有機(jī)改土生態(tài)肥配方篩選及對(duì)土壤性質(zhì)和馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益的影響

馬宗海，閆治斌，劉玉環(huán)，潘艷花，秦嘉海，肖占文

（1.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅張掖734000；2.甘肅敦煌種業(yè)股份有限公司，甘肅酒泉735000；3.酒泉市種子管理站，甘肅酒泉735000）

有機(jī)改土生態(tài)肥配方篩選及對(duì)土壤性質(zhì)和馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益的影響

馬宗海1，2，閆治斌2，劉玉環(huán)1，潘艷花3，秦嘉海1，肖占文1

（1.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅張掖734000；2.甘肅敦煌種業(yè)股份有限公司，甘肅酒泉735000；3.酒泉市種子管理站，甘肅酒泉735000）

在甘肅省張掖市民樂(lè)縣馬鈴薯種植基地，采用田間試驗(yàn)方法，進(jìn)行了有機(jī)改土生態(tài)肥配方篩選及對(duì)土壤性質(zhì)和馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益影響研究。結(jié)果表明：影響馬鈴薯產(chǎn)量的配方因素順序?yàn)椋厚R鈴薯專用肥＞豆粕有機(jī)肥＞5406抗生菌肥＞聚乙烯醇；有機(jī)改土生態(tài)肥最佳配方為聚乙烯醇∶馬鈴薯專用肥∶豆粕有機(jī)肥∶5406抗生菌肥＝0.0124∶0.7453∶0.2050∶0.0373。有機(jī)改土生態(tài)肥施用量與馬鈴薯產(chǎn)量間的肥料效應(yīng)回歸方程式為：y＝40.91＋3.9110x－0.3882x2，經(jīng)濟(jì)效益最佳施肥量為2.40 t·hm－2，馬鈴薯理論產(chǎn)量為48.06 t·hm－2。施用有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，土壤容重和pH降低5.30%和3.08%；總孔隙度和團(tuán)聚體增加5.26%和11.75%；有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀增加3.26%、1.08%、1.25%和1.38%；真菌、細(xì)菌、放線菌和菌體總量增加6.28%、36.07%、21.94%和29.59%；蔗糖酶、脲酶和磷酸酶增加14.46%、5.64%和13.95%；馬鈴薯株高、莖粗和地上部分干重增加7.45%，14.93%和14.36%；塊莖重、單株塊莖重、產(chǎn)量和施肥利潤(rùn)增加5.13%、5.05%、3.80%和556.89元·hm－2。在馬鈴薯種植田上施用有機(jī)改土生態(tài)肥，有效地改善了土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高了馬鈴薯產(chǎn)量和施肥利潤(rùn)。

有機(jī)改土生態(tài)肥；土壤性質(zhì)；馬鈴薯；經(jīng)濟(jì)效益

甘肅省張掖市民樂(lè)和山丹縣具有得天獨(dú)厚的自然環(huán)境條件，光照充足，晝夜溫差大，是馬鈴薯種植的最佳基地。近年來(lái)，建立了馬鈴薯生產(chǎn)基地3萬(wàn)hm2，年產(chǎn)馬鈴薯112.5萬(wàn)t，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為本區(qū)農(nóng)民增收的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。在馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中日益凸顯的主要問(wèn)題是：（1）馬鈴薯種植面積大，連作年限長(zhǎng)，馬鈴薯功能性復(fù)混肥研發(fā)滯后，馬鈴薯產(chǎn)量低而不穩(wěn)；（2）化肥超量施用，有機(jī)肥料投入量嚴(yán)重不足，馬鈴薯種植田養(yǎng)分比例失衡，土壤板結(jié)，不利于馬鈴薯塊莖膨大；（3）市場(chǎng)上流通的復(fù)混肥有效成分和養(yǎng)分比例不符合本區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和馬鈴薯對(duì)養(yǎng)分的吸收比例，且不具備改土功效，影響了本區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［1－2］。因此，研究和開(kāi)發(fā)馬鈴薯功能性復(fù)混肥成為復(fù)混肥研發(fā)的關(guān)鍵所在。近年來(lái)，有關(guān)復(fù)混肥研究受到了廣泛關(guān)注［3］，但有機(jī)改土生態(tài)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)和馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益的研究未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，我們選擇聚乙烯醇［4－6］、馬鈴薯專用肥、豆粕有機(jī)肥、5406抗生菌肥［7］等4種原料，采用正交試驗(yàn)方法，篩選配方，合成馬鈴薯有機(jī)改土生態(tài)肥［8－12］，并進(jìn)行肥效驗(yàn)證試驗(yàn)，以便對(duì)有機(jī)改土生態(tài)肥的肥效做出確切的評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地位于甘肅省張掖市民樂(lè)縣南固鎮(zhèn)城南村連作10 a的馬鈴薯田上，該試驗(yàn)地海拔高度2 200m，年均溫度6.50℃，年均降水量250mm，年均蒸發(fā)量1 800 mm，無(wú)霜期140～150 d。土壤類型是耕種灰鈣土［13］，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)15.56 g·kg－1，堿解氮56.49 mg·kg－1，速效磷11.30 mg·kg－1，速效鉀145.10 mg·kg－1，pH值7.82，前茬作物是馬鈴薯。

