复合肥与菌肥减量配施对冬闲田土壤环境及马铃薯生长的影响

Effects of combined reduced application of compound fertilizer and bacterial fertilizer on soil environment and potato growth in winter fallow fields

摘要

为探索冬闲田马铃薯绿色高效生产中复合肥减量配施菌肥的可行性，通过田间试验，设置5个施肥处理，以养分总量36 kg·667 m^-2为对照（W1），研究复合肥减量配施不同用量菌肥对土壤理化性质、微生物群落结构、马铃薯农艺性状、产量及品质的影响。结果表明，复合肥减量配施菌肥对土壤理化性质、细菌群落多样性及植株农艺性状影响不显著，但对马铃薯产量和品质影响显著。增施菌肥后，放线菌门相对丰度显著降低22.1%~29.5%。冗余分析显示，土壤微生物群落主要受全钾、速效钾、全氮、碱解氮和有机质含量影响。W5处理（复合肥65 kg·667 m^-2、菌肥32.73 kg·667 m^-2，N-P₂O₅-K₂O总量较W1减少41.7%）在减肥幅度最大、肥料投入最少的情况下，产量达2 407.36 kg·667 m^-2，与W1无显著差异；其块茎干物质率以及淀粉、维生素C含量显著高于W1，与品质最佳的W4处理无显著差异，综合表现最优。综上所述，W5处理可在稳定产量、提升品质的前提下实现大幅减施化肥，是冬闲田早熟马铃薯种植的推荐施肥方案。

Abstract

To explore the feasibility of combined reducing application of compound fertilizer and bacterial fertilizer for green and efficient potato production in winter fallow fields, this study established five fertilization treatments, used N-P ₂O ₅-K ₂O content of 36 kg·667 m ^-2 as control (W1), and systematically investigated the effects of reduced compound fertilizer combined with different amounts of bacterial fertilizer on soil physicochemical properties, microbial community structure, potato agronomic traits, yield, and tuber quality through field experiments. The results showed that the combined application of compound fertilizer and bacterial fertilizer had no significant impact on soil physicochemical properties, bacterial community diversity, or plant agronomic traits, but significantly affected potato yield and tuber quality. After the application of bacterial fertilizer, the relative abundance of Actinobacteria significantly decreased by 22.1% to 29.5%, and its abundance showed a significant negative correlation with fertilization treatments. Redundancy analysis indicated that the soil microbial community was mainly influenced by total potassium, available potassium, total nitrogen, alkaline hydrolyzable nitrogen, and organic matter content. Treatment W5 (compound fertilizer at 65 kg·667 m ^-2 and bacterial fertilizer at 32.73 kg·667 m ^-2, with a 41.7% reduction in total N-P ₂O ₅-K ₂O compared to W1) achieved a yield of 2 407.36 kg·667 m ^-2, under the conditions of the greatest fertilizer reduction and the lowest fertilizer input, with no significant difference from W1. Moreover, W5 significantly improved tuber dry matter, starch, and vitamin C content compared to W1, and showed no significant difference from the best-quality treatment (W4), which had the best quality, demonstrating the best overall performance. In conclusion, treatment W5 can achieve substantial fertilizer reduction while maintaining stable yield and improving quality, making it a recommended fertilization strategy for early-maturing potato production in winter fallow fields.

关键词

马铃薯 / 菌肥 / 土壤理化性质 / 微生物多样性 / 产量 / 品质

Key words

Potato / Bacterial fertilizer / Soil physicochemical property / Microbial diversity / Yield / Quality

参考文献

[1] 李明静, 何智彪, 乔文杰, 等. 蓖麻饼粕肥对欧李土壤养分和酶活性的影响[J]. 北方农业学报, 2025, 53(3): 35-46.

[2] 李海峰, 刘国宏, 郭红梅, 等. 化肥减施对设施辣椒生长、产量和品质的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(19): 33-38.

[3] Zhang X Y, Dong W Y, Dai X Q, et al. Responses of absolute and specific soil enzyme activities to long term additions of organic and mineral fertilizer[J]. Science of the Total Environment, 2015, 536: 59-67.

[4] 张艳敏, 刘艳侠, 纪留杰. 微生物菌肥配施生物炭对连作番茄土壤团聚体稳定性及酶活性的影响[J]. 江苏农业科学, 2025, 53(15): 246-254.

[5] 管上淇, 段维, 贾秀苹, 等. 微生物菌肥影响作物盐碱抗性响应机理研究进展[J]. 江苏农业科学, 2025, 53(18): 7-16.

[6] 陈梦微, 梁徐, 张成磊, 等. 微生物菌肥对东魁杨梅土壤性状和叶片营养的影响[J]. 浙江农业学报, 2025, 37(5): 1130-1138.

[7] 苏明, 刘萍涛, 洪自强, 等. 盐碱地有机肥与微生物菌肥复配施用对有机枸杞叶片生理特性及产量、品质的影响[J]. 中国农学通报, 2025, 41(19): 87-94.

