EM生物有機肥不同施肥模式對馬鈴薯原原種生產(chǎn)的影響

石奇海 徐永清 陳芾葳 馮艷忠 劉娣 李鳳蘭

摘? ? 要：傳統(tǒng)的馬鈴薯生產(chǎn)會施用大量的化肥進而影響馬鈴薯的生長發(fā)育和品質(zhì)，獲得一種馬鈴薯的有機肥施肥模式對促進馬鈴薯生長和提高品質(zhì)具有重要的意義。以馬鈴薯脫毒苗生產(chǎn)原原種為研究對象，探討不同EM有機肥的施肥模式對馬鈴薯生長及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，不同的施肥模式均可提高馬鈴薯的農(nóng)藝特性及葉綠素含量，顯著提高馬鈴薯的原原種產(chǎn)量及一級大種的數(shù)量，各個處理間的胞間CO2濃度、蒸騰速率、氣孔導度、光合速率等隨著光合有效輻射的增加而具有明顯的變化。確定了基肥為300 g·m-2 EM生物有機肥1并施加75 g·m-2化肥的施肥模式最佳。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯種薯;EM生物有機肥;施肥模式;農(nóng)藝特性;產(chǎn)量

中圖分類號：S532 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2020）09-039-08

Abstract： In traditional seed potato planting process， a large amount of chemical fertilizers are applied， thusthe growth and quality of potato are affected. Therefore， obtaining an organic fertilization mode is of great significance for improving the quality of seed potato. In this study， original seed potato was used as material， the effects of different EM organic fertilizer application modes on the quality of original seed potato were investigated. The results showed that the agronomic characteristics and chlorophyll contents of potato were increased under all of the fertilizer application modes， and the yields of potato and the quantity of first-class seed potato were significantly increased after the treatments of EM organic fertilizer. The intercellular CO2 concentration， transpiration rate， stomatal conductance and photosynthetic rate among the treatments changed significantly with the increasing of the available photosynthetic radiation. It was recommended that the base fertilizer was 300 g·m-2 EM bio-organic fertilizer I and 75 g·m-2 chemical fertilizer was the best fertilization mode.

Key words： Potato original seed; EM bio-organic fertilizer; Fertilization mode; Agronomic characteristics; Yield

馬鈴薯種薯是馬鈴薯生產(chǎn)體系的重要組成部分，馬鈴薯種薯的質(zhì)量從源頭上影響著馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)，優(yōu)質(zhì)種薯的生產(chǎn)直接影響著馬鈴薯生產(chǎn)[1-3]，在馬鈴薯主糧化背景下，馬鈴薯種薯的作用日益突出。黑龍江省是全國優(yōu)良的馬鈴薯種薯繁育基地之一[4]，屬于高緯度地區(qū)，晝夜溫差較大，施用化肥能夠快速補充馬鈴薯種薯所需要的營養(yǎng)元素，倪瑋[5]施用不同肥料對馬鈴薯產(chǎn)量的影響情況進行研究，結(jié)果表明，常規(guī)施化肥所獲得的馬鈴薯產(chǎn)量最高，但是史書強等[6]發(fā)現(xiàn)，長期大量施用化肥容易造成土壤理化性質(zhì)惡化，不利于生態(tài)農(nóng)田建設。Zhang等[7]發(fā)現(xiàn)，長期施用化肥會造成地下水污染，嚴重影響人類身體健康。當前，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、有機農(nóng)業(yè)已成為時代主流，用生物有機肥取代化肥已是大勢所趨。Liu等[8]在種植冬小麥和玉米的過程中，施加不同比例肥料，結(jié)果表明，施加生物有機肥不但能夠增加冬小麥和玉米產(chǎn)量，還提高了生物資源利用率。張萌等[9]在種植馬鈴薯的過程中，發(fā)現(xiàn)施加生物有機肥不但可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，還可以合理調(diào)整土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)。

