有机无机复混肥对旱藕生长发育及土壤理化性状的影响

樊吴静 杨鑫 韦玉恒 唐美丽 何虎翼 唐洲萍 李丽淑

摘  要：为探讨有機无机复混肥对旱藕生长发育及土壤理化性状的影响，本研究设置有机无机复混肥0、750、1500、2250、3000 kg/hm2 5个施肥量，进行不同施肥量对土壤理化性状、旱藕农艺性状、产量及品质的影响研究。结果表明：随着有机无机复混肥施用量的增加，土壤孔隙度先增加后减少，土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量逐渐增加;旱藕株高、茎径及分蘖数逐渐增加，但旱藕倒伏率也随之增加;旱藕成熟块茎可溶性糖、还原糖、可溶性蛋白质及淀粉含量逐渐增加;旱藕块茎产量先增加后减少，其中施肥量为2250 kg/hm2的产量最高，比不施肥增产66.01%。综上表明，有机无机复混肥能有效改善土壤理化性状，提高旱藕块茎产量及品质，但施肥量过多会导致土壤板结及旱藕倒伏，块茎产量减少。本研究条件下，有机无机复混肥施肥量为2250 kg/hm2的效果最好。

关键词：旱藕;有机无机复混肥;土壤理化性状;生理特性;产量

中图分类号：S539      文献标识码：A

Effect of Organic-inorganic Compound Fertilizer on the Growth of Edible Canna and the Physical and Chemical Properties of Soil

FAN Wujing1， YANG Xin1， WEI Yuheng2， TANG Meili2， HE Huyi1， TANG Zhouping1， LI Lishu1*

1. Cash Crops Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Science， Nanning， Guangxi 530007， China; 2. Agricultural and Rural Bureau， Douan， Guangxi 530700， China

Abstract：
In order to study the effect of organic-inorganic compound fertilizer on the growth of edible canna and the physical and chemical properties of soil， five fertilization amounts of organic-inorganic compound fertilizer （0， 750， 1500， 2250 and 3000 kg/hm2） were set to study the effects of different fertilization amounts on the physical and chemical properties of soil， and agronomic properties， yield and quality of edible canna. The soil porosity first increased and then decreased， and the content of available nitrogen， available phosphorus， available potassium and organic gradually increased with the increase of fertilization amounts. The plant height， stem diameter and tiller number of edible canna increased with the increase of fertilization amounts， but the lodging rate also increased. With the increase of fertilization amounts， the content of soluble sugar， reducing sugar， soluble protein and starch in tubers increased. Besides， the yield of edible canna tuber increased first and then decreased， and the yield of 2250 kg/hm2 was the highest， 66.01% higher than that of no fertilizer. In summary， organic-inorganic compound fertilizer can effectively improve the physical and chemical properties of soil， improve the yield and quality of edible canna tuber， but excessive fertilization will lead to soil hardening， edible canna lodging and tuber yield reduction. In this study， the organic-inorganic compound fertilizer with 2250 kg/hm2 was the best.

Keywords：
edible canna; organic-inorganic compound fertilizer; soil physical and chemical properties; physiological characteristics; yield

DOI：
10.3969/j.issn.1000-2561.2021.07.022

旱藕（Canna edulis Ker.），又名蕉藕、芭蕉芋、洋芋，其塊茎富含淀粉及丰富的蛋白质、粗纤维等，是集粮食、饲料及能源于一体的多用途作物[1-2]。广西有悠久的旱藕栽培历史，目前，旱藕已成为广西重点发展的特色农产品之一。但由于旱藕栽培技术比较落后，种植管理水平低，严重制约了旱藕产量和品质的提高[3]。因此，改进旱藕栽培技术，提高产量和品质，是目前旱藕生产中急需解决的问题。施肥是影响农作物生长发育和土壤性质的关键农业管理措施之一[4]。施肥能有效增加土壤肥力，促进作物生长，提高作物产量及品质[5]，但盲目施肥也会造成肥料浪费，作物减产，经济效益降低，同时还可能对生态环境产生负面影响[6-8]。李鹏林等[9]研究发现，肥料施用量过高易造成马铃薯地上部徒长，不利于地下薯块膨大，导致产量下降。尉元明等[10]研究表明，施肥不当不仅会影响作物生长和营养吸收，导致产量及品质下降，还会造成土壤营养元素失衡、土壤板结，保水保肥能力下降等问题。关于旱藕施肥方面，欧珍贵等[11]研究发现，施肥有利于旱藕植株生长，促进分蘖，增加旱藕产量及淀粉含量。周明强等[12]研究得出，从氮、磷、钾单效应看，氮肥对旱藕株高、分蘖数影响较大，可有效促进旱藕株高、分蘖数增加;磷肥和钾肥对旱藕块茎产量及淀粉含量影响较大，磷、钾肥施用量增加，旱藕块茎产量及淀粉含量显著增加。可见，旱藕通过合理的施肥管理对提高其生产效益、改善品质及保护环境具有重要意义。

