生石灰施用量对魔芋生产及品质的影响

覃剑锋，蔡阳光，段龙飞

郭邦利，陈国爱，刘次鹏 陕西省安康市农业科学研究院，陕西 安康 725021

魔芋(Amorphophalluskonjac)属天南星科(Araceae)魔芋属(AmorphophallusBlume)多年生草本植物，是唯一大量含有葡甘聚糖的薯芋类作物。我国有着丰富而优质的魔芋种质资源[1]，多数魔芋品种最适宜在pH 6.5左右的微酸性土壤生长，中性和微碱性的土壤也能种植魔芋，但较酸或较碱的土壤不适合魔芋生长，酸性土壤病害严重。据报道花魔芋生长最适宜的土壤pH为6.5～7.0[2]，白魔芋比花魔芋更喜稍偏碱性的土壤，且在土壤pH为7.0～7.5时产量较高[1]。大田种植适当施加石灰可以降低魔芋病害的发生，生石灰施用量视土壤的pH而定。施用生石灰最直接的作用是调节土壤酸碱度，从而为魔芋生长提供良好的土壤环境。但生石灰的施用对魔芋生产、病害情况以及产量和品质的影响尚未见报道，更没有量化的结论。基于此，该研究以花魔芋为试验材料，设置盆栽及大田2类试验，探讨了生石灰施用量对魔芋生产及品质的影响，以期得出魔芋地块最佳生石灰施用量，为魔芋生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

盆栽试验与大田试验的供试材料均采用重要的农家栽培品种花魔芋。

1)盆栽试验。2018年3月10日挑选大小均一的花魔芋球茎(10～15g)，并进行常规的消毒处理，摊晾于阴凉处，备用。试验于2018年3月27日在陕西省安康市农业科学研究院连栋温室大棚进行。

2)大田试验。2018年3月10日挑选大小均一的花魔芋根状茎(50～100g)，并进行常规的消毒处理，摊晾于阴凉处，备用。试验于2018 年 3月22日在陕西省安康市石泉县云雾山镇官田村(海拔850m)进行。供试地块较平坦，排灌方便，光照和通风性良好，土壤质地为砂壤土。

1.2 试验设计

1)盆栽试验。采用21cm×21cm的圆柱形塑料营养钵进行生石灰土壤处理盆栽试验。每盆盛装过5mm筛的风干土3.5kg，用腐熟的农家肥和硫酸钾复合肥做底肥，按土肥比3∶2的比例混匀。在播种前按量施入生石灰，与土混合均匀。试验设置5个处理，生石灰施用量分别为0kg/株(A1)、0.01kg/株(A2)、0.02kg/株(A3)、0.04kg/株(A4)和0.08kg/株(A5)。每个处理3个重复，每个重复30株。

2)大田试验。试验设置5个处理，生石灰施用量分别为：0kg/hm2(B1)、600kg/hm2(B2)、1200kg/hm2(B3)、2400kg/hm2(B4)和 4800kg/hm2(B5)。每个处理3个重复，各重复内处理随机排列(小区面积3m×3m)。魔芋播种株行距25cm×50cm，双行起垄1.2m，垄高20cm，魔芋与玉米播种行数之比为1∶1。

1.3 测定项目及方法

先后调查盆栽及大田试验不同处理下魔芋植株的出苗率、农艺性状、不同时期魔芋软腐病的发病率、土壤pH、土壤养分含量(魔芋播前土壤取样：各处理生石灰均匀拌土2周后播种魔芋)、魔芋葡甘聚糖含量、魔芋产量等项目。出苗率、发病率需要调查全部植株，其他指标测定时按每个处理对角线五点取样的方式进行。通过处理间的对比及盆栽试验与大田试验的比较，探索生石灰土壤处理对魔芋出苗率、农艺性状、软腐病发病率、土壤pH等的影响。

2 结果与分析

2.1 生石灰施用量对魔芋出苗率的影响

图1结果表明，在盆栽试验中，施入生石灰可适当提高花魔芋出苗率，其中处理A3和A5出苗率达100%，较空白对照(A1)提高6.67%，但处理间差异不显著；在大田试验中，处理B3的花魔芋出苗率最高，达94.87%，但各处理间差异不显著。

2.2 生石灰施用量对魔芋植株农艺性状的影响

表1结果表明，在盆栽试验中，施入生石灰对魔芋的农艺性状影响不大，各处理间差异不显著；在大田试验中，撒施生石灰能在一定程度上增加魔芋植株的株高、叶柄长、柄茎、叶幅、裂叶宽、裂叶长，但各处理较空白处理(B1)而言差异并不显著。

