椰糠施用量對土壤理化性狀和甘薯產(chǎn)量的影響

楊 毅 何志強 林佳慧 李 洋 陳 飛 呂長文 唐道彬 周全盧 王季春,*

椰糠施用量對土壤理化性狀和甘薯產(chǎn)量的影響

楊 毅1,2何志強1林佳慧1李 洋1陳 飛1呂長文1唐道彬1周全盧2,*王季春1,*

1西南大學農(nóng)學與生物科技學院 / 薯類生物學與遺傳育種重慶市重點實驗室, 重慶 400715;2南充市農(nóng)業(yè)科學院, 四川南充 637000

研究不同施用量的椰糠對土壤理化性狀和甘薯產(chǎn)量的影響, 探索椰糠的施入量與土壤理化性狀的相關關系, 為農(nóng)田土壤肥力的提高與保持以及鮮食型甘薯高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)和實際生產(chǎn)指導。本試驗于2020年和2021年, 采用隨機區(qū)組試驗設計, 研究了椰糠(干重)施用量0、20,250、40,500和60,750 kg hm–2共4個處理對土壤及甘薯的影響。結(jié)果表明, 隨著椰糠施用量的增加, 土壤容重逐漸降低, 而土壤孔隙度、土壤質(zhì)量含水量、土壤有機質(zhì)含量和土壤速效氮、磷、鉀養(yǎng)分含量逐漸增加, 其中土壤速效鉀含量增加最多, 堿解氮次之, 速效磷最少; 根際土壤細菌數(shù)量、真菌數(shù)量、放線菌數(shù)量都隨椰糠施用量的增加而增加。增施椰糠能提高甘薯塊根的單株結(jié)薯數(shù), 增加200～ 400 g、100～200 g和50～100 g塊根的數(shù)量, 提高甘薯的商品薯率; 甘薯塊根產(chǎn)量隨椰糠施用量增加先增后減, 以椰糠40,500 kg hm–2施用量最高; 甘薯塊根淀粉率隨椰糠施用量的增加而遞減。施加椰糠能有效的改善土壤結(jié)構(gòu)和培肥地力, 有利于促進甘薯結(jié)薯和大薯的形成, 提高塊根產(chǎn)量和增加商品薯率。

甘薯; 椰糠; 土壤理化性狀; 產(chǎn)量; 品質(zhì)

土壤條件的好壞直接影響作物的生長, 改良和提高土壤的理化性狀是提高糧食生產(chǎn)的重要途徑,在改良土壤方面, 有機培肥是目前采用最廣泛、最有效的措施。合理施用有機物料能改善土壤理化性狀, 培肥地力, 促進土壤團粒體的形成, 提高土壤有機質(zhì)含量[1-5], 提高土壤有效養(yǎng)分, 降低土壤容重, 增加土壤孔隙度, 增加土壤微生物量, 固定土壤重金屬, 起到凈化作用[6]。有機物料是來源于植物或動物,以提供作物養(yǎng)分為主要功效的含碳物料, 各類堆肥、畜禽糞便、生物秸稈、泥炭、椰子殼(椰糠)等都屬于有機物料, 其在某種程度上可減少化肥施入量, 降低一定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本且對環(huán)境友好[7]。

椰糠是椰子外殼通過加工后形成的纖維粉末, 具有很好的孔隙結(jié)構(gòu), 可以改善土壤的通透性, 促進作物的生長發(fā)育, 也能促進生物降解[8], 屬于有機物料的一種, 椰糠作為天然的有機物料, 通過加工后非常適合培養(yǎng)植物, 資源豐富, 具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)和較強的保水能力, 成本低, 可降解。椰糠的使用大多都是作為無土栽培的基質(zhì), 用于園藝和設施農(nóng)業(yè)領域, 可以影響番茄、黃瓜等的產(chǎn)量[9-10]。從長期效應看, 施用椰糠等有機物料可以緩解土壤環(huán)境壓力、培肥地力、減少化肥的過度施用, 因此對椰糠的研究具有重要意義。甘薯(Lam.)是世界上重要的糧食及多用途作物, 塊根富含食用纖維、維生素、糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分[11], 其多糖、多酚、花青素、胡蘿卜素等功能成分具有抗氧化和保健功效[12], 提高甘薯的產(chǎn)量和品質(zhì), 有利于提高人民健康水平, 保障國家糧食安全[13]。

