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百合种类繁多,类群和生长表现多样,被大量应用于切花、食品、盆花生产和园林绿地绿化等多个领域[1]。因百合具有喜冷凉、耐旱和耐寒的特点,其种植适应性很广,主要分布于我国甘肃、四川、湖北、贵州、河南等地,品种主要以龙牙百合、卷丹百合和兰州百合为主[2]。兰州百合是百合科百合属川百合经人工驯化及培育得到的一个百合变种,在兰州的栽培历史已经达到 200 多年,由于其具有鳞茎大、表面光洁、富含营养和味道甜美等优点,已成为兰州的名特产之一。
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科学的施肥技术,不仅可以改善土壤状况、提升土壤肥力,也能减缓不良环境因素对作物的危害,能对农作物丰产、丰收起到显著的提升作用[3]。学者已就百合栽培施肥技术开展了大量研究,买自珍等[4]通过施入不同化肥,研究了食用百合生长的需肥特征;舒畅成等[5]研究了钾肥单施方式对百合增产效果的影响;朱峤等[6]研究了香水百合在不同肥料(氮、磷、钾、钙肥)配施时的生长状况及其各器官中氮、磷、钾、钙含量的变化;廖育林等[7]研究了河沙土和灰泥土中施入不同肥料后百合产量及其对养分吸收的变化;崔光芬等[8]详细研究了氮、磷、钾肥不同施入量对百合切花和籽球品质性状的影响;林玉红[9]研究了不同氮、磷、钾配比时,兰州百合产量、品质和养分吸收状况的变化特征。可见,目前对百合栽培施肥技术的研究大都集中于化肥单施或混施对百合生长及增产的影响,而关于化肥与有机肥配施的相关研究较少。
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固原冷凉地区位于宁夏南部山区,该区属温带干旱、半干旱大陆性气候,温度适宜,阳光、雨水充足,降水量主要集中在 7、8、9 月且呈逐年增多的趋势,降水分布规律与百合需水规律基本相吻合 (百合鳞茎快速生长需水期 7、8、9 月)。该区农田主要以旱地为主,土壤疏松、微酸性、砂壤、富含硒元素,产地环境无污染,为优质百合生产提供了绝佳气候和土壤环境。近年来,百合作为固原市“四个一”林草工程建设中的“一枝花”,在宁南山区得到了大面积的推广[10],但由于化肥的不合理施用,使得该地区百合种植地土壤板结,百合鳞茎病虫害频发,进而导致百合产量和品质下降,严重影响了当地百合产业持续健康发展。因此,开展固原冷凉地区百合种植施肥技术研究,找到适宜的百合种植施肥技术已成为必需。
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平衡施肥技术(有机肥和无机肥混施)不仅能提高土壤中有机质和作物生长所需的营养元素含量,也能促进微生物对土壤碳源充分利用,提高土壤微生物物种的丰度,从而大大提升土壤的肥力[11]。钾是作物发育和生长必需的营养元素,在作物提质增产,尤其是增强作物对不良环境的适应能力方面具有很重要的生物学、农学意义[12]。在我国,由于长期不科学施肥和农作物产量的不断提升,导致农田生态系统中钾素负平衡问题日趋严重,土壤钾肥力不断下降,严重影响了作物产量的提高和品质的提升[13]。百合属于喜钾作物,增加土壤钾素含量,提高百合对钾的高效利用,对于提升百合产量和品质至关重要。本研究以兰州百合为试验材料,通过田间裂区试验,研究固原冷凉地区旱作雨养条件下不同钾肥和有机肥配施对百合栽培土壤养分、酶活性、百合生长发育、养分吸收利用、产量及钾肥农学利用率的影响,以期找到合理的钾肥和有机肥配施技术,为当地百合种植的科学施肥提供一定的理论依据。
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1 材料与方法
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1.1 试验区概况及供试材料
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于 2020 年在宁夏农林科学院固原分院高寒冷凉基地(宁夏固原市隆德县观庄乡前庄村, 106°10′ E、35°42′ N,海拔 2388 m)开展试验。该区位于六盘山西麓丘陵带,属中温带季风区半湿润向半干旱过渡性气候,春季低温少雨,夏秋季降水多,昼夜温差大,冬季严寒绵长。多年均气温 5.3℃,多年均降水量 515 mm,降水主要集中夏季和秋季(7、8 月),适合百合喜温凉、喜光照、好湿润和忌酷热的生理生长特征。百合生长期(2019 年 4~10 月) 月均气温 11.8℃,最低-15.4℃,最高 28.6℃;降水量 736.5 mm,7~9 月降水量 482.3 mm。山坡梯田,前茬作物为油菜。供试兰州百合,选择大小均匀、无病、无斑点种球,单球重(15±1)g。施用肥料为磷酸二铵 (N 18%、P2O5 46%)、硫酸钾(K2O 52%)和尿素 (N 46%),施用商品有机肥原料为畜禽粪便(有机质≥ 45%、N 1.45%、P2O5 1.93%、K2O 2.56%)。供试土壤的基本理化性状及酶活性见表1。
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1.2 田间施肥试验设计