[8] 滕迁莹, 崔明元, 姜海英, 等. 微生物菌肥增施方式对盐碱地大豆幼苗生长发育及产量的影响[J]. 大豆科学, 2025, 44(5): 67-76.

[9] 叶静, 陈影, 屈爽, 等. 不同微生物菌肥对滨海盐渍土土壤质量及玉米产量的影响[J]. 环境科学, 2024, 45(7): 4279-4292.

[10] 施锘, 朱宏强, 杨梦璇, 等. 不同微生物菌肥对烤烟生长发育、产量及品质的影响[J]. 作物杂志, 2026, 42(1): 189-196.

[11] 黄梦池, 陈利娜, 李好先, 等. 不同微生物菌肥对石榴幼苗生长发育的影响[J]. 果树学报, 2025, 42(10): 2346-2356.

[12] 刘庆祖, 李晓宏, 王兴会. 减氮结合微生物菌肥对大白菜生长、产量和肥料利用效率的影响[J]. 中国瓜菜, 2025, 38(5): 141-148.

[13] 屈成, 刘芬, 傅爱斌, 等. 生物菌肥与化肥配施对水稻生长特性及产量的影响[J]. 杂交水稻, 2023, 38(4): 134-139.

[14] 刘莹, 杨岩松, 刘晓乐, 等. 增施微生物菌肥对结球甘蓝产量、品质、抗氧化酶活性及土壤肥力的影响[J]. 中国农业大学学报, 2025, 30(6): 13-25.

[15] 李其勇, 夏武奇, 魏斌, 等. 微生物菌肥与复合肥配施对高山辣椒生长及土壤养分的影响[J]. 北方园艺, 2024(19): 1-8.

[16] 决超. 微生物菌肥与土壤改良基质对连作马铃薯土壤性质及微生物群落的影响[J]. 江苏农业科学, 2023, 51(1): 218-224.

[17] 张建鹏. 化肥减量配施微生物菌肥及土壤调理剂对重茬马铃薯生长发育和土壤质量的影响[J]. 江苏农业科学, 2023, 51(7): 205-212.

[18] 杨雪, 高倩, 蔡林志, 等. 新型肥料施用对马铃薯生长和产量及品质的影响[J]. 湖南农业大学学报（自然科学版）, 2022, 48(5): 550-555.

[19] NY/T 1121.2-2006 土壤检测第2部分：土壤pH的测定[S].

[20] LY/T 1228-2015 森林土壤氮的测定[S].

[21] NY/T 1121.7-2014 土壤检测第7部分：土壤有效磷的测定[S].

[22] NY/T 889-2004 土壤速效钾和缓效钾含量的测定[S].

[23] NY/T 88-1988 土壤全磷测定法[S].

[24] NY/T 87-1988 土壤全钾测定法[S].

[25] NY/T 1121.6-2006 土壤检测第6部分：土壤有机质的测定[S].

[26] NY/T 1489-2007 农作物品种试验技术规程马铃薯[S].

[27] 焦洁. 考马斯亮蓝G-250染色法测定苜蓿中可溶性蛋白含量[J]. 农业工程技术, 2016, 36(17): 33-34.

[28] 马春燕. 不同储藏时期苹果VC含量的测定[J]. 畜牧与饲料科学, 2008(3): 45-46.

[29] 朱怡蓉, 李小英, 史亮涛, 等. 不同微生物菌肥对辣椒土壤理化性状及其酶活性的影响[J]. 江西农业学报, 2025, 37(9): 73-80.

[30] 轩晓博, 赵文靖, 李树瑶, 等. 微生物菌肥对盐碱地向日葵减施氮肥效应研究[J]. 山西农业大学学报（自然科学版）, 2023, 43(3): 102-111.

[31] 张煜, 张国财, 张厚良, 等. 微生物菌肥施用对烟草土壤理化性状及根际细菌群落结构的影响[J]. 东北农业大学学报, 2025, 56(4): 13-25.

[32] 夏枫, 刘一宁, 路旭, 等. 不同基肥及施用量对设施大棚土壤养分和微生物的影响[J]. 热带作物学报, 2025, 46(8): 2019-2029.

[33] 辛承伟, 程亮, 李娟. 不同浓度微生物菌肥对盆栽辣椒和番茄生长的影响[J]. 青海农林科技, 2025(3): 79-84.

[34] 郭艳兰, 牟德生, 张勤德, 等. 化肥减量配施不同用量微生物菌肥对黑比诺葡萄生长、品质及土壤肥力的影响[J]. 江苏农业学报, 2023, 39(9): 1938-1944.

[35] 刘赵帆, 柳发财, 李喜娥, 等. 降低化肥用量、配施微生物菌肥对设施黄瓜生长、品质及产量的影响[J]. 中国瓜菜, 2024, 37(3): 71-79.

基金资助

国家现代农业产业技术体系建设专项基金(CARS-09-ES17)