摘  要  采用随机区组试验，比较复混肥585、780、1 170 kg/hm²在一次施肥和分次施肥处理下对华南12号木薯产量构成因素、土壤养分及经济效益的影响，探讨木薯种植中的最佳施肥方案和经济效益。结果表明：复混肥处理的化肥施用量分别比对照减少了52.71%、36.94%和5.42%，但其株高、单薯长度、单薯粗、鲜薯重和地上部鲜重均与对照差异不显著。木薯种植降低了土壤pH、有机质、碱解氮含量，提升了土壤速效磷含量，而施肥量1 170 kg/hm²的T3、T6处理提升了土壤速效钾含量。但相对于对照，土壤肥力的变化则因施肥量和施肥次数而异，复混肥施用量为585、780 kg/hm²的处理，分次施用更有利于减缓土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量的降低，而施肥量为1 170 kg/hm²的处理分次施用仅有利于减缓土壤有机质含量的降低，而不利于减缓土壤速效磷含量的降低。另外，所有复混肥处理均比对照具有更高的产投比，但经济效益最好的为T1、T4处理，其次为T2和T5处理。因此，从产量构成因素、土壤养分变化和经济效益综合考虑，T4为最佳施肥方案。
　　关键词  复混肥;木薯;产量;土壤养分;经济效益中图分类号  S533      文献标识码  A
　　DOI  10.3969/j.issn.1000-2561.2018.12.003
　　木薯（Manihot esculenta Grantz）是一种大戟科多年生作物，在中国主要分布于海南、广西、广东、云南等省区。氮磷钾的合理运筹是木薯高产栽培的重要策略之一^[1]。但我国木薯种植农户对施肥较盲目，不施或直接施用复合肥（氮∶磷∶钾，15∶15∶15）等极大地影响木薯的增产潜力，同时，导致木薯地地力下降，长久发展下去，必然会影响木薯产量和种植效益，最终阻碍木薯产业的可持续发展。因此，施肥需按土壤肥力和木薯营养需求进行诊断后推荐施肥。相关研究表明，各地区木薯种植中施肥量、施肥配比及产量限制因子均各有不同^[2-5]。复混肥是按照土壤养分状况、作物品种和其他生产条件，依据科学配方而生产的化肥，随着我国《到2020年化肥使用量零增长行动方案》的深入，木薯种植中测土配方施肥必然会通过农企合作等方式得以普及，而其中复混肥生产简单、配方灵活将成为木薯测土配方施肥的物化产品之一。
　　“3414”肥料试验方案是目前应用较为广泛的田间肥效试验方案。前期儋州市王五木薯基地“3414”肥料试验结果表明，施用化肥总量为810 kg/hm²，其施肥比例为W（N）∶W（P₂O₅）∶W（K₂O）=1.92∶1∶9.38的处理产量最高，但该施肥配比中钾肥比例较高，从而施肥成本较高。施用化肥总量585 kg/hm²，其施肥比例为W（N）∶W（P₂O₅）∶W（K₂O）=3.83∶1∶6.25的處理产量次之。
　　儋州市王五木薯基地土壤条件和气候条件与本实验区相近，为此，本研究以当地习惯施15∶15∶15的复合肥1 125 kg/hm²作为对照，从肥料投入量和肥料投入成本2个方面考虑，选用施肥配比W（N）∶W（P₂O₅）∶W（K₂O）=3.83∶1∶6.25，设置585、780、1 170kg/hm²三个施肥水平。其中，施肥量为780 kg/hm²的处理中肥料投入成本为当地习惯施肥的一半，而施肥量为1 170kg/ hm²的处理中肥料用量为施肥量585 kg/hm²的2倍。旨在通过测土配方的运用，实现当地木薯生产中化肥投入总量减少，而木薯产量不受影响，从而为当地木薯生产的节本增效和保护当地农业生态环境提供技术支撑。

