橡胶林是海南三大经济林之一，近年橡胶价格的降低严重伤害了胶农的种植积极性，导致一些胶园被弃置，2017 年《国务院关于建立粮食生产功能区和重要农产品生产保护区的指导意见》划定了 120 万 hm² 天然橡胶生产保护区。因此，利用胶园的复合间作来开发利用胶园林下土地，提升胶农种植效益、提高胶农植胶积极性，是保障这 120 万 hm² 胶园种植面积的有效途径，更是防止胶农返贫的重大需求。相关科研人员也在积极寻求合适的胶园间作模式。

珠芽魔芋较耐荫，适合在胶园荫蔽的环境下间作，而且珠芽魔芋富含葡甘聚糖（一种优质的膳食纤维），符合国家大健康战略，发展潜力巨大。因此，发展橡胶树 / 魔芋间作模式，既开发了 120 万 hm² 胶园林下土地、提高了农民收入，也满足了人们生活水平提高对魔芋日益增长的需求。

珠芽磨芋生育期可划分为 4 个时期：幼苗期、生长期（换头期）、球茎膨大期、成熟休眠期（倒苗期）。珠芽魔芋最喜钾肥，其次是氮肥，再次是磷肥^[1]。云南西双版纳景洪市 5 龄胶园间作珠芽魔芋地下球茎的产量为 13653 kg/hm²，12 龄胶园中的为 11193 kg/hm²；海南省儋州市试验场三队 17 龄胶园的产量较低，为 5541 kg/hm^2[2]。

目前，橡胶树 / 魔芋间作在施肥与管理方式方面存在着盲目性和随意性，导致魔芋产量低。氮是作物正常生长发育所需要的重要元素之一，其对作物产量与品质有重大影响力^[3-6]。氮肥施用不合理、过量使用氮肥会导致间作作物产量低、氮肥利用率低、氮素损失增加等问题，对环境安全构成威胁^[7-10]。氮素也是珠芽魔芋生长需要的第二大营养元素，因此，探索橡胶树 / 魔芋胶园间作的合理氮肥施用模式，将为“少投入、多产出、保护环境”的可持续胶园间作模式提供有力支撑。本项目将探索有机肥氮替代部分化肥氮对胶园间作珠芽魔芋生理特性、产量、品质及养分积累的影响，为胶园间作珠芽魔芋合理氮肥施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验在中国热带农业科学院橡胶研究所三队成龄胶园进行，该胶园于 2002 年 3 月定植，株行距为 3 m × 7 m，于 2010 年 8 月开割，品种为“热研 7-20-59”，由中国热带农业科学院橡胶研究所提供。供试土壤耕层 0～20 cm，土壤有机质 14.00 g/kg，全氮 0.94 g/kg，全磷 0.53 g/kg，全钾 23.65 g/kg，有效磷 5.06 mg/kg，速效钾 79.50 mg/kg，硝态氮 60.85 mg/kg，铵态氮 63.52 mg/kg，pH 值 4.89。

1.2 试验设计

试验设 6 个处理：T1，不施氮对照；T2，当地习惯化肥氮用量（N 450 kg/hm²）；T3，80% 习惯化肥氮用量 +20% 有机肥氮用量；T4，80% 习惯化肥氮用量；T5，60% 习惯化肥氮用量 +20% 有机肥氮用量； T6，30% 习惯化肥氮用量 +50% 有机肥氮用量。所有处理的磷、钾肥用量一致（P₂O₅ 120 kg/hm²，K₂O 300 kg/hm²）。珠芽魔芋于 2020 年 4 月 10 日间作于上述胶园，珠芽魔芋距橡胶树 2 m，该胶园已连续种植珠芽魔芋 2 年。魔芋的根系浅，需深犁浅种，播种深度不超过 15 cm。种时先挖穴，然后施入腐熟有机肥，在其上再覆一层薄土，把魔芋种球于平面倾斜摆好，再覆土，株行距为 50 cm×60 cm。每个处理重复 3 次，共计 18 个试验小区。试验小区宽 3 m、长 10 m，小区面积 30 m²，小区之间的间隔距离为 2 m，试验小区随机排列。供试肥料为尿素 （N 46.0%）、有机肥（农家猪粪肥，全氮 6.62 g/kg、全磷 6.37 g/kg、全钾 13.22 g/kg）、过磷酸钙（P₂O₅ 18.0%）、硫酸钾（K₂O 54.0%）。有机肥种植时一次性施入，氮、磷、钾化肥分别于 6、8 月各追施相应处理 1/2 的肥料，其中各处理磷钾的施用量扣除有机肥带入的磷钾量。

