增施生物有机肥对食用木薯产量及品质的影响

2019-06-11陈会鲜曹升严华兵谢向誉尚小红

热带作物学报 2019年3期

陈会鲜曹升严华兵谢向誉尚小红

摘要本研究采取随机区组试验，以不施生物有机肥为对照，设3个处理，研究不同生物有机肥施肥方式下食用木薯的生长情况、产量、品质的变化，探讨增施生物有机肥对食用木薯的产量及品质的影响，为食用木薯高产栽培技术研究和品质的改良提供理论依据。结果表明：增施生物有机肥可有效提高株高、茎粗、块根膨大期的SPAD值和块根形成期、块根膨大期的光合速率，并通过提高薯粗和薯数2个产量构成因子来增加块根的产量，对提高淀粉、蛋白质、干物质、可溶性糖的含量、支链淀粉/直链淀粉的比值、块根的综合品质也有促进作用，但对块根形成期的SPAD值、薯长、收获指数、粗纤维的影响较小;此外，相关性分析结果显示：在一定的范围内，生物有机肥施肥总量与产量及品质均呈正相关关系，且大部分相关系数均达到显著或极显著水平。综上所述，增施生物有机肥可提高食用木薯的光合作用，促进其生长，提高块根产量，有效改善了块根的品质，建议的施肥方式是在基肥和幼苗期各增施一次生物有机肥，施用量分别为3000、1500 kg/hm2。

关键词食用木薯;生物有机肥;产量;品质中图分类号 S533 文献标识码 A

木薯分为工业木薯和食用木薯两大类。食用木薯的氢氰酸含量较工业木薯的低，并且适口性要优于工业木薯，因此在木薯食品加工中主要采用的是食用木薯。随着人们饮食观念的改变，具有清理肠道和保持消化系统健康等保健功能的食用木薯越来越得到人们的认可[1-2]，现已被广泛开发成各种食品[3-4]，具有广阔的发展前景。然而，食用木薯存在产量低和品质欠佳（如蛋白质含量低和含有氢氰酸等）的问题，这制约了食用木薯的推广与开发，因此提高食用木薯的产量和品质就显得尤为重要。

开展生物有机肥对产量的影响研究由来已久。在2004年罗兴录等[5-6]和韦茂贵等[7]就开始从土壤理化性质、木薯生长情况、生理代谢、同化物运输等方面研究木薯施用生物有机肥的增产效应，并发现木薯施用生物有机肥能促进茎叶生长，促进木薯体内生理代谢，提高叶片光合强度，增强植株抗衰老生理机能，促进同化物向地下部运输和积累，同时可以改善土壤理化性质，从而提高块根产量和淀粉含量，这是当前该领域做得较全面的研究。2008年曾黎明[8]研究生物有机肥与石灰对土壤肥力和木薯产量及品质的影响，发现25%～50%比例的生物有机肥可以增加土壤有机质、碱解和速效含量，提高转化酶活性和木薯产量及淀粉产量;2013年郑华等[9]研究生物有机肥和化肥对木薯产量和淀粉含量的影响，发现有机肥和化肥配合施用对木薯增产和淀粉增加的作用明显。目前关于生物有机肥对木薯品质的影响的研究较少，只有曾黎明[8]于2008年研究生物有机肥与石灰對土壤肥力和木薯产量及品质的影响中涉及到，其研究结果表明25%～50%比例的生物有机肥可增加木薯淀粉含量，从而改善木薯的品质。前人的研究都倾向于说明一定范围内，增施生物有机肥对产量具有促进作用，这一结论为本研究提供了有力的参考和对照作用。

纵观前人的研究进展，发现其研究对象很少涉及食用木薯品种，并且只有一小部分是研究产量性状，但缺少对品质性状的研究，因此兼顾食用木薯产量和品质的生物有机肥肥效研究还存在空白。本研究以此作为出发点，从生长情况、产量、营养成分、口感指标4个方面来探讨生物有机肥对食用木薯产量及品质的影响，填补研究空白，也为食用木薯高产栽培技术研究和品质改良提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为NK-10、SC12、ST-1，3个食用木薯品种均由广西农业科学院经济作物研究所提供。所用的生物有机肥为广西南宁金圣方肥业有限责任公司生产的生物有机肥，其技术指标为：有机质≥40%，N+P2O5+K2O≥12%，有效活菌数≥0.2亿/克。