有研究表明，单施有机肥或化肥不仅造成肥料利用率低，还会引起一系列土壤生态环境问题[13]。有机无机复混肥通过有机肥与化肥配施，结合有机肥和化肥的优点，不仅提高了肥料利用率，改善土壤结构，增加土壤肥力，而且能够使养分供给更稳定、持久，更有效地促进作物增产提质，是当前改良土壤及提高作物产量、品质的重要途径[14-16]。目前关于旱藕的肥效研究较少，且有机无机复混肥在旱藕中的应用研究尚未见报道。本研究通过设置旱藕田间不同有机无机复混肥施用量，探讨不同施肥量对旱藕农艺性状、产量、品质及土壤理化性状等的影响，以期得出旱藕最佳的有机无机复混肥施用量，为旱藕高产高效栽培提供科学依据。

1  材料与方法

1.1  材料

供试旱藕品种为广西农业科学院经济作物研究所选育的‘桂兴芋3号。

供试肥料为金正硫酸钾型有机无机复混肥，其中：N+P2O5+K2O（15?15?15）≥45%，有机质≥15%，腐殖酸≥15%，肥料还富含氨基酸、活性酶、多聚糖等。

1.2  方法

1.2.1  试验设计  试验于2017年3月—2018年1月在广西河池市都安县地苏镇旱藕试验站（10970 E，2471 N）进行。该试验地连片集中，土壤孔隙度64.7%，有机质含量16.4 g/kg，碱解氮含量136.1 mg/kg，速效磷12.7 mg/kg，速效钾148.9 mg/kg。

参照当地常规的旱藕施肥量，设置5个施肥水平，分别为0、750、1500、2250、3000 kg/hm2。每个处理设3次重复，随机区组排列，共15小区，每个小区种植面积为32 m2，4行种植，行距100 cm，株距80 cm。种植时间为2017年3月24日，单行起垄种植，有机无机复混肥全部做基肥，各处理其他田间栽培管理措施一致。

1.2.2  测定指标及方法  将旱藕整个生育期分为苗期（种植后60 d内）、块茎形成期（种植后60～120 d）、块茎膨大期（种植后120～240 d）和块茎成熟期（种植240 d以后）。

（1）土壤理化性状。在旱藕苗期（5月20日）、块茎形成期（7月22日）、块茎膨大期（9月22日）、块茎成熟期（11月27日），取土层深度为0～20 cm的土样，测定土壤孔隙度、碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量等。参照文献[17]，孔隙度采用环刀法;碱解氮采用扩散吸收法;速效磷采用钼锑抗比色法;速效钾采用醋酸铵-火焰光度法;有机质采用重铬酸钾容量法。

（2）农艺性状调查。在旱藕各生育期调查株高和茎径;在台风过后第3天（8月4日，块茎膨大期）调查旱藕分蘖数和倒伏率。其中株高为地上茎基部到顶部最后一片叶基部距离，茎径为从地面往上株高三分之一处的茎秆直径，倒伏率为小区内倒伏株数占小区种植总株数的百分比。

（3）生理指标测定。在块茎成熟期（2018年1月24日），挖取旱藕块茎，测定块茎的可溶性糖、还原糖、可溶性蛋白质及淀粉含量。其中，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[18]，还原糖含量采用3，5-二硝基水杨酸法测定[18]，可溶性蛋白含量采用二喹啉甲酸法（BCA）法测定[19]，淀粉含量采用酸水解法测定[20]。