表1 不同生石灰施用量下魔芋植株的农艺性状

2.3 生石灰施用量对魔芋软腐病发病率的影响

1)盆栽试验。由表2可见，从种球茎衰减期到球茎成熟休眠期，不同处理的软腐病发病率整体呈上升或稳定趋势。随着生石灰施用量的增加，软腐病累计发病率呈现先降低后升高的趋势(见图2)，其中处理A4(0.04kg/株)软腐病累计发病率最低，达3.23%，与其他处理相比差异显著。

表2 盆栽试验不同生石灰施用量下魔芋软腐病的发病率

以生石灰施用量为自变量、软腐病累计发病率为因变量，探讨生石灰施用量(x)与魔芋软腐病累计发病率(y)的关系。通过拟合可得回归方程为：

y= 5087.7x2-458.41x+13.477

方差分析结果显示，F=183.227>F0.05(4,10)=3.71，P=0.0001<0.05，表明该方程达到显著水平，R2=0.9981，说明模型符合要求(见图2)。经计算，当盆栽试验生石灰施用量为0.0451kg/株时，魔芋软腐病累计发病率最低，为3.15%。

2)大田试验。由表3可见，随着魔芋生育期的延长，不同处理的软腐病发病率整体呈上升趋势。随着生石灰施用量的增加，魔芋软腐病累计发病率呈现先降低后升高的趋势(见图3)，其中处理B3(1200kg/hm2)和处理B4软腐病累计发病率最低，分别达22.97%和21.32%，较其他处理而言差异显著。

表3 大田试验不同生石灰施用量下魔芋软腐病的发病率

通过拟合可得回归方程为：

y=0.000004x2-0.0201x+ 43.306

方差分析结果显示，F=252.823>F0.05(4,10)=3.71，P=0.0001<0.05，表明该方程达到显著水平，R2=0.9804，说明模型符合要求(见图3)。经计算，当大田试验生石灰施用量为2265.00kg/hm2时，魔芋软腐病累计发病率最低，为20.51%。

2.4 不同时期不同生石灰施用量对魔芋地块土壤pH的影响

1)盆栽试验。由图4可见，从种球茎衰减期到球茎成熟休眠期，不同处理下的土壤pH呈轻微波动趋势。处理A1(即盆栽试验原土)土壤pH平均为6.16，为偏酸性土壤；在此基础上，随着生石灰施用量的增加，土壤pH升高；处理A5土壤平均pH最高，达7.50，较其他处理而言差异显著。

2)大田试验。由图5可见，从种球茎衰减期到球茎成熟休眠期，大田试验不同处理下的土壤pH也呈轻微波动趋势。处理B1(即盆栽试验原土)土壤pH平均为7.16，为中性偏碱土壤；在此基础上，随着生石灰施用量的增加，土壤pH升高；处理A5土壤平均pH最高，达7.70，较其他处理而言差异显著。但整体来看，大田试验随着生石灰施用量的递增，土壤pH的增幅较小，这跟大田试验自身的局限性有关。

2.5 生石灰施用量对魔芋地块土壤养分的影响

1)盆栽试验。由表4可见，在盆栽试验中，魔芋播种前施用不同量的生石灰后土壤中速效磷、速效钾、铵态氮、有机质质量分数均比未施用生石灰的土壤质量分数高。随着生石灰施用量的增加，速效磷的质量分数呈无规律波动趋势；速效钾的质量分数呈现先升高后降低的趋势，且在处理A3处达到最大值，较其他处理差异显著；铵态氮的质量分数整体持平，浮动较小；有机质的质量分数呈先升高后降低再升高的趋势，各处理间差异显著。且经过魔芋整个生育期的养分吸收，速效磷、铵态氮的质量分数呈现下降趋势，而速效钾、有机质质量分数与播种前整体持平。推测出现该现象的原因是由于盆栽试验播种前，土壤已均匀拌农家肥和硫酸钾复合肥所致。

表4 盆栽试验播种前与收获后不同生石灰施用量下魔芋地块土壤的养分质量分数

2)大田试验。由表5可知，在大田试验中，魔芋播种前施用不同量的生石灰后土壤中速效磷、速效钾、铵态氮、有机质质量分数均比未施用生石灰的土壤质量分数高。随着生石灰施用量的增加，速效磷和铵态氮的质量分数均呈先上升后下降的趋势，且在处理B3处达到最大值；有机质的质量分数也呈先上升后下降的趋势，在处理B4处达到最大值，较其他处理差异显著；速效钾的质量分数呈现先升高后降低再升高的趋势。且经过魔芋整个生育期的养分吸收，速效磷、铵态氮的质量分数呈现下降趋势，而速效钾的质量分数较播种前整体持平，有机质质量分数较播种前有所升高。有机质质量分数有所升高可能是由于魔芋生长后期大田不除草、田间积累较多枯枝落叶所致。