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采用裂区试验(二因素三水平)设施钾肥主区 3 个(A1:75 kg/hm2、A2:150 kg/hm2、A3:225 kg/hm2),施有机肥副区 3 个(M1:4500 kg/hm2、 M2:9000 kg/hm2、M3:13500 kg/hm2),不施肥为对照(CK)。主区面积 90 m2 (5 m×18 m),每个主区设置 3 个副区 30 m2 (5 m×6 m),重复 4 次。于 2020 年 4 月 25 日进行机械开沟( 深 15 cm),人工栽植百合(覆土 8~10 cm),行距 40 cm,株距 20 cm,种植密度为 124500 株 /hm2。在钾肥和有机肥不同施肥的基础上,各处理统一施氮 112.5 kg/hm2、磷 125 kg/hm2 (氮和磷减去有机肥中带入的氮和磷,不足的氮、磷用化学肥料补足)。施肥方案为:栽植前一次性基施氮肥、磷肥、全部有机肥及钾肥 60%,剩余钾肥分别于百合现蕾期、盛花期叶面喷施各 20%。采用旱作雨养种植和当地常规田间管理。
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1.3 测定项目与方法
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1.3.1 百合株高、茎粗和冠幅的测定
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百合收获期(2020 年 11 月 4 日)采用对角线 5 点选样法,选取每小区处理百合植株 20 株,测定百合株高、茎粗和冠幅。株高为植株自然状态下,从地面至植株顶端最高处的垂直距离(用卷尺测量)。茎粗为地上直立茎自地面向上 1/3 处的最大直径。冠幅为植株自然状态下垂直投影的最大宽度(用电子游标卡尺测量)。
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1.3.2 百合产量及鳞茎形态特征测定
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于百合收获期,采用对角线 5 点取样法,在每个小区内选择 5 个取样点,各点挖 2 m2 内百合鳞茎。挖好后擦去百合鳞茎的泥土,剪根,用电子天平称百合鳞茎鲜重,折算小区鳞茎产量。同时,选择 60 株(重复 3 次)用电子游标卡尺测量鳞茎纵径、横径,分别按照式(1)和(2)计算百合鳞茎球形指数和鳞茎体积。
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式(1)、(2)中,SI b 为鳞茎球形指数,V 为百合鳞茎体积(cm3),R b 为百合鳞茎横径(cm),H b 为百合鳞茎纵径(cm)。
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1.3.3 百合植株氮、磷、钾含量的测定
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采用对角线 5 点选样法,在每个处理区选百合样株 60 株。于百合始花期取花苞,收获期取百合植株鳞茎、茎、叶和根,测定氮、磷和钾的含量。测定时,先用水将百合鳞茎、茎、叶和根的泥土洗去,待水分晾干后分别称量鲜重,先在 105℃杀青 30 min,然后 75℃烘至恒重,称取百合鳞茎、茎、叶、花苞及根各 200~300 g,粉碎、过筛,用硫酸-过氧化氢消煮法后,制备待测液,分别采用凯氏定氮法、钒钼酸铵比色法及火焰光度法测定全氮、全磷、全钾的含量。
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1.3.4 土壤养分及土壤酶活性的测定
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分别在百合栽植前和收获期,采用对角线取样法,采集表层土壤(0~20 cm)混合样,测定供试土壤的养分含量和土壤酶活性。用凯氏定氮法测定土壤水解性氮含量,用钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量,用火焰光度计测定土壤速效钾含量,用高温外加热-重络酸钾容量法测定土壤有机质含量[14],用 3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS 法) 测定土壤蔗糖酶活性;用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定脲酶活性;用磷酸苯二钠比色法测定碱性磷酸酶活性[15]。
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1.3.5 百合植株氮、磷、钾养分累积量计算
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分别根据式(3)、(4)和(5)计算百合植株氮、磷和钾养分累积量。
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式(3)~(5)中,A N、A P 及 A K 分别为百合各器官(鳞茎、茎、叶、花苞、根)中氮、磷、钾养分累积量(kg/hm2);W d 为百合各器官干物质量,kg; C N、C P 及 C K 分别为百合各器官氮、磷、钾含量 (g/kg)。
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1.3.6 钾肥利用率等相关指标的计算