（4）块茎产量测定。于2018年1月24日，各处理挖取5株旱藕块茎，分别测定旱藕单株产量，并折算成每公顷产量。

1.3  数据处理

采用 Excel 2003和SPSS 18.0软件进行数据整理及统计分析。

2  结果与分析

2.1  有机无机复混肥对土壤理化性状的影响

2.1.1  对土壤孔隙度的影响  表1可见，在各生育期，土壤孔隙度随着有机无机复混肥施肥量的增加均表现为先上升后下降趋势，且各生育期均在施肥量为2250 kg/hm2处达到最大值。旱藕施肥量为0、750、1500、2250、3000 kg/hm2的全生育期平均土壤孔隙度分别为60.5%、62.8%、64.1%、64.6%、63.6%，其中750、1500、2250、3000 kg/hm2施肥处理的土壤孔隙度分别比对照（0 kg/hm2）增加了3.66%、5.95%、6.68%、5.01%。经方差分析，各生育期施肥处理的土壤孔隙度均与对照达显著差异。

2.1.2  对土壤碱解氮含量的影响  在各生育期，随着施肥量的增加，土壤碱解氮含量均逐渐增加（表1）。旱藕施肥量为0、750、1500、2250、3000 kg/hm2的全生育期平均土壤碱解氮含量分别为117.6、125.2、132.5、138.9、143.4 mg/kg，其中750、1500、2250、3000 kg/hm2施肥处理的土壤碱解氮含量分别比对照（0 kg/hm2）增加了6.44%、12.63%、18.14%、21.90%。方差分析可见，各生育期施肥处理的土壤碱解氮含量均达显著差异。

2.1.3  对土壤速效磷含量的影响  在各生育期，随着施肥量的增加，土壤速效磷含量均逐渐增加（表1）。旱藕施肥量为0、750、1500、2250、3000 kg/hm2的全生育期平均土壤速效磷含量分别为9.9、15.2、17.6、19.9、20.4 mg/kg，其中750、1500、2250、3000 kg/hm2施肥处理的土壤速效磷含量分别比对照（0 kg/hm2）增加了53.61%、78.01%、101.23%、106.63%。方差分析可见，各生育期除了2250和3000 kg/hm2处理之间差异不显著外，其他各施肥处理的土壤速效磷含量均差异显著。

2.1.4  对土壤速效钾含量的影响  在各生育期，随着施肥量的增加，土壤速效钾含量均逐渐增加（表1）。旱藕施肥量为0、750、1500、2250、3000 kg/hm2的全生育期平均土壤速效钾含量分别为90.4、142.1、150.6、157.1、166.1 mg/kg，其中750、1500、2250、3000 kg/hm2施肥处理的土壤速效钾含量分别比对照（0 kg/hm2）增加了57.12%、66.46%、73.71%、83.63%。方差分析可见，各生育期施肥处理的土壤速效钾含量均达显著差异。

2.1.5  对土壤有机质含量的影响  由表1可见，与土壤碱解氮、土壤速效磷、土壤速效钾相似，土壤有机质含量在各生育期也随施肥量的增加而增加。旱藕施肥量为0、750、1500、2250、3000 kg/hm2的全生育期平均土壤有機质含量分别为12.7、15.6、17.6、18.7、19.1 g/kg，其中750、1500、2250、3000 kg/hm2施肥处理的土壤有机质含量分别比对照（0 kg/hm2）增加了22.47%、37.99%、46.76%、50.37%。方差分析可见，苗期、块茎膨大期和块茎成熟期2250 kg/hm2和3000 kg/hm2施肥处理的土壤有机质含量差异不显著外，其他处理的土壤有机质含量差异显著;块茎形成期2250 kg/hm2分别与1500、3000 kg/hm2施肥处理的土壤有机质含量差异不显著外，其他处理的土壤有机质含量差异显著。

2.2  有机无机复混肥对旱藕生长的影响

2.2.1  对分蘖数的影响  旱藕单株分蘖数随着施肥量的增加而增加，施肥量为3000 kg/hm2时旱藕分蘖数最多，单株分蘖数有11个。施肥量为750、1500、2250、3000 kg/hm2的旱藕分蘖数分别比对照（0 kg/hm2）增加了47.75%、85.14%、120.27%、147.75%。经方差分析，各施肥处理的分蘖数均达显著差异（表2）。

