廣東冬作馬鈴薯有機肥施用技術研究

黃美華 鐘春燕 孟醒 王茂輝 聶金泉 曹先維 張新明

摘要?探究廣東省肇慶地區單施有機肥、有機肥與芭田復合肥混施及常規施肥對冬作馬鈴薯產量、經濟效益、氮磷鉀含量及品質指標的影響。結果表明，單施有機肥處理干物質與淀粉含量較高，有機肥與化肥混施處理粗蛋白與VC含量較高。單施有機肥的條件下，隨著有機肥施用量的增加，產量、經濟效益、干物質含量及淀粉含量先增后降。常規施肥塊莖氮含量較高，磷鉀含量較低。有機肥與芭田復合肥混施處理產量、經濟效益最高，塊莖氮磷鉀含量較高，故推薦肇慶地區冬作馬鈴薯較適合的肥料種類及用量是有機肥9 000 kg/hm2，芭田肥料1 500 kg/hm2。

關鍵詞?冬作馬鈴薯;有機肥;常規施肥;混施;肇慶

中圖分類號?S532?文獻標識碼?A?文章編號?0517-6611（2021）09-0159-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.09.042

Abstract?To discuss the effects of single application of organic fertilizer， mixed application of organic fertilizer and Batian complex fertilizer and conventional fertilization on the yield， economic benefit， N， P and K content and quality indicators for winter-planting potato in Zhaoqing of Guangdong Province. The results showed that the content of dry matter and starch was higher in the single application of organic fertilizer， and the content of crude protein and VC was higher in the mixed application of organic fertilizer and complex fertilizer. Under the condition of single application of organic fertilizer， the yield， economic benefit， dry matter content and starch content increased first and then decreased， whereas the organic fertilizer application rate increased.The potato tubers had higher N content and lower P and K content for conventional fertilization. The mixed application of organic fertilizer and Batian complex fertilizer had the highest yield and economic benefit，the yield and economic benefit was the highest for the mixed application of organic fertilizer and Batian complex fertilizer， and the N， P and K content of potato tuber was higher.Therefore， it was recommended that the suitable types and dosage of fertilizer for winter-planting potato in Zhaoqing： organic fertilizer 9 000 kg/hm2， Batian complex fertilizer 1 500 kg/hm2.

Key words?Winter-planting potato;Organic fertilizer;Conventional fertilization;Mixture of organic fertilizer and compound fertilizer;Zhaoqing

肥料是作物的“糧食”，在農業生產中發揮著不可代替的作用。由于化肥具有施用方便、肥效快、增產效果明顯等優點，在所有肥料中占有至關重要的地位。我國是最大的化肥生產國和消費國，約占世界化肥消費總量的34%[1]。近年來，過量施用化肥的現象越來越嚴重，且偏施氮肥，利用率低。隨著我國集約化農業的發展，在馬鈴薯生產過程中存在化肥過量使用、有機肥使用比例過低等現象[2]，導致土壤板結，礦物質營養比例失衡，嚴重影響根系活性，削弱農作物抗病蟲害的能力。馬鈴薯南方冬作區主要采用稻-稻-薯一年三熟種植模式，農田利用強度高，要更加注重土壤生態系統養護。

有機肥屬于純天然的生態肥料，含有植物所需的各種營養元素，且有機質含量較高，有機質中的氨基酸、酰胺和核酸可以直接被植物吸收，糖類和脂肪是土壤微生物生命活動的能源，而且有機質在礦質化過程中，生成的有機酸可以使土壤中的無效養分有效化，從而培肥土壤[3]。 研究表明，有機肥還可改善土壤微生物群落結構[4-5]，降低土壤重金屬活性[6-7]，改善土壤環境。研究表明，施用有機肥或有機肥與化肥配施，不僅可以改善土壤生態系統，還可提高農作物產量和品質[8-11]，故研究馬鈴薯有機肥的適宜用量及與化肥配施比例，對提高馬鈴薯品質以及改善土壤性質，具有非常重要的意義。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況

于2018年11月至2019年3月在肇慶市農業科學研究所基地內進行。氣候類型為南亞熱帶季風氣候，前作為水稻，質地為重壤土，土壤pH 5.84，有機質29.4 g/kg、堿解氮73.9 mg/kg、有效磷118.8 mg/kg、速效鉀118.9 mg/kg。

1.2?試驗材料

供試種薯：費烏瑞它合格脫毒種薯;肥料：過磷酸鈣（P2O5，12.0%）、尿素（N，46%）、硫酸鉀（K2O，50.0%）、精制有機肥（雞糞，氮磷鉀含量：1.26%、1.49%、1.26%）、芭田復合肥（氮磷鉀含量：15-6-21）。

1.3?試驗設計

共設6個處理，分別是3個純有機肥處理，施用梯度是4 500、9 000、13 500 kg/hm2;1個有機肥和芭田肥料混施處理，有機肥9 000 kg/hm2，芭田肥料1 500 kg/hm2;1個當地常規施肥量處理;1個空白對照。各處理肥料用量見表1。

設3次重復，重復間的處理均隨機排列，肥料全部作基肥一次性施入，實行黑膜覆蓋高壟雙行栽培技術。共18個小區，小區面積19.8 m2（1.1 m×6.0 m×3），株距30 cm。

