施肥模式对靖江香沙芋生长和产量的影响

2017-07-10申民翀李建刚吴东乾孙剑霞李玲侯金凤侯迪鸣董元华

安徽农业科学 2017年4期

申民翀李建刚吴东乾孙剑霞李玲侯金凤侯迪鸣董元华

摘要 [目的]研究不同施肥模式對香沙芋生长和产量的影响。[方法]针对靖江香沙芋种植过程中严重的连作障碍和当地施肥不合理的问题，利用土壤调理剂对当地施肥方案进行改良，通过连续2年试验探究不同施肥模式对香沙芋生长、产量、病害发生率和淀粉含量的影响。[结果]2种改进施肥方案均可促进香沙芋生长发育，处理 Ⅱ 使叶龄增加了2.03，还能促进茎粗、株高和叶片厚度的增加；改进施肥方案显著提高了香沙芋产量，其中处理 Ⅰ 2年增产率分别为16.67%和16.19%，处理 Ⅱ 为 22.17%和19.37%；采用改进施肥方案后，香沙芋的病害发生率显著降低，处理 Ⅰ 2年防效分别是38.63%和51.60%，处理 Ⅱ 达到50.75%和62.62%；同时，淀粉含量也得到了显著提高。[结果]该研究为控制香沙芋连作病害提供了技术手段，对促进靖江香沙芋的生产具有重要的指导意义。

关键词靖江香沙芋；连作障碍；土壤调理剂；产量；连作病害

中图分类号 S506.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）04-0025-03

Effects of Different Fertilization Modes on the Growth and Yield of Jingjiang Taro

SHEN Min-chong1，2， LI Jian-gang1， WU Dong-qian3， DONG Yuan-hua1* et al （1. Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation， Institute of Soil Science， Chinese Academy of Sciences， Nanjing， Jiangsu 210008； 2. University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049； 3. Jingjiang Economic Crop Guidance Station， Jingjiang， Jiangsu 214500）

Abstract [Objective] To research the effects of different fertilization modes on the growth and yield of Jingjiang taro. [Method] According to the problems of continuous cropping obstacle and improper fertilization in the process of Jingjiang taro planting， we improved the local fertilization strategy with a soil conditioner， and investigated the effects of different fertilization modes on the growth， yield， disease incidence and starch content of Jingjiang taro by two-year-long experiment. [Result] Both two improved fertilization strategies of treatments Ⅰ and Ⅱ could promote the growth and development of Jingjiang taro. Treatment Ⅱ increased the leaf age by 2.03， which could promote plant growth by increasing stem diameter， plant height and leaf thickness. The improved fertilization strategies significantly enhanced the yield of taro， which increased by 16.67% and 16.19% in the years of 2014 and 2015 in treatment Ⅰ， respectively. In treatment Ⅱ， the rate of yield increased by 22.17% and 19.37% in two years， respectively. The disease incidence decreased significantly in two improved fertilizations. Treatment Ⅰ had effective influence on suppressing soil-borne diseases with the control efficacies of 38.63% and 51.60% in two years， respectively. While treatment Ⅱ could reach up to 50.75% and 62.62%， respectively. Furthermore， the starch content of taro was observably enhanced as well. [Conclusion] The research provides technological means in controlling continuous cropping diseases， and offers important directions for promoting the production of Jingjiang Taro.

Key words Jingjiang taro；Continuous cropping obstacle；Soil conditioner；Yield；Continuous cropping disease

芋頭[Colocasia esculenta（L.）Schott]是天南星科芋属多年生草本植物，在我国南北各地均有栽培，其中长江流域栽培面积较大，且栽培的品种类型主要为多子芋[1]。农业生产中，芋头常做1年栽培，其营养价值高，具有丰富的营养和保健成分。芋球茎富含淀粉、蛋白质、脂类、B族维生素、维生素C，以及钙、磷、铁等矿物质。此外，芋球茎中的多糖成分具有增强人体免疫的功能，深受消费者喜爱[2]。