2.2.2  对倒伏率的影响  随着施肥量的增加，旱藕植株倒伏率也逐渐增加（表2）。不施肥处理的倒伏率为0，而施肥量为750、1500、2250、3000 kg/hm2的倒伏率分别为5.83%、16.67%、25.83%、33.33%。经方差分析，各施肥处理的倒伏率均达显著差异。

2.2.3  对株高的影响  表2可见，在各生育期，旱藕株高均表现为随着施肥量的增加而增加，0、750、1500、2250、3000 kg/hm2的全生育期平均株高分别为163.86、229.83、247.61、261.83、271.22 cm，其中，750、1500、2250、3000 kg/hm2分别比对照（0 kg/hm2）增加了40.26%、51.11%、59.79%、65.52%。经方差分析，苗期各施肥处理的株高与对照均达显著差异;块茎形成期和块茎膨大期，除了2250 kg/hm2和3000 kg/hm2施肥处理的株高无显著差异外，其他处理的株高均达显著差异;块茎成熟期，各处理的株高均达显著差异。

2.2.4  对茎径的影响  表2可见，旱藕茎径的变化趋势与株高相似，在各生育期均表现为随施肥量的增加而增加，0、750、1500、2250、3000 kg/hm2的全生育期平均茎径分别为18.92、22.23、24.12、26.34、27.51 mm，其中，750、1500、2250、3000 kg/hm2分别比对照（0 kg/hm2）增加了17.49%、27.50%、39.23%、45.40%。经方差分析，苗期和块茎形成期除了2250 kg/hm2分别与1500、3000 kg/hm2施肥处理的茎径无显著差异外，其他施肥处理的茎径均达显著差异;块茎膨大期除了2250 kg/hm2和3000 kg/hm2施肥处理的茎径差异不显著外，其他施肥处理的茎径均达显著差异;块茎成熟期，各处理的茎径均达显著差异。

2.3  有机无机复混肥对旱藕块茎产量的影响

随着施肥量的增加，旱藕块茎产量先增加后减少，其中施肥量为2250 kg/hm2的块茎产量最高，为106 186 kg/hm2。施肥量为750、1500、2250、3000 kg/hm2的旱藕块茎产量分别比对照（0 kg/hm2）增加了19.92%、48.59%、66.01%、49.43%。经方差分析可见，施肥可显著增加旱藕块茎产量，除了1500 kg/hm2与3000 kg/hm2差异不显著外，其他各处理的块茎产量均达显著差异（表3）。

2.4  有机无机复混肥对旱藕块茎品质的影响

2.4.1  对块茎淀粉含量的影响  表4可见，施肥对旱藕块茎淀粉含量影响很大，随着施肥量的增加，旱藕块茎淀粉含量显著增加，且各施肥处理间差异显著。施肥量为750、1500、2250、3000 kg/hm2的块茎淀粉含量分别比对照（0 kg/hm2）增加了7.67%、15.31%、20.37%、26.32%。

2.4.2  对块茎可溶性糖含量的影响  随着施肥量的增加，旱藕块茎可溶性糖含量显著增加，且各施肥处理间差异显著（表4）。其中，施肥量为750、1500、2250、3000 kg/hm2的块茎可溶性糖含量分别比对照（0 kg/hm2）增加了9.25%、20.22%、31.61%、39.54%。

2.4.3  对块茎还原糖含量的影响  旱藕块茎还原糖含量也随着施肥量的增加而增加（表4），其中施肥量为750、1500、2250、3000 kg/hm2的块茎还原糖含量分别比对照（0 kg/hm2）增加了18.76%、27.89%、32.53%、36.98%。方差分析可见，除了2250 kg/hm2施肥處理分别与1500、3000 kg/hm2的块茎还原糖含量差异不显著外，其他处理之间差异均为显著。

2.4.4  对块茎可溶性蛋白质含量的影响  旱藕块茎可溶性蛋白质含量也随着施肥量的增加而显著增加，且各施肥处理间差异显著（表4）。其中，施肥量为750、1500、2250、3000 kg/hm2的块茎可溶性蛋白质含量分别比对照（0 kg/hm2）增加了43.59%、63.68%、76.50%、90.23%。

