化肥減量及配施生物有機(jī)肥對馬鈴薯產(chǎn)量、礦質(zhì)元素含量及土壤肥力的影響

杜宏輝 賈學(xué)剛 楊濤

摘? ? 要：為研究適合馬鈴薯化肥減量及生物有機(jī)肥替代的最佳方案，以馬鈴薯為供試材料，探究不同化肥減量及配施不同生物有機(jī)肥用量對馬鈴薯產(chǎn)量、礦質(zhì)元素含量及土壤肥力的影響。試驗(yàn)處理包括對照組CK1（不施肥）、CK2（當(dāng)?shù)厥┓视昧浚?、T1（化肥減量20%+生物有機(jī)肥1500 kg·hm-2）、T2（化肥減量30%+生物有機(jī)肥1500 kg·hm-2）、T3（化肥減量40%+生物有機(jī)肥1500 kg·hm-2）、T4（化肥減量20%+生物有機(jī)肥2100 kg·hm-2）、T5（化肥減量30%+生物有機(jī)肥2100 kg·hm-2）、T6（化肥減量40%+生物有機(jī)肥2100 kg·hm-2）。結(jié)果表明，T5處理下馬鈴薯株高、莖粗、土壤磷酸酶活性、過氧化氫酶活性、蔗糖酶活性、速效鉀含量、速效磷含量和有機(jī)質(zhì)含量在各生育期均達(dá)到最高，且與CK2處理相比，馬鈴薯總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量、商品薯率、Ca和Mg含量分別提高了13.61%、22.46%、7.79%、18.81%和9.98%。綜上所述，該處理可以作為提高當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)和改善土壤環(huán)境的最優(yōu)化肥減量及配施生物有機(jī)肥組合。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；生物有機(jī)肥；產(chǎn)量；礦質(zhì)元素；土壤肥力

中圖分類號：S532 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2023）09-066-09

Effects of chemical fertilizer reduction and combined application of bio-organic fertilizer on potato yield， mineral elements and soil fertility

DU Honghui1， JIA Xuegang2， YANG Tao3

（1. Horticultural Station of Weiyuan County， Gansu Province， Weiyuan 748200， Gansu， China; 2. Gansu Field Agricultural Science and Technology Co.， Ltd.， Weiyuan 748200， Gansu， China; 3. Institute of Biology， Gansu Academy of Sciences， Lanzhou 730030， Gansu， China）

Abstract： In order to study the best scheme suitable for potato fertilizer reduction and bio-organic fertilizer replacement. Potato was used as test material， the effects of different reduction gradients of fertilizer and different dosages of biological organic fertilizer on potato yield， mineral element content and soil fertility were studied. The experimental treatments included control group CK1 （no fertilization）， CK2（local fertilization rate）， T1 （fertilizer reduction 20%+ bio-organic fertilizer 1500 kg·hm-2）， T2（fertilizer reduction 30%+ bio-organic fertilizer 1500 kg·hm-2）， and T3 （fertilizer reduction 40%+ bio-organic fertilizer 1500） kg·hm-2）， T4 （fertilizer reduction by 20%+ bio-organic fertilizer 2100 kg·hm-2）， T5 （fertilizer reduction by 30%+ bio-organic fertilizer 2100 kg·hm-2）and T6（fertilizer reduction by 40%+ bio-organic fertilizer 2100 kg·hm-2）. The experimental results showed that plant height， stem diameter， soil phosphatase activity， catalase activity， sucrase activity， available potassium content， available phosphorus content and organic matter content of potato under T5 treatment reached the maximum at each growth stage. Compared with CK2 treatment， total potato production， commercial potato yield， commercial potato rate， Ca and Mg contents， increased by 13.61%， 22.46%， 7.79%， 18.81% and 9.98%， respectively. Therefore， this treatment can be used as the optimal fertilizer reduction and combined application of bio-organic fertilizer to improve the yield and quality of local potato and soil environment.

