施肥模式對靖江香沙芋生長和產(chǎn)量的影響

申民翀 李建剛 吳東乾 孫劍霞 李玲 侯金鳳 侯迪鳴 董元華

摘要 [目的]研究不同施肥模式對香沙芋生長和產(chǎn)量的影響。[方法]針對靖江香沙芋種植過程中嚴重的連作障礙和當(dāng)?shù)厥┓什缓侠淼膯栴}，利用土壤調(diào)理劑對當(dāng)?shù)厥┓史桨高M行改良，通過連續(xù)2年試驗探究不同施肥模式對香沙芋生長、產(chǎn)量、病害發(fā)生率和淀粉含量的影響。[結(jié)果]2種改進施肥方案均可促進香沙芋生長發(fā)育，處理 Ⅱ 使葉齡增加了2.03，還能促進莖粗、株高和葉片厚度的增加；改進施肥方案顯著提高了香沙芋產(chǎn)量，其中處理 Ⅰ 2年增產(chǎn)率分別為16.67%和16.19%，處理 Ⅱ 為 22.17%和19.37%；采用改進施肥方案后，香沙芋的病害發(fā)生率顯著降低，處理 Ⅰ 2年防效分別是38.63%和51.60%，處理 Ⅱ 達到50.75%和62.62%；同時，淀粉含量也得到了顯著提高。[結(jié)果]該研究為控制香沙芋連作病害提供了技術(shù)手段，對促進靖江香沙芋的生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 靖江香沙芋；連作障礙；土壤調(diào)理劑；產(chǎn)量；連作病害

中圖分類號 S506.2 文獻標識碼 A 文章編號 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]是天南星科芋屬多年生草本植物，在我國南北各地均有栽培，其中長江流域栽培面積較大，且栽培的品種類型主要為多子芋[1]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，芋頭常做1年栽培，其營養(yǎng)價值高，具有豐富的營養(yǎng)和保健成分。芋球莖富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂類、B族維生素、維生素C，以及鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)。此外，芋球莖中的多糖成分具有增強人體免疫的功能，深受消費者喜愛[2]。

靖江香沙芋具有農(nóng)產(chǎn)品地理標志，其香味獨特，營養(yǎng)豐富，糧菜兼用，深受廣大消費者青睞。靖江香沙芋現(xiàn)有種植面積1 333 hm2，年產(chǎn)鮮芋2萬多噸，遠遠不能滿足市場的需求。泰州市及靖江市政府把靖江香沙芋作為農(nóng)民增收的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，支持靖江香沙芋產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

近年來，由于香沙芋的經(jīng)濟效益較好，農(nóng)民經(jīng)常在同一塊地連續(xù)種植香沙芋，造成嚴重的連作障礙問題，芋頭產(chǎn)量下降，土傳病害發(fā)生嚴重，農(nóng)民被迫使用大量的農(nóng)藥；同時為了追求高產(chǎn)，土壤中投入過量化肥，且肥料品種單一，肥料投入嚴重不平衡，使肥料利用率降低，土壤養(yǎng)分嚴重失衡，土壤質(zhì)量持續(xù)下降，土壤功能遭到破壞，香沙芋的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，難以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。因此，探索改良連作土壤性質(zhì)的技術(shù)和方法具有重要的現(xiàn)實意義[3]。

土壤調(diào)理劑能夠改善土壤理化性狀[4-5]，增強作物抗病、抗旱能力[6]，提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量[7-9]，具有成本低、效果好、無毒副作用的特點[10]。近年來，一些天然產(chǎn)物提取物已經(jīng)在土壤改良中得到了廣泛的應(yīng)用[9]。該研究針對靖江香沙芋存在的嚴重連作障礙問題，通過使用天然材料的土壤調(diào)理劑對連作芋頭土壤進行調(diào)理，以期恢復(fù)退化土壤功能，控制芋頭連作病害，增加芋頭產(chǎn)量。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗在江蘇省靖江市馬橋鎮(zhèn)祖師村芋頭種植基地進行（120°11′2.30″ E；32° 3′8.88″ N）。海洋性季風(fēng)區(qū)，溫和濕潤，四季分明，年平均降雨量1 033.10 mm。

1.2 試驗材料

試驗所用有機肥購于南京寧糧生物工程有限公司，其中N含量2.1%，土壤調(diào)理劑購于陜西賽眾生物科技有限公司，其中有效硅 42%、氧化鉀8%、氧化鎂 3%。所用復(fù)合肥的N、P2O5和K2O含量均為15%。

1.3 試驗方法 試驗共設(shè)3個處理，分別為對照（CK，當(dāng)?shù)厥┓史桨福?，處?Ⅰ 和處理 Ⅱ，每個處理3次重復(fù)，隨機排列。各處理小區(qū)面積1 m×10 m，雙行60株香沙芋。連續(xù)試驗2年，具體施肥方案見表1。芋頭淀粉含量的測定采用GB/T5009.9—2008的方法。