EM生物有機肥是利用EM菌劑發(fā)酵腐熟人畜糞便、農(nóng)業(yè)廢棄物等材料制成的有機肥，既保留了肥料的全面營養(yǎng)，又可殺死大部分病原菌和蟲卵，還含有大量對植物生長有益的功能菌群。蔡振學等[10]在‘魯梅克斯牧草種植區(qū)進行不同的施肥處理，結(jié)果表明，施加EM有機肥的‘魯梅克斯農(nóng)藝特性和品質(zhì)有顯著的提高。EM生物有機肥中所含的微生物一方面可以分解土壤中被固化的營養(yǎng)物質(zhì)，提高化肥的利用率，另一方面可以抑制土壤中有害微生物生長，提高土壤中真菌菌群的結(jié)構(gòu)，從而達到增產(chǎn)的目的。王杰鵬等[11]對水稻施加生物有機肥，發(fā)現(xiàn)生物有機肥可以提高土壤肥力和土壤養(yǎng)分利用率。吳玉紅等[12]對馬鈴薯原原種基施有機肥，發(fā)現(xiàn)有利于提高馬鈴薯原原種的單株結(jié)薯率，且在有機肥使用量33 kg·667 m-2時有利于試管苗生長。

馬鈴薯營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值高，是城鄉(xiāng)居民常用的糧菜兼用食品，產(chǎn)量和品質(zhì)問題受研究者關(guān)注。筆者以馬鈴薯原原種生產(chǎn)為研究對象，在栽植中施用EM菌發(fā)酵的有機肥，對EM菌發(fā)酵有機肥不同施肥模式進行了研究，以期獲得一種馬鈴薯種薯生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)栽培模式，為EM菌生物有機肥在未來的應用和推廣提供理論和實踐依據(jù)，同時為馬鈴薯種薯健康生產(chǎn)提供一種新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料

供試植物材料為馬鈴薯品種‘尤金，脫毒苗由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院苗木脫毒所提供。

供試肥料：2種EM發(fā)酵有機肥，分別記為EM有機肥1和EM有機肥2，均為自制，自制方法如下：

EM有機肥1：稱取一定比例的晾干豬糞、1% EM波卡西有機肥、粉碎的玉米秸稈，在室溫條件下充分混勻，在發(fā)酵槽中進行發(fā)酵。直到看見白毛，聞起來沒有臭味且含有酒香味，然后移除發(fā)酵槽，在倉庫內(nèi)堆置，直到完成后熟[13]。

EM有機肥2：稱取一定量的EM菌、豆粕、米糠、魚粉等，在室溫條件下混合均勻，將混勻后的材料進行密封發(fā)酵，發(fā)酵周期一般為12～15 d。

其中EM有機肥1的全氮質(zhì)量分數(shù)為34.39 g·kg-1，全磷質(zhì)量分數(shù)為29.21 g·kg-1，全鉀質(zhì)量分數(shù)為15.62 g·kg-1，有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為565.12 g·kg-1;EM有機肥2全氮質(zhì)量分數(shù)為24.33 g·kg-1，全磷質(zhì)量分數(shù)為45.37 g·kg-1，全鉀質(zhì)量分數(shù)為17.32 g·kg-1，有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為527.46 g·kg-1[14]。

1.2 試驗設計

試驗在東北農(nóng)業(yè)大學哈爾濱市香坊區(qū)向陽鄉(xiāng)向陽農(nóng)場基地溫室內(nèi)進行，主要針對不同的施肥模式對馬鈴薯生長特性的影響進行研究，在設立了施加生物有機肥試驗處理的基礎上，增加了化肥的處理及有機肥為基肥，半量化肥處理的試驗組，以不施加肥料為空白。2016年6月15日進行馬鈴薯脫毒苗的定植，有機肥以基肥和追肥的方式施加，基肥是在種苗前10 d撒入土中，與種植土混合均勻，加濕，當看到菌絲時可以栽苗。在2016年8月20日對馬鈴薯進行有機肥追肥。化肥采用追肥方式，在定植7 d后開始施用，每隔7 d施用1次，每次25 g·m-2，直到收獲前1周停止施用，整個生長期間共施用150 g·m-2，施肥量及施肥方式見表1。每個小區(qū)設計為1 m×1.3 m，每個小區(qū)3個重復，種植行株距為7 cm×7 cm。