表5 大田试验播种前与收获前不同生石灰施用量下魔芋地块土壤的养分质量分数

2.6 生石灰施用量对魔芋葡甘聚糖和球茎产量的影响

1)盆栽试验。由表6可知，在盆栽试验中，生石灰施用量对魔芋品质有一定影响，但较空白对照(A1)而言差异不显著；处理A3和处理A4对魔芋球茎产量有一定影响，较空白对照(A1)而言差异显著，分别增产28.58%和25.79%。

2)大田试验。由表6可知，在大田试验中，生石灰的施用对魔芋品质有一定影响，不同生石灰施用量对魔芋品质的影响不同，其中处理B5葡甘聚糖质量分数达39.84%，较空白对照(B1)而言差异显著；生石灰的施用对魔芋球茎产量的增加有一定作用，且随着生石灰施用量的增加，增产效果递增，其中处理B5对魔芋增产效果最佳，较空白对照(B1)而言增产146.40%。

表6 不同生石灰施用量下魔芋的葡甘聚糖和球茎产量

3 讨论与结论

目前，关于生石灰调控作物生长的研究多应用于烤烟、大豆以及水稻中[3～8]。金辽等[9]报道施用生石灰对烤烟农艺性状、烟叶病虫害、经济性状以及烤烟品质均有一定改良作用。李兆林[7]研究表明，在酸性较强的上壤上种植大豆，配施一定量的生石灰对提高土壤肥力和增加产量有良好的促进作用。崔晓玉等[10]指出,施用一定量的生石灰能降低土壤和稻米中的镉质量分数。但是，施用生石灰对于魔芋生长的影响研究至今未见报道。诸多学者提及，在魔芋种植过程中利用生石灰拌种[11,12]或者施用一定量的生石灰进行土壤消毒[13～15]有助于魔芋健康高产，但具体用量及其影响并未深入研究。

以安康、汉中为代表的陕南地区土壤平均pH 在6.5～7.0之间[16,17]，安康地区林下魔芋土壤pH在6.72～7.0范围内[18]，均属于偏酸性土壤。卢美欢等[19]分离了陕南地区的6株软腐病病原菌，其最适生长温度为30℃，最佳pH为7.0。因此，陕南地区的土壤pH是有利于魔芋软腐病病原菌生长的。

在研究中，施用生石灰对魔芋出苗率、农艺性状基本没有影响，但在降低软腐病发病率方面效果显著。通过拟合曲线可得出：大田种植(pH 7.16)，生石灰施用量为2265.00kg/hm2时，魔芋软腐病发病率最低，为20.51%。此结果与陈恩发等[13]报道的在播种前用生石灰2250kg/hm2进行土壤消毒2～3d后能有效防治土传病害的结论基本吻合，但该报道未提及土壤pH基数，故对大田种植指导价值不大。唐莉娜等[20]指出,生石灰的施用可改善土壤微生物环境。笔者推测生石灰施入能显著降低魔芋软腐病发生的原因在于：一方面撒施生石灰能够调节土壤pH，营造一个不利于软腐病病原菌生存的土壤环境，另一方面在于生石灰本身具有土壤消毒作用，能降低土传病害的病原菌基数。

施用生石灰后土壤中速效磷、速效钾、铵态氮、有机质质量分数均比未施用生石灰的土壤质量分数高，但生石灰对魔芋地块土壤养分、土壤微生物及土壤金属离子的具体影响还需要进一步研究。邵宪桥等[21]指出施用生石灰后不仅能使土壤pH得到明显升高，而且土壤耕层交换性Ca2+浓度也有所增加，适量的施用还能提高土壤中磷的有效性[22,23]。生石灰的施用也会加速有机质的分解以及还原态氮、硫的释放[24]。

研究结果表明，施用一定量的生石灰可以提高魔芋的葡甘聚糖质量分数和球茎产量，说明生石灰对改善魔芋品质和提高魔芋产量有一定作用。宋瑞瑚等[25]研究表明施用一定量的生石灰可以达到增加产量、提高化肥偏生产力的效果。尽管如此，生石灰施用量一定要合理，且需讲究方法[26]。长期大量施用石灰会造成土壤板结，引起土壤营养元素的平衡失调从而导致作物减产[27]。本研究中，基于大田原土壤pH基础上，撒施一定量的生石灰，在调节土壤pH的同时，可减轻魔芋病害的发生、改善魔芋品质并提高魔芋产量。