前人大多是以作物秸稈、畜禽糞肥、商品有機肥作為有機物料改良土壤, 研究的大多都是施入有機物料后, 土壤理化性狀有何變化, 對有機物料施用量的多少對土壤及作物產(chǎn)量的影響研究甚少。椰糠常用于園藝栽培, 在蔬菜瓜果領域用的較多, 很少用在大田作物栽培中。并且從未將椰糠作為有機物料施入大田與土壤混合。且如何影響土壤理化特性, 進而影響作物產(chǎn)量鮮有報道。本試驗選用鮮食型甘薯渝紅心薯98作為試驗品種, 將不同用量的椰糠施入大田與土壤混合均勻, 研究椰糠施用量對土壤理化性狀、甘薯產(chǎn)量的影響, 揭示土壤理化特性及塊根產(chǎn)量受椰糠施用量的影響特征, 在有機物料改良土壤和甘薯優(yōu)質(zhì)高效栽培的理論和實踐上均具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

甘薯品種選用渝紅心薯98, 鮮食型紅黃心甘薯, 植株匍匐型, 莖頂端絨毛多, 薯塊紡錘形, 薯皮淺紅色, 薯肉中等橘紅色, 結(jié)薯集中, 單株結(jié)薯數(shù)5.3個。由薯類生物學與遺傳育種重慶市重點實驗室提供。

試驗所用的椰糠是由廈門花仙谷農(nóng)業(yè)有限公司提供的椰糠磚, 基礎養(yǎng)分見表1。試驗田為沙壤土, 位于重慶市合川區(qū)渭沱鎮(zhèn)農(nóng)場, 2年試驗在同一片地不同地塊上進行, 基礎肥力見表1。該地屬亞熱帶季風濕潤氣候, 年降雨量在1100～1400 mm之間, 海拔200～400 m, 年均總?cè)照諘r數(shù)1316 h, 多年平均氣溫18.1℃, ≥10℃積溫為5903℃, 全年無霜期331 d。

表1 椰糠基礎養(yǎng)分和試驗田土壤基礎肥力

1.2 試驗設計

依據(jù)增加10 cm土層土壤有機質(zhì)含量0、10、20和30 g kg–1所需椰糠的用量來設置椰糠的梯度。椰糠(干重)施用量分別為0、20,250、40,500和60,750 kg hm–2共4個處理, 處理代號分別為T0、T1、T2和T3, 隨機區(qū)組試驗設計, 重復3次。小區(qū)面積為7.5 m2, 長為3.125 m, 寬為2.4 m, 壟寬為0.8 m, 栽植窩距為0.21 m, 每小區(qū)栽植45株, 密度為64,000株 hm–2。在甘薯苗移栽前7 d, 將稱好的椰糠磚用水濕潤, 使其完全散開, 濕度保持80%左右。椰糠的干重∶濕重的比例約1.0∶4.5。將濕潤椰糠均勻撒施于每個小區(qū)土表, 然后與表層約10 cm厚的土壤混合均勻, 起壟備栽。

甘薯種植采用育苗移栽的方法, 3月上中旬地膜覆蓋育苗, 保證床內(nèi)溫度15℃以上, 選用長勢均一的甘薯苗, 2020年于6月18日栽植、11月18日收獲, 2021年于6月10日栽植、11月10日收獲。

1.3 土壤取樣方法

試驗期間: 分別于移栽前和收獲時對每個小區(qū)采用五點取樣法取甘薯根際土壤, 每點取5株甘薯根際土, 將所取土樣自然風干、磨細和過篩, 密封保存, 以便測定土壤理化性質(zhì)。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 根系形態(tài)測定 將洗凈的甘薯根系樣品放在30 cm×40 cm樹脂玻璃槽內(nèi), 并注水至根系完全呈淹沒狀態(tài), 使根系完全散開, 用托普根系掃描儀掃描根系, 再用數(shù)字化圖片分析軟件分析獲得根系長度、體積、表面積和根尖數(shù)等形態(tài)指標。

1.4.2 薯塊性狀產(chǎn)量及品質(zhì)測定 150 d對每個小區(qū)進行實收測產(chǎn)。對分期取樣和收獲的塊根進行分級稱重、計數(shù)。塊根分級標準為: 一級薯200～400 g,二級薯100～200 g, 迷你薯50～100 g, 無級別薯小于50 g或大于400 g[14]。