1.3 方法

在定植10、20、30、40 d后，從每個小區(qū)內(nèi)隨機抽取馬鈴薯種薯植株10株，統(tǒng)計馬鈴薯種薯的莖節(jié)數(shù)、葉數(shù);用直尺測量馬鈴薯的株高（生長點到基部的長度）;游標卡尺測量馬鈴薯的莖粗（莖基部第2節(jié)的粗度）。

在追肥前7 d和后7 d，分別取馬鈴薯植株生長點以下第3片的葉子，每個處理3次重復，采用95%乙醇分光光度法測定葉綠素的含量[15]。

在追肥前7 d和后7 d，采用便攜式光合作用測定系統(tǒng)（LI-6400型，美國LI-COR公司生產(chǎn)）測定馬鈴薯葉片的胞間CO2濃度、氣孔導度、蒸騰速率和光合速率[16]，選取每個小區(qū)植株內(nèi)最大的功能葉片進行測量。

2016年10月8號，在采收后，對每個小區(qū)內(nèi)的馬鈴薯種薯通過過篩法進行分級，按照直徑大小分出馬鈴薯種薯的大小級別。一級：種薯>篩孔（篩的孔徑為6×6 cm）;二級：種薯>篩孔（篩的孔徑為5×5 cm）;三級：種薯>篩孔（篩的孔徑為4×4 cm）;四級：種薯>篩孔（篩的孔徑為3×3 cm）;五級：種薯>篩孔（篩的孔徑為2×2 cm）;六級：種薯>篩孔（篩的孔徑為1×1 cm）;

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用辦公軟件Excel 2013進行處理，采用SPSS 19（LED法）和Excel 2007（TTEST檢驗）進行顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥模式對馬鈴薯成苗率的影響

由圖1可知，有機肥緩效比較慢，且化肥追肥是在定植后7 d，所以定植后各個處理的成苗率并沒有顯著差異，成苗率最高的處理與成苗率最低的處理相差不大，其存活率差異的主要是個體差異所導致，其中以CK的成苗率最高為72.43%，處理4的成苗率最低為69.8%。

2.2 不同施肥模式對馬鈴薯株高的影響

由圖2可知，在不同的時期，不同施肥模式馬鈴薯的株高排序不斷變化，在定植20 d后，始終以處理4的株高為最矮，處理5、處理6的株高為最高，說明有機肥和化肥的配施對馬鈴薯的前期生長起到關(guān)鍵作用。在定植10 d的時候，由于脫毒苗正處于緩苗期，其高度并無顯著差異。在定植20 d的時候，處理5的株高最高，其次為處理6， 這兩個處理與CK、處理2、處理4具有顯著差異。在定植30 d的時候，馬鈴薯苗株高進入快速的生長期，此時處理5的株高最高，處理5、處理6與處理2、處理4存在顯著差異。在定植40 d時，馬鈴薯的株高為處理6>處理5>處理3>處理2>CK>處理1>處理4，各個處理之間存在顯著差異，相比較于CK，處理6株高提高了99.0%，處理5株高提高了65.0%，處理6在定植30～40 d內(nèi)長得最快，高度長了27.9 cm，其他處理的長勢略緩。

2.3 不同施肥模式對馬鈴薯莖粗的影響

由圖3可以看出，在定植后10 d，由于馬鈴薯苗個體差異不顯著，莖粗幾乎相似。定植后20 d，以處理5的苗最為粗壯，處理4最為纖細，并且除了處理3外，處理5與其他處理均具有顯著差異。在定植后30、40 d，處理6的莖粗最粗，其次是處理5，但是無論在定植多少天，處理4莖粗均最為纖細。