香沙芋種植過程中容易出現(xiàn)疫病，試驗對不同處理中芋頭的發(fā)病情況進行了統(tǒng)計，并按照如下公式對病情指數(shù)和防治效果進行計算：

病情指數(shù)=[Σ （病級株數(shù)×代表級數(shù)）/植株總數(shù)×最高代表級值]×100

防治效果=（對照病情指數(shù)-處理病情指數(shù)）/對照病情指數(shù)×100%

病情分級0～5級：0級，無癥狀；1級，葉片輕微萎蔫，莖上開始出現(xiàn)褐色斑點；2級，整個植株的30%～50%有病狀；3級，整個植株的50%～70%有病狀；4級，整個植株的70%～90%有病狀；5級，整株死亡。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2003和SPSS 16.0軟件分析不同處理間的平均值、標準差以及檢驗顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對香沙芋生長的影響 通過分析連續(xù)2年不同施肥處理對香沙芋生長情況的影響，發(fā)現(xiàn)施肥處理對香沙芋葉齡、莖粗、株高和葉片厚度均有影響，且與對照差異顯著（表2）。施肥處理 Ⅰ 和 Ⅱ 都能促進香沙芋的生育進程，特別是處理 Ⅱ，葉齡從對照的11.40增加到13.43。同時，2種處理均增加了植株莖粗、株高和葉片厚度。其中，施肥處理 Ⅱ 對香沙芋上述4個指標的影響更顯著。

2.2 不同施肥處理對香沙芋產(chǎn)量的影響 不同施肥處理下香沙芋產(chǎn)量的統(tǒng)計信息進行分析顯示，與對照相比，施肥處理 Ⅰ 和 Ⅱ 均顯著提高了其母芋、子芋、孫芋的產(chǎn)量。由表3可知，處理 Ⅱ 的增產(chǎn)效果較好，2014年母芋、子芋、孫芋比對照分別增產(chǎn)5.10%、20.45%、65.74%；2015年3類芋分別增產(chǎn)28.93%，37.02%，91.20%；連續(xù)2年的總產(chǎn)量增產(chǎn)率分別為22.17%和19.37%。處理 Ⅰ 的增產(chǎn)效果也比較明顯，2014年的母芋、子芋、孫芋相比對照分別增產(chǎn)6.95%、7.36%、73.31%；2015年3類芋分別增產(chǎn)20.73%、5.12%、47.35%；連續(xù)2年的總產(chǎn)量增產(chǎn)率分別為16.67%和16.19%。

2.3 不同施肥處理對香沙芋病害發(fā)生的影響

由于試驗地連年種植芋頭，土傳病害發(fā)生嚴重。由表4可知，連作2年后，芋頭的發(fā)病率比第1年嚴重，對當(dāng)?shù)赜箢^的品質(zhì)和產(chǎn)量造成較大影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理對香沙芋病害的發(fā)生有較大影響，施肥處理 Ⅰ 和 Ⅱ 明顯降低病情指數(shù)，對病害發(fā)生具有顯著的防治作用。其中，處理 Ⅰ 2014、2015年的防效分別為38.63%和51.60%，處理 Ⅱ 的防效較好，分別達到了50.75%和62.62%。

2.4 不同施肥處理對香沙芋淀粉含量的影響

對不同施肥處理下香沙芋淀粉含量的測定發(fā)現(xiàn)，施肥處理 Ⅰ 和 Ⅱ 都能顯著提高香沙芋的淀粉含量。由圖1可知，2個處理間差異不顯著，但處理 Ⅱ 的效果較好，可以將淀粉含量從對照的58.74%提高到76.22%。連作第2年處理 Ⅰ 和 Ⅱ 對提高淀粉含量的效果略有降低。

3 討論

靖江市擁有優(yōu)質(zhì)長江岸線54 km，當(dāng)?shù)赝寥蓝酁楦缓值纳橙劳?，特別適合芋頭的生長[11]。支鏈淀粉含量高，營養(yǎng)豐富[12]，具有寬腸、益胃、軟化血管等功效的香沙芋早已成為靖江市特色農(nóng)產(chǎn)品[13]。由此帶來的當(dāng)?shù)赜箢^連年種植以及化肥單一化、過量化等問題，嚴重影響了芋頭品質(zhì)和產(chǎn)量，使土壤養(yǎng)分失衡，土壤質(zhì)量下降。

該研究基于上述連作現(xiàn)象和當(dāng)?shù)厥┓侍幚泶嬖诘膯栴}，對當(dāng)?shù)厥┓侍幚磉M行改良，提出了處理 Ⅰ、Ⅱ 共2種施肥方案，通過使用天然材料的土壤調(diào)理劑對連作芋頭土壤進行調(diào)理，以恢復(fù)退化土壤功能，控制芋頭連作病害，增加芋頭產(chǎn)量。研究表明，2種處理對香沙芋的生產(chǎn)均有顯著益處。

