不同缓释肥对木薯生长和土壤速效养分的影响

周时艺，韦云东，陈蕊蕊，郑 华*，盘 欢，李 军，罗燕春，徐 钏

（1.广西壮族自治区亚热带作物研究所，广西 南宁 530001；2.广西壮族自治区木薯研究所，广西 南宁 530001）

木薯作为世界三大薯类之一，用途极其广泛，既是世界8亿多人赖以生存的粮食，又是酒精和淀粉等的重要加工原材料［1-2］。为了追求更高的作物产量，种植户常年过量或不正确施用化肥，导致土壤板结、水资源富营养化等问题日益严峻。近年来，缓释肥因其对环境友好，一次施肥就能解决作物整个生育期的养分需求，因此，其提高肥料利用率、减少劳动成本投入等优点被广泛关注［3］。研究缓释肥对木薯生长的影响，对木薯增产增效具有重要的意义。目前，国内缓释肥主要应用于水稻［4-5］、玉米［6］、小麦［7］、油菜［8］等大田作物以及番茄［9］、黄瓜［10］等蔬菜中，石磊等［11］研究了6种不同缓释肥对水稻生长发育和产量的影响，结果表明，施用缓释肥不但可以减少无效分蘖、提高成穗率，还可以增加水稻穗长、总粒数和实粒数，提高结实率和千粒重，进而提高水稻产量。王思阳等［12］以苏玉糯11号为材料，在等量施肥条件下，缓释肥处理的鲜果穗产量和鲜籽粒产量显著高于常规肥处理，缓释肥适当延后施用有利于提高鲜食糯玉米产量，增加籽粒中蛋白质、淀粉、可溶性糖含量，降低玉米平均粒径。朱国梁等［13］研究了不同释放期的缓释肥与普通肥料对黄瓜生长的影响，结果发现在氮、磷、钾施用量相同的条件下，缓释尿素CRU、缓释肥CRF处理较普通复合肥处理黄瓜产量增加了8.0%～15.7%，净收益增加了1278.6～7096.6元/hm2，肥料中氮、磷、钾的利用率提高了9.6～23.7个百分点，其中以缓释复合肥CRF-B（释放期120 d）对黄瓜产量提高、品质提升效果最好。迄今为止，缓释肥在木薯行业的应用研究鲜有报道。本研究以桂热10号木薯为材料，通过不同类型的缓释肥与普通肥料配施试验，探讨不同缓释肥对木薯生长和土壤速效养分的影响，为缓释肥在木薯栽培上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试木薯品种是广西壮族自治区亚热带作物研究所多年培育繁殖而成的桂热10号（GR10）。供试肥料包括缓释肥产自美国奥绿（OSMOCOTE）公司、复合肥产自中化化肥有限公司，其中缓释肥为Osmocote 1号和Osmocote 2号，两者N∶P2O5∶K2O=14∶14∶14，肥效期分别为3～4个月和2～3个月；复合肥N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验在广西壮族自治区亚热带作物研究所木薯试验基地（22°54′02.58″N， 108°20′05.43″E）进行。试验地土壤为红壤，土层深厚，质地黏重，肥力偏低，地块耕层（0～20 cm）的土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量和蔗糖酶、脲酶活性分别为85.223 mg/kg、9.183 mg/kg、78.724 mg/kg、6.866 μg/（g·d）、221.18 μg/（g·d）。

试验依肥料种类和用量共设7个处理，其中缓释肥Osmocote 1号设4个施肥水平，单施Osmocote 2号、复合肥分别各1个施肥水平，以不施肥为对照，各处理施肥量见表1。2020年4月5日取基础土样，4月16日种植，12月30日采集土壤样品，12月31日测定株高、茎粗，2021年1月4日测定产量、淀粉含量。采用起垄种植，垄面宽1.3 m，垄沟宽0.5 m，每垄种植2行木薯，株行距1.0 m×0.9 m，每个小区3垄，6×6 株，3次重复，随机区组排列。