2.4 不同施肥模式對馬鈴薯葉數(shù)的影響

從圖4可以看出，在整個生長調(diào)查期間，馬鈴薯葉數(shù)變化幅度較小，且始終以處理5、處理6的葉數(shù)最多。在定植10 d時，馬鈴薯種薯葉數(shù)并無顯著差異，其中葉數(shù)最多的為處理5，最少的為處理1。定植后20 d，種薯葉數(shù)差距依舊不大，葉數(shù)最多的為處理5，各個處理間差異并不顯著。在定植30 d時，各個處理間種薯的葉數(shù)開始出現(xiàn)顯著差異，其中葉數(shù)最多的處理5比葉數(shù)最少的處理4平均葉數(shù)多出1.6片。在定植后40 d，處理6葉數(shù)最多，與處理1、處理2、CK相比存在顯著差異。其中，處理5由于在生長前期不但施用了有機肥，而且又施用了化肥，兼有營養(yǎng)成分高、肥效高等特點，故在整個生長調(diào)查期葉片數(shù)相對其他處理要多一些。

2.5 不同施肥模式對馬鈴薯莖節(jié)數(shù)的影響

從圖5可以看出，在定植10 d時，各個處理之間的莖節(jié)數(shù)差異并不顯著，以處理6的莖節(jié)數(shù)最多，略多于處理5。在定植20 d時，各個處理并無顯著差異，處理5的莖節(jié)數(shù)多于其他處理。定植第30 d時，處理5的莖節(jié)最多，處理4最少，處理5與CK、處理1、處理2、處理4存在顯著差異。定植40 d時，處理6與處理1存在顯著差異，在定植30～40 d期間，平均各個處理的莖節(jié)就比前30 d多2.52個。在整個生長期中，基本是處理5、處理6的莖節(jié)數(shù)最多，僅在定植40 d的時候，處理5的莖節(jié)數(shù)少于處理3。

2.6 不同施肥模式對馬鈴薯葉綠素含量的影響

由表2可知，除了處理4外，施肥使各處理葉綠素含量均得到了不同程度的提升，其中有機肥和化肥的配施可以最大程度地提高馬鈴薯葉綠素含量。追肥前馬鈴薯葉綠素含量為處理6>處理5>處理3>處理2>處理1>CK>處理4，處理5、處理6與其他處理存在顯著差異，相比較于CK，處理6的葉綠素含量增長了21.85%，處理5的葉綠素含量增長了20.82%。追肥后處理6的葉綠素含量和處理5的葉綠素含量依然最大，與其他處理存在顯著差異。相比較于CK，處理1的葉綠素含量提高了10.14%，處理3提高了15.92%，處理5提高了22.62%，處理6提高了32.58%。

2.7 不同施肥模式對馬鈴薯種薯光合速率的影響

由表3可知，在光合有效輻射為0時，馬鈴薯葉片的光合速率為負值，此時呼吸速率大于光合速率，相比于施肥前，施肥后處理3、處理4的馬鈴薯葉片的光合速率有提高。在光照強度為400 μmol·m-2·s-1時，除了處理4外，施肥后其他處理光合速率均有所提升，其中處理3提升幅度最大。在光照強度為700 μmol·m-2·s-1時，除了處理4，施肥后其他處理的光合速率均有提升，其中處理3光合速率提高了2.78 μmol·m-2·s-1。在光照強度為1 000 μmol·m-2·s-1時，除了處理6外，施肥后其他處理的光合速率均有提高，其中處理5的光合速率提高幅度最大。在光照強度為1 800 μmol·m-2·s-1時，除了處理6外，施肥后其他處理的光合速率均有提高，其中處理5的光合速率最大。在各個光合有效輻射下，所有處理馬鈴薯葉片的光合速率不存在顯著差異 。