通過對香沙芋葉齡、莖粗、株高、葉片厚度4個生長指標的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，改良的2種施肥處理均能促進香沙芋的生長發(fā)育，與對照相比，處理 Ⅰ 和 Ⅱ 的葉齡分別增加了1.00和2.03，這對于香沙芋提前進入分株期并更好地吸收利用土壤中的養(yǎng)分有較大益處。同時，2種處理使植株長勢更加健康，提高自身免疫力，從而對抗病性的提升也起到一定作用。該究表明，處理 Ⅰ 和 Ⅱ 的總產(chǎn)量第1年分別增加16.67%和22.17%，第2年分別增加16.19% 和19.37%。在連作障礙嚴重，后續(xù)產(chǎn)量普遍下降的情況下，該研究施肥處理不僅得到了較大的增產(chǎn)率，而且第2年處理組的產(chǎn)量（分別為1 139.99和1 171.21 kg）均超過了第1年對照組的產(chǎn)量（1 047.86 kg），給當(dāng)?shù)貛砹己媒?jīng)濟效益的同時也對香沙芋種植具有很好的實際應(yīng)用價值。除了產(chǎn)量，香沙芋的品質(zhì)性狀也與其經(jīng)濟價值直接相關(guān)，淀粉含量是影響芋頭甜度、營養(yǎng)成分和口感的重要因素。該研究通過對不同施肥處理下香沙芋淀粉含量的測定發(fā)現(xiàn)，處理 Ⅰ 和 Ⅱ 可以將淀粉含量從對照的58.74%分別提高到74.92% 和76.22%。其中，連作第2年2個處理對提高淀粉含量的效果略有降低，產(chǎn)量和品質(zhì)性狀受連作病害影響嚴重。研究結(jié)果還表明，采用處理 Ⅰ 和 Ⅱ 的施肥方案可顯著降低香沙芋病害的病情指數(shù)，提高防治效果。其原因可能是固體調(diào)理劑的施用補充了香沙芋植株對中微量元素的需求，促進植株健康生長，提高了其自身免疫力和抗病能力。同時，調(diào)理劑進入土壤后，也會改變土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，影響土壤微生態(tài)環(huán)境，隨著土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的改變，病原菌對香沙芋植株的致病性會得到一定程度的抑制[14]。

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，對香沙芋生長和產(chǎn)量的有益效果從高到低依次為處理 Ⅱ、處理 Ⅰ、對照。這主要是由于各處理的施肥配方組合不同導(dǎo)致的。與對照相比，處理 Ⅰ 在基肥中多施加了1種固體調(diào)理劑，同時減少了復(fù)合肥的投入，另外10葉期追肥時將一定占比（30%）的復(fù)合肥換成硫酸鉀肥。而處理 Ⅱ 比處理 Ⅰ 在基肥中多了1種有機肥。這樣設(shè)計與當(dāng)?shù)氐耐寥鲤B(yǎng)分結(jié)構(gòu)以及香沙芋的種植需求有關(guān)。對照采用的當(dāng)?shù)厥┓史桨竿耆脧?fù)合肥的方式，肥料品種單一，土壤中養(yǎng)分投入與利用嚴重不平衡，一定程度上破壞了土壤功能，造成香沙芋產(chǎn)量和品質(zhì)下降。調(diào)理劑的添加，一方面補充了土壤的中微量元素，改善了土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，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。同時，調(diào)理劑的施用也會改善土壤微生態(tài)環(huán)境，改變土壤微生物組成結(jié)構(gòu)，調(diào)整土壤中病原菌與有益細菌的結(jié)構(gòu)比例向更有利于植物生長的方向發(fā)展。有機肥富含多種有機酸、肽類、氮、磷、鉀等營養(yǎng)物質(zhì)，對于平衡土壤養(yǎng)分、改善土壤微生態(tài)環(huán)境、恢復(fù)地力有很大幫助。10葉期追肥時將30%的復(fù)合肥用量改為硫酸鉀肥是針對香沙芋一般從10葉期開始分株，之后分株鮮重加速增加而設(shè)計的，該時期是子芋、孫芋鮮重增加和品質(zhì)提升的關(guān)鍵階段[15]。鉀元素作為植物體內(nèi)光合作用、呼吸作用、蛋白質(zhì)合成等多種重要生理過程所需酶的活化劑，對提高作物抗病抗倒伏等抗逆性以及提高淀粉含量都有促進作用，所以在香沙芋10葉期適當(dāng)補充鉀素是很有必要的。

綜上所述，在香沙芋種植過程中需在基肥中施加調(diào)理劑（中微量元素礦質(zhì)肥），同時也可適當(dāng)添加有機肥。在追肥過程中應(yīng)根據(jù)香沙芋生長發(fā)育關(guān)鍵時期補充相應(yīng)營養(yǎng)元素。該方法不僅可以促進香沙芋的生長情況，提高其品質(zhì)性狀，增強抗病性，達到增產(chǎn)的目的，而且對土壤養(yǎng)分平衡、恢復(fù)和維持地力、促進土地資源可持續(xù)利用有重要的意義。

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