黃腐酸對西北旱作區馬鈴薯產量及品質的影響

李亞杰，羅 磊，王 娟，姚彥紅，李豐先，董愛云，劉惠霞，馬 瑞，李德明*

（1.定西市農業科學研究院，甘肅 定西 743000；2.甘肅省馬鈴薯工程技術研究中心，甘肅 定西 743000）

甘肅隴中是西北典型特征的干旱與半干旱地區，年降雨量在350～500 mm，年蒸發量在1 000～1 500 mm，主要種植作物為馬鈴薯、小麥、玉米等，其中馬鈴薯種植面積最大。馬鈴薯屬于需水需肥較多的作物，對土壤地力要求較高。但是，由于長期過分依賴化肥的增產效果而忽視農家肥料，導致農業生態系統內部結構發生變化，特別是過量施用化肥和使用比例失調，使得農業系統內部結構受到破壞，農田耕作層土壤有機質含量下降，團粒結構破壞并減少，蓄水保肥能力下降，肥效作用降低，土壤嚴重酸化，地力衰竭，化肥農藥殘留增加，多年連茬造成土傳病害增多。因此，在農業生產中應適量減少化肥的使用，增加環保型肥料的用量，使從土壤索取的同時減少對土壤的消極影響。

黃腐酸（Fulvic acid，FA）是一類植物生長調節劑，是從天然腐殖質中提取的一種能溶于酸、堿和水的芳香族類物質，容易被植物吸收，生物活性較強，能促進植株發育、提高生物酶活性和葉綠素含量，提高光合效率，對農作物具有增產、提質、增強抗逆的作用[1,2]，已經在多種作物上得到了廣泛應用[3-6]。同時，有關試驗已經證明黃腐酸可減少植株葉片的蒸騰速率，促進根系發育和增強根系活力而提高其抗旱能力[7]，研究結果顯示黃腐酸能促進連作馬鈴薯幼苗的生長發育，提高塊莖的淀粉、維生素C 和可溶性蛋白含量[8]，施用黃腐酸可以增加馬鈴薯產量，提高商品薯率[9,10]，增強植株的整體抗旱性[11]。

在西北地區，農作物增產主要依靠化肥，大量化肥的施用導致土壤板結，土壤酸堿度失衡，肥力降低，生態系統破壞，土傳病害增多，土壤污染增加。本試驗旨在探索在西北旱作區，環保型肥料黃腐酸作為底肥在馬鈴薯產量和品質上的應用效果，以及在隴中旱作區適宜的黃腐酸施用量，為旱作區馬鈴薯的增產抗旱提質及施肥技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試品種為‘新大坪’，種薯級別為原種。在甘肅中部地區大面積種植，定西市種植面積達到1.33 萬hm2，高產穩產，抗晚疫病，綜合性狀表現突出，為當地的主栽品種。

供試黃腐酸肥料為嘉有皇輔天黃腐酸生物有機肥（黃腐酸≥26%；有機質≥40%；巨大芽孢桿菌+ 膠凍樣類芽孢桿菌≥0.2 億/g），來源于山東泉林嘉有肥料有限責任公司。

1.2 試驗地概況

試驗地位于定西市農業科學研究院育種基地內，海拔1 920 m，年均輻射592.9 kJ/cm2，年均氣溫6.4 ℃，≥10 ℃積溫2 239.1 ℃，年降雨量415.2 mm，年蒸發量1 530 mm，土壤類型為黃綿土，肥力狀況如表1所示。

采用露地平作出苗后起壟播種方式。播前整地基施腐熟農家肥4 000 kg/667m2，磷酸二胺15 kg/667m2。

1.3 試驗設計

試驗于2015～2016 年進行。2015 年4 月16 日播種，9 月25 日收獲；2016 年4 月22 日播種，10月2 日收獲。2015～2016 年降雨量與平均溫度如圖1 所示。試驗采用隨機區組排列，5 個處理，3 次重復，種植行長5.6 m，行距0.7 m，每行20 株，株距0.28 m，5 行區，每小區100 株，小區面積（3.5×5.6）19.6 m2。

表1 定西試驗地土壤基礎營養物質（0～30 cm）Table 1 Basic properties of soil in experimental field of Dingxi City (0-30 cm)

圖1 2015～2016年馬鈴薯生育期內降雨量與溫度情況Figure 1 Precipitation and temperature during potato growth period for Dingxi City in 2015-2016

試驗共設5 個處理。T1：黃腐酸10 kg/667m2，T2：黃腐酸20 kg/667m2，T3：黃腐酸30 kg/667m2，T4：黃腐酸40 kg/667m2，T5：不施黃腐酸（CK）。