表1 不同处理的肥料种类和用量

1.2.2 测定项目与方法 采用塔尺测量株高；采用游标卡尺“十字法”测量茎粗；每个小区选取中间16株用以测定鲜薯重后折算成单位面积鲜薯产量；鲜薯淀粉含量用雷蒙称法测定；用鲜薯产量与鲜薯淀粉含量乘积获得淀粉产量。土壤碱解氮采用碱解扩散法测定，速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计法测定［14］。土壤蔗糖酶、脲酶分别采用ELISA品牌的土壤蔗糖酶（S-SC）活性检测试剂盒和土壤脲酶（UE）活性检测试剂盒（分光光度计法）进行测定。

1.3 数据处理与分析

运用WPS office（11.1.0.10938）软件对试验数据进行整理，方差分析用多重比较用SSR法。方差分析在RStudio（version 1.1.463，基于R 4.0.5）中进行，使用boxplert.R程序，该程序引用了agricolae包。

2 结果与分析

2.1 不同缓释肥对木薯株高和茎粗的影响

由表2可知，6个施肥处理的株高均显著高于不施肥处理（T1），以T6处理的株高最高，为262.4 cm，与T3处理有显著差异，与其余处理没有显著差异，T4与T5处理的株高略大于T3，小于T6处理，说明随着缓释肥Osmocote 1号施肥量的增加，对株高有促进作用；除低水平施肥T3处理外，施用缓释肥的其他4个处理与复合肥处理的木薯株高差异不显著，说明不同类型肥料对木薯株高影响不大。

表2 不同缓释肥对木薯农艺性状和产量性状的影响

不施肥处理（T1）的茎粗依然显著小于各个施肥处理，以T6处理的茎粗最大，与T2处理有显著差异，说明同等施肥条件下，缓释肥比复合肥更能显著增加茎粗；除T6处理外，其他5个施肥处理间茎粗差异不显著，说明不同类型肥料及中、低等施肥水平对木薯茎粗没有显著影响。木薯株高与茎粗有极显著（P＜0.01）的线性相关（图1），决定系数为0.5009。

图1 株高与茎粗的相关关系

2.2 不同缓释肥对木薯鲜薯产量、淀粉含量和淀粉产量的影响

T6处理鲜薯产量比T2处理提高了21.13%，但差异不显著，说明在等量施肥条件下缓释肥Osmocote 1号比复合肥对木薯鲜薯增产作用更明显；T4较T7处理增产了9.49%，但差异不显著，说明同等施肥水平下缓释肥Osmocote 1号比缓释肥Osmocote 2号对鲜薯增产更明显；除T3处理外，T1处理的鲜薯产量与其他处理差异显著，说明低水平施肥对鲜薯产量影响不大。随着缓释肥Osmocote 1号施肥量的增加，鲜薯产量和淀粉产量均呈增长趋势，说明在一定范围内，施肥越多，产量越高。

T1处理鲜薯产量最低，但淀粉含量最高，达29.6%，与其他6个施肥处理的淀粉含量差异显著，说明在不施肥条件下，木薯光合同化物积累在相对少的块根中，因此淀粉含量较高，但是总体来说淀粉产量最低。T6处理淀粉产量显著高于T2，增产25.19%，而T4与T7差异不显著，说明在相同的施肥水平下，释肥Osmocote 1号比复合肥能显著提高淀粉产量，但是不同类型的缓释肥对淀粉产量没有显著影响。

在不同水平的缓释肥Osmocote 1号条件下，木薯株高、鲜薯产量、淀粉含量与施肥量存在极显著的线性相关（P＜0.01），决定系数R2分别是0.9649、0.9882、0.9798，而茎粗、淀粉含量与施肥量则有显著的线性相关（P＜0.05），决定系数R2分别为0.8880、0.9397，说明缓释肥Osmocote 1号在不同的施肥水平下极显著影响了木薯株高、鲜薯产量和淀粉产量，显著影响了茎粗和淀粉含量。