靖江香沙芋具有农产品地理标志，其香味独特，营养丰富，粮菜兼用，深受广大消费者青睐。靖江香沙芋现有种植面积1 333 hm2，年产鲜芋2万多吨，远远不能满足市场的需求。泰州市及靖江市政府把靖江香沙芋作为农民增收的主导产业，支持靖江香沙芋产业的快速发展。

近年来，由于香沙芋的经济效益较好，农民经常在同一块地连续种植香沙芋，造成严重的连作障碍问题，芋头产量下降，土传病害发生严重，农民被迫使用大量的农药；同时为了追求高产，土壤中投入过量化肥，且肥料品种单一，肥料投入严重不平衡，使肥料利用率降低，土壤养分严重失衡，土壤质量持续下降，土壤功能遭到破坏，香沙芋的产量和品质下降，难以实现优质高产。因此，探索改良连作土壤性质的技术和方法具有重要的现实意义[3]。

土壤调理剂能够改善土壤理化性状[4-5]，增强作物抗病、抗旱能力[6]，提高作物品质和产量[7-9]，具有成本低、效果好、无毒副作用的特点[10]。近年来，一些天然产物提取物已经在土壤改良中得到了广泛的应用[9]。该研究针对靖江香沙芋存在的严重连作障碍问题，通过使用天然材料的土壤调理剂对连作芋头土壤进行调理，以期恢复退化土壤功能，控制芋头连作病害，增加芋头产量。

1 材料与方法

1.1 试验地概况试验在江苏省靖江市马桥镇祖师村芋头种植基地进行（120°11′2.30″ E；32° 3′8.88″ N）。海洋性季风区，温和湿润，四季分明，年平均降雨量1 033.10 mm。

1.2 试验材料

试验所用有机肥购于南京宁粮生物工程有限公司，其中N含量2.1%，土壤调理剂购于陕西赛众生物科技有限公司，其中有效硅 42%、氧化钾8%、氧化镁 3%。所用复合肥的N、P2O5和K2O含量均为15%。

1.3 试验方法试验共设3个处理，分别为对照（CK，当地施肥方案），处理 Ⅰ 和处理 Ⅱ，每个处理3次重复，随机排列。各处理小区面积1 m×10 m，双行60株香沙芋。连续试验2年，具体施肥方案见表1。芋头淀粉含量的测定采用GB/T5009.9—2008的方法。

香沙芋种植过程中容易出现疫病，试验对不同处理中芋头的发病情况进行了统计，并按照如下公式对病情指数和防治效果进行计算：

病情指数=[Σ （病级株数×代表级数）/植株总数×最高代表级值]×100

防治效果=（对照病情指数-处理病情指数）/对照病情指数×100%

病情分级0～5级：0级，无症状；1级，叶片轻微萎蔫，茎上开始出现褐色斑点；2级，整个植株的30%～50%有病状；3级，整个植株的50%～70%有病状；4级，整个植株的70%～90%有病状；5级，整株死亡。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2003和SPSS 16.0软件分析不同处理间的平均值、标准差以及检验显著性。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对香沙芋生长的影响通过分析连续2年不同施肥处理对香沙芋生长情况的影响，发现施肥处理对香沙芋叶龄、茎粗、株高和叶片厚度均有影响，且与对照差异显著（表2）。施肥处理 Ⅰ 和 Ⅱ 都能促进香沙芋的生育进程，特别是处理 Ⅱ，叶龄从对照的11.40增加到13.43。同时，2种处理均增加了植株茎粗、株高和叶片厚度。其中，施肥处理 Ⅱ 对香沙芋上述4个指标的影响更显著。

2.2 不同施肥处理对香沙芋产量的影响不同施肥处理下香沙芋产量的统计信息进行分析显示，与对照相比，施肥处理 Ⅰ 和 Ⅱ 均显著提高了其母芋、子芋、孙芋的产量。由表3可知，处理 Ⅱ 的增产效果较好，2014年母芋、子芋、孙芋比对照分别增产5.10%、20.45%、65.74%；2015年3类芋分别增产28.93%，37.02%，91.20%；连续2年的总产量增产率分别为22.17%和19.37%。处理 Ⅰ 的增产效果也比较明显，2014年的母芋、子芋、孙芋相比对照分别增产6.95%、7.36%、73.31%；2015年3类芋分别增产20.73%、5.12%、47.35%；连续2年的总产量增产率分别为16.67%和16.19%。