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分别根据式(6)~(11)计算钾肥利用率等相关指标。
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式(6)~(11)中,KREP、KPUE、KAPE、KPFP、 KCR 及 KPEP 分别表示钾肥利用率(%)、钾肥累计利用率(%)、钾肥农学利用率(kg/kg)、钾素偏生产力(kg/kg)、钾肥贡献率(%)、土壤钾素依存率(%);FAK 表示施钾区百合植株根、茎、叶、花苞和鳞茎器官的吸钾量(kg/hm2);FfAK 表示不施钾区百合植株根、茎、叶、花苞、鳞茎器官的吸钾量(kg/hm2);FK 表示施钾区钾肥用量 (kg/hm2);FY 表示施钾区百合鳞茎产量(kg/hm2); FfY表示不施钾区百合鳞茎产量(kg/hm2)。
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1.4 数据处理
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用 Excel 2007 进行数据初处理,采用 SPSS 16.0 进行统计分析并进行单因素方差分析和多重比较 (Duncan 法)。表和图中的数据均为 3 次重复的平均值 ± 标准差。
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2 结果与分析
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2.1 不同配施处理对土壤养分的影响
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由表2 可知,当钾肥处理为 K1、K2 和 K3 时,土壤速效钾含量较 CK 分别增加了 19.78%~40.32%、 9.63%~35.67% 和 41.66%~96.61%。同一钾肥处理下,不同有机肥配施对土壤速效钾的影响差异显著。在 K3M3 处理时,土壤速效钾含量达到最大值 (251.66 mg/kg),较 CK 增加 96.61%。
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总体上看,土壤有效磷的含量随着钾肥施用量的增加而增加,其最大值为 141.50 mg/kg (K3M3),最小值为 49.80 mg/kg(K2M2)。不同钾肥处理下的土壤水解性氮均值分别为 136.44 mg/kg(K1)、129.89 mg/kg(K2)及 144.56 mg/kg (K3),最大值(158.00 mg/kg) 出现在 K1M2 处理时。
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注:同列数据后不同字母表示处理间差异显著(P <0.05)。下同。
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所有配施处理下,土壤中有机质含量大小依次为 56.77 mg/kg(K2M1)>46.97 mg/kg(K3M2) >46.17 mg/kg(K3M3)>45.30 mg/kg(K3M1)>44.00 mg/kg(K1M3)>42.80 mg/kg(K2M3)>42.00 mg/kg (K2M2)>41.07 mg/kg(K1M2)>40.47 mg/kg(K1M1),较 CK 增加 2.63%~43.97%。
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可见,所有配施处理较 CK 显著提高了土壤速效钾、有效磷及水解性氮的含量,除 K1M1 和 K1M2 处理不显著外,大部分配施处理显著提高了土壤有机质的含量,这主要是因为有机肥含有大量养分和土壤有机质,与钾肥配施后,较大程度地提高了土壤的肥力。
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2.2 不同配施处理对土壤酶活性的影响
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由图1 可知,与 CK 相比,所有施肥处理下的土壤蔗糖酶活性均发生显著变化,除 K1M3 和 K2M1 处理外,大部分配施处理均提高了土壤蔗糖酶活性。K1M2 处理时,土壤蔗糖酶的活性最高[13.50 mg/(g·24 h)],较 CK 高 88.55%;K2M1 处理时,土壤蔗糖酶的活性最低[6.58 mg/(g·24 h)],较 CK 低 8.10%。以上说明,适宜比例的钾肥与有机肥配施,有助于提高土壤微生物对养分的矿化能力,进而增强蔗糖酶活性。
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K1M3 和 K2M3 处理下土壤中碱性磷酸酶活性分别较 CK 显著降低了 8.31% 和 9.39%,而其它处理下的碱性磷酸酶均较 CK 有所增加。当钾肥施入量不变时,碱性磷酸酶活性随着有机肥施肥量的增加大体上呈先增加后下降的趋势。可见,有机肥施入量过高,反而会抑制了碱性磷酸酶的活性,这可能是由于碱性磷酸酶活性主要取决于土壤中的磷含量,有机肥配比越高,土壤中的磷含量越少,进而碱性磷酸酶活性越低。