1.3 测定方法

1.3.1 叶片形态指标、叶面球茎及倒伏株数测定

各小区随机选择 3 株，每个处理共 9 株进行调查，分别测定叶面球茎数量、叶柄长度、叶柄直径、叶盘直径及顶裂叶长、宽。

（1）叶面球茎（珠芽魔芋叶面生长的小球茎，可用作种子，数量受珠芽魔芋生长环境影响）数量：直接计数。

（2）倒伏株数：计数叶柄倒伏在地的植株，倒伏率（%）= 倒伏株数 / 调查总株数 ×100。

（3）叶柄长度：地面到叶柄分叉处的长度。

（4）叶柄直径：叶柄基部紧贴地面的距离。

（5）叶盘直径：叶片张开角度最大的距离。

（6）顶裂叶长和宽：取叶脉长最长的顶裂叶测量。

1.3.2 地下球茎含水量的测定

用自来水冲洗净珠芽魔芋地下球茎，再用蒸馏水冲洗 3 遍，吸水纸吸干水分后，105℃杀青 30 min，75℃烘至恒重后称量干质量。水分含量 （%）=（鲜质量-干质量）/ 鲜质量 ×100。

1.3.3 地下球茎品质指标测定

测定珠芽魔芋地下球茎的可溶性糖、淀粉及葡甘聚糖含量。其中可溶性糖、淀粉含量测定采用蒽酮法^[11]；葡甘聚糖含量测定采用 3，5-二硝基水杨酸比色法^[12]。

1.3.4 植株氮磷钾含量测定

样品按照 1.3.2 节中的方法烘干后粉碎，用 H₂SO₄-H₂O₂ 法消化样品，纳氏试纸比色法测定氮含量，钼蓝比色法测定磷含量，火焰光度法测定钾含量^[13]。

1.3.5 产量测定

按每个试验小区实收地下球茎鲜质量计产，然后折算成单位产量。膨大系数 = 收获质量 / 种时质量。

1.4 数据处理

使用 SPSS 17.0 对试验数据作处理间的邓肯氏复极差多重比较。

2 结果与分析

2.1 有机肥氮部分替代化肥氮对胶园间作珠芽魔芋叶形态指标、叶面球茎数量及植株倒伏率的影响

从表1 可知，习惯化肥氮用量水平下，T3 处理较 T1 珠芽魔芋的叶柄长度显著增加，较 T2 增加但未达显著水平，T3 处理较 T1、T2 珠芽魔芋的叶柄直径均显著增加，叶柄长度分别增加了 8.36%、 5.24%，叶柄直径分别增加了 19.55%、12.77%。氮量减施 20% 处理中，T6 处理较 T1、T4 处理的叶柄长度显著增加，分别增加了 11.46%、13.13%， T6 与 T5 处理的叶柄长度差异不显著；T6 处理较 T1、T4、T5 处理的叶柄直径显著增加，分别增加了 29.32%、29.81%、13.53%。顶裂叶长、顶裂叶宽、叶面球茎个数等指标在有机肥代替部分化肥处理中也均呈增加趋势，植株倒伏率则呈降低趋势。

注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。下同。

这些结果表明：与纯施化肥氮相比，有机肥替代部分化肥胶园间作珠芽魔芋株高、茎粗、叶面球茎数量、繁殖系数增加，抗倒伏能力增强，在降低 20% 施氮量情况下，有机肥比例提高到 50%，更有利于珠芽魔芋生长。