1.1.2 試驗(yàn)材料尿素，含N 46%，寧波遠(yuǎn)東化工集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；磷酸二銨，含N 18%，P2O546%，北京利奇世紀(jì)化工商貿(mào)有限公司產(chǎn)品；硫酸鉀，含K2O 50%，湖北興銀河化工有限公司產(chǎn)品；硫酸鋅，含Zn 23%，新疆先科農(nóng)資有限公司產(chǎn)品；馬鈴薯專用肥，自己配制，將尿素、磷酸二銨、硫酸鉀、硫酸鋅重量比按0.41∶0.10∶0.47∶0.02混合，含N 20.66%，含P2O54.60%，K2O 23.50%，Zn 0.46%；豆粕有機(jī)肥，含有機(jī)質(zhì)60%，N＋P2O5＋K2O總量2%，濰坊科技學(xué)院農(nóng)化所產(chǎn)品；5406抗生菌肥，有效活菌數(shù)≥20億個(gè)·g－1，華遠(yuǎn)豐農(nóng)生物科技有限公司產(chǎn)品；聚乙烯醇，分子質(zhì)量5 500～7 500，pH 6.0～8.0，粘度12～16，粒徑0.05 mm，系甘肅蘭維新材料有限公司產(chǎn)品；馬鈴薯品種為大西洋，由甘肅萬(wàn)向德農(nóng)馬鈴薯種業(yè)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理試驗(yàn)Ⅰ：有機(jī)改土生態(tài)肥配方篩選。2012年4月26日選擇聚乙烯醇、馬鈴薯專用肥、豆粕有機(jī)肥、5406抗生菌肥為4個(gè)因素，選擇正交表L9（34）設(shè)計(jì)試驗(yàn)，則每個(gè)因素有3個(gè)水平，共9個(gè)處理［14］（表1）。按表中括號(hào)中用量制成9種豆粕有機(jī)肥復(fù)混肥。在馬鈴薯播種前做底肥施入20 cm土層，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量，計(jì)算因素間的效應(yīng)（R）和各因素不同水平的T值，選擇有機(jī)改土生態(tài)肥配方。

試驗(yàn)Ⅱ：有機(jī)改土生態(tài)肥經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量研究。

有機(jī)改土生態(tài)肥合成。2013年4月26日依據(jù)試驗(yàn)Ⅰ篩選的配方，將聚乙烯醇、馬鈴薯專用肥、豆粕有機(jī)肥、5406抗生菌肥重量比按0.0124∶0.7453∶0.2050∶0.0373混合得到有機(jī)改土生態(tài)肥，經(jīng)室內(nèi)測(cè)定，含有機(jī)質(zhì)13.33%，N 15.39%，含P2O53.43%，K2O 17.51%，Zn 0.34%。

肥效試驗(yàn)處理。有機(jī)改土生態(tài)肥施肥量梯度設(shè)計(jì)為0.00、0.60、1.20、1.80、2.40、3.00、3.60 t·hm－2共7個(gè)處理，以處理1為不施肥對(duì)照（CK），每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