Key words： Potato; Biological organic fertilizer; Yield; Mineral element; Soil fertility

馬鈴薯是中國第四大糧食作物之一。農(nóng)戶為保證馬鈴薯產(chǎn)量，盲目增大化肥施用量，而化肥用量不斷增加甚至過量施用會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)差、土壤養(yǎng)分失調(diào)、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。研究表明，過量施肥尤其是氮肥，會(huì)對作物生長造成不利影響，如根系發(fā)育受阻[1]、群體冠層光合速率和作物生長速率顯著下降[2]、同化物運(yùn)轉(zhuǎn)受阻[3]、籽粒品質(zhì)下降[4]、土壤脲酶和硝酸還原酶等功能性酶活性下降[5]等。同時(shí)過量施氮對馬鈴薯出苗和植株生長均產(chǎn)生負(fù)面影響，并抑制塊莖增大[6]，進(jìn)而影響產(chǎn)量。研究表明，馬鈴薯塊莖中不僅含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素及少量的膳食纖維、脂肪，還含有多種礦質(zhì)元素[7]。因此，馬鈴薯是人體補(bǔ)充微量元素的最理想的原料之一[8]。研究表明，馬鈴薯中礦質(zhì)元素含量受肥料種類和施肥量的影響較為顯著[9]，且氮和磷的配合可以促進(jìn)植物對磷元素的吸收和利用[10]。有研究發(fā)現(xiàn)，施用生物有機(jī)肥對土壤生物活性的維持與提升具有重要作用[11]。與單施化肥相比，施用生物有機(jī)肥可以增加土壤中可培養(yǎng)微生物的數(shù)量，改善土壤微生物群系[12]；提高土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性等[13]。長期施用生物有機(jī)肥能夠降低土壤容重、改善土壤總孔隙度、提高土壤儲(chǔ)水能力、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量等[14]。研究表明，生物有機(jī)肥配施化肥既可以顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量，還可以活化土壤，降低肥料量過大造成的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)[15]。生物有機(jī)肥替代化肥是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、化肥資源高效利用和農(nóng)田環(huán)境保護(hù)的有效途徑[16]。

目前，關(guān)于有機(jī)肥施用對馬鈴薯礦質(zhì)營養(yǎng)元素影響的研究較少。因此，筆者在試驗(yàn)中設(shè)置化肥減施梯度與不同生物有機(jī)肥用量，研究其對馬鈴薯生長發(fā)育、產(chǎn)量、土壤肥力及馬鈴薯礦質(zhì)營養(yǎng)元素等各方面的影響，系統(tǒng)闡述生物有機(jī)肥替代化肥的優(yōu)勢，同時(shí)探討適宜的化肥減肥配施生物有機(jī)肥組合，得到馬鈴薯減施化肥且增產(chǎn)的最佳施肥組合，以期為定西馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的健康綠色可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年4月28日至10月5日在甘肅省定西市渭源縣會(huì)川鎮(zhèn)楊莊村農(nóng)戶農(nóng)田中進(jìn)行。當(dāng)?shù)睾０?340 m，年平均降水量550 mm。供試土壤為黑麻土，肥力均勻。本試驗(yàn)所用生物有機(jī)肥及當(dāng)?shù)馗麑樱?～20 cm）土壤基本理化性質(zhì)見表1。