1.4 調查記載

生育期：出苗期到成熟期的天數。

產量：收獲全部馬鈴薯薯塊進行稱重。在測產過程中進行單株塊莖數、單株薯塊重的記載，取3次重復測量的平均值。

商品薯率：收獲時每小區的薯塊進行大小分級，分別進行稱重計數，最后計算商品薯率。一季作區單薯質量75 g（含）以上為商品薯。

淀粉含量測定：采用蒽酮-硫酸法[12]。

粗蛋白含量測定：采用考馬斯亮藍法G—250比色法[13]。

還原糖含量測定：菲林試劑滴定法[14]。

維生素C含量測定：碘化鉀萃取分光光度法[15]。

干物質含量測定：恒溫烘干法，將植株用清水洗干凈，利用電子天平計算稱量植株的鮮重，然后放在105 ℃下烘2 h 后，在85 ℃下烘12 h 后再稱重。

葉綠素含量測定：用打孔器在葉片的中間部分取一定的面積，不包括葉脈，使用丙酮浸提法進行測定[16]。

葉綠素含量（mg/g）=[葉綠素的濃度×提取液體積×稀釋倍數]/樣品鮮重（或干重）

葉面積指數：采用打孔法，根據打孔葉片面積的干重與葉片總干重折算整株植株葉面積。

葉面積指數（LAI）=綠葉葉片總面積/土地面積

葉綠素含量與葉面積指數在馬鈴薯開花末期進行測定。所有調查記載的指標依據國家馬鈴薯品種性狀觀察和測量方法的評價標準[17]。馬鈴薯產量在收獲時進行現場測產，馬鈴薯品質在收獲后15 d內測定完成。

1.5 數據分析

采用Microsoft Excel 2003 對數據進行整理，采用新復極差法對各處理馬鈴薯試驗數據進行多重比較。用Origin Pro 9.0作圖。

2 結果與分析

2.1 不同黃腐酸施用量對馬鈴薯產量、商品薯率和生育期的影響

從表2 中可以看到，施用黃腐酸肥料可以顯著提高馬鈴薯產量和商品薯率，2015 年的馬鈴薯產量和商品薯率數據總體上低于2016 年，主要原因在于2015 年6～7 月出現長時期旱情，嚴重影響了馬鈴薯的塊莖發育。2015 年，T1～T4 處理下馬鈴薯產量，商品薯率，生育期顯著高于CK 處理（P ＜0.05），產量，商品薯率和生育期分別較CK提高22.9%～62.0%，16.4%～48.5%和4.0%～16.8%。其中T3 與T4 處理下產量，商品薯率和生育期相對CK 增長幅度較大，但產量，商品薯率和生育期兩個處理之間差異不顯著（P ＞0.05）。2016 年，T1～T4處理馬鈴薯產量，商品薯率，生育期顯著高于CK 處理（P ＜0.05）。其中T3 處理下，馬鈴薯產量，商品薯率，生育期相比CK 處理分別增長76.6%，59.2%，15.2%，T4處理下的產量，商品薯率，生育期相比T3處理增長幅度減小，而且T3和T4 處理二者間無顯著差異（P ＞0.05）。2015～2016年，馬鈴薯產量，商品薯率，生育期在T3 下均顯著高于CK處理（P ＜0.05）。可見，2年馬鈴薯的增產效果以黃腐酸施用量為30 kg/667m2處理最佳。

表2 不同黃腐酸施用量對馬鈴薯產量、商品薯率和生育期的影響Table 2 Effects of different FA application rates on potato yield,marketable tuber percentage and growth duration

2.2 不同黃腐酸施用量對馬鈴薯品質的影響

在表3 中，2015 年，可以看到隨著黃腐酸施用量的增加，干物質、粗蛋白、維生素C 和還原糖含量相比對照均有一定程度提升，當黃腐酸施用量為30 kg/667m2時，淀粉、干物質、維生素C和還原糖達到最大值。T1與T2處理下淀粉、干物質、維生素C 和還原糖相比對照CK 差異不顯著（P ＞0.05），粗蛋白與對照CK 差異達到顯著水平（P ＜0.05）。T3 處理下的淀粉、干物質、粗蛋白、維生素C 和還原糖相比對照CK 增加16.7%、51.6%、40.5%、37.9%和23.5%，除還原糖指標外，其余指標相比對照CK 差異達到顯著水平（P ＜0.05）。T4 處理下淀粉、干物質、粗蛋白和維生素C 相比對照CK 差異顯著（P ＜0.05），還原糖指標相比對照CK 差異不顯著（P ＞0.05）。2016年，T1 處理下的塊莖品質除粗蛋白外，與對照差異不顯著；T2 處理下，除還原糖指標外，塊莖品質相比對照CK 差異達到顯著水平（P ＜0.05）。T3處理下的淀粉、干物質、粗蛋白、維生素C 和還原糖含量最高，相比對照CK 增加32.5%、56.0%、68.3%、28.0%和16.7%，除還原糖外，其余指標與對照CK 差異達到顯著水平（P ＜0.05）。T4 處理下的品質指標除還原糖外，相比對照CK差異亦達到顯著水平（P ＜0.05）。