1.2 方法

1.2.1 实验设计本实验于2017年在广西农业科学院里建科研基地进行，3月25日种植，试验田土壤理化性状为：全氮0.31%，全磷340.97 mg/kg，全钾1.12%，有机质含量5.3%，pH 6.50。试验设4个处理，各处理的施肥情况见表1，每个处理设置3次重复，随机排列。小区面积为51 m2，种植规格为100 cm×80 cm（注：下文各处理的名称均分别以CK、A、B、C表示）。

1.2.2 测定指标与方法（1）农艺性状的测定：在木薯的块根形成期与块根膨大期测定叶片的光

合速率与SPAD值，分别用LI6400XT光合测定仪和SPAD测定仪测定。在木薯的收获期调查6株正常生长植株的株高、茎粗、薯长、薯粗、薯数。株高用塔尺测量，以根基部至最新叶片叶基部的高度来表示;茎粗用游标卡尺测量，以根基部向上10 cm处粗度表示;薯长用直尺测定，薯粗用游标卡尺测定。

（2）产量的测定：每个小区连续取8株正常生长的植株，薯块称重，然后换算成公顷产量。

（3）营养成分的测定：

干物质率：准确称取各品种木薯300 g，放在标记好的铝盒中，置于60 ℃烘干箱，24 h后，每隔12 h，测定并记录其重量直到恒重。干物率=干重/鲜重×100%。

淀粉含量测定采用GB 5009.9-2016第二法，酸水解法;蛋白质含量测定采用GB 5009.5-2016第一法，凯氏定氮法;可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法测定;粗纤维素含量测定采用GB/ T 5009.10-2003，植物类食品中粗纤维的测定方法;直链淀粉测定采用直链淀粉含量试剂盒（微量法）测定。支链淀粉/直链淀粉=（总淀粉量-直链淀粉量）/直链淀粉量×100%。

品质评价采用模糊数学平均隶属函数值法，平均隶属函数值越大品质越好[10]。本试验主要研究食用木薯的优良品质指标变化。优良指标表现的隶属函数值为：F=（X?Xmin）/（Xmax?Xmin），其中X为各品种的某一指标指数，Xmax为所有品种中某一指标指数的最大值，Xmin为指标指数中的最小值。

1.3 数据分析

采用SPSS17.0数据处理软件进行差异性分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 增施生物有机肥对食用木薯茎的生长影响

由图1可知，3个木薯品种在收获期的株高随着生物有机肥施用量的增加而增高，在C施肥方式下的增高效果都达到显著甚至极显著水平，且SC12和ST-1两个品种的C处理与B处理的差异达到显著水平。这说明增施生物有机肥可以促进株高增高，且C处理下的效果最好。从图2可知，3个木薯品种在不同施肥方式处理下的茎粗相比对照均增加，但变化趋势不同，NK-10的变化趋势为B>C>A>CK，在B处理下极显著提高，且与其他2个处理的差异达到极显著水平;SC12的变化趋势为C>B>A>CK，在B、C处理下均极显著提高，两者之间的差异达到极显著水平;ST-1的变化趋势为A>C>B>CK，在A处理下达到极显著提高，但A、B、C之间的差异不显著。这说明增施生物有机肥有增加茎粗的作用，B、C处理对3个品种的茎粗增效较明显。

不同大写字母表示0.01水平上差异极显著，不同小写字母表示0.05水平上差异显著。

2.2 增施生物有机肥对食用木薯叶片SPAD的影响

从图3可知，在块根形成期，仅NK-10在B、C处理下和ST-1在B处理下叶片SPAD值较对照提高并达到极显著，其他处理与对照的差异均不显著，且出现低于对照的情况。这说明增施生物有机肥对食用木薯在块根形成期叶片的SPAD值作用不大。从图4可知，在块根膨大期，各品种在A、B、C三个处理下叶片的SPAD值均较对照有所提高，其中NK-10在B处理下最大，且与其他处理差异达到极显著水平;SC12在C处理下达到最大，也与其他处理的差异达到极显著水平;ST-1在B处理下达到最大，与对照和A处理的差异达到极显著水平，但与C处理的差异不显著。