淀粉率[15]: 淀粉率(%)=烘干率(%)×0.86945– 6.34587

式中, 烘干率的測定方式為將薯塊去皮切碎, 稱取50 g左右鮮樣, 3次重復, 80℃烘干至恒重, 然后稱量烘干前后樣品的重量, 計算干物質(zhì)含量。

1.4.3 土壤理化指標測定 土壤容重[16]測定: 采用環(huán)刀法測容重, 用容積為100 cm3的環(huán)刀切割自然狀態(tài)下的土樣, 使土樣填滿環(huán)刀, 細心削平和擦凈環(huán)刀兩端及外面多余的土, 然后將環(huán)刀兩端立即加蓋, 防止土壤水分蒸發(fā); 帶回實驗室迅速測其新鮮土樣重, 烘干后稱量計算單位容積的烘干土重量。

土壤質(zhì)量含水量[16]測定: 將取樣附近的土壤混合均勻, 取20 g左右的土壤裝入鋁盒中, 室內(nèi)稱重, 記錄土樣濕質(zhì)量。

式中,m表示土樣的質(zhì)量含水量;t表示土樣濕質(zhì)量;s表示土樣干質(zhì)量。

土壤孔隙度[16]測定: 土壤孔隙度一般不直接測定, 而是由土粒密度和容重計算求得, 公式為:

式中,表示土壤孔隙度;b表示土壤容重(g cm–3);s表示土壤密度(g cm–3), 一般取2.65 g cm–3。

采用重鉻酸鉀-控溫式遠紅外消煮爐加熱法[17]測定土壤有機質(zhì)含量; 采用堿解氮擴散法[18]測定土壤堿解氮含量; 使用托普養(yǎng)分測定儀測定(來源于浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司, 參照儀器方法測定)土壤有效磷含量; 使用托普養(yǎng)分測定儀測定(來源于浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司, 參照儀器方法測定)土壤速效鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用DPS7.05軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析, Duncan’s新復極差法方法進行差異顯著性檢驗; 利用Microsoft Excel 2016軟件制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤部分理化性狀的影響

2.1.1 對土壤容重、孔隙度及質(zhì)量含水量的影響

由圖1可知, 隨著椰糠施用量的增加, 土壤容重表現(xiàn)為T0>T1>T2>T3, 各處理間均有顯著差異; 土壤孔隙度與土壤質(zhì)量含水量表現(xiàn)為T0

2.1.2 對土壤養(yǎng)分的影響 由表2可知, 椰糠施用量對土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀都有極顯著影響, 隨著椰糠施用量的增加, 土壤有機質(zhì)含量逐漸增加, 各處理間均有顯著差異。增施椰糠能顯著增加土壤中的速效氮、磷、鉀含量, 隨著椰糠施用量的增加, 土壤速效養(yǎng)分含量均表現(xiàn)為T0

圖1 椰糠施用量對土壤容重、孔隙度和質(zhì)量含水量的影響

T0、T1、T2和T3表示椰糠施用量0、20,250、40,500和60,750 kg hm–2, 圖注上標以不同小寫字母表示同一年處理間在0.05概率水平差異顯著。

T0, T1, T2, and T3 represent coconut bran application rate of 0, 20,250, 40,500, and 60,750 kg hm–2, respectively. Different lowercase letters indicate significant difference among the different treatments in the same year at the 0.05 probability level.

表2 不同處理對土壤養(yǎng)分的影響

Y、T和Y×T分別表示年份、椰糠施用量、年份和椰糠施用量的交互作用, Y1和Y2表示2020年和2021年, T0、T1、T2和T3表示椰糠施用量0、20,250、40,500和60,750 kg hm–2。**表示差異極顯著(<0.01), *表示差異顯著(<0.05), ns表示差異不顯著。不同小寫字母表示同一年份下不同椰糠施用量處理間在0.05概率水平差異顯著, 不同大寫字母表示同一因素不同水平間在0.01概率水平差異顯著。

Y, T, and Y×T represent the year, the amount of coconut bran application, the interaction between the year, and the amount of coconut bran application, respectively. Y1 and Y2 represent 2020 and 2021, and T0, T1, T2, and T3 represent coconut bran application rate 0, 20,250, 40,500, and 60,750 kg hm–2, respectively. ** means extremely significant difference at the 0.01 probability level; * means significant difference at the 0.05 probability level. ns: not significant difference. Different lowercase letters and uppercase letters indicate different significance in the 0.05 and 0.01 probability levels between treatments with the different application amounts of coconut bran in the same year, respectively.