1.2 材料

供試馬鈴薯品種為隴薯7號，由甘肅田地農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司提供。供試生物有機(jī)肥（N + K2O + P2O5）含量（w，后同）≥5%、有機(jī)質(zhì)含量≥45%、有效活菌數(shù)≥0.2億·g-1，由甘肅大行農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)；化肥分別用云南云天化股份有限公司生產(chǎn)的尿素（N含量≥46%）、山東芊芊化工科技有限公司生產(chǎn)的磷酸二銨（P2O5含量≥46%）和武漢吉業(yè)升化工有限公司生產(chǎn)的硫酸鉀（K2O含量≥50%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣施肥為對照，設(shè)3個(gè)減肥處理（減肥20%、減肥30%、減肥40%），2個(gè)生物有機(jī)肥添加量梯度：低梯度1500 kg·hm-2、高梯度2100 kg·hm-2。共設(shè)8個(gè)處理（表2），分別為：CK1（不施肥），CK2（當(dāng)?shù)厥┓视昧浚?，T1（化肥減量20%+生物有機(jī)肥1500 kg·hm-2），T2（化肥減量30%+生物有機(jī)肥1500 kg·hm-2），T3（化肥減量40%+生物有機(jī)肥1500 kg·hm-2），T4（化肥減量20%+生物有機(jī)肥2100 kg·hm-2），T5（化肥減量30%+生物有機(jī)肥2100 kg·hm-2），T6（化肥減量40%+生物有機(jī)肥2100 kg·hm-2）。試驗(yàn)采用黑膜單壟種植，試驗(yàn)處理采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3次重復(fù)。將馬鈴薯種植在壟中間，播種深度15 cm，行距60 cm，株距30 cm，小區(qū)面積45 m2（6 m×7.5 m），播種密度60 000株·hm-2。2021年4月28日播種，10月5日收獲。所有肥料作基肥一次性施入，具體施肥情況見表2。各處理全生育期與當(dāng)?shù)毓芾泶胧┮恢隆?/p>

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 植株生長指標(biāo)的測定 用直尺在馬鈴薯苗期（2021-06-07）、薯塊膨大期（2021-08-05）、采收期（2021-10-03）測定株高，每小區(qū)測定30株；用游標(biāo)卡尺于初花期、薯塊膨大期、采收期貼近地面2 cm處測定莖粗，每小區(qū)測定30株。

1.4.2 產(chǎn)量的測定 在馬鈴薯采收期時(shí)，每小區(qū)內(nèi)連續(xù)選擇30株馬鈴薯測定總產(chǎn)量并折合產(chǎn)量。雜質(zhì)率按1.5%計(jì)。換算成單株產(chǎn)量，再換算成1 hm2面積產(chǎn)量。計(jì)算方法如下[17]：

單株產(chǎn)量/g=（商品薯產(chǎn)量＋非商品薯產(chǎn)量）×（1-1.5%）/株數(shù)；

稱量薯塊劃分商品薯和非商品薯，非商品薯指質(zhì)量小于50 g的小薯以及病薯、爛薯、綠皮薯等薯塊。

商品薯率/%=商品薯產(chǎn)量/總產(chǎn)量×100。

1.4.3 礦質(zhì)元素含量的測定 各小區(qū)選取10株采收期的馬鈴薯，各取1/4塊莖，經(jīng)去皮、切碎、混合，在105 °C條件下殺青15 min，轉(zhuǎn)入60 °C烘箱完全烘干至恒質(zhì)量，磨粉，取樣（每個(gè)處理取樣進(jìn)行3次重復(fù)）。前處理采用H2SO4-H2O2消煮法消解，采用原子吸收光譜儀[18]測定Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn和K含量。礦物質(zhì)含量為干質(zhì)量狀態(tài)下的含量。

1.4.4 土壤指標(biāo)的測定 土壤取樣：分別在初花期、薯塊膨大期和收獲期采用“之”字形多點(diǎn)混合采樣法，采集不同處理試驗(yàn)小區(qū)0～20 cm土壤樣品，各小區(qū)選擇10個(gè)采樣點(diǎn)，混勻后利用四分法選取土樣。土樣自然風(fēng)干后研磨、過篩，將通過0.25 mm篩的土樣保存用于土壤中速效養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量的測定，將通過1 mm篩的土樣保存以測定土壤酶活性。

酶活性測定：采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定蔗糖酶活性；采用高錳酸鉀滴定法測定過氧化氫酶（catalase，CAT）活性；采用對硝基苯磷酸鹽法測定磷酸酶活性；采用滴定法測定過氧化氫酶活性；采用次氯酸鈉比色法測定脲酶活性[19]。

速效養(yǎng)分含量測定：分別用堿解擴(kuò)散法、碳酸氫鈉-鉬銻抗比色法、乙酸銨-火焰光度計(jì)法測定堿解氮、速效磷和速效鉀含量。采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量[20]。