不同大写字母表示0.01水平上差异极显著，不同小写字母表示0.05水平上差异显著。

这说明增施生物有机肥能提高食用木薯在根膨大期叶片的SPAD值。综合分析图3、图4的试验结果发现，B、C处理下对叶片的SPAD作用较大。

2.3 增施生物有机肥对食用木薯叶片光合速率

从图5可知，在块根形成期，除了NK-10在A处理叶片的光合速率略低于对照外，其他各个处理均高于对照，其中NK-10和SC12两个木薯品种在B、C处理下的叶片光合速率都显著或极显著高于对照的，而ST-1在B处理下叶片的光合速率极显著高于对照的。这说明增施生物有机肥可以提高块根形成期的叶片光合速率，且B、C两个处理下的作用效果明显。从图6可知，在块

不同大写字母表示0.01水平上差异极显著，不同小写字母表示0.05水平上差异显著。

根膨大期，各品种在A、B、C三个处理下叶片的光合速率均高于对照，其中NK-10在B、C处理下较对照的差异均达到极显著水平，但2个处理的差异不显著;SC12和ST-1两个品种在B处理下高于对照，达到极显著差异水平，且与C处理也达到显著性差异水平。这说明增施生物有机肥可以提高块根膨大期的叶片光合速率，且B处理下的作用更明显。

2.4 增施生物有机肥对食用木薯产量及其产量构成因素的影响

从表2可知，NK-10和ST-1两个木薯品種在各处理下的产量大小顺序均是B>C>A>CK，但有所不同，NK-10在B、C处理下的产量较对照的差异达到极显著水平，ST-1只在B处理下较对照的差异达到显著水平;而SC12在各处理下的产量大小顺序是B>A>C>CK，其中B处理下的产量显著高于对照的，但它与C处理的差异不明显。这说明生物有机肥可提高木薯的产量，但每个品种增施生物有机肥都有一定的适用范围，超出这个范围就会对木薯的产量起到抑制作用。综合考虑3个木薯品种在不同处理下的产量表现发现B、C处理下的

增产效果相当且较处理A作用明显。

木薯的产量构成因素主要包括薯长、薯粗、薯数、收获指数，通过研究这些因素在不同施肥方式下的变化可探讨出生物有机肥主要通过影响哪些因素来影响木薯产量。分析表2中各产量构成因素的变化情况发现，每个因素受生物有机肥的影响程度均不同。薯长在各施肥水平下差异不显著;薯粗在B、C处理下较对照差异均呈显著或极显著水平，而这两个处理的差异都不显著;薯数受生物有机肥的影响程度因品种不同而不同，其中NK-10在A、B、C三个处理下薯数较CK的差异均达到极显著水平，SC12在B处理下达到显著水平，ST-1在A、C处理下达到显著水平;收获指数只有NK-10在B、C处理下较对照差异达到极显著水平，其他差异均不显著。这说明增施生物有机肥可以提高薯粗和薯数来增加产量，而对薯长和收获指数的影响不大。

2.5 增施生物有机肥对食用木薯品质的的影响

2.5.1 增施生物有机肥对食用木薯优良品质指标的影响食用木薯的优良品质指标主要包括淀粉、干物率、蛋白质、可溶性糖、支链淀粉/直链

淀粉、粗纤维等，它们决定着食用木薯的营养价值和口感。这些优良品质指标在不同施肥方式下的含量变化如表3所示。从淀粉含量的变化情况可知，NK-10和ST-1两个品种在A、B、C三个处理下淀粉含量都比对照显著或极显著提高;从蛋白质含量的变化情况可知，SC12和ST-1两个品种在A、B、C三个处理下都较对照极显著提高，而NK-10只在B处理下较对照显著提高;从干物质率的变化情况可知，3个品种在A、B、C处理下都较对照有所提高，且差异达到显著或是极显著;从粗纤维含量变化可知，3个食用木薯品种的在各试验处理下的粗纤维含量较对照差异均不明显;从可溶性糖含量变化可知，3个品种各处理下的可溶性糖均大于对照，其中NK-10在B处理下和SC12在A、B、C处理下与对照都达到极显著差异;从支/直链淀粉的比值变化可知，处理的支链淀粉/直链淀粉的比值均大于对照，其中NK-10和ST-1在A、B、C三个处理下与对照的差异均达到极显著水平，而SC12只在B处理下与对照达到极显著水平。以上结果分析表明，增施生物有机肥可有效增加食用木薯的干物率、蛋白质、可溶性糖、淀粉、支链淀粉/直链淀粉，而对粗纤维的影响不大。干物率、蛋白质、淀粉是食用木薯主要的营养物质，可溶性糖与甜度呈正相关关系[7]，直淀粉含量与口感的弹性和粘性呈负相关关系[8]。因此，增施生物有机肥可提高食用木薯的营养价值，同时也很好地改善食用木薯口感的甜度、弹性和粘性，从而提高它的品质。综合比较各品种在3个处理下各优良品质指标，与对照及各处理之间的差异性，可知B处理改善品质的效果最为明显。