1  材料与方法

　　1.1  材料
　　1.1.1  植物材料  供试木薯品种为华南12号，由中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所提供。
　　1.1.2  实验地概况  实验于2017年3月—2018年1月在广西农科院武鸣试验基地进行。供试土壤为经过改土处理的红壤。基本理化性质为：土壤有机质为8.96 g/kg，pH 6.89，全氮为0.51 g/kg，碱解氮为45.30 mg/kg，速效磷为12.09 mg/kg，速效钾为60.80 mg/kg。
　　1.1.3  实验用肥  复合肥为天津撒可富化肥有限公司生产，其总养分≥45%，养分比例为W（N）∶W（P₂O₅）∶W（K₂O）=15∶15∶15，而复混肥为中国热带农业科学院橡胶所自制，其总养分≥40.92%，养分比例为W（N）∶W（P₂O₅）∶W（K₂O）=3.83∶1∶6.25，复混肥所用原材料为鲁西化工集团股份有限公司生产的尿素（总氮≥46.4%）、济南鑫硕化工有限公司生产的钙镁磷肥（有效磷含量≥12%）和乌拉尔钾肥股份公司生产的氯化钾（有效钾含量≥62%）。
　　1.2  方法 　　1.2.1  实验设计  采用大田试验，随机区组设计，3次重复，每小区面积为50 m²，种植规格株行距为100 cm×80 cm，木薯50株。
　　实验处理见表1。其中每小区选择代表性植株10株，考察株高、茎粗、薯粗、薯数、鲜薯重、地上部植株鲜重等农艺性状，同时，采集0～15 cm土层土壤样品进行分析测试。
　　1.2.2  测定指标与方法  木薯株高利用卷尺测定，以根基部到最新叶片叶基部的高度来表示;茎粗利用游标卡尺测定，以根基部往上10 cm处茎粗表示;经济性状测定（单株）：目测单株块根数，直尺测定块根直径及长度，游标卡尺测定块根中间粗度，电子秤测定单株块根鲜薯重量;产量测定：电子秤测定块根鲜薯重量。速效N采用碱解扩散法测定;速效P采用碳酸氢钠法测定;
　　速效K采用醋酸铵浸提，火焰光度法测定;有机质采用重铬酸钾容量法测定—外加热法;pH用pH计测定。
　　1.3  数据处理
　　采用Microsoft Excel 2000及DPS软件进行数据统计与差异显著性分析。

2  结果与分析

　　2.1  不同复混肥处理对木薯产量构成因素的影响
　　从表2可看出，各处理间株高、单薯长度、单薯粗、鲜薯重和地上鲜重均差异不显著（p> 0.05），仅茎粗和结薯数在各处理间差异显著（p<0.05）。
　　与对照CK1相比，一次施肥处理中，T1～T3处理各木薯产量构成因素差异不显著。与对照
　　CK2相比，在分二次施肥的处理中，T4和T5处理的茎粗比CK2的显著降低，同时，T6处理的结薯数也显著低于CK2，其余各木薯产量构成因素与CK2差异不显著。另外，一次施肥的T1～T3处理与分次施肥的T4～T6处理中各木薯产量构成因素差异也不显著。
　　2.2  不同复混肥处理对土壤养分含量的影响
　　由表3可知，同实验前相比，除T2处理外，木薯种植降低了土壤pH。但一次施肥处理中，T1～T3处理的pH均显著高于CK1（p<0.05），且T2处理的pH高于T1处理，显著高于T3处理。分2次施肥处理中，T4～T6处理与CK2土壤pH差异不显著。同时，在相同施肥量下，一次施用复混肥的T1～T3处理土壤pH高于分2次施用复混肥的T4～T6处理，尤其是相同施肥量的T2处理的土壤pH显著高于T5处理。
　　同实验前相比，木薯种植降低了土壤有机质含量，且各处理间土壤有机质含量差异显著。与CK1相比，一次施肥处理中，T2和T1处理分别显著提高和降低了土壤有机质含量。与CK2相比，二次施肥处理中，T4和T6处理均显著提高了土壤有机质含量，而T5处理与CK2之间有机质含量差异不显著。另外，CK2有机质含量显著高于CK1。同时，相同施肥量下，分2次施肥的T4～T6处理土壤有机质含量显著高于一次施肥T1～T3处理。
　　同實验前相比，木薯种植降低了土壤碱解氮含量。但同CK1相比，一次施肥处理中，T1～T2处理的碱解氮含量与CK1差异不显著，而T3处理碱解氮含量显著高于CK1，二次施肥处理中，T4～T6处理与CK2的碱解氮含量差异均不显著，同时，相同施肥量下，分2次施肥的T4、T5处理与CK2碱解氮含量显著高于一次施肥处理，而T3与T6处理碱解氮含量差异不显著。
　　同实验前相比，木薯种植提升了土壤速效磷含量。但同CK1相比，一次施肥处理中，T1、T2、T3处理速效磷含量分别显著低于和高于CK1，同CK2相比，分2次施肥处理中，T4～T6处理速效磷含量均显著低于CK2，且T4>T5>T6。同等施肥量下，分二次施肥的T4、T5处理速效磷含量高于对应的一次施肥T1和T2处理，但T3处理速效磷含量显著高于T6处理，CK1速效磷含量显著高于CK2。
　　同实验前相比，木薯种植对土壤速效钾含量的影响因处理而异，T4、T6处理和CK1处理提升了土壤速效钾的含量。同CK1相比，一次施肥处理中，T1、T2处理显著降低了土壤速效钾含量，T3提高了土壤速效钾含量，但与CK1相比，差异不显著。同CK1相比，分2次施肥处理中，T4、T6处理均提高了土壤速效钾含量，但T5处理与CK2速效钾含量差异不显著，T6处理提高了土壤速效钾含量，且T6处理速效钾含量显著高于CK2，而CK1速效钾含量显著高于CK2。
　　2.3  不同复混肥处理对木薯经济效益的影响
　　由表4可知，T1和T2处理产量高于CK1，其余施肥处理产量均低于对照。但T1～T6处理的施肥投资均低于CK1和CK2，扣除施肥投资，T1～T3增收413.09～3 740.52元/hm²，产投比为6.08～13.01，而T4～T6处理增收-2 608.42～ 1 272.62元/hm²，产投比为5.23～11.61。