1.5 數(shù)據(jù)處理分析

利用Excel 2010處理數(shù)據(jù)和作圖，采用SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，并運(yùn)用Duncan’s檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響

由表3可知，在整個(gè)生育期內(nèi)所有施肥處理下，馬鈴薯株高、莖粗均顯著高于CK1，在T5處理下株高、莖粗在各時(shí)期內(nèi)均達(dá)到最大，其中株高較CK2處理分別提高25.76%、14.08%和12.32%，莖粗較CK2處理分別提高8.75%、16.67%和15.70%。各時(shí)期內(nèi)，在同等生物有機(jī)肥施用量處理下，隨著化肥用量的減少，各處理株高、莖粗均表現(xiàn)為先升后降的趨勢，均在減肥30%處理（T2、T5）下達(dá)到最大；在施用相同化肥量的條件下，馬鈴薯株高、莖粗均表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理。說明適當(dāng)減施化肥、增施生物有機(jī)肥可以促進(jìn)馬鈴薯株高、莖粗的增長。

2.2 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表4可知，各處理下，馬鈴薯單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量高低均表現(xiàn)為T5>T4>T2>T1>CK2>T6>T3>;CK1。各處理間，商品薯率高低表現(xiàn)為T5>T4>T2>T1>T6>T3>CK2>CK1。T5處理下馬鈴薯單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量和商品薯率均達(dá)到最高，較CK2分別提高13.61%、13.61%、22.46%和7.79%。在施用相同生物有機(jī)肥量處理下，隨著化肥用量的減少，馬鈴薯單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量和商品薯率均表現(xiàn)為先升后降的趨勢，均在減肥30%處理（T2、T5）下表現(xiàn)最優(yōu)。在相同化肥施用量處理下，馬鈴薯單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量和商品薯率均表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理。表明適當(dāng)減施化肥、增施生物有機(jī)肥可以提高馬鈴薯產(chǎn)量及商品薯率。

2.3 不同處理對馬鈴薯礦質(zhì)元素含量的影響

由表5可知，各處理下馬鈴薯礦質(zhì)元素含量均高于CK1處理。T5處理下Ca、Mg含量最高，分別較CK2處理提高18.81%、9.98%。在施用相同生物有機(jī)肥量處理下，隨著化肥用量的減少，馬鈴薯Ca、Mg含量均呈先升后降趨勢；施用生物有機(jī)肥處理下Ca、Mg含量均高于CK2。在施用相同生物有機(jī)肥量處理下，隨著化肥用量的減少，馬鈴薯塊莖Cu、Fe、K、Mn、Zn含量均表現(xiàn)為降低趨勢。T4處理下Cu、Fe、K、Mn、Zn含量均達(dá)到最大，分別較CK2提升16.50%、10.64%、10.52%、5.71%、12.51%。在相同化肥施用量處理下，馬鈴薯礦質(zhì)元素含量均表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理，表明增施生物有機(jī)肥可以提高馬鈴薯塊莖礦質(zhì)元素含量。

2.4 不同處理對馬鈴薯土壤酶活性的影響

2.4.1 不同處理對馬鈴薯土壤過氧化氫酶活性的影響 由圖1可知，從初花期到采收期各處理土壤過氧化氫酶活性均呈先升后降趨勢。各時(shí)期內(nèi)土壤過氧化氫酶活性均表現(xiàn)為T5>T4>T2>T1>CK2>T6>T3>CK1，除初花期T3處理與CK1無顯著差異外，其他各配施生物有機(jī)肥處理土壤過氧化氫酶活性均顯著高于CK1；T5處理較CK2在初花期和薯塊膨大期分別提高7.86%、7.28%；在采收期顯著提高8.13%。各時(shí)期內(nèi)，在相同生物有機(jī)肥施用量處理下，隨著化肥用量的減少，土壤過氧化氫酶活性呈先升后降的趨勢，均在減肥30%處理（T2、T5）下最優(yōu)；在相同化肥施用量處理下，土壤過氧化氫酶活性表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理。