2.3 不同缓释肥对木薯土壤速效养分及生物活性的影响

从表3可知，T6处理的碱解氮和速效钾含量最高，分别为105.48、124.02 mg/kg，均与其他6个处理有显著差异；相比于不施肥处理，6个施肥处理的碱解氮含量提高了3.53%～37.94%，速效磷含量提高了17.65% ～81.79%，速效钾含量提高了15.49%～88.57%。在同等氮、磷、钾施肥量水平下，T6比T2处理更有利于土壤速效养分的积累，蔗糖酶和脲酶的活性更高。随着缓释肥Osmocote 1号施肥量的增加，土壤速效养分也逐渐增加，7个处理间速效磷差异不显著，但依然是T6处理的含量最高。不施肥处理蔗糖酶和脲酶活性最高，7个处理间蔗糖酶和脲酶活性没有显著差异，说明施用普通复合肥与缓释肥对木薯收获期的酶活性没有显著影响。

表3 不同缓释肥对土壤速效养分和酶活性的影响

在不同水平的Osmocote 1号缓释肥条件下，施肥量与碱解氮含量呈极显著的线性相关（P＜0.01），与速效钾含量有显著的线性相关（P＜0.05），决定系数R2分别是0.9791和0.9217，说明随着缓释肥Osmocote 1号施肥量的增加，极显著影响了土壤碱解氮积累，显著影响了速效钾的积累；速效磷含量、蔗糖酶和脲酶活性均与施肥量线性相关不显著（P＞0.05），说明施肥量的增加对速效磷的积累、蔗糖酶和脲酶的活性影响不显著。

土壤蔗糖酶和脲酶呈极显著正相关，相关系数为0.720（P＜0.01），与碱解氮、速效磷呈负相关；脲酶与速效磷呈负相关；速效钾与碱解氮呈极显著正相关，相关系数为0.703（P＜0.01），与速效磷呈显著正相关，相关系数为0.447（P＜0.05），与蔗糖酶和脲酶呈正相关；碱解氮与脲酶、速效磷呈正相关，但相关性不显著（表4）。

表4 土壤酶活性与速效养分之间的相关性分析

3 讨论与结论

本研究发现，高水平缓释肥条件下（T6：N 100 kg/hm2、P2O5100 kg/hm2、K2O 100 kg/hm2），木薯株高、茎粗、鲜薯产量、淀粉产量均为最高，这与田丰等［15］的研究结果一致，这是因为普通复合肥在作物生长前期大量释放养分而不能被作物有效吸收，而缓释肥缓慢释放肥料，满足了作物生长过程的养分需求；研究还发现空白对照马铃薯淀粉含量最高，同时与缓释肥处理差异不显著，这和本试验结果相似。土壤酶对作物生长及养分吸收发挥着重要作用，土壤蔗糖酶又叫转化酶，对增加土壤易溶性营养物质起着重要作用；土壤脲酶是在土壤中水解尿素的一种酶，其活性用来表征土壤氮素状况［16］。本研究结果表明，施肥处理土壤蔗糖酶和脲酶活性均低于不施肥处理（CK），但是差异不显著；在等量施肥条件下，缓释肥处理（T6）蔗糖酶和脲酶活性与复合肥处理（T2）差异也不显著，这与张萌［17］等的研究结果不一致，这可能是作物种类、肥料类型及用量、土壤环境等不一样导致的。本研究结果表明，土壤脲酶、蔗糖酶与碱解氮、速效钾、速效磷相关性不显著，这与前人的研究结果不同［18-19］。

本试验探讨了缓释肥对木薯生长及土壤养分的影响，因为通用型缓释肥价格是普通复合肥的3～4倍，所以高价的缓释肥只能应用于商品价值较高的专用型食用木薯种植，如桂热10号，其属于糖水专用型品种，企业与农户协议回收价格为2000元/t，是普通木薯收购价的3～4倍［20］，因此，这2种通用型缓释肥是否能提高农户种植效益还需进一步试验验证。

施肥能显著增加木薯株高、茎粗，提高鲜薯产量和淀粉产量，但是收获期对酶活性影响不显著，T6和T5处理的增产效果较明显，分别比复合肥处理提高了21.13%、18.52%，在相同氮、磷、钾施肥量水平下，T4与T7处理两者各项指标均无显著差异，但前者比后者鲜薯增产了9.49%，淀粉产量提高了5.86%，说明同等条件下，缓释肥Osmocote 1号优于缓释肥Osmocote 2号。综合考虑肥料成本、产量和环保等因素，T5（N 75 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2）为本研究最佳施肥组合。