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与 CK 相比,除 K1M1、K1M2 和 K3M1 处理外,其余配施处理均降低了土壤中脲酶活性。K3M1 处理下的土壤中脲酶活性增幅最大(9.95%),K1M2 处理的增幅最小(1.53%)。当有机肥处理为 M1 时,脲酶活性随着钾肥施肥量的增加呈先下降后上升的趋势;但当有机肥施肥量增加为 M3 时,脲酶的活性随着钾肥施肥量的增加呈连续上升的趋势,且脲酶的活性在钾肥为 K2 和 K3 间的变化较小。
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图1 钾肥与有机肥配施下土壤酶活性的变化
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注:柱上不同字母表示处理间差异显著(P <0.05)。
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除 K1M1、K1M3 和 K2M1 外,其余配施处理均提高了土壤过氧化氢酶活性。当钾肥处理为 K1 时,过氧化氢酶活性随着有机肥施肥量的增加呈先上升后下降的趋势;当钾肥为 K2 和 K3 时,过氧化氢酶活性随着有机肥施肥量的增加基本无变化 (K2M1 除外)。
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2.3 不同配施处理对百合营养元素吸收的影响
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如图2 所示,随着钾肥施入量的增加,百合各器官中氮含量与 CK 的差异逐渐增大。与 CK 相比,百合根中氮含量增加 1.95%(K1M1)~16.23%(K3M3),茎中氮含量增加 1.47%(K1M1)~12.31%(K3M3),叶中氮含量增加 4.96%(K1M1)~17.51%(K3M3),花苞中氮含量增加 0.57%(K3M1)~18.49%(K3M2),鳞茎中氮含量增加 0.57%(K3M1)~18.56%(K3M2)。
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百合各器官磷含量分别较 CK 增加 1.05%~12.99%(根)、0.27%~25.78%(茎)、5.62%~14.34%(叶)、7.63%~13.22%(花苞)、2.46%~27.58%(鳞茎)。
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与 CK 相比,百合各器官中钾含量在各处理后均有不同程度地升高。K3M3 处理下,百合各器官中钾含量分别比 CK 增加 25.79%(根)、29.51%(茎)、 33.98%(叶)、19.49%(花苞)、23.64%(鳞茎)。
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钾肥和有机肥配施使得百合根、茎、叶、花苞及鳞茎的氮、磷、钾含量均有所增加,这可能是因为化肥与有机肥的配施使有机质和无机元素相互补充,进而促进了百合根系对土壤中养分的吸收。
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2.4 不同配施处理对百合生长的影响
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由表3 可知,所有配施处理下,百合株高、茎粗和冠幅均显著高于 CK(K3M1 与 K3M2 处理下的茎粗除外)。其中,K2M3 处理下的百合株高最大, K3M1 处理次之,K1M2 处理最小,分别较 CK 增加 50.47%、47.74% 和 25.84%;K2M2 处理下百合茎粗值最大,K3M3 次之,K3M2 最小,分别比 CK 增加 46.09%、45.62% 和 5.44%;K2M1 处理下百合冠幅较 CK 增加幅度最大(40.38%),K3M1 次之 (28.61%),K3M3 最小(19.11%)。以上说明,钾肥配施有机肥促进了百合生长,主要原因是配施处理促进了百合对营养元素的吸收,致使百合生长加快。
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图2 钾肥与有机肥配施下植株各器官氮磷钾含量的变化
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注:同一百合器官不同小写字母表示差异显著(P <0.05)。
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2.5 不同配施处理对百合产量的影响
