； yield ； soil physical and chemistry property

木薯是热带、亚热带地区继水稻、甘蔗和玉米之后最重要的碳源食品作物， 被世界粮农组织列为全球第六大粮食作物，全世界约有6亿人以木薯块根为主食[1-2]。近年来中国年均种植面积约40万hm2，以广东、广西和海南栽培面积最大，其中广西种植面积和产量均占全国60%以上[3]。目前，木薯在我国被广泛用于淀粉、饲料、食品、酒精、纺织等行业，在生理材料和环保涂料的应用领域，具有比钢铁和塑料更为理想的发展潜质[2-4]。根据国家绿色能源发展战略和保障粮食安全需要，预计未来5～10 a，木薯的种植面积将扩大到100万hm2，年总产量达4 000万t。

但长期以来，木薯生产栽培管理粗放，连年种植，长年施用单一化肥，造成土壤理化性状恶化、土壤肥力下降，同时，传统的耕作方式造成土壤耕作层变浅，不利于木薯块根伸长，严重影响木薯产量。岑忠用等[5-6]研究指出，生物有机肥能够改善土壤理化性状，提高木薯产量；孙薇等[7]研究指出，生物有机肥能够增加核桃园的土壤有机质含量，改善土壤质量；肖金香等[8]研究指出，考烟盖膜后优质适产效应显著，黄秀琴等[9]研究指出，地膜覆盖能较好的满足西瓜的生物学特性需求，而关于地膜覆盖在木薯上的应用目前还少见报道。本研究对施肥、种植行间盖膜集雨水、深耕等技术进行综合集成，以期形成木薯高产优质的栽培模式，为木薯种植业的健康可持续发展提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 材料

供试木薯品种为华南205，由武鸣县木薯产业发展办公室提供。

供试肥料：生物有机肥，利用木薯皮、木薯渣、酒精渣等木薯加工产生的废弃物资源为主要有机原料，经微生物发酵工艺制成，生物活菌数≥0.20 cfu，亿/g、（N+P2O5+K2O）≥5%、有机质≥40%，广西农业科学院农业资源与环境研究所联合广西田阳智强生物科技公司共同研制生产。木薯测土配方肥，以木薯需肥特性及土壤供肥能力为主要参考依据而配制，主要养分含量为N 12%、P2O5 8%、K2O 15%、有效S 6.0%、有效Mg 1.0%，广西农业科学院农业资源与环境研究所研制，委托广西物宝农业科技有限责任公司生产。高浓度复合肥，养分含量为N 15%、P2O5 15%、K2O 15%，中国-阿拉伯化肥有限公司生产。

供试地膜：普通市售塑料地膜，宽80 cm，厚0.005 mm。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验地点位于广西武鸣县城厢镇从广村，土壤pH 6.30，有机质含量29.80 g/kg，碱解氮115.90 mg/kg、速效磷 22.70 mg/kg、速效钾 62.60 mg/kg、全氮 0.154%、全磷 0.063%、全钾0.691%。

试验共设5个处理。处理1：生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕；处理2：生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水；处理3：生物有机肥+测土配方肥+深耕；处理4：生物有机肥+测土配方肥；处理5：通用高浓度复合肥（对照）。所有处理肥料施用量均为总养分（N+P2O5+K2O）900 kg/hm2；其中处理1～4生物有机肥和木薯测土配方肥用量均为2 250.0 kg/hm2，处理5高浓度复合肥用量为1 999.5 kg/hm2。所有肥料均作基肥一次性施入。盖膜集雨水处理是在木薯种植行之间的畦面上覆盖农膜使雨水流入两边的木薯种植行内，并使其畦面高于种植行2～3 cm，畦面宽80 cm。深耕处理是将木薯种植行的沟深开至50～60 cm（常规沟深30～40 cm）。3次重复，共15个小区，随机区组排列，小区面积33.3 m2，株行距80 cm×80 cm，种植行沟宽40 cm，种植深度15～20 cm，种植密度12 000 株/hm2。

试验时间：2013年3月25日种植，2014年1月15日收获；2014年3月20日在同一地块同一小区（处理小区及重复不打乱）进行重复试验，即施肥和盖膜处理和前一年保持一致。2015年1月17日收获，土壤理化性状是第2年收获木薯后采集测定，木薯各生育期土壤微生物数量、土壤水分含量均为第2年种植木薯时取样测定，木薯产量亦为第2季的产量。

1.2.2 项目测定

土壤样品每小区取5点混匀后用于理化性状测定，用于微生物数量测定的土样需装入保鲜袋内于冰箱4℃下保存备用，容重、总孔隙度每小区测定3次重复，取其平均值。土壤碱解氮采用碱解扩散法测定；速效磷用碳酸氢钠法测定；速效钾用醋酸铵浸提，火焰光度法测定；有机质用重铬酸钾容量法测定-外加热法；pH值用pH计测定；含水量用烘干法测定；容重、总孔隙度用环刀法测定；土壤理化性状测定及计算参考文献[10]的方法；土壤细菌选用牛肉膏蛋白胨培养基，培养36 h后计数，真菌培养选用马铃薯葡萄糖培养基，培养3 d后计数，放线菌选用改良高氏1号培养基培养6 d后计数，土壤微生物测定及计算参考文献[11]的方法；整个小区收获测定木薯产量。

1.2.3 统计分析

试验数据采用Excel 2003软件进行统计，方差分析采用SPSS 12.0软件中通用线性模型单因素变量法进行分析，多重比较采用Duncan法。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤养分含量的影响