試驗(yàn)Ⅲ：有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)土壤性質(zhì)和馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益影響的研究。2014年4月26日～2015年4月26日在純N、P2O5、K2O投入量相等的條件下（純N 0.37 t·hm－2＋P2O50.08 t·hm－2＋K2O 0.42 t·hm－2），試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3個(gè)處理：處理1，不施肥（CK）；處理2，傳統(tǒng)化肥，尿素施用量0.74 t·hm－2＋磷酸二銨施用量0.17 t·hm－2；硫酸鉀施用量0.85 t·hm－2；處理3，有機(jī)改土生態(tài)肥，施用量2.40 t·hm－2，每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

表1 L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 L9（34）orthogonal experimental design

1.2.2 種植方法田間試驗(yàn)小區(qū)面積為28.80 m2（6 m×4.8m），每個(gè)小區(qū)四周筑埂，埂寬40 cm，埂高30 cm，播種時(shí)間為2012、2013、2014每年的4月26日，在播種壟中間開(kāi)一條深20 cm的溝，將肥料撒施在溝內(nèi)，覆土起壟覆膜，壟距120 cm，壟寬40 cm，壟高40 cm，行距50 cm，株距25 cm，播種深度15 cm，每壟種植2行，每個(gè)小區(qū)種植4壟。

1.2.3 灌水方法每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)為一個(gè)支管單元，在支管單元入口安裝閘閥、壓力表和水表，在馬鈴薯溝內(nèi)安裝1條薄壁滴灌帶，滴頭間距25 cm，流量4.65 L·m－1·h－1，每個(gè)支管單元壓力控制在4 903 MPa，分別在馬鈴薯發(fā)棵期、開(kāi)花期和塊莖膨大期各灌水1次，每個(gè)小區(qū)灌水量相等，每次灌水2.16 m3。

1.2.4 測(cè)定指標(biāo)與方法馬鈴薯收獲時(shí)每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)采集30株，測(cè)定農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀，莖粗采用游標(biāo)卡尺法測(cè)定，地上部分干重105℃烘箱殺青30 min，80℃烘干至恒重測(cè)定。馬鈴薯收獲后分別在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)，按對(duì)角線采樣方法，布置5個(gè)點(diǎn)，采集耕層0～20 cm土樣5 kg，用四分法帶回1 kg混合土樣室內(nèi)風(fēng)干化驗(yàn)分析（土壤容重、團(tuán)聚體用環(huán)刀取原狀土）。土壤容重測(cè)定采用環(huán)刀法；孔隙度采用計(jì)算法；團(tuán)聚體測(cè)定采用干篩法；堿解氮測(cè)定采用擴(kuò)散法；速效磷測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀測(cè)定采用火焰光度計(jì)法；pH采用酸度計(jì)法［15－17］；邊際產(chǎn)量按公式（邊際產(chǎn)量＝后一個(gè)處理產(chǎn)量－前一個(gè)處理產(chǎn)量）求得；邊際產(chǎn)值按公式（邊際產(chǎn)值＝邊際產(chǎn)量×產(chǎn)品價(jià)格）求得；邊際施肥量按公式（邊際施肥量＝后一個(gè)處理施肥量－前一個(gè)處理施肥量）求得；邊際成本按公式（邊際成本＝邊際施肥量×肥料價(jià)格）求得；邊際利潤(rùn)按公式（邊際利潤(rùn)＝邊際產(chǎn)值－邊際成本）求得［18］。微生物數(shù)量采用稀釋平板法；脲酶測(cè)定采用靛酚比色法；蔗糖酶測(cè)定采用3，5－二硝基水楊酸比色法；磷酸酶測(cè)定采用磷酸苯二鈉比色法；過(guò)氧化氫酶測(cè)定采用滴定法；多酚氧化酶測(cè)定采用碘量滴定法［19］。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理方法試驗(yàn)小區(qū)單獨(dú)收獲，將小區(qū)產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。豆粕有機(jī)肥復(fù)混肥因素間的效應(yīng)（R）和各因素的T值采用正交試驗(yàn)直觀分析方法求得。土壤理化性質(zhì)、微生物數(shù)量、酶活性、馬鈴薯農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量等數(shù)據(jù)采用DPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，差異顯著性采用多重比較，LSR檢驗(yàn)。有機(jī)改土生態(tài)肥最佳施肥量按公式（x0）＝［（Px／Py）－b］／2c求得［20］；馬鈴薯理論產(chǎn)量按肥料效應(yīng)回歸方程式y(tǒng)＝a＋bx＋cx2求得［21－22］。