表3 不同黃腐酸施用量對馬鈴薯淀粉，干物質，粗蛋白，維生素C和還原糖含量的影響Table 3 Effects of different FA application rates on contents of starch,dry matter,crude protein,vitamin C and reducing sugar of potato

表4 不同黃腐酸施用量對馬鈴薯葉綠素和葉面積指數的影響Table 4 Effects of different FA application rates on chlorophyll contents and leaf area indexes of potato

2.3 不同黃腐酸施用量對馬鈴薯葉綠素和葉面積指數的影響

如表4 所示，黃腐酸能夠有效提高馬鈴薯葉片的葉綠素含量和葉面積指數。2015 年，T1～T4處理下葉綠素含量，葉面積指數相比對照提高10.3%～25.4%，10.3%～63.4%，而且與對照CK 差異顯著（P ＜0.05）。2016 年，T1～T4 處理下葉綠素含量，葉面積指數相比對照提高11.8%～32.8%，19.3%～78.6%，與對照CK 差異顯著（P ＜0.05）。2015～2016 年，T3 處理下的葉綠素含量分別為2.32 mg/g FW 與2.47 mg/g FW，相比對照CK 增長幅度分別為25.4%與32.8%，而且差異達到顯著水平（P ＜0.05），T4處理下的葉面積指數較高，分別為3.17、3.34，相比對照CK增長63.4%與78.6%。

3 討 論

本研究主要針對基施黃腐酸對馬鈴薯的產量，塊莖品質，葉片葉綠素，葉面積指數等進行試驗分析，由于本試驗地在2015～2016 年連續2年種植馬鈴薯，所以連作可能對馬鈴薯的產量及相關品質產生一定影響，但是在本研究結果中，通過黃腐酸的施用研究表明，在黃腐酸施用量為30 kg/667m2時，相對對照處理能夠顯著提高馬鈴薯產量、商品薯率、塊莖淀粉、干物質、維生素C和粗蛋白含量，增加葉片葉綠素含量和葉面積指數，促進連作馬鈴薯的生長發育，改善馬鈴薯塊莖營養，但黃腐酸的施用對馬鈴薯塊莖還原糖含量變化影響不顯著，這與回振龍等[8]的研究結果是一致的。當黃腐酸施用量為40 kg/667m2時，相對對照處理能夠顯著提高馬鈴薯產量，改善品質，增強抗逆性，但是T4 處理與T3 處理的效果差異性不顯著（P ＜0.05），甚至在馬鈴薯塊莖干物質、維生素C、淀粉含量中出現數值下降現象，所以為了更好的體現黃腐酸的應用效果，選擇30 kg/667m2為馬鈴薯的最佳黃腐酸施用量。

馬鈴薯對土壤肥力要求高，但是由于長期過量施用化肥，使得農田耕作層土壤有機質含量下降，土壤板結，地力衰竭。在本試驗中，播前各試驗小區基施腐熟農家肥及磷酸二胺，不施入尿素，硫酸鉀，過磷酸鈣以及各種復合肥等肥料，基施黃腐酸生物有機肥，試驗結果表明，黃腐酸能夠有效增加馬鈴薯產量，提高商品薯率，改善品質，黃腐酸肥料的合理施入能有效緩解土壤板結污染現象的出現，在產量不受影響的情況下可減少化學肥料的投入，增加環保型肥料的用量，改善土壤理化性質，保持土地資源的可持續性。

葉面積指數（LAI）是反映作物群體大小與生長狀況的動態指標。在田間試驗中，葉面積指數大小直接與最終產量高低密切相關。在本試驗中，2015～2016 年T3 處理下馬鈴薯葉面積指數分別達到2.89 和3.15，隨著黃腐酸施用濃度增加到40 kg/667m2時，馬鈴薯的葉面積指數分別為3.17與3.34，黃腐酸有機肥的施用增加馬鈴薯葉面積指數，但是當葉面積指數增加到一定的限度后，植株長勢茂密，田間郁閉，光照不足，光合效率減弱，產量反而下降，這與表2 中的產量變化結果是一致的。

有關研究[18,19]進行了腐殖酸對土壤團聚體、酶和養分的影響試驗，結果表明腐殖酸能夠改良土壤結構，增強土壤酶活性，提高土壤養分。相關試驗[20-22]提到黃腐酸能夠提高植物的抗旱能力，縮小氣孔開張度，減少水分蒸騰，抑制作物蒸騰，使土壤水分消耗速度減慢，土壤含水量相應提高。在本試驗中，主要針對基施黃腐酸對馬鈴薯產量和品質影響進行了相關分析，未對施用黃腐酸后的土壤理化性質，土壤微生物菌落，馬鈴薯葉片氣孔以及根系變化，根系分泌物等進行分析檢測，在以后的試驗中會繼續進行相關方面的研究。