2.1.3 對土壤微生物數(shù)量的影響 由表3可知, 不同年份對土壤細菌、放線菌的數(shù)量沒有顯著影響, 對真菌的數(shù)量有顯著影響; 椰糠施用量對土壤中細菌、真菌和放線菌數(shù)量均有極顯著差異, 隨著椰糠施用量的增加, 土壤細菌、真菌和放線菌數(shù)量逐漸增加。與T0處理相比, T1、T2和T3處理的土壤細菌、真菌和放線菌數(shù)量顯著增加, 2年表現(xiàn)一致。說明增施椰糠能提高土壤微生物的數(shù)量, 增加土壤微生物的多樣性。

2.2 不同處理對甘薯塊根產(chǎn)量形成的影響

2.2.1 對甘薯生長前期根系的影響 由表4可知, 隨著椰糠施用量的增加, 栽后25 d甘薯根系長度、體積、表面積和根尖數(shù)都逐漸增加, 根系長度、體積和根尖數(shù)表現(xiàn)為T0處理顯著低于T1、T2、T3處理, T1處理顯著低于T2和T3處理, T2和T3處理間差異不顯著; 根系表面積表現(xiàn)為T0和T1處理間差異不顯著, 顯著低于T2和T3處理。說明增施椰糠能促進甘薯早期根系的生長發(fā)育, 提高根系長度、體積、表面積和根尖數(shù)。

表3 不同處理對土壤微生物數(shù)量的影響

**表示差異極顯著(< 0.01), *表示差異顯著(< 0.05), ns表示差異不顯著。不同小寫字母表示同一年份下不同椰糠施用量處理間在0.05概率水平差異顯著, 不同大寫字母表示同一因素不同水平間在0.01概率水平差異顯著。處理同表2。

** means extremely significant difference at the 0.01 probability level; * means significant difference at the 0.05 probability level; ns: not significant difference. Different lowercase and uppercase letters indicate different significance in the 0.05 and 0.01 probability levels between treatments with different application amounts of coconut bran in the same year, respectively. Treatments are the same as those given in Table 2.

表4 不同處理對栽后25 d甘薯根系形態(tài)的影響(2021年)

不同小寫字母表示不同處理之間在0.05概率水平差異顯著。處理同圖1。

Different lowercase letters represent significant difference between different treatments at the 0.05 probability level. Treatments are the same as those given in Fig. 1.

2.2.2 對甘薯塊根產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 由表5可知, 不同年份對甘薯產(chǎn)量有顯著影響, 對單株結(jié)薯數(shù)沒有顯著影響, 椰糠施用量對甘薯產(chǎn)量及單株結(jié)薯數(shù)有極顯著影響。增施椰糠能顯著提高甘薯產(chǎn)量, T1、T2和T3處理顯著高于不施椰糠T0處理, 2年試驗中T2和T3處理間沒有顯著差異, T2處理略高于T3處理。單株結(jié)薯數(shù)隨椰糠施用量的增加表現(xiàn)為T0

表5 不同處理對甘薯塊根產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

**表示差異極顯著(< 0.01), *表示差異顯著(< 0.05), ns表示差異不顯著。不同小寫字母表示同一年份下不同椰糠施用量處理間在0.05概率水平差異顯著, 不同大寫字母表示同一因素不同水平間在0.05概率水平差異顯著。處理同表2。

** means extremely significant difference at the 0.01 probability level; * means significant difference at the 0.05 probability level; ns: not significant difference. Different lowercase letters and uppercase letters indicate different significance in the 0.05 and 0.01 probability levels between treatments with different application amounts of coconut bran in the same year, respectively. Treatments are the same as those given in Table 2.

