楊漢，黃志謀，瞿和平，柴沙沙，黎雨薇，趙清純，秦曉銀

（1咸寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北咸寧 437000；2湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，武漢 430070）

0 引言

甘薯[Ipomoeabatatas(L.)Lam.]屬于旋花科甘薯屬，高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣，營(yíng)養(yǎng)全面均衡，具有抗氧化、抗腫瘤、預(yù)防便秘等藥用價(jià)值，是世界衛(wèi)生組織推薦的一種具有高營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值的作物[1-2]。中國(guó)是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國(guó)家，2021 年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示中國(guó)的甘薯種植面積為2.206×106hm2，近年來(lái)，隨著“藏糧于地、藏糧于技”方針的實(shí)施，甘薯經(jīng)濟(jì)效益明顯，很多地區(qū)將甘薯列入產(chǎn)業(yè)扶貧項(xiàng)目，助力鄉(xiāng)村振興，且對(duì)保障中國(guó)的糧食安全具有重要意義[3]。

在甘薯栽培生產(chǎn)中，存在著不施肥、少施肥或者過(guò)量施肥等現(xiàn)象，導(dǎo)致養(yǎng)分利用率低、產(chǎn)量和品質(zhì)不高，導(dǎo)致甘薯的生產(chǎn)效率偏低，影響甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)過(guò)量施肥也會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)、降低土壤質(zhì)量，從而破壞農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。因此，適宜的施肥方式可有效提高甘薯的產(chǎn)量與品質(zhì)，提升氮、磷、鉀素利用率及土壤質(zhì)量等。甘薯在生育期需肥量表現(xiàn)為鉀＞氮＞磷，適量氮素、鉀素、磷素可以促進(jìn)地上部植株的生長(zhǎng)，提高甘薯干物質(zhì)生產(chǎn)能力，增加甘薯干物質(zhì)向塊根中的分配比例，有利于甘薯塊根內(nèi)干物質(zhì)積累和塊根養(yǎng)分吸收，從而促進(jìn)產(chǎn)量提高[4-5]。合理利用氮磷鉀素，可大大改善甘薯塊根品質(zhì)，增加塊根粗蛋白含量和可溶性糖含量，促進(jìn)淀粉的生物合成，同時(shí)降低塊根的硝酸鹽含量[6-9]。合適的氮磷鉀配比可對(duì)甘薯各器官的養(yǎng)分積累量產(chǎn)生影響，提高氮磷鉀的利用率、偏生產(chǎn)力、產(chǎn)塊根效率、產(chǎn)干物質(zhì)效率等[9-11]，改良土壤理化特征，提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量，增強(qiáng)土壤肥力[12]。

本研究設(shè)置不同施肥處理，研究其對(duì)土壤養(yǎng)分的影響、甘薯的產(chǎn)量效應(yīng)、干物質(zhì)分配、氮磷鉀吸收利用情況，以期為鮮食型甘薯合理施肥提供科學(xué)依據(jù)，以促進(jìn)甘薯提質(zhì)增效。

1 材料與方法

1.1 材料及試驗(yàn)地狀況

供試材料為‘煙薯25’。試驗(yàn)地位于湖北省咸寧市咸安區(qū)向陽(yáng)湖鎮(zhèn)寶塔村，紅壤，0～20 cm土層含堿解氮為67.68 mg/kg、有效磷12.97 mg/kg、速效鉀133 mg/kg、有機(jī)質(zhì)1.45%、pH 5.25。

1.2 試驗(yàn)處理

本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，小區(qū)面積35 m2，壟距80 cm，株距20 cm。每處理設(shè)置3次重復(fù)，施肥量見表1，所有肥料作為基肥在栽插前撒施，常規(guī)田間管理。處理1(T1)：不施肥；處理2(T2)：習(xí)慣施肥，復(fù)合肥(NP2O5-K2O=15-15-15) 600 kg/hm2；處理3 (T3)：優(yōu)化施肥，N-P2O5-K2O 配比為15-10-20（自配摻混肥、控氮控鉀），600 kg/hm2；處理4 (T4)：優(yōu)化施肥+有機(jī)肥4500 kg/hm2。

表1 處理施肥量g/小區(qū)

