探析施用2种生物菌肥对紫薯鄂薯12效应影响紫薯是甘薯的一个特殊品种类型，兼有粮食作物、经济作物和药用作物的特点，除了具有普通甘薯的成分和功能外，还具有多种生理作用，是食品、医药、化工、轻工、纺织等工业的重要原料[1]。湖北省西部山区、鄂北岗地以及鄂东南丘陵地带多黄红壤，土壤略偏酸性，近年来，由于过量施用N、P肥，使得土壤酸化[2]，加上缺水和高温限制了主要农作物产业的发展，而甘薯具有高产、稳产、耐高温、耐旱、耐贫瘠和适宜酸性土壤种植的特性，因而在这些地区发展甘薯产业具有天然优势。湖北省薯类加工能力较强，全省有60多家规模型甘薯加工企业，其中，涉及紫薯加工的企业有15家，发展紫薯产业对调整农业结构、促进农民增产增收有重要意义[3]。随着经济的发展，紫薯作为重要的保健食品和加工原料，将在今后的社会经济发展中继续发挥重要作用[4]。微生物菌肥含有多种高效活性有益微生物菌，自身肥力较低，主要依靠自身含有的大量益生菌的生命活动来活化土壤中的N、P、K，并产生有益的代谢产物，起到直接或间接改良土壤、平衡土壤pH值，提高土壤供肥能力、促进植物生长的作用[5,6,7,8]。研究表明，生物菌肥可显著增强玉米抗倒能力[9]；可使小白菜增产30%～40%，使硝酸盐的含量降低500～800mg/kg[10]；可促进黄芪生长及药效成分的合成与积累[11]；提高油菜产量、有效磷含量[12]。微生物肥料对烟株的生长发育及产质量的形成有促进作用[13]。生物有机肥可促进红富士树体生长、产量及品质提升[14]。截至目前，肥料对甘薯生长发育、产量和品质影响的研究主要集中于化学肥料和生物有机肥方面，大量研究表明，N、P、K配合平衡施肥能够明显促进甘薯生长，提高光合作用效率，增加产量、改善品质[15,16,17]；而吴振新等[18]、王汝娟等[19]研究表明，生物有机肥对甘薯也有很好的促产提质效果。生物菌肥在甘薯生产中的应用还比较少，贾峥嵘等[20]研究表明，生物菌肥能显著提高甘薯的单株结薯数和大中薯率，提高甘薯中蛋白质、维生素C和还原糖的积累量。目前，国家正大力推进农业生产可持续化发展战略，力争到2020年实现化肥使用量零增长的目标。因此，在当前形势下，开展生物菌肥在紫薯生产中部分乃至全部替代化肥的研究很有必要。本研究以减肥增效为目的，探索生物菌肥对鄂薯12生长、产量和品质的影响，以期能为紫薯高效优质、无公害生产提供理论依据。1、材料和方法1.1试验地概况试验分别在鄂州、枝江和咸宁进行。鄂州试验田为黏土，前茬作物是绿肥；枝江试验田为沙土，前茬作物是小麦；咸宁试验田为黏土，前茬作物是油菜。1.2试验材料供试甘薯品种为湖北省农业科学院选育的紫色甘薯品种鄂薯12；供试菌肥有固体和液体2种，其中，固体菌肥（G）为“奥地利”土壤调理剂，液体菌肥（Y）为“奥地利”生物菌肥，二者均由临汾市尧都区汾河生物科技有限公司生产；2种形态的生物菌肥菌种浓度均为每平方米土地施用30亿个活性菌。1.3试验设计试验为随机区组设计，每个小区面积20m2，株距0.2m，行距0.8m，分别用2种菌肥处理，以不施肥组作为对照（CK）。3个处理分别为：固态生物菌肥（G），条施，用量30g/m2，每个小区600g；液态生物菌肥（Y):30mL原液稀释283倍，穴施，每株穴施100mL稀释溶液，用量1.5mL/m2（原液）；以不施肥为对照（CK）。每个处理设置3个重复。1.4测定项目及方法1.4.1生长指标薯块开始膨大（栽秧后50d）后，每隔20d取1次样，直到收获。具体方法：每个处理随机选择取样点，重复3次，每个点选取生长一致的5株，带薯块整株挖出。地上部分分为叶片、叶柄和茎，分别测量各部分鲜质量；薯块清点数量，洗净、晾干表面水分后测鲜质量。从所取样品中留样200g切段或切片，105℃杀青，80℃下烘干备理化指标检测。1.4.2产量收获时，每个小区连续取20株测产，在鄂州试验田调查单株结薯数、单薯质量、大中薯率、裂薯率、发病株率等。1.4.3品质性状用留取的样品粉碎过筛后测定相应部位N、P、K及蔗糖、可溶性总糖、淀粉等营养成分含量。