2.5.2 增施生物有机肥对食用木薯综合品质的影响平均隶属函数值可以直观地反映各处理下食用木薯品质的变化，平均隶属函数越大品质越好。从表4可知，3个木薯品种在A、B、C三个处理下的平均隶属函数都大于对照的，其中NK-10在A处理下平均隶属函数最大，但A、B两个处理下的平均隶属函数相差不大;SC12和ST-1在B处理下的平均隶属函数最大。这从综合的角度说明增施生物有机肥可以有效地提高食用木薯的品质，且在B处理下的作用最明显。这一结论与表3的差异分析得出的结果相同。

2.6 增施生物有机肥与产量及其品质的相关性分析

用产量和代表综合品质指标的平均隶属函数值与生物有机肥施用量做相关性分析，了解产量和品质与生物有机肥施用量之间关系。由表5的相关性分析结果可知，本试验中生物有机肥施肥总量与产量及其品质都呈正相关关系，且除了SC12产量的相关系数较小外，其他相关关系都达到显著或极显著水平。这说明在一定的范围内，生物有机肥施肥可有效促進产量的增加和品质的改善。

3 讨论

本研究发现，增施生物有机肥不仅能有效地提高食用木薯在块根膨大期的SPAD值和块根形成期及块根膨大期的光合速率，还能够提高食用木薯的茎粗和株高，进而提高产量。这与罗兴录等[5-6]和韦茂贵等[7]所研究出的结果相类似，他们认为木薯施用生物有机肥能促进茎叶生长，提高叶片叶绿素含量和光合强度，从而提高木薯产量。这可能是因为生物有机肥是一种新型的微生物有机复合肥，它不仅养分齐全，能够改良土壤，提高肥料的利用率，而且还含有大量功能菌，可以减少病虫害的发生，对作物的生长发挥重要的作用[11]。目前对生物有机肥与食用木薯的品质的关系研究较少，但是生物有机肥对其他作物品质的影响研究已经较多，对本试验有很好的借鉴作用。梁阗等[12]认为，与施用化肥相比，施用生物有机肥的甘蔗的含糖量明显提高;高树青等[13]研究表明，与传统有机肥相比，施用生物有机肥均提高了果实的含糖量，其中果实可溶性固形物含量和总糖含量有不同程度的提高，果实的风味更佳。这些研究结果与本试验研究出的生物有机肥可改善食用木薯品质的结论相类似。增施生物有机肥之所以可以改良食用木薯的品质，可能是因为两方面的因素。一方面生物有机肥含有氨基酸，而氨基酸不仅是组成蛋白质的基本单位，也是合成许多与代谢产物有关的生理活性物质的基本物质，其含量高低与作物品质呈极显著正相关[14];另一方面生物有机肥的营养物质释放缓慢，且富含的有机质和微生物又增加了土壤的缓冲能力，因而不会造成某一元素的过度供给，在这种有利环境下植物营养物质更容易积累合成[15-16]。

4 结论

增施生物有机肥可以有效提高块根膨大期的SPAD值和块根形成期及块根膨大期的光合速率，增加株高、茎粗、薯粗、薯数，从而提高块根产量。此外，增施生物有机肥还可提高食用木薯的营养价值和改善食用木薯口感的甜度、弹性和粘性，进而改善它的品质。对比A、B、C三个有机肥的施肥方式下各个木薯品种的产量和品质的变化，以及综合考虑经济效益，发现 B处理的效果好且节约成本，即在基肥和幼苗期增施生物有机肥，施肥量分别为3000、1500 kg/hm2。

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