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 土壤理化性質(zhì)測(cè)定試驗(yàn)實(shí)施前，按規(guī)范取一個(gè)混合基礎(chǔ)土樣；試驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)小區(qū)取土樣。參照《土壤農(nóng)化分析》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 產(chǎn)量的測(cè)定收獲時(shí)統(tǒng)計(jì)各小區(qū)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素：株數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、小區(qū)產(chǎn)量等。

1.3.3 植物養(yǎng)分含量的測(cè)定收獲后按照各處理和小區(qū)采集地上、地下樣品，殺青烘干測(cè)定植株養(yǎng)分，采用凱氏定氮法測(cè)定全氮，采用釩鉬黃比色法測(cè)定全磷，采用火焰光度計(jì)測(cè)定全鉀。

1.4 相關(guān)指標(biāo)計(jì)算公式

相關(guān)指標(biāo)計(jì)算如公式(1)～(4)所示。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行處理，DPS V9.01數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

由圖1 可知，與不施肥(T1)相比、單施化肥(T2)、優(yōu)化施肥(T3)、優(yōu)化施肥與有機(jī)肥配施處理(T4)的土壤速效鉀、有效磷、堿解氮、有機(jī)質(zhì)均有不同程度的增加，說(shuō)明施肥措施可以有效提高土壤養(yǎng)分含量。土壤速效鉀、有效磷、堿解氮含量表現(xiàn)為T4＞T3＞T2＞T1，土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)T4＞T2＞T3＞T1。其中，T4處理的速效鉀、有效磷、堿解氮、有機(jī)質(zhì)較T2處理提高8.21%、6.77%、3.13%、1.84%，較T3處理提高5.84%、6.37%、0.48%、3.20%。由此可知，不同施肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量變化有不同的影響。

圖1 不同施肥處理甘薯土壤養(yǎng)分含量的變化

2.2 不同施肥處理對(duì)甘薯產(chǎn)量的影響

由表2可見，不施肥處理(T1)與不同施肥方式處理間(T2、T3、T4)單株結(jié)薯數(shù)、單薯重和鮮薯產(chǎn)量差異呈顯著性，各施肥處理間對(duì)單株結(jié)薯數(shù)的影響較小。與T2、T3相比，T4的單薯重和鮮薯產(chǎn)量均有顯著性增加，其中單薯重增加24.52%、19.69%，鮮薯產(chǎn)量增加14.35%、2.59%，但T2與T3之間差異不顯著。以上數(shù)據(jù)及分析表明優(yōu)化施肥+有機(jī)肥可促進(jìn)甘薯單薯重和產(chǎn)量的提升。

表2 不同施肥處理的甘薯產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

2.3 不同施肥處理對(duì)甘薯收獲期干物質(zhì)的影響

由表3 可以看出，T3和T4處理的甘薯塊根烘干率較低，烘烤食味品質(zhì)較優(yōu)，說(shuō)明優(yōu)化施肥及優(yōu)化施肥+有機(jī)肥處理可以改善烘烤口感。所有處理中T4處理的收獲指數(shù)最高，且T3和T4的收獲指數(shù)較T1和T2處理有顯著性提升，表明優(yōu)化施肥是有利于生物產(chǎn)量向甘薯塊根轉(zhuǎn)運(yùn)的；所有處理中T4處理的甘薯塊根干物質(zhì)分配率（塊根/整株）為最高，且較T1和T2有顯著性差異，表明優(yōu)化施肥+有機(jī)肥更有利于干物質(zhì)向塊根分配，從而提高甘薯產(chǎn)量。

表3 甘薯收獲期干物質(zhì)分配

2.4 不同施肥處理對(duì)甘薯養(yǎng)分積累和養(yǎng)分生產(chǎn)效率的影響

由表4 可以看出，氮、磷、鉀積累量均表現(xiàn)為T4＞T3＞T2＞T1，T3、T4塊根的氮、磷、鉀積累量較T1有顯著性增加，所有處理氮素、鉀素的總積累量要顯著高于磷素總積累量，且氮、磷、鉀積累主要集中在塊根。與T2相比，T3、T4塊根的氮素積累量分別增加0.11%、29.25%，磷素積累量分別增加40.60%、44.97%，鉀素積累量分別增加25.36%、36.84%；與T3相比，T4塊根的氮素積累量增加29.11%，磷素積累量增加3.11%，鉀素積累量增加9.16%.