2.4.2 不同處理對馬鈴薯土壤磷酸酶活性的影響 由圖2可知，從初花期到采收期各處理土壤磷酸酶活性均呈現(xiàn)先升后降趨勢。各時(shí)期內(nèi)，所有施肥處理土壤磷酸酶活性均顯著高于CK1。其中，T5處理在初花期、薯塊膨大期和采收期土壤磷酸酶活性均達(dá)到最高，較CK2在初花期提高6.32%，在薯塊膨大期和采收期分別顯著提高9.50%和6.21%。在相同生物有機(jī)肥施用量條件下，隨著化肥用量的減少，土壤磷酸酶活性呈先升后降的趨勢，均在減肥30%處理（T2、T5）下最優(yōu)；在相同化肥施用量處理下，土壤磷酸酶活性表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理。

2.4.3 不同處理對馬鈴薯土壤脲酶活性的影響 由圖3可知，土壤脲酶活性從初花期到采收期各處理均呈現(xiàn)先升后降趨勢，且各時(shí)期內(nèi)土壤脲酶活性均表現(xiàn)為T4>T5>T1>CK2>T2>T6>T3>CK1。各時(shí)期內(nèi)，所有配施生物有機(jī)肥處理下土壤脲酶活性均顯著高于CK1。在相同生物有機(jī)肥施用量處理下，隨著化肥用量減少，土壤脲酶活性呈降低趨勢；在相同化肥施用量處理下，土壤脲酶活性表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理。

2.4.4 不同處理對馬鈴薯土壤蔗糖酶活性的影響 由圖4可知，在整個(gè)生育期內(nèi)各處理土壤蔗糖酶活性均呈先升后降趨勢，且各配施生物有機(jī)肥處理土壤磷酸酶活性均顯著高于CK1。在初花期、薯塊膨大期和采收期T5處理土壤蔗糖酶活性均達(dá)到最高，較CK1分別顯著提高25.98%、36.47%、26.28%，較CK2分別顯著提高7.40%、11.87%、5.05%。在相同生物有機(jī)肥施用量處理下，隨著化肥用量的減少，土壤蔗糖酶活性呈先升后降趨勢，均在減肥30%處理（T2、T5）下最高；在相同化肥施用量處理下，土壤蔗糖酶活性表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理。

2.5 不同處理對馬鈴薯土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖5可知，從初花期到采收期，各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均呈先升后降趨勢，即薯塊膨大期土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到最高。各時(shí)期內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量均表現(xiàn)為T5>T4>T2>T1>T6>T3>CK2>CK1，且各配施生物有機(jī)肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于CK1。T5處理下土壤有機(jī)質(zhì)含量在各生育期較CK2分別顯著提高28.92%、33.06%和26.35%。在相同化肥施用量處理下，土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理；在相同生物有機(jī)肥施用量處理下，隨著化肥用量的減少，土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)先升后降的趨勢，均在減肥30%處理（T2、T5）下最高。

2.6 不同處理對馬鈴薯土壤速效養(yǎng)分含量的影響

由表6可知，從初花期到采收期各處理土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量均呈現(xiàn)先升后降的趨勢，所有施肥處理均顯著高于CK1。T5處理下土壤速效磷、速效鉀含量在各時(shí)期均達(dá)到最高，其中速效磷含量較CK2分別提高9.66%、9.76%和5.47%；速效鉀含量較CK2分別提高12.75%、18.91%、21.77%；T4處理下堿解氮含量在各時(shí)期均達(dá)到最高，分別較CK2顯著提高13.64%、15.63%、12.08%，各時(shí)期T5處理土壤堿解氮含量與T4處理無顯著差異。在相同生物有機(jī)肥施用量處理下，隨著化肥用量的減少，土壤速效磷、速效鉀含量均呈先升后降趨勢，均在減肥30%處理（T2、T5）下最優(yōu)，而土壤堿解氮含量表現(xiàn)為降低趨勢；在相同化肥施用量處理下，土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量均表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理。