2.8 不同施肥模式對馬鈴薯氣孔導度的影響

由表4可知，在光照強度為0時，除了處理1、處理2、處理3以外，施肥后其他處理馬鈴薯葉片的氣孔導度均有增加，處理6的氣孔導度增加最多。在光照強度為400 μmol·m-2·s-1時，除了CK、處理3外，施肥后其他處理馬鈴薯葉片氣孔導度均有增加。在光照強度為700 μmol·m-2·s-1時，除了處理1以外，施肥后其他處理馬鈴薯葉片的氣孔導度均有所增加。在光照強度為1 000 μmol·m-2·s-1時，施肥后所有處理馬鈴薯葉片的氣孔導度均有增加。在光照強度為1 800 μmol·m-2·s-1時，施肥有效地增加了所有處理的馬鈴薯葉片的氣孔導度，其中處理5的氣孔導度增加最多。但是，在各個光合有效輻射下，所有處理馬鈴薯葉片的氣孔導度不存在顯著差異。

2.9 不同施肥模式對馬鈴薯蒸騰速率的影響

由表5可知，在光照有效輻射為0時，除了處理1、處理2外，施肥后其他處理馬鈴薯葉片蒸騰速率均有不同程度的增加。在光照有效輻射為400 μmol·m-2·s-1時，相比與施肥前，CK、處理1、處理5、處理6馬鈴薯葉片的蒸騰速率有所提高。在光照有效輻射為700 μmol·m-2·s-1時，施肥后僅有處理2、處理5馬鈴薯葉片蒸騰速率下降，其他處理馬鈴薯葉片蒸騰速率均有所提高。在光照有效輻射為1 000 μmol·m-2·s-1時，施肥后僅有處理2馬鈴薯葉片的蒸騰速率下降，其他處理馬鈴薯葉片的蒸騰速率均有所提高。在光照有效輻射為1 800 μmol·m-2·s-1時，施肥反而降低了CK、處理2、處理5馬鈴薯葉片的蒸騰速率，其他處理均有所增加。在各個光合有效輻射下，所有處理馬鈴薯葉片的蒸騰速率不存在顯著差異。

2.10 不同施肥模式對馬鈴薯種薯胞間CO2濃度的影響

由表6可知，在光照強度為0時，除了處理1、處理2和處理6以外，施肥后胞間CO2濃度均減少。在光照強度為400 μmol·m-2·s-1時，施肥后胞間CO2濃度均有減少。在光照強度為700 μmol·m-2·s-1時，僅有處理4、處理5施肥后胞間CO2濃度均增大。在光照強度為1 000 μmol·m-2·s-1時，施肥后CK、處理2、處理5、處理6的胞間CO2濃度有所下降。在光照強度為1 800 μmol·m-2·s-1時，施肥后CK的胞間CO2濃度有所下降。在各個光合有效輻射下，所有處理的胞間CO2濃度不存在顯著差異。

2.11 不同追肥量對馬鈴薯種薯產(chǎn)量的影響

由圖6可知，采用不同處理的馬鈴薯產(chǎn)量均比CK的產(chǎn)量高，其中處理5的產(chǎn)量與CK、處理1、處理2、處理4的產(chǎn)量存在顯著差異，產(chǎn)量的高低順序為處理5>處理6>處理3>處理4>處理1>處理2>CK。相比于CK，處理5的產(chǎn)量增加了154.0%，處理6的產(chǎn)量增加了92.2%，處理3 的產(chǎn)量增加了78.8%，處理4產(chǎn)量增加了37.1%，處理2產(chǎn)量增加了15.8%，處理1產(chǎn)量增加了18.2%。由此可見增加EM菌生物有機肥的用量可以提高馬鈴薯種薯的產(chǎn)量，有機肥和化肥的配施不但達到了減少化肥用量的目的，而且其產(chǎn)量比單純的施用化肥高。

2.12 不同追肥模式對馬鈴薯原原種大小等級個數(shù)的影響

由圖7可知，所有處理中以處理5總產(chǎn)馬鈴薯種薯個數(shù)最多，為595個，處理3為526個，處理6最少，為370個，其次是CK，為441個。可見有機肥和化肥的配施不但能提高馬鈴薯種薯的產(chǎn)量，還能提高馬鈴薯的大薯率，在1級等級種薯中處理5個數(shù)最多，其次是處理6，處理5與CK、處理1、處理2、處理4存在顯著差異。在2級等級種薯中依然是處理5的種薯個數(shù)最多，其次是處理3，處理6的個數(shù)最少，各個處理間不存在顯著差異。在3、4級等級種薯中，處理4的種薯個數(shù)略多。在5級等級種薯中，處理1的種薯個數(shù)多于其他處理。在6級等級種薯中處理5的種薯個數(shù)多于其他處理。