2.3 不同施肥处理对香沙芋病害发生的影响

由于试验地连年种植芋头，土传病害发生严重。由表4可知，连作2年后，芋头的发病率比第1年严重，对当地芋头的品质和产量造成较大影响。研究结果发现，不同施肥处理对香沙芋病害的发生有较大影响，施肥处理 Ⅰ 和 Ⅱ 明显降低病情指数，对病害发生具有显著的防治作用。其中，处理 Ⅰ 2014、2015年的防效分别为38.63%和51.60%，处理 Ⅱ 的防效较好，分别达到了50.75%和62.62%。

2.4 不同施肥处理对香沙芋淀粉含量的影响

对不同施肥处理下香沙芋淀粉含量的测定发现，施肥处理 Ⅰ 和 Ⅱ 都能显著提高香沙芋的淀粉含量。由图1可知，2个处理间差异不显著，但处理 Ⅱ 的效果较好，可以将淀粉含量从对照的58.74%提高到76.22%。连作第2年处理 Ⅰ 和 Ⅱ 对提高淀粉含量的效果略有降低。

3 讨论

靖江市拥有优质长江岸线54 km，当地土壤多为富含水分的沙壤土，特别适合芋头的生长[11]。支链淀粉含量高，营养丰富[12]，具有宽肠、益胃、软化血管等功效的香沙芋早已成为靖江市特色农产品[13]。由此带来的当地芋头连年种植以及化肥单一化、过量化等问题，严重影响了芋头品质和产量，使土壤养分失衡，土壤质量下降。

该研究基于上述连作现象和当地施肥处理存在的问题，对当地施肥处理进行改良，提出了处理 Ⅰ、Ⅱ 共2种施肥方案，通过使用天然材料的土壤调理剂对连作芋头土壤进行调理，以恢复退化土壤功能，控制芋头连作病害，增加芋头产量。研究表明，2种处理对香沙芋的生产均有显著益处。

通过对香沙芋叶龄、茎粗、株高、叶片厚度4个生长指标的统计发现，改良的2种施肥处理均能促进香沙芋的生长发育，与对照相比，处理 Ⅰ 和 Ⅱ 的叶龄分别增加了1.00和2.03，这对于香沙芋提前进入分株期并更好地吸收利用土壤中的养分有较大益处。同时，2种处理使植株长势更加健康，提高自身免疫力，从而对抗病性的提升也起到一定作用。该究表明，处理 Ⅰ 和 Ⅱ 的總产量第1年分别增加16.67%和22.17%，第2年分别增加16.19% 和19.37%。在连作障碍严重，后续产量普遍下降的情况下，该研究施肥处理不仅得到了较大的增产率，而且第2年处理组的产量（分别为1 139.99和1 171.21 kg）均超过了第1年对照组的产量（1 047.86 kg），给当地带来良好经济效益的同时也对香沙芋种植具有很好的实际应用价值。除了产量，香沙芋的品质性状也与其经济价值直接相关，淀粉含量是影响芋头甜度、营养成分和口感的重要因素。该研究通过对不同施肥处理下香沙芋淀粉含量的测定发现，处理 Ⅰ 和 Ⅱ 可以将淀粉含量从对照的58.74%分别提高到74.92% 和76.22%。其中，连作第2年2个处理对提高淀粉含量的效果略有降低，产量和品质性状受连作病害影响严重。研究结果还表明，采用处理 Ⅰ 和 Ⅱ 的施肥方案可显著降低香沙芋病害的病情指数，提高防治效果。其原因可能是固体调理剂的施用补充了香沙芋植株对中微量元素的需求，促进植株健康生长，提高了其自身免疫力和抗病能力。同时，调理剂进入土壤后，也会改变土壤养分结构，影响土壤微生态环境，随着土壤微生物群落结构的改变，病原菌对香沙芋植株的致病性会得到一定程度的抑制[14]。