2.3 不同處理對商品薯率和淀粉率的影響

2.3.1 對甘薯塊根商品薯數(shù)及商品薯率的影響

由表6可知, 椰糠施用量對甘薯塊根一級薯數(shù)、二級薯數(shù)、總數(shù)薯和商品薯率有極顯著影響, 對迷你薯數(shù)有顯著影響, 隨著椰糠施用量的增加, 各指標逐漸增大, T2和T3處理間差異不顯著, 都顯著高于T0處理。塊根的一級薯數(shù)和二級薯數(shù)2020年表現(xiàn)為T0和T1處理顯著低于T2和T3處理, 2021年表現(xiàn)為T0顯著低于T1處理, T1處理顯著低于T2和T3處理; 2020年塊根迷你薯數(shù)各處理間差異不顯著, T2處理最大, 2021年的迷你薯數(shù)表現(xiàn)為T0

2.3.2 對甘薯塊根淀粉率的影響 由圖2可知, 隨著椰糠施用量的增加, 甘薯塊根淀粉率表現(xiàn)為T0>T1>T2>T3, 2020年, 各處理間均有顯著差異, 2021年, T0處理顯著高于T1處理, T1和T2處理差異不顯著, 但顯著高于T3處理, T3和T4處理差異不顯著。說明增施椰糠會降低甘薯塊根的淀粉率。

表6 不同處理對甘薯塊根商品薯數(shù)及商品薯率的影響

商品薯率(%) = (一級薯數(shù)+二級薯數(shù)+迷你薯數(shù))/總薯數(shù)×100。**表示差異極顯著(< 0.01), *表示差異顯著(< 0.05), ns表示差異不顯著。不同小寫字母表示同一年份下不同椰糠施用量處理間在0.05概率水平差異顯著, 不同大寫字母表示同一因素不同水平間在0.01概率水平差異顯著。處理同表2。

Commercial potato rate (%) = (number of primary sweet potatoes + number of secondary sweet potatoes + number of mini sweet potatoes)/total number of sweet potatoes × 100. ** means extremely significant difference at the 0.01 probability level; * means significant difference at the 0.05 probability level; ns: not significant difference. Different lowercase letters and uppercase letter indicate different significance in the 0.05 and 0.01 probability levels between treatments with different application amounts of coconut bran in the same year, respectively. Treatments are the same as those given in Table 2.

圖2 椰糠施用量對甘薯塊根淀粉率的影響

圖注上標以不同小寫字母表示同一年處理間差異在0.05概率水平差異顯著。處理同圖1。

Different letters indicate significant difference among different treatments in the same year at the 0.05 probability level. Treatments are the same as those given in Fig. 1.

3 討論

3.1 椰糠施用量對土壤理化性狀的影響

有機物料是指來源于動物或植物, 為作物提供養(yǎng)分的含碳物料, 能夠改善土壤的理化性質(zhì), 是促進農(nóng)田土壤碳貯存的主要措施。研究發(fā)現(xiàn), 有機物料還田能夠降低土壤容重, 提高土壤有機質(zhì)含量, 增加土壤的孔隙度, 提高土壤的含水量[19-21]。椰糠作為天然的有機物料, 是椰子外殼的纖維粉末, 通過加工后非常適合培養(yǎng)植物, 資源豐富, 具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)和較強的保水能力, 成本低, 可降解[9]。本試驗研究發(fā)現(xiàn), 施加椰糠能提高土壤有機質(zhì)含量、土壤質(zhì)量含水量、土壤孔隙度, 降低土壤容重, 隨著椰糠施用量的增加, 土壤有機質(zhì)含量、土壤質(zhì)量含水量和土壤孔隙度均逐漸增大, 土壤容重隨椰糠用量的增加表現(xiàn)為遞減的趨勢。據(jù)此, 本研究認為椰糠可作為良好的土壤改良基質(zhì), 能很好的貼合土壤, 改善土壤的物理性狀。

施入有機物料能夠促進作物對氮、磷、鉀素的吸收, 提高土壤養(yǎng)分含量, 從而提高作物的產(chǎn)量[22-23]。鄧曉等[24]研究發(fā)現(xiàn), 施加蚯蚓糞和椰糠能夠使鹽漬土的有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀和有效磷含量顯著增加。本研究中, 增施椰糠能極顯著提高耕作層土壤中的堿解氮、速效磷和速效鉀的含量, 隨椰糠施用量的增加, 速效養(yǎng)分含量也逐漸增加。施用高量秸稈和低量秸稈均能顯著增加土壤速效鉀和有效磷的含量, 秸稈施用越多, 效果越好[25], 相較于施用秸稈, 施用椰糠還能顯著提升土壤堿解氮含量, 因此從該方面講, 施加椰糠更優(yōu)于施加秸稈。夏楓等[26]研究表明, 與不施椰糠有機肥處理相比, 施用椰糠有機肥能提高土壤全氮、有效磷和速效鉀含量, 在施用量為14,286 kg hm-2時表現(xiàn)最好。本試驗在椰糠施用量為60,750 kg hm-2時表現(xiàn)最好, 最佳施用量與夏楓等[26]研究有較大差異是由于前人施用的是椰糠有機肥, 是經(jīng)過加工腐熟后的, 本試驗施用的是將椰糠磚用水充分泡散后的椰糠, 因此對于兩者的差異還有待于進一步研究。本研究還發(fā)現(xiàn)速效鉀含量的增長最多, 堿解氮次之, 有效磷的增長的速率最低, 這可能是因為椰糠中的全鉀含量豐富, 全氮和全磷含量少, 所以向土壤中釋放的速效鉀含量也就較多, 速效氮、磷的增加速率會相應的比速效鉀的增加速率低。