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由表4 可知,与 CK 相比,钾肥和有机肥配施处理总体上显著提高了百合单株鳞茎鲜重和产量,而百合鳞茎外形特征的变化不显著。不同钾肥处理下的单株鳞茎鲜重较 CK 分别增加了 6.39%~13.08%(K1)、17.15%~31.10%(K2) 和 17.15%~26.74%(K3),且在 K2M2 处理时,达到最大值(45.15 g)。百合鳞茎纵径、横径和体积均随着钾肥施用量增加而增加,三者最大值都出现在 K3M1 处理,分别为 41.32 mm、51.91 mm 和 11.02 cm3,最小值都出现在 K1M1 处理,分别为 37.91 mm、44.07 mm 和 7.22 cm3。各配施处理,鳞茎球形指数变化范围为 0.80~0.88。所有配施处理的百合产量大小依次为 5449.15 kg/hm2 (K3M2)>5352.75 kg/hm2 (K2M2)>5283.95 kg/hm2 (K2M3)>5218.30 kg/hm2 (K3M1)>4846.25 kg/hm2 (K3M3)>4836.70 kg/hm2 (K2M1)>4676.50 kg/hm2 (K1M2) >4541.85 kg/hm2 (K1M3)>4506.80 kg/hm2 (K1M1),较 CK 增加 0.93%~22.04%。百合单株鳞茎鲜重和产量的增加,可能是由于钾肥和有机肥配施不仅提高了土壤肥力,同时也增加了百合对营养元素的吸收,最终促进了百合产量的提升。
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2.6 不同配施处理对钾素收支平衡及百合钾肥利用率的影响
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如表5 所示,百合各器官中的钾输出量较 CK 均有所增加,钾输出量合计为 34.30~51.14 kg/hm2,K2M3 处理钾输出量最高(51.14 kg/hm2),比 CK 高 16.84 kg/hm2。其中,百合鳞茎中的钾输出量最大,为 26.31~39.78 kg/hm2;其它器官钾输出量分别为:2.77~4.50 kg/hm2 ( 叶)、 1.84~2.84 kg/hm2(根)、1.89~2.88 kg/hm2(茎)、 1.49%~2.42 kg/hm2 (花苞)。钾盈余随着配施处理中钾肥施入量的增加而增大,且在 K3M1 处理时达到最大值(198.33 kg/hm2)。
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如表6 所示,当钾肥处理为 K1 和 K2 时,钾肥利用率总体上随着钾肥施入量的增加而增加,但在 K3 时有所减少,其在不同钾肥施入量的均值分别为 6.74%(K1)、7.29%(K1) 和 5.29%(K3),在 K2M3 处理下最高(8.76%),K3M1 处理下最低(4.65%)。钾肥偏生产力随着钾肥和有机肥用量的增多而减少,在 K1M1 处理下达到最高(47.93 kg/kg),K3M3 处理下最低(18.14 kg/kg)。当钾肥处理为 K2 时,百合钾肥农学利用率总体上比钾肥处理为 K1 和 K3 时高,K2M2 处理时钾肥农学利用率最大(4.91 kg/kg),K1M1 处理时最小 (0.44 kg/kg)。
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3 讨论
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3.1 钾肥和有机肥配施对土壤及百合体内营养元素的影响
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大田试验发现,百合对钾的吸收量最大(与磷、锌、硼相比)[16]。邓军文等[17]通过氮、磷、钾配比试验发现,重度施钾可大幅提升粤北食用百合的产量。由于含有大量养分和有机质,有机肥能增加土壤养分,进而提高土壤肥力[18]。有机肥被施入土壤以后,不仅能直接增加土壤磷含量,而且能使土壤中有机质增多,促进无机磷的释放,最终导致土壤中总有效磷的增加[19]。本研究中,钾肥和有机肥配施均显著提高了百合种植土壤中速效钾、有效磷和水解性氮的含量,大部分处理 (K1M1 和 K1M2 除外)均显著提高了土壤有机质的含量,这说明配施钾肥与有机肥不仅能提高固原冷凉地区百合栽培土壤中各类养分含量,同时也可增加土壤有机质含量,进而提高了土壤的肥力。李琦等[20]、吴金栋等[21]和李莎莎等[22]的研究也有相同的结果。
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施肥措施不同,作物对土壤养分吸收及其分配情况各异。施用钾肥能促进作物对土壤钾、氮、磷等元素的吸收和利用[23];同时,化肥与有机肥配施,能使有机质和无机元素相互补充,进而提升作物根系对土壤中养分的吸收利用[24]。本研究中,钾肥和有机肥配施后,百合器官(根、茎、叶、花苞及鳞茎)的氮、磷、钾含量较 CK 均有所增加,这与苏兰茜等[25]、柳开楼等[26]开展的有机肥与化肥配施对作物营养吸收的影响研究结果相同。
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此外,施入有机肥可以提高土壤微生物活性,活化土壤中的固持养分,从而增强作物对养分的吸收利用,加上有机肥和化肥施入量的增多,使得土壤中速效、缓效性养分同时增加,最终导致作物体内各营养元素发生积累[27]。在本研究中,当钾肥 (K3)或有机肥施入量(M3)较高时,磷、氮含量增加程度最突出,K3M3 处理时,百合各器官中钾的增加幅度最大,这说明土壤钾肥和有机肥施入均有利于百合各器官对氮、磷、钾元素的吸收,特别是在两种肥料施入量都较大时效果更显著。可见,合适比例的钾肥和有机肥配施,不仅能减少化肥用量,更能促进百合养分的吸收利用。