由表1可以得知，与种植前相比，处理1、2、3、4土壤碱解氮分别提高9.84%、9.75%、9.4%、9.75%；土壤速效磷分别提高11.01%、10.13%、1.76%、9.25%；土壤速效钾分别提高4.63%、4.31%、6.23%、7.19%；土壤有机质分别提高5.37%、5.7%、5.03%、6.04%；经过两季不同集成技术处理后，土壤养分都比种植前显著提高。而与处理5（CK）相比，处理1、2、3、4土壤碱解氮分别提高9.27%、9.18%、8.84%、9.18%；土壤速效磷分别提高10.04%、9.17%、0.87%、8.30%；土壤速效钾分别提高3.64%、3.32%、5.22%、6.17%；土壤有机质分别提高7.90%、8.25%、7.56%、8.59%；土壤的酸碱度也略有改善。说明木薯施肥及耕作栽培技术综合集成处理对土壤有效性养分的提升以及地力培育均有比较明显的效果。

2.2 不同处理对土壤物理性状的影响

土壤孔隙度、容重是反映土壤物理性状的主要指标。采用施肥与耕作栽培技术综合集成处理对土壤孔隙度和容重都有显著改善。从表2可以看出，处理1、2、3、4孔隙度比种植前增加9.5%～10%，容重则比种植前下降6.0%～7.5%；而和处理5（对照）相比，处理1、2、3、4孔隙度分别提高9.77%、9.60%、9.86%、9.60%；容重分别下降6.25%、6.25%、5.63%、6.88%，方差分析差异达到显著水平。说明了生物有机肥的施用与盖膜集雨水及深耕技术集成可以有效改善土壤的物理性状，提升土壤质量。

2.3 不同处理对土壤水分含量的影响

不同技术集成处理对土壤水分含量的影响不同。从图1可以看出，技术集成处理1和2在块根形成期、结薯盛期和成熟期3个时期的土壤水分含量均高于其他处理，表明在种植行之间的畦面上覆盖农膜收集雨水的创新盖膜方式，能够更有效提高雨水的利用率，增加土壤水分含量；处理3的土壤水分含量在3个不同时期则表现出先增加后减少的趋势，表明采用了深耕技术处理，在结薯盛期能够保持较高土壤水分含量，这可能与这时期自然降雨多，而深耕有利于水分向深层土壤入渗，从而提高其土壤水分含量有关。此外，处理3在块根膨大期土壤水分含量较其他处理偏低，这可能与这时期自然降雨较少，而深耕使得水分向土壤深层入渗，致使耕作层土壤水分含量相对较低有关。

2.4 不同处理对土壤微生物数量的影响

土壤微生物是分解和促进土壤缓效性养分转化成有效性养分、改善土壤理化性质的一个重要因素。从表3可以看出，技术集成各处理土壤中的细菌、真菌、放线菌的数量在每次取样中均高于对照处理的土壤，并在不同生育期出现波动变化，较处理5（对照）而言，差异显著。在木薯生长苗期，集成技术处理1、2、3、4土壤中细菌总数是对照处理的1.58～1.72倍，真菌约为1.16～2.17倍，放线菌约为1.12～2.31倍，在木薯块根膨大期，细菌总数是对照处理的1.36～1.42倍，真菌约为1.74～1.83 倍，放线菌约为1.33～2.43倍，在木薯成熟期，细菌总数是对照处理的2.05～3.68倍，真菌约为1.19～1.22倍，放线菌约为1.16～2.17倍，集成技术处理有利土壤微生物的生长繁殖。

2.5 不同处理对木薯产量的影响

由表4可知，在同等氮磷钾总养分量的施肥条件下，处理1、2、3、4分别比处理5（CK）增产17.98、14.24、13.19、11.60 t/hm2，增产幅度分别为35.81%、28.36%、26.27%、23.10%，方差分析都达到极显著水平，尤其以处理1增产幅度最大。由此可见，采用施肥及耕作栽培技术综合集成（测土配方肥+生物有机肥+垫膜微集雨+深耕）处理，有效增加水分含量，发挥了生物、有机、无机营养与水分相结合的互动互补作用，为木薯高产稳产的生长发育提供充足、全面、平衡、稳定、持续的养分和水分条件，深耕为木薯块根伸展创造了疏松的土壤环境，同时，木薯配方肥增加了钾、镁营养，提高了木薯的光合作用，从而显著提高木薯的块根产量。

3 讨论与结论

研究结果表明，生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕技术集成可以有效改善土壤理化及生物性状，提升土壤质量。原因在于生物有机肥含有多种有益微生物，促进土壤养分转化，提高了土壤有效养分含量，且能增加土壤孔隙度，扩容土壤水分储存体积，提高土壤的持水能力，在种植行间覆盖农膜使自然雨水沿地膜流入木薯种植行沟内，同时，减少了养分和水分的蒸发耗损，提高自然降水和养分的利用效率，深耕技术为木薯块根膨大创造了疏松的土壤耕层环境，此研究结果与罗兴录等[12-13]研究生物有机肥能降低木薯地土壤容重，提高土壤孔隙度，改善土壤理化性质，地膜覆盖可提高土壤保水力的结果一致。

生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕技术集成可提高土壤中微生物的数量。这与施用生物有机肥增加土壤有机营养的供给、丰富的有机碳源为土壤微生物活动、繁殖提供良好的物质基础有关，此研究结果与胡可等[14]研究生物有机肥可提高土壤微生物三大菌落的数量、改善土壤微生物区系组成的结果一致。

生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕技术集成可提高木薯产量。在同等氮磷钾总养分量的施肥条件下，增产幅度最大。说明生物有机肥和测土配方肥为木薯的生长针对性地提供了持续充足的养分，盖膜微集雨提高了水分利用率，深耕技术使土壤疏松，便于木薯块根伸张。综上所述，生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕技术集成可改善土壤理化及生物性状，提高木薯产量，是一种值得推广的木薯施肥及耕作栽培模式。

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