土壤微生物是土壤養(yǎng)分循化過程的驅(qū)動者, 在一定程度上可以體現(xiàn)土壤肥力, 土壤微生物的多樣性越高, 土壤的功能就越完整, 使生態(tài)系統(tǒng)就更加完整[27-28], 施加有機物料有利于提高土壤微生物數(shù)量, 構(gòu)建生物多樣性[29-30]。在本研究中, 施加椰糠能極顯著提高土壤中細菌數(shù)、真菌數(shù)和放線菌數(shù), 各椰糠處理間均有顯著差異, 椰糠施加的越多, 土壤細菌數(shù)、真菌數(shù)和放線菌數(shù)越多, 細菌數(shù)＞放線菌數(shù)>真菌數(shù)。說明有機物料確實能促進土壤微生物量,提高土壤微生物多樣性, 椰糠可以極顯著提高土壤微生物數(shù)量, 細菌數(shù)量最為顯著。

3.2 椰糠施用量對甘薯生長的影響

良好的土壤結(jié)構(gòu)對作物的生長發(fā)育起到重要作用, 影響土壤的水分、溫度和養(yǎng)分狀況, 影響作物的根系對養(yǎng)分的吸收利用。施加椰糠有機肥和其他有機物料可以改良土壤理化性質(zhì), 增加土壤的透氣性, 促進根呼吸, 從而促進作物根系的生長發(fā)育, 提高根系的生物量[26]。Glab等[31]研究發(fā)現(xiàn), 施加秸稈有利于三葉草的根長、表面積、體積和平均根直徑的增加。在本研究中, 與不施加椰糠的處理相比, 增施椰糠能增加甘薯前期根系形態(tài)的生長發(fā)育, T2和T3處理下甘薯根系長度、表面積、體積和根尖數(shù)都顯著高于不施椰糠處理, 這與Sun等[32]對玉米的研究結(jié)果相似, 秸稈的加入影響了玉米根部表型外觀和形態(tài), 其特點是根更長更薄, 根表面積更大, 根尖更多, 而不施秸稈處理則更短更厚, 根尖更少。

大量研究表明, 施加有機物料能夠提高作物產(chǎn)量[33-35]。朱國鵬等[36]研究發(fā)現(xiàn), 椰糠占比較高的椰糠復合基質(zhì)能更好的提高小白菜的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量植株的含氮量。適量椰糠的加入能促進黃瓜、油菜的生長發(fā)育, 提高它們的產(chǎn)量[37-38]。在本研究中, 與不施用椰糠相比, 施加椰糠顯著提高了甘薯的產(chǎn)量和商品薯率, 一方面是由于椰糠的主要成分是纖維素、半纖維素和一定的木質(zhì)素等, 通過土壤微生物分解轉(zhuǎn)化為土壤的重要組成成分有機質(zhì)[39], 為土壤不斷提供養(yǎng)分, 從而提高作物的產(chǎn)量; 另一方面是因為提高土壤的通氣性能促進光合產(chǎn)物向塊根的分配, 能極顯著提高塊根產(chǎn)量[40]。施用高量椰糠T2和T3處理間差異不顯著, T2處理產(chǎn)量略高于T3處理, 這可能是由于有機物料加入的越多, 對土壤的培肥效率(腐殖化系數(shù))越低, 增加了有機物料的礦化速率和土壤鹽分[41]。并且施加椰糠后, 改變了土壤的緊實度和土壤阻力, 土壤緊實度和土壤阻力能影響根系分生組織細胞分裂速度或細胞長度來影響根系生長速度[42], 根在土壤阻力過大時, 甘薯主根的伸長受到抑制, 側(cè)根數(shù)量會增加, 根系變短變粗, 多數(shù)會導致塊根不能繼續(xù)膨大, 變?yōu)椴窀鵞43], 土壤阻力過小, 也會使甘薯減產(chǎn)10%～30%[44]。不施氮肥時, 甘薯總淀粉含量隨土壤含水量的提高而降低[45]。本試驗中, 甘薯塊根的淀粉率隨椰糠用量的增加而降低, 這可能是由于施加椰糠提高了土壤的含水量, 促進了塊根對水分的吸收, 導致甘薯塊根淀粉含量降低。