根据统计数据显示，对香沙芋生长和产量的有益效果从高到低依次为处理 Ⅱ、处理 Ⅰ、对照。这主要是由于各处理的施肥配方组合不同导致的。与对照相比，处理 Ⅰ 在基肥中多施加了1种固体调理剂，同时减少了复合肥的投入，另外10叶期追肥时将一定占比（30%）的复合肥换成硫酸钾肥。而处理 Ⅱ 比处理 Ⅰ 在基肥中多了1种有机肥。这样设计与当地的土壤养分结构以及香沙芋的种植需求有关。对照采用的当地施肥方案完全利用复合肥的方式，肥料品种单一，土壤中养分投入与利用严重不平衡，一定程度上破坏了土壤功能，造成香沙芋产量和品质下降。调理剂的添加，一方面补充了土壤的中微量元素，改善了土壤养分结构，另一方面也可能活化土壤中未被利用的大量元素，提高肥料利用率。同时，调理剂的施用也会改善土壤微生态环境，改变土壤微生物组成结构，调整土壤中病原菌与有益细菌的结构比例向更有利于植物生长的方向发展。有机肥富含多种有机酸、肽类、氮、磷、钾等营养物质，对于平衡土壤养分、改善土壤微生态环境、恢复地力有很大帮助。10叶期追肥时将30%的复合肥用量改为硫酸钾肥是针对香沙芋一般从10叶期开始分株，之后分株鲜重加速增加而设计的，该时期是子芋、孙芋鲜重增加和品质提升的关键阶段[15]。钾元素作为植物体内光合作用、呼吸作用、蛋白质合成等多种重要生理过程所需酶的活化剂，对提高作物抗病抗倒伏等抗逆性以及提高淀粉含量都有促进作用，所以在香沙芋10叶期适当补充钾素是很有必要的。

综上所述，在香沙芋种植过程中需在基肥中施加调理剂（中微量元素矿质肥），同时也可适当添加有机肥。在追肥过程中应根据香沙芋生长发育关键时期补充相应营养元素。该方法不仅可以促进香沙芋的生长情况，提高其品质性状，增强抗病性，达到增产的目的，而且对土壤养分平衡、恢复和维持地力、促进土地资源可持续利用有重要的意义。

参考文献

[1] 宋春凤，徐坤.氮钾配施对芋头产量和品质的影响[J].植物营养与肥料学报，2004，10（2）：167-170.

[2] 李洁英，臧玉文，蒋芳玲，等.基质配比、有机肥添加比例和营养钵体积对红香芋幼苗生长及球茎产量的影响[J].江西农业学报，2014，26（1）：6-11.

[3] 魏莎，李素艳，孙向阳，等.土壤调理剂对连作切花菊品质和土壤性质的影响 [J].中国农学通报，2010，26（20）：206-211.

[4] 李道林，何传龙，闫晓明.不同土壤调理剂在砂姜黑土上应用效果研究[J].土壤，2000，32（4）：210-214.

[5] 陈少坤，孟庆瑞，李颜慧，等.土壤调理剂对杏园土壤性状及根系分布的影响[J].果树学报，2008，25（6）：832-836.

[6] 王小彬，蔡典雄，张树勤.土壤调理剂对旱、盐条件下草种萌发的影响[J].植物营养与肥料学报，2003，9（4）：462-466.

[7] 杨旭，张源，胥国华.土壤调理剂对大棚西葫芦产量和品质的影响[J].安徽农业科学，2008，36（31）：13603-13604.

[8] 曹世彪，陈双臣，李志娟.土壤调理剂对温室番茄产量品质的影响[J].山东农业科学，2005（3）：59-60，63.

[9] 李剑，孙锐锋，肖厚军，等.不同调理剂改良黄泥土的效应研究[J].贵州农业科学，2007，35（3）：67-69.

[10] 曹晓燕，张宝成，张虹.一种蔬菜保护地土壤调理剂的应用初报[J].中国生态农业学报，2002，10（2）：115-116.

[11] 施帅，李志方，瞿桂香，等.泰州芋头营养成分及其淀粉性质的研究[J].食品工业科技，2016（05）：82-85，90.