2.2 有机肥氮部分替代化肥氮对间作的珠芽魔芋地下球茎产量的影响

结果表明（ 表2），习惯化肥氮用量水平下，T3 处理较 T1 与 T2 处理珠芽魔芋的公顷产量、单株鲜重、膨大系数均显著增加，其中公顷产量分别增加了 28.58%、12.00%，单株鲜重分别增加了 28.59%、11.97%，膨大系数分别增加了 32.00%、15.79%。减施 20% 氮量处理中，T6 处理较 T1、T4、T5 处理的公顷产量、单株鲜重均显著增加，其中公顷产量分别增加了 34.21%、12.21%、 8.36%，单株鲜重分别增加了 34.21%、12.21%、 8.36%。T6 处理较 T1、T4 处理中地下球茎膨大系数显著增加，分别增加了 40.00%、14.75%，而与 T5 处理的膨大系数差异不显著。这些结果表明有机肥代替部分化肥可以提高珠芽魔芋公顷产量、单株鲜重与膨大系数，在施氮量降低 20%，有机肥比例提高到 50% 的处理中珠芽魔芋公顷产量、单株鲜重均达到最大。

2.3 有机肥氮部分替代化肥氮对胶园间作珠芽魔芋地下球茎品质的影响

表3 表明，在等氮量情况下，有机肥部分代替无机肥可以显著增加珠芽魔芋葡甘聚糖含量，显著降低可溶性糖含量，但在配施有机肥的各处理（T3、 T5 与 T6）之间差异不显著。T3 处理较 T1、T2 处理葡甘聚糖含量分别增加 45.66%、12.74%，可溶性糖含量分别降低了 24.21%、19.46%；T6、T5 处理比 T4 处理葡甘聚糖含量分别增加了 32.90%、32.37%，可溶性糖含量分别降低了 29.50%、30.10%。在施氮量减施 20% 情况下，配施有机肥显著增加了球茎淀粉含量， T6、T5 处理较 T4 处理分别增加了 30.46%、22.12%。以上说明，施用有机肥可以增加珠芽魔芋的葡甘聚糖含量，从而提高其地下球茎的品质。

2.4 有机肥氮部分替代化肥氮对胶园间作珠芽魔芋地下球茎养分含量与吸收量的影响

表4 表明：在等氮量情况下，正常施氮量时，有机氮肥部分替代化肥氮对氮磷钾含量无显著影响；当减施 20% 氮量时，各处理间氮含量差异显著，且 T6>T5>T4，而磷钾含量无显著差别。在等氮量情况下，所有配施有机肥处理的氮磷钾吸收量均显著高于纯化肥氮处理。说明配施有机肥能增加珠芽魔芋地下球茎的产量，从而增加氮磷钾吸收量。正常施氮量水平下，T3 处理较 T2 处理中珠芽魔芋的氮肥利用率增加 54.70%。减施 20% 氮量处理中，T6、T5 处理较 T4 处理中珠芽魔芋的氮肥利用率分别增加 60.8%、26.9%。这些结果表明有机肥代替部分化肥可以显著提高珠芽魔芋地下球茎的氮肥利用率，施氮量降低 20%、有机肥比例提高到 50% 的处理 6 珠芽魔芋氮肥利用率提高 60.8%，是所有处理中利用率最大的。

3 讨论

3.1 有机肥氮部分替代化肥氮对珠芽魔芋叶形态及植株倒伏率的影响

与只施化肥氮相比，有机肥部分代替化肥氮提高了珠芽魔芋株高、茎粗、叶面球茎数量，繁殖系数及抗倒伏能力，在降低 20% 施氮量情况下，将有机肥的比例提高到 50%，这一效果更为显著。这可能主要缘于有机肥含有多种养分，有机物丰富，生物活性强，肥效持久，既持续供应了作物营养，又改良了土壤水、热和通气条件，增进了土壤熟化。这对海南高温多雨气候导致的土壤酸化严重、普遍贫瘠、养分保蓄能力弱的胶园来说，配施有机肥对间作作物生长显得尤为重要。徐文娴^[14]研究表明，等养分投入条件下，有机肥替代化学氮肥显著改善了橡胶园土壤养分条件、微生物多样性及群落结构，且对橡胶产量有明显的促进作用。土壤养分条件的改善对作物的生长发育有促进作用^[15]。吴征等^[16] 研究也发现施用有机肥能增加马铃薯的株高和产量。

