生物有机肥配施化肥对马铃薯土壤养分运移及产量的影响

史书强+赵颖+何志刚+娄春荣

摘要：采用单因素随机区组设计，在辽宁省葫芦岛兴城市通过大田试验，研究生物有机肥配合不同化肥处理对马铃薯产量的影响。结果表明，生物有机肥配合化肥处理可以明显提高马铃薯的产量，对土壤养分运移、土壤微生物群落均有一定的影响，生物有机肥配合化肥处理马铃薯产量比常规施肥处理提高16.09%，经济效益提高了10 431元/hm2，生物有机肥配合化肥减量75%比常规施肥处理产量提高13.32%，经济效益提高了9 555元/hm2。生物有机肥配合化肥处理在马铃薯关键时期土壤养分运移发挥重要作用，在马铃薯块茎形成期速效氮比常规施肥提高12.7%，速效钾比常规施肥提高14.4%，速效磷比常规施肥提高4.4%。对土壤微生物种群起到明显的刺激作用，细菌、真菌、放线菌在不同时期均高于常规施肥处理。生物有机肥配合化肥即可以显著提高马铃薯产量，还可以活化土壤、降低肥料量过大造成的环境污染。

关键词：生物肥料；马铃薯；土壤养分；经济效益；产量

中图分类号： S157.4+1；S532.06文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0154-04

收稿日期：2015-05-25

基金项目：中央财政重大科技推广示范项目（编号：GCNT-LN-13）；辽宁省农业科技攻关（编号：2013215001）。

作者简介：史书强（1966—），辽宁抚顺人，研究员，从事农业科技推广和成果转化工作。E-mail：31026667@163.com。

通信作者：何志刚，副研究员，主要从事作物高效复种营养调控研究。E-mail：hezhigang1227@126.com。马铃薯因其适应性强、产量高、增产潜力大及具有粮菜兼用等特点，近年来，在中国种植面积不断扩大，已列为第四大粮食作物[1-2]，马铃薯在辽宁西部地区有大规模的种植，是当地农民收入的主要来源之一。长期以来，辽宁地区马铃薯生产一直注重高施肥量，而实际上远远超过了其作物的生长需求，导致生产成本提高，不但影响了经济效益，而且加速了环境污染。

生物有机肥作为一种新型肥料，采用生物工程技术，在有机肥的基础上添加有固氮菌、溶磷菌、解钾菌，以微生物的生命活动及其代谢产物共同作用，提供改善作物生长和营养条件，在保证食品安全的同时增加了土壤生物多样性，不会对土壤造成不良影响[3]。沈宝云等认为，施用微生物肥不仅可以增加营养物质，还因其含有大量的有益微生物，施入土壤后，通过有益微生物的大量繁殖而发挥其固氮，磷钾释放，扩大根系吸收面积和抑制有害菌繁殖的作用[4]。目前，国内外对马铃薯的研究大多仅限于单方面研究化肥或有机肥，对生物有机肥配合化肥的研究报道较少。

在国家提倡肥料零增长的大背景下，开展生物有机肥与化肥配施，支持国家化肥使用量零增长行动，是贯彻党中央关于“转方式、调结构、促发展、惠民生”战略部署的重大举措，也是保障国家粮食安全、转变农业发展方式、实现可持续发展的重要任务具有重要意义。本研究将生物有机肥和化肥适量化技术相结合，研究施用生物有机肥料与化肥配合对马铃薯产量构成及对土壤养分运移、土壤微生物群落的影响，为提高马铃薯产量及农业可持续发展提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地点概况

试验于2013年3月18日至6月25日在辽宁省葫芦岛兴城市东辛庄乡进行。试验区位于辽宁省葫芦岛市西南部（119°31′～120°32′E，39°58′～40°36′N），属于北温带亚温润性气候区。四季分明、气候温和、光照充足，年平均气温 8.7 ℃。年平均降水量600 mm，无霜期175 d左右。该地区地势平坦、土质肥沃、地下水资源丰富，十分适合马铃薯种植。试验地耕层土壤为草甸土，壤质，pH值为6.7，碱解氮含量为144 mg/kg、速效磷含量为196 mg/kg、速效钾含量为 246 mg/kg、有机质含量为1.57%、全氮含量为0.096%、全磷含量为0.132%、全钾含量为2.2%。

1.2试验材料

供试马铃薯品种为中薯5号。供试肥料：常规马铃薯复合肥（含N 18%、P2O5 10%、K2O 15%）；生物有机肥（辽宁省农业科学院研制，利用自行分离的固氮菌N101、解磷菌P1020、解钾菌K1444生产，有效菌数达到107 CFU/g干料），有效养分（N+P+K）>6%、有机质>30%。

1.3试验设计

试验共设4个处理，分别为：（1）不施肥对照（CK）；（2）常规施肥（FP）：复合肥1 500 kg/hm2；（3）常规施肥+生物有机肥（FP+BIO）：1 500 kg/hm2复合肥+1 200 kg/hm2生物有机肥；（4）减量75%常规施肥+生物有机肥（75%FP+BIO）：1 125 kg/hm2复合肥+1 200 kg/hm2生物有机肥。

所有处理施用肥料都为底肥1次性施入。随机区组设计，3次重复，小区面积30 m2。整个生育期浇灌5～7次，每次 120 m3/hm2。2013年3月18日播种，6月25日收获，单层地膜覆盖，行距78 cm，垄上双行种植，株距27 cm，密度90 000株/hm2。其他田间管理与常规管理方式一致。

1.4土壤养分调查

土壤春季种植前和马铃薯不同生育时期进行田间取样。采用5点混合取样法，采集0～20 cm耕层土壤，每个处理3次重复。土壤碱解氮含量的测定采用碱解扩散法，土壤有效磷含量的测定采用钼锑抗比色法，土壤有效钾含量测定采用火焰光度法，土壤有机质含量测定采用重铬酸钾氧化法[5]。

1.5微生物测定

细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基；放线菌采用改良高氏1号培养基（每300 mL培养基中3%重铬酸1 mL，以抑制细菌和霉菌生长）；真菌采用马丁氏培养基（每1 000 mL培养基中加1%孟加拉红水溶液3 mL、1%链霉素3 mL）；土壤微生物采用系列稀释法计数[6]。