2 結(jié)果分析

2.1 有機(jī)改土生態(tài)肥配方篩選

將2012年9月11日馬鈴薯收獲后測(cè)定數(shù)據(jù)采用正交試驗(yàn)分析方法進(jìn)行分析，可以看出，因素間效應(yīng)（R）由大到小的順序依次為B＞C＞D＞A，說(shuō)明影響馬鈴薯產(chǎn)量因素依次是馬鈴薯專用肥＞豆粕有機(jī)肥＞5406抗生菌肥＞聚乙烯醇。比較各因素不同水平的T值，可以看出，TA2＞TA3＞TA1，說(shuō)明馬鈴薯產(chǎn)量隨聚乙烯醇施用量的增大而增加，但聚乙烯醇施用量超過(guò)30 kg·hm－2后，馬鈴薯產(chǎn)量又隨聚乙烯醇施用量的增大而降低。TB3＞TB1＞TB2，TC3＞TC2＞TC1，TD3＞TD2＞TD1，說(shuō)明馬鈴薯專用肥、豆粕有機(jī)肥和5406抗生菌肥的適宜施用量分別為1 800 kg·hm－2、495 kg·hm－2和90 kg·hm－2。從各因素的T值可以看出，因素間最佳組合是：A2聚乙烯醇30 kg·hm－2，B3馬鈴薯專用肥1 800 kg·hm－2，C3豆粕有機(jī)肥495 kg·hm－2，D35406抗生菌肥90 kg·hm－2。即聚乙烯醇、馬鈴薯專用肥、豆粕有機(jī)肥、5406抗生菌肥重量組合比按0.0124∶0.7453∶0.2050∶0.0373混合，得到豆粕有機(jī)肥復(fù)混肥（表2）。

表2 L9（34）正交試驗(yàn)分析Table 2 Analysis of the L9（34）orthogonal test

2.2 有機(jī)改土生態(tài)肥施用量對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

由2013年9月11日馬鈴薯收獲后測(cè)定數(shù)據(jù)可知，隨著有機(jī)改土生態(tài)肥施肥量梯度的增加，馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量在增加，馬鈴薯塊莖重、單株塊莖重和產(chǎn)量最大的是有機(jī)改土生態(tài)肥施肥量3.60 t·hm－2處理，與不施肥（CK）比較，塊莖重、單株塊莖重和產(chǎn)量分別增加了45.38%、33.83%和20.63%，差異極顯著（P＜0.01），經(jīng)相關(guān)性分析，有機(jī)改土生態(tài)肥施肥量與馬鈴薯塊莖重、單株塊莖重和產(chǎn)量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.9847、0.9696和0.9746（表3）。

從經(jīng)濟(jì)效益變化來(lái)看，隨著有機(jī)改土生態(tài)肥施肥量梯度的增加，邊際利潤(rùn)由最初的1321.72元· hm－2，遞減到－982.28元·hm－2，有機(jī)改土生態(tài)肥施肥量在2.40 t·hm－2的基礎(chǔ)上再增加0.60 t·hm－2，邊際利潤(rùn)出現(xiàn)負(fù)值。將有機(jī)改土生態(tài)肥施肥量與馬鈴薯產(chǎn)量間的關(guān)系采用肥料效應(yīng)函數(shù)方程y＝a＋bx＋cx2擬合，得到的回歸方程為：

對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)的結(jié)果表明，回歸方程擬合良好。有機(jī)改土生態(tài)肥價(jià)格（Px）為2 457.13元·t－1，2013年馬鈴薯市場(chǎng)價(jià)格（Py）為1 200元· t－1，將（Px）、（Py）、肥料效應(yīng)函數(shù)的b和c代入最佳施肥量計(jì)算公式x0＝［（Px／Py）－b］／2c，求得有機(jī)改土生態(tài)肥經(jīng)濟(jì)效益最佳施肥量（x0）為2.40 t· hm－2，將x0代入（1）式，求得馬鈴薯理論產(chǎn)量（y）為48.06 t·hm－2，回歸分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理5有機(jī)改土生態(tài)肥施用量2.40 t·hm－2相吻合，說(shuō)明田間試驗(yàn)結(jié)果對(duì)指導(dǎo)大田生產(chǎn)具有實(shí)踐意義（表3）。

2.3 有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)土壤理化性質(zhì)及有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的影響對(duì)比