3.2 有机肥氮部分替代化肥氮对珠芽魔芋产量的影响

研究表明，化肥减量配施生物有机肥可以有效提高蔬菜的产量，其中处理 2 即 50% 生物有机肥 +50% 化肥的青瓜、豆角处理产量最高，处理 3 即 80% 生物有机肥 +20% 化肥的菜心产量最高^[17]。有机肥替代化肥比例为 30% 时，甜玉米干物质积累量最多、鲜穗产量和资源利用效率最高^[18]。本研究中，有机肥部分代替化肥处理中珠芽魔芋公顷产量、单株鲜重、膨大系数均增加，降低 20% 施氮量情况下，将有机肥的比列提高到 50%，珠芽魔芋公顷产量、单株鲜重均达到最大，表明增施足够量的有机肥，即使减施氮肥也可以增加珠芽魔芋产量。

3.3 有机肥氮部分替代化肥氮对胶园间作珠芽魔芋品质的影响

在等氮量情况下，有机肥氮部分代替化肥氮能显著增加珠芽魔芋球茎葡甘聚糖与淀粉含量，提升珠芽魔芋的品质。有研究表明，与常规施纯化肥相比，有机肥替代 20%（以 N 计）化肥的“阳光玫瑰”葡萄果实总糖含量增加 45.57%，糖酸比提升4 9.44%，提质增产的作用明显^[19]。荔枝在减施 30% 化肥的情况下株施 10～15 kg 猪粪有机肥具有显著的提质增效效果^[20]。合理使用生物有机肥追肥可以有效提升食用木薯的品质，并提高其产量^[21]。

3.4 有机肥氮部分替代化肥氮对珠芽魔芋养分含量与吸收利用的影响

有机肥氮部分替代化肥氮对珠芽魔芋地下球茎的磷钾含量影响不大。但当施氮量减少 20% 时，有机肥替代能显著提高氮的含量，且有机肥比例越高，氮含量提高的幅度越大。有机肥氮部分替代化肥氮能显著增加氮磷钾的吸收量及氮肥利用率，说明配施有机肥能促进魔芋生长，提高魔芋产量，从而能增加珠芽魔芋氮磷钾吸收量，提高氮肥利用率。相似的研究表明，合适的有机肥替代化肥比例可增加青稞总磷钾吸收量。常规施肥 40%+ 有机肥 60% 处理的籽粒氮素吸收量较常规施肥 100% 处理显著提高 15.28%^[22]。适量氮肥配施有机肥 （N300 kg/hm² +M3000 kg/hm²） 可提高植株吸氮、磷、钾量，促进植株生长发育，从而提高棉花产量^[23]。有机氮替代 25%、50% 的化肥氮，马铃薯氮肥利用率分别提高了 12.1%、8.3%^[24]。

4 小结

有机肥氮部分代替化肥氮可以降低珠芽魔芋的倒伏率，因此，对于有台风的海南来说，胶园间作珠芽魔芋须用有机肥氮部分替代化肥氮。

有机肥氮部分代替化肥氮是提升胶园间作珠芽魔芋品质的有效施肥技术。

有机肥氮部分替代化肥氮能提高作物氮磷钾的吸收量，因而作物收获时从土壤中带走的养分也多，因此胶园长期间作需要及时按需补充肥料，确保土壤养分充足，满足间作作物高产对养分需求。

胶园间作珠芽魔芋的合理施氮模式为 80% 化肥氮 +20% 有机肥氮或者 30% 化肥氮 +50% 有机肥氮。

参考文献