生物菌肥对甘薯产量、品质及经济效益的影响

贾峥嵘 ，李江辉 ，武宗信 ，解红娥 ，郝佳丽 ，王凌云 ，解晓红 ，吴宇浩 ，王 萌 ，高 磊 ，贾 琛

（1.山西省农业科学院棉花研究所，山西 运城 044000；2.山西省农业科学院高粱研究所，山西 晋中 030600）

晋南地区是适宜种植甘薯的“黄金产区”之一，是山西省甘薯产业化开发的重要基地建设平台。近年来，在甘薯的种植过程中，传统化肥施用仍是当前甘薯生产的首选[1]，大量化肥的施用，远远超过了甘薯的生长需求[2]，导致肥料利用率低[3]，土壤结构性差，有益菌群大量死亡，产量、品质和商品率逐年降低[4]，抵抗自然灾害的能力也逐步减弱[5]，施肥不当的生产种植方式已成为甘薯生产的主要障碍。

微生物肥料是指富含活微生物的特定制剂，是一类以微生物生命活动及其产物导致农作物得到特定肥料效应的微生物活体制品[6-8]，它可为作物生长创造良好的土壤微生态环境，进而促进作物生长，增强植物抗病及抗逆能力，对提高农作物品质及产量等方面具有重要意义[9-10]。目前，随着国家大力推进化肥减量提效，积极探索产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展之路，以及农业部到2020年化肥使用量零增长的行动方案要求[11]，在当前形势下，开展微生物肥料在甘薯生产中部分乃至全部替代传统化肥显得尤为重要。就甘薯栽培而言，有关生物菌肥对甘薯生长影响的研究鲜有报道。

本试验以减肥增效为宗旨，探索生物菌肥对甘薯产量、品质、商品性以及经济效益等的影响，以期为甘薯提质增效栽培提供可靠的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试作物为甘薯，品种为晋甘薯9号。

供试肥料为“地力旺”菌肥（简称菌肥），由临汾汾河氨基酸工厂生产（有机质≥40%，腐植酸≥30%）；有效活菌数≥5亿个/g。传统肥料为传统磷酸二铵（含N 18%，P2O546%）、尿素（含N 46%）、硫酸钾（含K2O50%）。

试验地基础养分：试验地土壤质地为壤土，碱解氮为68.37 mg/kg，速效磷为6.41 mg/kg，速效钾为165.85 mg/kg。

1.2 试验设计

2017年在牛家凹农场选用晋甘薯9号进行甘薯生物菌肥应用试验。试验设7个处理：T1.传统施肥（二铵 600 kg/hm2、尿素 300 kg/hm2、钾肥 300 kg/hm2）；T2.传统施肥减量20%＋生物菌肥225 kg/hm2：T3.传统施肥减量40%＋生物菌肥450 kg/hm2：T4.万荣腐植酸混合肥525 kg/hm2；T5.“地力旺”生物菌肥 375 kg/hm2；T6.“地力旺”生物菌肥 750 kg/hm2；T7.不施肥处理（CK）。试验为3次重复，采用随机区组设计，小区面积100 m2，种植5垄。5月26日栽植，10月15日收获，每公顷4.5万株。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 薯块干物率的测定 选取具有代表性的薯块，取薯块中部，切丝混匀，分别称取100 g，2个重复，装入铝盒摊开，置于烘箱内，40℃鼓风烘6 h后，60～80℃鼓风烘6 h，待样品变脆后，再升温至100～105℃烘12 h至恒质量，然后称量，薯块干物率为烘干后的质量与鲜质量的比值，以百分数表示。

1.3.2 甘薯品质的测定 甘薯品质测定主要由青岛品质分析实验室承担，淀粉、蛋白质、可溶性糖和还原糖含量采用近红外数学模型分析。

1.4 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2010和DPS软件进行处理和分析，多重比较采用Duncan新复极差法。

2 结果与分析

2.1 生物菌肥对甘薯产量的影响

由表1可知，由于试验地养分较为丰富，因而对照产量水平较高。与对照相比，不同处理均表现增产，其中，单施菌肥的T5，T6处理甘薯增产幅度最大，分别为25.31%和32.46%，且与对照间差异极显著；化肥与菌肥配施的T2，T3处理产量增加幅度次之，分别为19.96%和23.33%，再次为单施化肥的T1处理。可以看出，生物菌肥可在保产增产的同时不同程度地减少了传统化肥的施用量。