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3.2 钾肥和有机肥配施对土壤酶活性的影响
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土壤蔗糖酶参与土壤碳、氮素的循环,能促进土壤中溶解性的营养物质的增多[28]。本研究中,所有施肥处理下的土壤蔗糖酶活性较 CK 均发生了显著变化,这与张晓艳[29]对不同氮、磷、钾施肥对柳树人工林土壤蔗糖酶活性影响的研究结果相同,这主要是由于有机肥施入量的增加促进了土壤蔗糖酶活性的增强[30]。此外,除 K1M3 和 K2M1 处理外,其余处理均提高了土壤蔗糖酶活性,这说明适宜比例的钾肥与有机肥配施,能提高土壤微生物对养分的矿化能力,增强蔗糖酶活性,进而有利于土壤中养分的释放。
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碱性磷酸酶参与有机磷向无机有效磷的转化过程,其活性越高,土壤的供磷水平越高,作物有效磷的含量越大[31]。在本研究中,当有机肥施入量一定时,碱性磷酸酶活性随着钾肥施肥量的增加呈上升趋势;而当钾肥施入量一定时,碱性磷酸酶活性随着有机肥施肥量的增加大体上呈现先增加后下降的趋势,这说明钾肥施入能提高碱性磷酸酶的活性,但有机肥施入量过高,反而抑制了碱性磷酸酶的活性。这可能是因为碱性磷酸酶属于适应酶,其活性取决于土壤中磷的含量,有机肥配比越高,对土壤中磷的影响越大,进而影响碱性磷酸酶活性[32]。本研究中,大部分配施处理较 CK 降低了百合土壤中脲酶活性,只有 K1M1、K1M2 和 K3M1 处理增强了土壤中脲酶活性,且增加幅度较小 (0.87%~19.18%),这与邢鹏飞等[33]研究有机肥替代部分无机肥对土壤酶活性影响的结果不同。此外,在本研究中,除 K1M1、K1M3 和 K2M1 处理外,其余施肥处理较 CK 均增加了土壤中过氧化氢酶活性,说明配施有机肥能够提高过氧化氢酶活性[34]。
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3.3 钾肥和有机肥施配对百合钾肥利用率及百合产量的影响
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作物生长状况是施肥效果的重要体现。本研究中,所有配施处理下,百合株高、茎粗和冠幅均高于 CK,百合单株鳞茎鲜重和产量增加显著,这说明钾肥和有机肥配施促进了百合生长,并提高了百合的产量,这与李莎莎等[22]研究有机肥与化肥配施对紫花苜蓿产量、品质和土壤理化性质影响的结果相同。百合的株高、茎粗和冠幅均在钾肥施入量为 K2(150 kg/hm2)时达到了最大,而当 K2M2 配施处理时,百合单株鳞茎鲜重和产量均较高(产量达 5352.75 kg/hm2 ,仅次于 K3M2),钾肥农学利用率也达到最大(4.91 kg/kg),这说明 K2M2 处理对固原冷凉地区百合增产效果最好。此外,本研究中,钾肥和有机肥配施虽然促进了百合产量的增加,但钾肥利用率较低(4.65%~8.76%),这与宇万太等[35] 通过 17 年的长期定位肥料试验研究不同施肥制度对肥料利用率影响的结果相同。肥料增产效果常常使用农学利用率来评价,本研究中的百合钾肥农学利用率较低(0.44~4.91 kg/kg),这一方面是由于肥料农学利用率会受土壤条件、肥料用量、施肥方法等诸多因素的影响,另一方面是因为兰州百合是 3 年生作物,而本研究中仅针对百合 1 年生的鳞茎产量,并非百合全生育期最后的产量,尽管所有配施处理下的百合产量均大于 CK,但由于 1 年生鳞茎产量相对较小,因而得到了较小钾肥农学利用率。
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4 结论
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(1)所有施肥处理较 CK 显著增加了土壤中速效钾、有效磷和水解性氮的含量,除 K1M1 和 K1M2 处理不显著外,其它处理均显著提高了土壤有机质的含量。与 CK 相比,钾肥和有机肥配施后,百合根、茎、叶、花苞及鳞茎的营养元素 (氮、磷、钾)含量均有所增加。
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(2) 除 K1M3 和 K2M1 处理外,其它处理均提高了土壤蔗糖酶活性;K1M3 和 K2M3 处理下的土壤中碱性磷酸酶活性分别较 CK 显著降低了 8.31% 和 9.39%,其它处理均提高了土壤碱性磷酸酶活性;配施处理提高了土壤中过氧化氢酶活性 (K1M1、K1M3 和 K2M1 除外); 除 K1M1、K1M2 和 K3M1 处理外,其余配施处理均降低了土壤中脲酶活性。
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(3)所有施肥处理下,百合株高、茎粗、冠幅、百合单株鳞茎鲜重和产量均显著高于 CK。百合鳞茎纵径、横径和体积均随着钾肥施用量的增加而增加,鳞茎球形指数变化范围在 0.80~0.88 之间,百合产量较 CK 增加 0.93%~22.04%。