4 結(jié)論

施加椰糠能改善土壤結(jié)構(gòu), 增加土壤有機質(zhì)含量、土壤孔隙度、土壤含水量, 增加土壤的保水保肥能力, 降低土壤容重, 增加土壤的透氣性, 增加土壤微生物數(shù)量, 提高土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量, 其中速效鉀隨椰糠用量的增加變化最為明顯。土壤環(huán)境的改變, 影響了甘薯塊根對土壤養(yǎng)分的吸收, 從而促進了甘薯生長前期根系的生長發(fā)育, 提高了甘薯塊根的一級薯數(shù)、二級薯數(shù)和迷你薯數(shù), 提高塊根產(chǎn)量, 增加商品薯率。

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Effects of coconut bran application rate on soil physicochemical properties and sweet-potato yield

YANG Yi1,2, HE Zhi-Qiang1, LIN Jia-Hui1, LI Yang1, CHEN Fei1, LYU Chang-Wen1, TANG Dao-Bin1, ZHOU Quan-Lu2,*, and WANG Ji-Chun1,*

1College of Agronomy and Biotechnology, Southwest University / Chongqing Key Laboratory of Tuber Biology and Genetics, Chongqing 400715, China;2Nanchong Academy of Agricultural Sciences, Nanchong 637000, Sichuan, China

The objective of this study is to study the effects of different application rate of coconut bran on soil physical and chemical properties and sweet-potato yield, and to explore the correlation between the application rate of coconut bran and soil physical and chemical properties, which can provide the theoretical basis and practical production guidance for the improvement and maintenance of farmland soil fertility and the high-yield and high-quality cultivation of fresh-eating sweet potato. In 2020 and 2021, a randomized block design was used to study the effects of coconut bran (dry weight) application rate of 0, 20,250, 40,500, and 60,750 kg hm–2on soil and sweet potato. The results showed that, with the increase of coconut bran application, soil bulk density decreased gradually, but soil porosity, soil mass water content, soil organic matter content, soil available nitrogen, phosphorus and potassium contents increased gradually. Among them, soil available potassium content increased the most, followed by alkali-hydrolyzed nitrogen and the least available phosphorus. The number of bacteria, fungi, and actinomycetes in rhizosphere soil all increased with the increase of coconut bran application. Moreover, the application of coconut bran can increase the number of storage root per plant, increase the number of 200–400 g, 100–200 g, and 50–100 g of storage root, and improve the commodity rate of sweet-potato. The yield of sweet-potato storage root increased first and then decreased with the increase of coconut bran application, and the highest was 40,500 kg hm–2of coconut bran application, while the starch content of sweet-potato storage roots decreased with the increase of coconut bran application. In conclusion, the application of coconut bran can effectively improve the soil structure and fertility, promote the formation of sweet-potato storage roots and large potatoes, increase the yield of storage root and the commodity rate of sweet potato.

sweet potato; coconut bran; soil physical and chemical properties; yield; quality

2022-09-16;

2023-02-21;

2023-03-07.

10.3724/SP.J.1006.2023.24212

通信作者(Corresponding authors):王季春, E-mail: wjchun@swu.edu.cn; 周全盧, E-mail: zhouquanlu@163.com

E-mail: 1090007936@qq.com

本研究由重慶市科委重點項目(甘薯鮮食營養(yǎng)型及高直淀粉組分新品種創(chuàng)制) (cstc2019jscx-gksbx0100)資助。

This study was supported by the Chongqing Municipal Science and Technology Commission Key Project Fund (Creation of New Varieties of Sweet Potato with Fresh Nutrition and High Straight Starch Components) (cstc2019jscx-gksbx0100).

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20230304.2244.004.html

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