2.3.1 對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響連續(xù)定點(diǎn)試驗(yàn)2 a后，于2015年9月11日馬鈴薯收獲后采集耕作層0～20 cm土樣測(cè)定結(jié)果可知，不同處理土壤容重由大到小變化順序依次為：不施肥（對(duì)照）＞傳統(tǒng)化肥＞有機(jī)改土生態(tài)肥，有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥和不施肥（CK）比較，容重分別降低5.30%和6.72%，差異極顯著（P＜0.05）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，容重降低1.49%，差異不顯著（P＞0.05）。不同處理土壤總孔隙度和團(tuán)聚體由大到小變化順序依次為：有機(jī)改土生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞不施肥（CK），有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，總孔隙度和團(tuán)聚體分別增加5.26%和11.75%，差異極顯著（P＜0.01）；有機(jī)改土生態(tài)肥與不施肥（CK）比較，總孔隙度和團(tuán)聚體分別增加6.88%和12.26%，差異極顯著（P＜0.01）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，總孔隙度和團(tuán)聚體分別增加1.54%和0.46%，差異不顯著（P＞0.05）（表4）。

表3 有機(jī)改土生態(tài)肥施用量對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響Table 3 Ecological fertilizer with organic content on potato economic characteristics，yields and economic benefits

2.3.2 對(duì)土壤pH及有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的影響從表4可知，不同處理土壤pH由大到小變化順序依次為：不施肥（CK）＞傳統(tǒng)化肥＞有機(jī)改土生態(tài)肥，有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥和不施肥（CK）比較，pH分別降低3.08%和3.32%，差異顯著（P＜0.05）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，pH降低0.26%，差異不顯著（P＞0.05）。不同處理土壤有機(jī)質(zhì)由大到小變化順序依次為：有機(jī)改土生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞不施肥（CK），有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥和不施肥（CK）比較，有機(jī)質(zhì)分別增加3.26%和3.54%，差異顯著（P＜0.05）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，有機(jī)質(zhì)增加0.26%，差異不顯著（P＞0.05）。不同處理土壤速效氮磷鉀由大到小變化順序依次為：有機(jī)改土生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞不施肥（CK）；有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，堿解氮、速效磷和速效鉀分別增加1.08%、1.25%和1.38%，差異不顯著（P＞0.05）；有機(jī)改土生態(tài)肥與不施肥（CK）比較，堿解氮、速效磷和速效鉀分別增加27.74%、19.03%和7.23%，差異極顯著（P＜0.01）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，堿解氮、速效磷和速效鉀分別增加26.38%、17.52%和8.37%，差異極顯著（P＜0.01）（表4）。

2.4 有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)土壤微生物和酶活性的影響比較

2.4.1 對(duì)土壤微生物的影響從表5可知，不同處理土壤微生物由大到小變化順序依次為：有機(jī)改土生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞不施肥（CK），有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，真菌增加6.28%，差異顯著（P＜0.05）；細(xì)菌、放線菌和菌體總量分別增加36.07%、 21.94%和29.59%，差異極顯著（P＜0.01）；有機(jī)改土生態(tài)肥與不施肥（CK）比較，真菌增加7.98%，差異顯著（P＜0.05）；細(xì)菌、放線菌和菌體總量分別增加39.11%、24.34%和32.33%，差異極顯著（P＜0.01）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，真菌、細(xì)菌、放線菌和菌體分別增加1.60%、2.20%、1.97%和2.11%，差異不顯著（P＞0.05）（表5）。

2.4.2 對(duì)土壤酶活性的影響從表5可知，不同處理土壤酶活性由大到小變化順序依次為：有機(jī)改土生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞不施肥（CK），有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，蔗糖酶、脲酶和磷酸酶分別增加14.46%、5.64%和13.95%，差異顯著（P＜0.05）；有機(jī)改土生態(tài)肥與不施肥（CK）比較，蔗糖酶、脲酶和磷酸酶分別增加70.00%、34.53%和58.06%，差異極顯著（P＜0.01）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，蔗糖酶、脲酶和磷酸酶分別增加48.52%、27.34%和38.71%，差異極顯著（P＜0.01）。有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，多酚氧化酶和過(guò)氧化氫酶分別增加21.37%和39.29%，差異極顯著（P＜0.01）；有機(jī)改土生態(tài)肥與不施肥（CK）比較，多酚氧化酶和過(guò)氧化氫酶分別增加27.93%和50.00%，差異極顯著（P＜0.01）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，多酚氧化酶和過(guò)氧化氫酶分別增加5.41%和7.69%，差異顯著（P＜0.05）（表5）。