3 討論與結(jié)論

有機(jī)無機(jī)肥料適當(dāng)?shù)呐涫?，既適宜作物生長，能增加番茄產(chǎn)量，又能增加土壤養(yǎng)分含量，維持土壤生產(chǎn)力[21]，更能減少化肥施用量。柏瓊芝等[22]研究表明，常規(guī)施肥條件下減施10%化肥且配施生物有機(jī)肥可以顯著提高馬鈴薯單株質(zhì)量、大中薯質(zhì)量和商品薯率。高怡安等[23]也認(rèn)為，適量增施生物有機(jī)肥可提高馬鈴薯的株高、分枝數(shù)和莖粗，但生物有機(jī)肥比例過高或過低均不利于馬鈴薯的生長發(fā)育。筆者的試驗(yàn)同樣得出，各配施生物有機(jī)肥處理的馬鈴薯商品薯率均高于CK2（當(dāng)?shù)厥┓剩Ｔ谙嗤视昧刻幚硐?，馬鈴薯株高、莖粗、產(chǎn)量、商品薯率均表現(xiàn)為高梯度生物有機(jī)肥用量處理高于低梯度處理。在相同生物有機(jī)肥用量處理下，馬鈴薯株高、莖粗、產(chǎn)量、商品薯率均表現(xiàn)為減肥30%處理最大（高）。同時(shí)得出，T5（化肥減量30%+生物有機(jī)肥2100 kg·hm-2）處理下馬鈴薯單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量和商品薯率均達(dá)到最高，較CK2分別提升13.61%、13.61%、22.46%和7.79%。其原因可能是化肥配施生物有機(jī)肥顯著增加了土壤中放線菌、假單胞菌、伯克氏菌和芽孢桿菌等的含量，提高植物獲取營養(yǎng)物質(zhì)的效率[24]，同時(shí)改善了土壤生物學(xué)性狀，養(yǎng)分釋放更能滿足馬鈴薯生長對養(yǎng)分的需求[15]，從而促進(jìn)馬鈴薯生長，提高了產(chǎn)量。

礦質(zhì)元素對植物的生長發(fā)育影響極大。鐵、鋅、錳、銅等微量元素是植物生長所必需的營養(yǎng)元素，他們直接參與光合、呼吸等重要代謝過程，極大地影響作物生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的形成[25]。施用有機(jī)肥可以提高土壤酶活性，土壤酶參與土壤有機(jī)物和營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化、腐殖質(zhì)的合成和分解，促進(jìn)難溶養(yǎng)分的釋放，從而增強(qiáng)礦質(zhì)養(yǎng)分的有效性[26]。李水祥等[27]研究得出，有機(jī)肥替代20%化肥有利于促進(jìn)果實(shí)鉀、鈣、鋅、硼元素含量的提高。茹朝等[28]研究化肥減量配施生物有機(jī)肥對露地大白菜品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥施用處理較常規(guī)施肥處理銅、錳、鐵、鋅元素含量有顯著提升。筆者的試驗(yàn)同樣得出，T5處理下馬鈴薯鈣、銅、鐵、鉀、鎂、錳、鋅元素含量高于CK2，且在相同化肥施用量的條件下，增加生物有機(jī)肥用量，可以促進(jìn)馬鈴薯對礦質(zhì)元素的吸收。