表4 收獲期甘薯氮、磷、鉀積累量 kg/hm2

由表5可知，氮素：產(chǎn)塊根效率上表現(xiàn)為T3＞T4＞T2＞T1，T3、T4比T1、T2有顯著性增加，在氮素收獲指數(shù)上表現(xiàn)為T4＞T2＞T3＞T1，T4較T1、T2、T3均有顯著性差異，分別增加30.7%、10.9%、12.5%。磷素：產(chǎn)塊根效率上表現(xiàn)為T4＞T1＞T3＞T2，T4較T1、T2、T3有顯著性差異，在磷素收獲指數(shù)上表現(xiàn)為T3＞T4＞T1＞T2，T2的磷素收獲指數(shù)最低，其他3個(gè)處理無(wú)差異。鉀素：產(chǎn)塊根效率上，T4較T1、T2有顯著性提升，T4比T3的產(chǎn)塊根效率提升3.9%；收獲指數(shù)上，T3、T4較T1、T2有顯著性差異，T3比T2提升12.0%，T4比T2提升13.2%。

表5 收獲期甘薯氮、磷、鉀利用率的比較%

3 結(jié)論與討論

氮、磷、鉀是鮮食型甘薯生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)元素及產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素，只有在合適的施肥配比下才能獲得甘薯的高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)。

合理的施肥方式可以改良土壤理化特征，增強(qiáng)土壤肥力。多名學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)生物有機(jī)肥+化肥配施可顯著提高土壤堿性磷酸酶、脫氫酶、蔗糖酶等的活性，有效提升有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量，改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)組成[12-16]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化施肥條件下配施有機(jī)肥可以有效提高土壤養(yǎng)分含量，提升土壤肥力。

在甘薯生產(chǎn)中，合適的施肥配比可以協(xié)調(diào)好甘薯地上部與地下部的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，有效提高甘薯的產(chǎn)量與品質(zhì)。甘薯莖葉（“源”）生產(chǎn)光合產(chǎn)物，塊根（“庫(kù)”）不斷積累干物質(zhì)，甘薯源庫(kù)關(guān)系協(xié)調(diào)是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵條件[17-18]。本研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化施肥+有機(jī)肥處理(T4)的單薯重和產(chǎn)量相較于習(xí)慣施肥(T2)均有極顯著性增加，分別增加24.52%、14.35%，且優(yōu)化施肥+有機(jī)肥處理(T4)的收獲指數(shù)和塊根干物質(zhì)分配率是最高的，是有利于生物產(chǎn)量及干物質(zhì)向甘薯塊根轉(zhuǎn)運(yùn)和分配。

氮磷鉀是甘薯生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，需求量表現(xiàn)為鉀＞氮＞磷，合適的氮磷鉀配比可對(duì)甘薯各器官的養(yǎng)分積累量產(chǎn)生影響，提高氮磷鉀的利用率、偏生產(chǎn)力、產(chǎn)塊根效率、產(chǎn)干物質(zhì)效率等[19-20]。本研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化施肥措施能提高甘薯莖葉和塊根的養(yǎng)分積累量，氮、鉀的總積累量要顯著高于磷積累量，且養(yǎng)分積累的主要器官在塊根。優(yōu)化施肥+有機(jī)肥處理的總氮磷鉀積累量均為最高，分別為116.52、33.72、260.18 kg/hm2，與不施肥處理有顯著性差異。養(yǎng)分生產(chǎn)效率表示甘薯吸收養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為塊根產(chǎn)量的能力。優(yōu)化施肥+有機(jī)肥處理的氮磷鉀素收獲指數(shù)和產(chǎn)塊根效率較不施肥處理、習(xí)慣施肥處理均有顯著性提升，說(shuō)明該施肥措施可以促進(jìn)甘薯對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用。

綜合以上分析，優(yōu)化施肥+有機(jī)肥處理可有效提高甘薯產(chǎn)量，提升土壤肥力水平，促進(jìn)氮磷鉀素的積累和利用。建議在咸寧地區(qū)加大甘薯測(cè)土配方施肥推廣力度，增施有機(jī)肥，優(yōu)化氮、磷、鉀肥的施肥結(jié)構(gòu)和方式，提高鮮薯產(chǎn)量，促進(jìn)甘薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興。