3 討論與結(jié)論

微生物有機肥是根據(jù)土壤微生態(tài)學原理、植物營養(yǎng)學原理及現(xiàn)代“有機農(nóng)業(yè)”的基本概念而研制出來的，具有降低生產(chǎn)成本、改良土壤結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢。2015年由國家農(nóng)業(yè)部制定的《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，明確要求在全國范圍內(nèi)推行減肥增效技術(shù)。減肥增效技術(shù)不僅可以減少化肥用量，還可以提高肥料利用率，增加作物產(chǎn)量[17]。生物有機肥和化肥的配施能夠在減少化肥施用量的同時又能保證糧食的產(chǎn)量，確保糧食安全，已經(jīng)成為發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的重點內(nèi)容。因此，筆者主要探究EM生物菌肥和有機肥與化肥配施對馬鈴薯生長和產(chǎn)量的影響，為馬鈴薯原原種生產(chǎn)新型施肥模式推廣應用提供理論依據(jù)。生物菌肥代謝的產(chǎn)物可以促進馬鈴薯種薯幼苗的生長，從而增大胞間CO2濃度、氣孔導度、提高光合速率和葉綠素含量，從而有利于干物質(zhì)的積累。萬小燕[18]研究表明，胞間CO2濃度、氣孔導度、光合速率和蒸騰速率是在一天之內(nèi)隨著光照強度的變化而變化。張雪艷等[19]研究表明，葉綠素含量在一定程度上隨著有機肥施加量的增加而增大。楊富等[20]在減少化肥施用量對燕麥生長的影響的研究中表明，生物有機肥配施化肥對燕麥的出苗、株高、產(chǎn)量都具有一定的影響。研究者在小麥、西紅柿等農(nóng)作物栽培中也得到了類似的結(jié)果[21-22]。

目前，中國正全力推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)，用以緩解土地污染問題，用有機肥料代替化肥已經(jīng)成為大勢所趨，綠色種植馬鈴薯種薯不但保證人們吃的健康，更可以培肥地力，使土地可進行持續(xù)種植，各國在20世紀60年代就開始對菌肥領域進行研究，生物有機肥的菌種已經(jīng)從傳統(tǒng)的根瘤菌發(fā)展到光合細菌、聯(lián)合固氮微生物等150多種菌種[23]，目前已有70多個國家已經(jīng)對微生物肥料進行推廣，中國有機肥的銷售量也在逐年增加，但是由于有機肥價格較貴，它和同養(yǎng)分濃度的化肥相比價格高出50%～100%[24]，見效也較慢，而且很多人對如何科學施用有機肥還不夠了解，導致有機肥推廣的進度比較緩慢。本研究中所使用的EM生物有機肥均為自制，利用了農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)的廢棄物制作而成，成本低廉，營養(yǎng)價值全面豐富，對馬鈴薯前期生長和產(chǎn)量的提高都有很大的作用，是馬鈴薯種薯生產(chǎn)中具有推廣普及價值的一種肥料。

本試驗結(jié)果表明，采用有機肥和化肥相互配施的施肥模式，不但減少了化肥的施用量，而且還提高了馬鈴薯種薯的產(chǎn)量和馬鈴薯的一級等級種薯，這種施肥模式為馬鈴薯種薯以后施肥提供了一種新的思路。同時各個處理間的胞間CO2濃度、蒸騰速率、氣孔導度、光合速率隨著光合有效輻射的增加而具有明顯的變化，確定了基肥為300 g·m-2 EM生物有機肥1，并施加75 g·m-2化肥的施肥方法為最佳施肥模式。

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