表1 生物菌肥对甘薯产量的影响

2.2 生物菌肥对甘薯品质的影响

由表2可知，与对照相比，传统施肥、单施菌肥和化肥与菌肥配施等处理均提高了甘薯中蛋白质、维生素C、还原糖的积累量。其中，单施菌肥的T5，T6处理相比化肥与菌肥配施的T2，T3处理，Vc和还原糖含量增加明显，但蛋白质含量有所下降，且差异均显著。总的来说，生物菌肥的施用对改善甘薯的品质作用明显。

表2 生物菌肥对甘薯品质的影响

2.3 生物菌肥对甘薯商品性的影响

表3 生物菌肥对甘薯商品性的影响

由表3可知，甘薯传统施肥、单施菌肥和化肥与菌肥配施处理，都不同程度地提高了甘薯单株结薯数。其中，单施生物菌肥的T5，T6处理，单株结薯个数相比其他处理明显增加，差异显著；甘薯干物率最高的是腐植酸水溶肥T4处理，单施生物菌肥T5，T6处理干物率较低；在甘薯商品性上，单施生物菌肥的T5，T6处理大中薯率较高，商品属性较好。

2.4 生物菌肥对甘薯经济效益的影响

根据当地农资和产品市场价格，按尿素2.2元/kg，二铵3.75元/kg，硫酸钾 3.5元 /kg，生物菌肥4.8元/kg，腐植酸肥6.65元/kg，甘薯2元 /kg计算，各个施肥处理对甘薯经济效益的影响如表4所示，T6处理单施生物菌肥的经济效益最高，为101 055元/hm2，比CK和传统施肥T1处理分别增多23 517，16 110元/hm2；传统施肥T1处理相比其他施肥处理收益最少。从产投比角度看，单施生物菌肥的T5处理产投比最大，T6处理次之，传统施肥T1处理的产投比最小。可见“地力旺”生物菌肥能够实现节本增效的双赢目的，可以在甘薯生产上推广应用。

表4 生物菌肥对甘薯经济效益的分析

3 讨论与结论

有关微生物菌肥可以提高作物产量和改善作物品质的研究报道，目前还主要集中在玉米[12]、小麦[13]、高粱[14]、蔬菜[15]、中草药[16]等作物，大量研究表明，微生物菌剂对于提高作物产量和品质作用明显。但有关在甘薯上应用还未见报道。在具甘薯参考价值的块茎作物马铃薯应用上，徐畅[17]研究了化肥配施生物菌肥对马铃薯抗旱生理特性及产量的影响，结果表明，施用菌肥能够显著提高马铃薯的产量和改善块茎的营养品质，同时还可提升马铃薯的商品薯率及经济效益，其氮磷肥配施生物菌肥处理增产幅度达8.32%～28.06%，淀粉和Vc含量分别提高3.17%～14.19%，1.17%～8.9%；商品薯率显著高于对照，经济效益增加922.5～5 080.5元/hm2。陈效杰等[18]通过不同生物菌肥对马铃薯的产量和生理性状的影响研究表明，不同菌肥均改善了马铃薯生理性状及其产量和商品薯率，效果最好的菌肥产量比对照增加40.3%，商品薯率比对照提高13%。钱建民等[19]研究微生物菌肥对马铃薯产量及品质的影响，结果表明，与传统施肥相比，微生物肥能不同程度促进植株生长发育，提高马铃薯的产量和品质。方玉川等[20]用美国亚联微生物菌肥对马铃薯生长发育的影响研究表明，施用菌肥可提高马铃薯植株的长势及生理机能，其产量和商品率也随之提高。

本研究结果表明，在甘薯上应用“地力旺”微生物菌肥具有良好的增产和品质改善作用，在农艺性状上，甘薯的单株结薯数明显增加，原因可能是由于菌肥在生长前期相比氮肥减少了甘薯根系中的含氮量，增加了根系中醇溶性碳水化合物的含量，促进了块根的形成，增加了块根的数量，提高了甘薯的产量[21]；在品质改善上，相比CK，单施菌肥和化肥与菌肥配施等处理均提高了甘薯中蛋白质、维生素C、还原糖的积累量，其中，单施菌肥处理相比化肥与菌肥配施，Vc和还原糖含量增加明显，差异显著，但蛋白质积累量和干物率却逐步下降。一般研究认为，化学氮肥可使根中的含氮量增加而不影响非蛋白氮与总氮的比率，进而能够提高干物质和蛋白质等的含量[22]。在甘薯商品属性上，本试验得出，单施菌肥和化肥与菌肥配施处理甘薯大中薯率提升明显，商品性较好。从经济效益和农业产投比角度分析，单施生物菌肥的T6处理经济效益最高，相比传统施肥的T1处理可增值16 110元/hm2，其产投比在菌肥施肥量为375 kg/hm2处理中最经济。