3  讨论

　　与对照对比，本研究中复混肥处理的化肥施用纯量分别减少了52.71%、36.94%和5.42%，其中，T1～T3处理纯氮减少了89.95、58.35、3.15 kg/hm²，纯磷减少了147.15、139.95、125.55 kg/hm²，纯钾减少了33.75、-11.25、-101.25 kg/hm²。
　　3.1  复混肥对木薯产量构成因素的影响

本研究结果表明，同农民习惯施肥相比，化肥减量施用和减少施肥次数未对木薯株高、单薯长度、单薯粗、鲜薯重和地上鲜重产生影响。木薯是比较耐瘠的作物，可在比较瘦瘠的土地上正常生长发育，并获得一定的产量，木薯收获时，3
　　种营养元素带走量的比例[W（N）∶W（P₂O₅）∶W（K₂O）]约为4.5∶1.0∶7.9，因此，N元素的有效施用范围为0～154 kg/hm²，P₂O₅的有效施用范围为0～168 kg/hm²，K₂O的有效施用范围为0～ 168 kg/hm²，但木薯种植中施肥量也不宜过大^{[4， 6-9]}。在花岗岩砖红壤上木薯平衡施肥适宜的N∶ P₂O₅∶K₂O比例为2∶1∶3或2∶1∶2，最佳的施肥量为450 kg/hm^2[1]。在现有推荐施肥技术水平下，华南四省區氮、磷、钾肥的平均推荐配比为W（N）∶W（P₂O₅）∶W（K₂O）=2.9∶1∶3，最高推荐施用量分别为257.4、90.0、271.4 kg/hm²。针对现存问题，提出各地区需遵循“大配方，小调整”的施肥原则^[2]。本研究中木薯N、P₂O_5、K₂O施用量分别为82.8～165.6、21.6～43.2、135～ 270 kg/hm²，同习惯施肥中N、P₂O₅、K₂O养分施用量均为168.75 kg/hm²相比，明显减少了P₂O₅的投入和第一、第二化肥施用水平中N的投入，但未对相应施肥水平下木薯产量构成因素造成影响。由此可见，当地习惯施肥中用15∶15∶15的复合肥可能导致氮肥和磷肥施用比例过高，而钾肥相对不足，另外，本实验区木薯种植前土壤中碱解氮和速效钾均属于较低水平，而速效磷属于中等偏上水平，施用15∶15∶15的复合肥将更容易导致土壤中的养分不平衡，从而影响木薯产量构成因素，而通过W（N）∶W（P₂O₅）∶W（K₂O）= 3.83∶1∶6.25复混肥的施用，将可能更有利于木薯生长中氮和钾营养的补充，从而在减少施肥总量的情况下，施复混肥处理的木薯产量构成因素与对照处理差异不显著。本实验所用施肥配比中钾比例明显高于前人所述，因此，在改变施用比例并减少化肥施用总量下，虽然木薯未减产，但是否为本地区最合适的施肥比例和施肥量还有待于进一步调整和验证。
　　3.2  复混肥对木薯地土壤肥力的影响
　　同实验前相比，复混肥施用降低了土壤pH、有机质、碱解氮含量，但提升了土壤速效磷含量，而施肥量1 170 kg/hm²的T3、T6 处理提高了土壤速效钾含量。但同农户习惯施肥相比，土壤肥力指标的变化较复杂，因施肥量和施肥次数而异。
　　土壤pH大小能影响植物对其他养分的吸收，进而影响植物的生长，而土壤有机质是土壤固相的重要组成部分，是土壤肥力的重要指标^[10-11]。李静等^[12]研究表明，木薯施肥会促进土壤酸化，降低土壤pH，施肥量越多，土壤酸化越严重。同施用复合肥的对照相比，本研究中复混肥的施用缓解了土壤pH的降低，尤其是一次性施复混肥T1～T3处理的土壤pH显著高于CK1，且T2处理的pH显著高于T5处理，并高于实验前土壤pH，另外，T3处理复混肥的施用量高于对照，由此可见，虽然通常施用化肥会降低土壤pH，但化肥，尤其是复混肥通过改变施肥比例、施肥量及施肥次数的合理施用是可以缓解甚至不会导致土壤pH降低。