2.5 有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)馬鈴薯性狀及產(chǎn)量和施肥利潤(rùn)的影響比較

2.5.1 對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響由2014年9月11日馬鈴薯收獲后測(cè)定數(shù)據(jù)可知，不同處理馬鈴薯農(nóng)藝性狀由大到小變化順序依次為：有機(jī)改土生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞不施肥（CK）；有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，馬鈴薯株高、莖粗和地上部分干重分別增加7.45%，14.93%和14.36%，差異顯著（P＜0.05）；有機(jī)改土生態(tài)肥與不施肥（CK）比較，株高、莖粗和地上部分干重分別增加53.32%、27.16%和49.70%，差異極顯著（P＜0.01）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，株高、莖粗和地上部分干重分別增加41.76%、10.64%和30.90%，差異極顯著（P＜0.01）（表6）。

2.5.2 對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響從表6可知，不同處理馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量由大到小變化順序依次為：有機(jī)改土生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥＞不施肥（CK），有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，馬鈴薯塊莖重、單株塊莖重和產(chǎn)量分別增加5.13%、5.05%和3.80%，差異顯著（P＜0.05）；有機(jī)改土生態(tài)肥與不施肥（CK）比較，塊莖重、單株塊莖重和產(chǎn)量分別增加31.17%、38.89%和38.90%，差異極顯著（P＜0.01）；傳統(tǒng)化肥與不施肥（CK）比較，塊莖重、單株塊莖重和產(chǎn)量分別增加24.76%、32.16%和33.81%，差異極顯著（P＜0.01）。有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥和不施肥（CK）比較，施肥利潤(rùn)分別增加556.89元·hm－2和12 630.89元·hm－2；傳統(tǒng)化肥與對(duì)照比較，施肥利潤(rùn)增加12 074.00元·hm－2（表6）。

表4 有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)土壤理化性質(zhì)及有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的影響Table 4 Effects of traditional fertilizer and ecological fertilizer with organic fertilizer on soil physical and chemical properties，organic matters and available nutrients

表5 有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)土壤微生物和酶活性的影響Table 5 Effects of traditional fertilizer and ecological fertilizer with organic content on soil microorganisms and enzyme activities

表6 有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)性狀及產(chǎn)量和施肥利潤(rùn)的影響Table 6 Effects of traditional fertilizer and ecological fertilizer with organic content on the morphologies of potato，yield and fertilizer profits

3 討論與結(jié)論

在甘肅省張掖市的馬鈴薯種植田上，施用有機(jī)改土生態(tài)肥后，土壤孔隙度增大，團(tuán)聚體、有機(jī)質(zhì)、微生物和酶活性增加，土壤容重和pH降低。究其原因，一是有機(jī)改土生態(tài)肥含有豐富的有機(jī)質(zhì)，施用有機(jī)改土生態(tài)肥后使板結(jié)的土壤疏松了，因而降低了土壤容重，增大了孔隙度，提高了有機(jī)質(zhì)含量；二是有機(jī)改土生態(tài)肥中的聚乙烯醇是一種高分子聚合物，具有良好的粘結(jié)作用，與土粒粘合后可以形成團(tuán)聚體［23－25］；三是有機(jī)改土生態(tài)肥中的有機(jī)質(zhì)被微生物分解后，釋放出了有機(jī)酸，因而降低了土壤酸堿度；四是有機(jī)改土生態(tài)肥中的5406抗生菌肥促進(jìn)了微生物的繁殖和生長(zhǎng)發(fā)育，提高了微生物的數(shù)量和酶的活性。采用聚乙烯醇、馬鈴薯專用肥、豆粕有機(jī)肥、5406抗生菌肥等原料合成的有機(jī)改土生態(tài)肥，其創(chuàng)新點(diǎn)是把馬鈴薯專用肥的速效，豆粕有機(jī)肥的緩效，5406抗生菌肥的增效，聚乙烯醇的改土作用融為一體，不但具有營(yíng)養(yǎng)作用，還具備了改土作用。這不僅有效解決了甘肅省張掖市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中存在的化肥超量施用、有機(jī)肥料投入量嚴(yán)重不足、土壤板結(jié)、不利于馬鈴薯塊莖膨大的問(wèn)題，也解決了市場(chǎng)上流通的復(fù)混肥有效成分和養(yǎng)分比例不符合本區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和馬鈴薯對(duì)養(yǎng)分的吸收比例、且不具備改土功效的問(wèn)題，解決了馬鈴薯種植田營(yíng)養(yǎng)失衡和產(chǎn)量不高的疑難問(wèn)題，促進(jìn)了本區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