N、P、K以成分含量（g/kg）为准，蔗糖、可溶性总糖、淀粉等以干物质含量百分比为准。1.5数据分析采用Excel2010和SPSS进行数据处理和分析，多重比较采用Duncan新复极差法。2、结果与分析2.1施用生物菌肥对鄂薯12生长的影响2.1.1施用生物菌肥对鄂薯12地上部生长的影响植株地上部分长势和植株氮含量相关。由图1可知，不同地点鄂薯12地上部鲜质量的积累趋势不同。其中，甘薯植株地上部分在鄂州生长最旺，栽秧后50～70d快速增长，70～110d进入平缓增长期，110d以后又恢复快速增长，表明施用菌肥能有效促进地上部分生长，70～110d菌肥处理要高于CK处理；枝江栽秧后50～90d地上鲜质量快速增加，90～150d地上鲜质量几乎保持不变，菌肥G处理能促进地上部分生长，Y处理与对照差异不明显；咸宁栽秧后50～70d地上鲜质量积累比较慢，70～90d快速增加，90～150d对照呈现先下降再增长再下降的“S”型曲线，G、Y处理呈现持续的线性增长趋势，表明菌肥处理能促进地上部分生长。2.1.2施用生物菌肥对生长期鄂薯12鲜根质量的影响植株钾含量尤其是叶钾含量对于鄂薯12产量构成非常重要。由图2可知，鄂薯12块根开始膨大后鲜质量会持续快速增加，并且积累的速度会越来越快，鄂州在栽种后70～130d块根鲜质量增长出现较长的停滞期，地上部分与地下部分生长的关系没有得到很好的协调，导致根冠比一直徘徊在0.5左右；枝江在栽种后90～130d出现缓慢增长的趋势，但同期地上部分也没有过多增长，130d以后枝江地下部分养分得到了很好的积累；咸宁没有明显的块根鲜质量增长停滞现象。G处理后期块根增质量速率明显高于对照，可能与G处理土壤养分含量较高有关，Y处理只在鄂州表现出优势。2.2施用生物菌肥对鄂薯12产量的影响由表1、2可知，3个试验地的3个处理中，Y处理的小区平均产量最高，达到了89.9kg；其次是G处理，小区平均产量为87.8kg;CK处理的小区产量最低，平均为76.1kg;3个处理间的差异未达到显著性水平。3个处理在枝江的小区产量最高，平均为98.2kg；其次为鄂州，为91.4kg；咸宁最低，为64.2kg;3个地点间，鄂州、枝江与咸宁间有极显著差异，鄂州与枝江间无显著差异，咸宁与鄂州、枝江的产量差异主要来源于Y处理的产量差异。表1不同试验点不同处理下鄂薯12小区鲜薯产量比较表23个试验点3个处理鲜薯小区产量方差分析kg由表3可知，施用菌肥可以显著提高单薯质量和大中薯率，其中，单株结薯数对照较处理提高；单薯质量G处理较CK处理高118.32g,Y处理较CK处理高149.14g；大中薯率G、Y处理分别比CK处理高4.26、6.16百分点；另外，在鄂州调查发现，该菌肥抑病作用明显，对照小区根茎发病率在30%左右，而施用菌肥可将发病率降低10个百分点以上。由于鄂州地上部分后期旺长，且处理较对照旺长明显，导致处理的裂薯率高于对照。这是在生产中使用菌肥时需要注意的问题。2.3施用生物菌肥对鄂薯12收获期氮磷钾及糖积累的影响从表4可以看出，G、CK、Y这3个处理之间鄂薯12块根的N、P及蔗糖、淀粉没有显著性差异，K和可溶性糖含量有显著性差异。对于K含量来说，Y处理的平均含量最高，为9.43g/kg;G处理次之，平均为8.87g/kg;CK处理最低，平均为7.41g/kg;Y处理与CK处理间有显著性差异，Y与G、G与CK处理间没有显著性差异；相同处理不同地点间有极显著差异，鄂州施用生物菌肥能极显著提高鄂薯12块根中的K含量。可溶性糖含量方面，G处理的平均含量最高，为2.72%;CK处理次之，为2.54%;Y处理最低，为1.80%;G处理与Y处理平均含量之间差异显著，其他处理之间没有显著性差异。对于所有营养成分而言，不同试验点间块根的平均含量都有显著性差异。N含量方面，鄂州与枝江、咸宁间有极显著性差异，而枝江与咸宁间没有显著性差异，其中，鄂州的平均N含量最高，为14.18g/kg；咸宁次之，平均为5.97g/kg；枝江最低，平均为5.10g/kg。