土壤酶活性可以廣泛地應(yīng)用于評價(jià)土壤肥力及各種農(nóng)業(yè)措施和施肥的效果。有研究表明，生物有機(jī)肥配施可顯著增強(qiáng)土壤蔗糖酶、堿性磷酸酶和脲酶的活性[29-30]。李建欣等[31]研究表明，隨著菌渣有機(jī)肥施用量的增加，過氧化氫酶活性、蔗糖酶活性和脲酶活性逐漸增強(qiáng)。生物有機(jī)肥替代部分無機(jī)肥可顯著提高馬鈴薯根際土壤微生物群落功能多樣性[32]。生物有機(jī)肥對提高土壤有機(jī)質(zhì)含量有顯著作用，且表現(xiàn)為隨著施用量增加而增加的趨勢[33]。本研究同樣得出，除初花期土壤過氧化氫酶活性T3處理與CK1無顯著差異外，其他施肥處理在3個(gè)時(shí)期土壤磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶活性以及有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于CK1，且隨著馬鈴薯生育期的延長呈先升高后降低趨勢，在薯塊膨大期達(dá)到最高。在相同化肥施用量條件下，高梯度生物有機(jī)肥用量處理下土壤磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶活性以及有機(jī)質(zhì)含量均高于低梯度生物有機(jī)肥用量處理。各時(shí)期內(nèi)，T5處理下土壤磷酸酶活性、過氧化氫酶活性、蔗糖酶活性和有機(jī)質(zhì)含量均高于CK2且在各處理中均為最高。其原因：一是增施生物有機(jī)肥改變了土壤理化性狀，使土壤疏松多孔，有利于土壤中水分和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)也改善了土壤生物性狀，增加了土壤微生物和酶活性[34]；二是生物有機(jī)肥所包含的微生物能夠分泌一定數(shù)量的酶從而增加土壤酶的數(shù)量，同時(shí)生物有機(jī)肥中大量有機(jī)質(zhì)和微量元素為微生物生命活動(dòng)提供養(yǎng)分和能量，極大限度增加了土壤中微生物種群和數(shù)量[35]，而土壤酶活性與土壤微生物數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系[36]，因此土壤磷酸酶活性、過氧化氫酶活性、蔗糖酶活性增強(qiáng)，以及有機(jī)質(zhì)含量提高。本試驗(yàn)結(jié)果得出，T1、T2處理和T4、T5處理有機(jī)質(zhì)含量分別高于T3處理和T6處理，一是因?yàn)榛屎蜕镉袡C(jī)肥配合施用產(chǎn)生了一定的互作效應(yīng)，使得土壤養(yǎng)分之間相互協(xié)調(diào)[37]，T1、T2處理和T4、T5處理分別較T3處理和T6處理互作效應(yīng)更好；二是因?yàn)榛蕼p量與生物有機(jī)肥配施時(shí)，無機(jī)肥能夠較快地釋放養(yǎng)分，及時(shí)補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量[38]，T1、T2處理和T4、T5處理無機(jī)肥用量分別高于T3處理和T6處理，可以更快地補(bǔ)充土壤養(yǎng)分及增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。

土壤過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性與土壤養(yǎng)分含量間存在顯著相關(guān)關(guān)系，即土壤酶活性與土壤養(yǎng)分含量間有密不可分的聯(lián)系[39]。本研究結(jié)果表明，在各時(shí)期內(nèi)，T5處理土壤速效鉀含量、速效磷含量、堿解氮含量均高于CK2，且顯著高于CK1（不施肥），其土壤速效磷、速效鉀含量在各處理中最高。在各生育期內(nèi)，施肥處理下土壤堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量均顯著高于CK1；隨馬鈴薯生育期的延長均表現(xiàn)為先升后降的趨勢，均在薯塊膨大期達(dá)到最高，與相關(guān)土壤酶活性變化趨勢一致。各時(shí)期內(nèi)，在相同生物有機(jī)肥施用量處理下，化肥減量30%處理下土壤速效鉀含量、速效磷含量最高。適宜的化肥減量配施生物有機(jī)肥，可以增加土壤中的速效養(yǎng)分含量。原因可能是，生物有機(jī)肥中含有大量有機(jī)物質(zhì)及多種活菌，微生物在生命活動(dòng)中又不斷地促進(jìn)土壤緩效狀態(tài)的氮、磷、鉀釋放出來，進(jìn)而改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高土壤速效養(yǎng)分含量[40]，與郭龍等[41]研究結(jié)果一致。

綜上，T5（化肥減量30%+生物有機(jī)肥2100 kg·hm-2）處理為當(dāng)?shù)胤N植馬鈴薯化肥減量及配施生物有機(jī)肥的最優(yōu)配比?？梢詼p施化肥、提升產(chǎn)量，促進(jìn)馬鈴薯生長及對礦質(zhì)元素的吸收，提高土壤酶活性，增加土壤速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量。

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