研究結(jié)果表明：有機(jī)改土生態(tài)肥施用量與馬鈴薯產(chǎn)量間的肥料效應(yīng)回歸方程式為：y＝40.91＋3.9110x－0.3882x2，經(jīng)濟(jì)效益最佳施肥量為2.40 t·hm－2，馬鈴薯理論產(chǎn)量為48.06 t·hm－2，回歸分析結(jié)果與田間試驗(yàn)處理5有機(jī)改土生態(tài)肥施用量2.40 t·hm－2相吻合，說(shuō)明田間試驗(yàn)結(jié)果對(duì)指導(dǎo)大田生產(chǎn)具有實(shí)踐意義。施用有機(jī)改土生態(tài)肥與傳統(tǒng)化肥比較，土壤總孔隙度、團(tuán)聚體、有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀、微生物、酶活性、馬鈴薯農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、產(chǎn)量和施肥利潤(rùn)由大到小的變化順序?yàn)椋河袡C(jī)改土生態(tài)肥＞傳統(tǒng)化肥；容重和pH由大到小的變化順序?yàn)椋簜鹘y(tǒng)化肥＞有機(jī)改土生態(tài)肥。在甘肅省張掖市馬鈴薯種植田上施用有機(jī)改土生態(tài)肥，有效地改善了土壤的理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)，提高了馬鈴薯的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］華軍，賈改秀，韓順斌.關(guān)于張掖市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考［J］.甘肅農(nóng)業(yè)，2011，（2）：59-60.

［2］陳其泰，賈改秀，李鴻賓.張掖市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議［J］.中國(guó)馬鈴薯，2009，23（6）：375-377.

［3］趙秉強(qiáng)，張福鎖，廖宗文.我國(guó)新型肥料發(fā)展戰(zhàn)略研究［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2004，10（5）：536-545.

［4］巫東堂，王久志.土壤結(jié)構(gòu)改良劑及其應(yīng)用［J］.土壤通報(bào)，1990，21（3）：140-143.

［5］孫云秀.土壤結(jié)構(gòu)改良劑的改土效果及其使用的研究［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1988，6（3）：51-52.

［6］汪德水.土壤結(jié)構(gòu)改良劑的改土、保水、增產(chǎn)效果研究［J］.土壤肥料.1990，（5）：9-13.

［7］李智.5406抗生菌肥特性及使用方法［J］.生物加工過(guò)程，2003，1（2）：50-52.

［8］閆四群.功能性肥料的發(fā)展前景和存在問(wèn)題［J］.農(nóng)家參謀種業(yè)大觀，2011，（11）：24-25.

［9］劉秀梅，劉光榮，馮兆濱，等.新型肥料研制技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，18（2）：87-92.

［10］陸建剛，周鶯.國(guó)內(nèi)外新型肥料的開(kāi)發(fā)［J］.化肥工業(yè)，1994，21（3）：8-11.

［11］趙秉強(qiáng)，張福鎖，廖宗文.我國(guó)新型肥料發(fā)展戰(zhàn)略研究［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2004，10（5）：536-545.

［12］劉果，李紹才，楊志榮.我國(guó)多功能肥料的發(fā)展概況［J］.中國(guó)土壤與肥料，2006，（5）：7-9.

［13］秦嘉海，呂彪.河西土壤與合理施肥［M］.蘭州：蘭州大學(xué)出版社.2001：150-155.

［14］明道緒.田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析［M］.北京：科學(xué)出版社，2014：185-188.

［15］中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所.土壤理化分析［M］.上海：科學(xué)技術(shù)出版社，1978：110-218.