3  讨论

有机肥是农业生产中养分再循环再利用部分，有机肥替代部分化肥是国家农业实施“减肥减药”的重要措施之一[21]。大量研究结果表明，有机无机肥配施能增加土壤有机质，改善土壤理化性状，提高土壤肥力[22]。本研究得出，随着有机无机复混肥施用量的增加，土壤孔隙度先增加后减小，土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量则随着施肥量的增加而增加，且土壤孔隙度及有机质含量对同时提高旱藕的产量及品质效果较大。这与何应对等[23]的研究结果相似。其原因可能是有机无机复混肥施用后改善了土壤的通气透水性，从而改善了土壤生态环境，加速土壤养分释放及有机质分解。但本研究中施肥量过大会造成土壤孔隙度减小，可能是随着有机无机复混肥施用量增大，其中化肥的施用量也增加，从而导致土壤板结，通气性下降。

株高、茎粗、分蘖数等是旱藕生长的重要农艺性状，在旱藕栽培中通常用于衡量其生长发育状况的重要指标[24]。旱藕单株分蘖数与产量呈正相关，减少分蘖数会导致旱藕产量下降[25]。合理施肥可显著增加旱藕的株高和分蘖数，促进旱藕生长发育[12]。本研究得出，随着有机无机复混肥施用量的增加，旱藕的株高、茎径及分蘖数显著增加，但同时旱藕倒伏率也逐渐增加。其中，不施肥处理倒伏率为0，而施肥量为3000 kg/hm2的倒伏率为33.33%。有研究表明[26]，增加施肥量会促进作物株高增加，叶面积增大，节间基部到穗顶鲜重增加，重心高度上升等，从而增大倒伏指数，导致发生倒伏，造成减产，但不同品种抗倒伏能力不同。可见，有机无机复混肥可显著促进旱藕植株生长，但要注意防止发生倒伏，对产量造成影响。

有研究表明，有机无机复混肥可促进作物对养分的吸收、分配与利用，提高作物产量及品质[27]。谭亮萍[28]研究发现，有机无机复混肥可不同程度增加萝卜叶片叶绿素、可溶性糖、还原糖、蔗糖等碳水化合物含量，有利于光合产物的合成与积累，提高萝卜产量及品质。赵海涛等[29]研究发现，有机无机复混肥可在保证黄瓜产量的基础上明显提高其综合品质，随着施肥量的增加，黄瓜中糖酸比、可溶性糖、可溶性蛋白质含量等均增加。本研究得出，旱藕在有机无机复混肥不同施肥量下，成熟块茎的可溶性糖、还原糖、可溶性蛋白质及淀粉含量均表现为随着有机无机复混肥施用量的增加而增加。可见，有机无机复混肥可促进有机产物的合成与运输，增加块茎产物积累量，提高块茎品质。

许多研究表明，有机无机复混肥能显著提高马铃薯[30]、甘薯[31]、水稻[32]、玉米[33]等作物产量。本研究得出，各有机无机复混肥施用量处理均不同程度地增加了旱藕块茎产量，随着施肥量的增加，旱藕块茎产量先增加后减少，其中施肥量为2250 kg/hm2的旱藕块茎产量最高，比不施肥增产66.01%。说明合理施用有机无机复混肥可有效增加旱藕块茎产量，其原因可能是旱藕是地下块茎作物，土壤性状对其产量影响很大，有机无机复混肥通过改善土壤耕层结构，提高土壤通气透水性及土壤肥力，为旱藕根系提供良好的生长环境，有利于旱藕植株吸收养分及块茎发育膨大，促进块茎产量增加;但如果施肥量过高，造成土壤板结，不利于地下块茎生长，则会导致减产。

4  结论

综上表明，有机无机复混肥能有效改善土壤理化性状，提高土壤肥力，促进旱藕植株生长发育，提高旱藕块茎产量及品质。但施肥量过多可能导致旱藕植株抗倒伏能力下降，且施肥量过高还会造成土壤板结，这些将会对旱藕块茎产量造成影响。本研究条件下，有机无机复混肥施肥量为2250 kg/hm2对旱藕生长较好，旱藕块茎产量最高。值得注意的是，本试验只进行单施有机无机复混肥对旱藕生长的影响研究，而对于旱藕单施有机肥或化肥的效果未进行对比，未能确定是否单施有机无机复混肥效果最好，下一步将开展旱藕单施有机无机复混肥、有机肥及化肥进行比较研究，深入探讨旱藕的肥效机制，明确旱藕的最佳施肥方法，以有效提高旱藕的生产效益。

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责任编辑：谢龙莲

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