　　土壤有机质是土壤固相的重要组成部分，是土壤肥力的重要指标^[10-11]。土壤速效养分主要来自土壤有机质矿化和施入土壤中的肥料速效成分^[13]。本研究中复混肥的施用降低了土壤有机质含量，但分次施肥T4～T6处理的土壤有机质含量显著高于一次施肥T1～T3处理，且一次施肥处理中土壤有机质含量为T2>CK1>T3>T1，而分次施肥处理中土壤有机质含量为T6>T5>CK2>T4，由此可见，复混肥分次施用更利于缓解土壤有机质含量的降低，这可能是由于土壤微生物的活动需要合适的碳氮比，复混肥一次施用导致土壤速效氮含量短时间内过高，因此，加速了土壤有机质的分解，从而为微生物的活动提供碳源，具体原因还有待深入研究。
　　韦剑锋等^[13]研究表明，磷肥作基肥一次性施用，氮肥和钾肥按50%作基肥+50%作苗肥施用下，木薯收获后，随施氮量的增加，土壤碱解氮明显增加，有效磷及速效钾不同程度下降。徐丽丽等^[14]和董旭等^[15]研究表明，长期施肥提高了水稻土和玉米地土壤速效氮、磷和钾养分含量^[14-15]。同样，林葆等^[16]多年多点多种作物的长期定位实验也表明，氮磷钾配合能使作物获得高产、稳产和提高土壤肥力，但不施磷肥和钾肥会导致土壤有效磷和有效钾的明显下降。本研究中复混肥的施用降低了土壤碱解氮含量，提高了土壤速效磷含量，同时，部分处理提高了土壤速效钾含量。由此可见，化肥施用对土壤肥力的影响在各实验中表现不完全一致，这一方面可能取决于实验区域土壤理化性状，同时与化肥中氮、磷、钾配施的比例、施用量和施用方法等有关。本实验中复混肥施用量为585、780 kg/hm²的处理，分次施用更有利于土壤速效养分的保持，而施肥量为1 170kg/hm²的处理集中施用更有利于土壤碱解氮和速效磷的保持，其具体原因还有待深入研究。 　　3.3  复混肥对木薯经济效益的影响
　　同当地农民习惯施肥相比，施用复混肥T1～ T5处理均比相应对照增收413.09～3 740.52元/hm²，尤其是一次施肥T1和T2处理分别增收3 740.52、2 626.26元/hm²，产投比分别为13.01和9.56，同时，T1～T3和T5～T6处理随着施肥量的增加，增收效益递减，因此，仅从经济效益考虑，T1处理是本研究中6种施肥方案中最佳的施肥方案。林洪鑫等^[17]研究表明，木薯达到经济最佳产量的氮、磷、钾施用量分别为 191.81、661.23、257.17 kg/hm²，产投比为7.07，折合为尿素、过磷酸钙和氯化钾分别为416.98、408.2、428.55 kg/hm²，若按本文中的价格计算，则共需3 577.44元/hm²，此投入水平与T3处理相当，产投比高于本研究中T3处理，但远低于T1～T2、T4～T5处理。另外，林世欣等^[18]和许瑞丽等^[19]研究均表明，木薯施用單质肥或仅NK肥配施的产投比均低于本研究中的处理，因此，木薯种植中只有养分供应全面才能获得最佳的经济效益。
　　综上所述，在减少施肥总量的情况下，同当地农民习惯施肥相比，复混肥的施用未降低木薯产量，部分处理还提高了土壤pH和有机质含量，尤其是分次施肥处理更能提高或缓解土壤速效养分含量的降低，大部分处理降低了土壤速效磷含量，因此，其比当地农民习惯施肥更优越，更能使土壤中氮、磷和钾养分趋于平衡，从而有利于木薯生产，但木薯生长中还是动用了土壤中储藏的养分，从而可能长期施用此复混肥配方会导致土壤中养分耗竭，在生产中需实时调整复混肥配方，确保土壤养分的动态平衡，同时，又避免本身不富余的某些养分种类耗竭。另外，综合考虑土壤养分状况和产投比，T4处理为最佳施肥方案。
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