［16］中國(guó)土壤學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)化學(xué)專業(yè)委員會(huì).土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析法［M］.北京：科學(xué)出版社，1983：106-208.

［17］中國(guó)土壤學(xué)會(huì).土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1999：82-103.

［18］浙江農(nóng)業(yè)大學(xué).植物營(yíng)養(yǎng)與肥料［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1988：268-269.

［19］關(guān)松蔭.土壤酶及其研究法［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986.

［20］陳倫壽，李仁崗.農(nóng)田施肥原理與實(shí)踐［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1983：185-186.

［21］陜西省農(nóng)林學(xué)校.土壤肥料學(xué)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1987：227-228.

［22］于秀林，任雪松.多元統(tǒng)計(jì)分析［M］.北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，1999：166-170.

［23］龍明杰，張宏偉，曾繁森.高聚物土壤結(jié)構(gòu)改良劑的研究［J］.土壤學(xué)報(bào)，2001，38（4）：584-589.

［24］巫東堂.王久志.土壤結(jié)構(gòu)改良劑及其應(yīng)用［J］.土壤通報(bào)，1990，21（3）：140-143.

［25］孫云秀.土壤結(jié)構(gòu)改良劑的改土效果及其使用的研究［J］.干旱地區(qū)研究，1988，（3）：51-52.

Selection of ecological fertilizer formula with organic contents and its impact on soil properties and economic benefits of potato

MA Zong-hai1，2，YAN Zhi-bin2，LIU Yu-huan1，PAN Yan-hua3，QIN Jia-hai1，XIAO Zhan-wen1
（1.College of Agriculture and Biology Technology，Hexi University，Zhangye，Gansu 734000，China；2.Gansu Dunhuang Seed Company，Jiuquan，Gansu 735000，China；3.The Seeds Station of Jiuquan City，Jiuquan，Gansu 735000，China）

At the potato planting base in Zhangye City，Minle County，Gansu Province，an field experiment was carried out to select the formula of ecological fertilizer with organic content and its impact on soil properties and the economic benefits of potato.The results showed that the factors that affected potato production were in the order of the following：potato fertilizer＞soybean meal organic fertilizer＞5406 antibiotic bacterial an ure＞polyvinyl alcohol.The best formula for the ecological fertilizer with organic content was poly（vinyl alcohol）（0.0124）∶the potato fertilizer（0.7453）∶soybean meal organic fertilizer（0.2050）∶5406 antibiotic bacterial manure（0.0373）.The regression equation that measures the effect by fertilizer on potato yield with the application of the ecological fertilizer with organic content was y＝40.91＋3.9110x－0.3882x2.The economic benefit reached the best when the fertilizer rate was 2.40 t·hm－2，resulting in a theatrical potato production of48.06 t·hm－2.Compared with traditional chemical fertilizers，the application of ecological fertilizer with organic content caused soil bulk density and pH reduced by 5.30%and 3.08%；total porosity and aggregate increased by 5.26%and 5.26%；organic matter，alkali-hydro nitrogen，available phosphorus and available potassium increased by 3.26%，1.08%，1.25%and 1.08%；fungi，bacteria，actinomyces and bacteria amounts increased by 6.28%，36.07%，21.94%and 36.07%；sucrase，urease and phosphatase increased by 14.46%，14.46%and 13.95%；potato plant height，stem diameter and dry weight of aerial part increased by 7.45%，14.93%and 14.36%；and tuber weight，tuber weight per plant，yield and fertilizer profits increased by 5.13%，5.05%，3.80%and 556.89 yuan·hm－2，respectively.The application of ecological fertilizer with organic content in potato fields could effectively improve the soil physical and chemical properties and biological properties，advantaging potato yield and fertilizer profits.

ecological fertilizer with organic content；soil properties；potato；economic benefits

S147.4

A

1000-7601（2016）06-0197-07

10.7606／j.issn.1000-7601.2016.06.30

2015-12-04

科技部國(guó)家星火項(xiàng)目“張掖市加工型馬鈴薯多功能復(fù)混肥產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與示范”（2011GA860023）

馬宗海（1963—），男，甘肅酒泉人，碩士，農(nóng)藝師，主要從事新型功能性肥料合成方面的研究工作。

肖占文（1966—），男，甘肅金塔人，教授，主要從事新型功能性肥料合成方面的研究工作。E-mail：qinjiahai123＠163.com。