P含量方面，3个地点间均有极显著性差异，其中，鄂州最高，平均为2.97g/kg；咸宁次之，平均为2.13g/kg；枝江最低，平均为0.95g/kg；初步推断为氮、钾含量的提高促进了鄂州植株对于磷的吸收，而咸宁土壤结构影响了植株对于磷的吸收。K含量方面，鄂州与枝江、咸宁之间有极显著性差异，而枝江与咸宁间没有显著性差异，其中，鄂州的K平均含量最高，达14.57g/kg；咸宁、枝江分别为5.89、5.26g/kg。蔗糖含量方面，枝江的最高，平均为1.70%，咸宁次之，平均为1.34%，鄂州最低，平均为0.99%；枝江与鄂州间达到极显著性差异，其他地点间没显著性差异。可溶性糖含量方面，3点之间均有极显著性差异，其中，枝江最高，平均为3.55%；咸宁次之，平均为2.22%；鄂州最低，平均为1.28%。淀粉含量方面，咸宁最高，平均为69.50%；鄂州次之，平均为69.01%；枝江最低，平均为62.49%；枝江与鄂州、咸宁之间有显著性差异，其他两点间没有显著差异。表3鄂州试验田不同处理下鄂薯12的甘薯性状及发病率表4收获期不同试验地不同处理鄂薯12营养成分含量比较3、结论与讨论本试验涉及的2种生物菌肥均可促进鄂薯12植株的生长，而且对鄂薯12在抑病、抗高温干旱方面均起到了显著作用，如鄂州在栽秧后90d正处于8月中旬，高温干旱导致对照地上部鲜质量出现微弱下降，咸宁在移栽后110d由于降水减少出现干旱，导致地上部鲜质量下降，而在这2个时期，施用菌肥处理均表现较为平稳。2种菌肥对于鄂薯12的抑病作用明显，在病害高发区域使用这2种菌肥，可有效降低甘薯发病率，提高商品薯率，进而提高产量和农民收入。鄂薯12在施用菌肥后，在3个地点表现不一致，在产量方面，枝江最高，鄂州、咸宁次之，可见，相对较高的钾含量和相对较低的氮含量有利于产量的形成；品质方面，枝江最好，咸宁、鄂州次之。施用菌肥可以显著提高甘薯块根钾含量、可溶性糖含量；同时，试验中还检测到施用菌肥能提高鄂薯12叶片中叶绿素含量，净光合作用速率由15.8μmol/（m2·s）提高到16.5μmol/（m2·s）。鄂薯12在3个地点之间的差异主要源于各地土壤养分状况及气候环境的不同，在土壤自身肥力受到限制，且在甘薯生长期内遭遇逆境时，仅施用生物菌肥不能完全满足鄂薯12生长所需的养分供应，增产提质效果不显著。另外，田间管理水平也会间接影响甘薯产量和品质的形成。如遇到薯块膨大后期降水较多时要及时控制地上部分生长，以免由于地上部分旺长导致植株养分分配失衡，影响产量，造成裂薯增多等问题。2种菌肥在3个地点施用的效应有所不同，在鄂州反应剧烈，表现明显，鄂州收获期薯块中氮磷钾含量均显著高于咸宁和枝江，尤其薯块膨大后期，施用菌肥的植株生长表现出绝对优势；而在咸宁，由于土壤结构不良，菌肥作用发挥滞后，导致植株前期生长欠佳；在枝江，菌肥功能发挥得当，保证了甘薯高产，说明菌肥恰当发挥作用需要较丰富的水分、适宜的温度以及良好的土壤结构。因此，生物菌肥在肥力较高的田块能部分或全部替代传统化肥，而在较贫瘠的田块则需要配合施用有机肥或秸秆还田等农艺措施。参考文献：[1]高玥,李新生,马娇燕,等.紫薯开发利用研究进展[J].陕西农业科学,2013,59(1):100-103.[2]杨利,夏贤格,吴家琼,等.湖北省主要农区耕地土壤质量研究Ⅱ.近30年来土壤肥力的演变[J].湖北农业科学,2016,55(2):299-302.[3]杨新笋,焦春海,夏贤格,等.湖北省甘薯产业发展现状与建议[J].湖北农业科学,2014,53(2):261-264.[4]杨新笋,周开平,程航,等.湖北省甘薯科研生产的历史､现状与对策[J].湖北农业科学,2005(5):7-10.[5]谢达平,彭道林,黄祖民,等.微生物菌肥的作用机理研究[J].常德师范学院学报(自然科学版)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