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(4)钾肥利用率和钾肥农学利用率总体上随着钾肥施用量的增加先增加后减小(由 K1 到 K2 时增加,K2 到 K3 时减少),K2M2 处理时钾肥农学利用率最大(4.91 kg/kg),K1M1 处理时最小(0.44 kg/kg)。钾素盈余随着钾肥施入量增大而增多, K3M3 处理最高,K1M1 处理最小。百合栽培的钾肥与有机肥施配以 K2M2 处理为宜。
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摘要
以兰州百合为试材,采用田间裂区试验(二因素三水平),分析了不同有机肥配施处理下钾肥对百合栽培土壤养分、酶活性、百合养分吸收、生长发育、产量及钾肥利用情况的影响。结果表明:与 CK 相比,所有钾肥和有机肥配施处理均提高了土壤中速效钾、有效磷、水解性氮、土壤有机质、百合根、茎、叶、花苞及鳞茎中营养元素(氮、磷、钾)的含量。除个别处理外,大部分配施处理均能提高土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性,同时降低土壤脲酶活性;所有配施处理下,百合株高、茎粗、冠幅、单株鳞茎鲜重和产量均显著高于 CK,钾肥农学利用率总体上随着钾肥施入量的增加而变小。有机肥配施处理下,施用钾肥能促进百合生长,提高百合产量。在钾肥施入量为 150 kg/hm2 (K2)、有机肥为 9000 kg/hm2 (M2)时,百合单株鳞茎鲜重、产量及钾肥农学利用率均达到最大,建议固原冷凉地区百合栽培的钾肥与有机肥配施以 K2M2 为宜。
Abstract
Using Lanzhou lily as test material,the effects of potassium fertilizer on lily cultivation soil nutrients,enzyme activity,lily nutrient absorption,lily growth and development,lily yield and potassium fertilizer utilization under different organic fertilizer application treatments were analyzed by field split-plot experiment(two factors and three levels). The results showed that compared with CK,the combined application of all potassium and organic fertilizers increased the contents of available potassium,available phosphorus,hydrolytic nitrogen,soil organic matter,nitrogen,phosphorus and potassium in lily roots,stems,leaves,flower buds and bulbs.Except for some treatments,most of the combined application treatments could increase the activities of sucrase,alkaline phosphatase and catalase in soil,but reduce the activity of soil urease.Under all application treatments,lily plant height,stem diameter,crown width,bulb fresh weight per plant and lily yield were significantly higher than CK.The agronomic utilization rate of potassium fertilizer decreased with the increase of potassium fertilizer application.Under the treatment of organic fertilizer application,potassium fertilizer application can promote growth and increase the yield of lily.When the potassium fertilizer treatment is 150 kg/hm2 (K2) and the organic fertilizer treatment is 9000 kg/hm2 (M2),the bulb fresh weight per plant,yield and potassium fertilizer agronomic efficiency of lily reach the maximum.It is suggested that K2M2 should be used for the application of potassium fertilizer and organic fertilizer in the Guyuan cold area.
Keywords
potassium fertilizer ; organic fertilizer ; lily ; soil enzyme ; yield ; Guyuan cold area