1.4?測定項目與方法

收獲時對馬鈴薯塊莖進行分級，共分2個等級：商品薯和次品薯。商品薯的標準：單個薯大于或等于75 g，無畸形、無病、無蟲蛀、無裂口等;次品薯的標準：單個薯小于75 g、裂薯和畸形薯。收獲時采集有代表性的塊莖作為樣品，150 ℃烘30 min殺青，75 ℃烘至恒重，測干重，粉碎，放置于密封袋保存供分析測定。取0.200 g樣品進行濃H2SO4-H2O2消煮，將消煮液保存至樣品瓶中待測氮磷鉀。氮采用濃H2SO4-H2O2消化-奈氏比色法測定;磷采用濃H2SO4-H2O2消化-鉬銻抗比色法測定;鉀采用濃H2SO4-H2O2消化-火焰光度法測定;淀粉含量采用乙醇提取葡萄糖測定法;VC采用 2，6- 二氯酚靛酚滴定法測定;土壤理化性質采用常規方法進行測定。具體分析方法參照《土壤農化分析》[12]和《馬鈴薯試驗研究方法》[13]。

1.5?數據分析

試驗數據采用 Excel 2010 和 SPSS軟件進行統計分析。

2?結果與分析

2.1?產量及經濟效益

由表2可知，各處理總產及商品薯產量表現為有機肥+芭田>常規施肥>有機肥2>有機肥1>有機肥3>CK，但有機肥+芭田處理、常規施肥處理及有機肥2處理間無顯著差異。在單施有機肥的前提下，隨著有機肥施用量的增加，商品薯產量、總產及商品薯率先增加再降低，且有機肥2處理商品薯產量及總產顯著高于有機肥3處理。CK處理產量最低，與其余處理差異顯著。除CK處理商品薯率低于90%外，其余處理均達90%以上，最高為有機肥2處理，達93.7%。

由表3可知，有機肥+芭田處理總產值和經濟效益最高，分別是47 871、29 121元/ hm2。常規施肥總產值較高，但成本達24 143元/ hm2，導致經濟效益比有機肥1及有機肥2處理低。有機肥3處理的經濟效益最低。在純有機肥處理的前提下，隨著有機肥施用量的增加，總產值及經濟效益先增加后降低，其中有機肥處理2總產值及經濟效益顯著高于有機肥處理3。由此可知，肇慶地區冬種馬鈴薯較適合的肥料種類及用量為商品有機肥9 000 kg/hm2，芭田肥料1 500 kg/hm2。

2.2?塊莖氮磷鉀含量

由表4可知，有機肥+芭田處理和常規施肥處理氮含量均較高，與純有機肥處理及CK處理呈顯著差異，故施用化肥可顯著提高塊莖氮含量。有機肥+芭田處理磷鉀含量與純有機肥處理及CK處理無顯著差異。常規施肥處理磷鉀含量顯著低于其余處理，常規施肥不利于塊莖磷鉀含量的積累。有機肥1、有機肥2及有機肥3處理的氮磷鉀含量均無顯著差異，故單施有機肥的條件下，有機肥的施用量對塊莖氮磷鉀含量的影響較小。

2.3?收獲塊莖品質指標

由表5可知，有機肥2處理干物質含量及淀粉含量最高，其次是有機肥3處理，2個處理間無顯著差異，但有機肥2處理與其余處理均差異顯著。有機肥+芭田處理粗蛋白含量最高，其次是常規施肥處理，2個處理無顯著差異，但有機肥+芭田處理與其余處理差異顯著。

從CK、有機肥1、有機肥2及有機肥3處理可知，增施有機肥可提高馬鈴薯塊莖干物質及淀粉含量，隨著有機肥用量的增加，塊莖干物質及淀粉含量先增加后降低;增施有機肥可提高粗蛋白含量，隨著有機肥用量的增加，粗蛋白含量呈上升趨勢。

施用有機肥或化肥可提高塊莖VC含量。常規施肥處理VC含量最高，達308.03 mg/kg，與CK和單施有機肥處理差異顯著，與有機肥+芭田處理無顯著差異。在單施有機肥的條件下，隨著有機肥施用量的增加，塊莖VC含量呈上升趨勢。

3?討論

化肥作為一種速效化學肥料，其肥效快，在農業生產中，化肥是提高產量的一種重要手段。 但長期大量施用無機化肥，不僅會造成生態環境污染，影響農業可持續發展，而且還會使土壤結構改變，造成土壤板結，影響農作物根系發育，使所需養分的供給失衡，果實品質下降，且施用化肥成本高，易隨水流失，從而降低無機化肥的利用率。施用有機肥不僅能為作物提供全面營養，而且肥效長，可增加和更新土壤有機質，培肥地力，促進土壤養分的釋放，促進微生物繁殖，改善土壤的理化性質和生物活性，提高農產品質量[14-15]。有機肥與化肥配施可顯著增加土壤微生物量和土壤養分容量的供應強度[16]，有利于培肥土壤和作物增產[17-18]。近年來，不同有機肥替代部分化肥在不同作物上施用的研究越來越多，劉尚前等[19]研究表明增施生物有機肥能夠顯著提高馬鈴薯產量和塊莖中淀粉含量。復合肥減量施用和配施不同生物有機肥可提高土壤有益微生物數量、有機質含量、馬鈴薯產量和品質[20]。在南方冬作馬鈴薯種植中有機肥可以部分替代化肥，實現化肥減施[21]。不同作物和土壤狀況存在最佳的替代比例，因此，該試驗擬通過大田試驗，探究有機肥在生產中的施用技術，探索適合肇慶地區冬作馬鈴薯的有機肥替代率，以期為養分管理、化肥減量化及農業可持續發展提供理論基礎和技術支持。結果表明，有機肥與芭田復合肥混施處理產量、經濟效益最高，塊莖氮磷鉀含量較高，故推薦肇慶地區冬種馬鈴薯較適合的肥料種類及用量是有機肥9 000 kg/hm2，芭田肥料1 500 kg/hm2。

4?結論

該試驗中，施用有機肥均可提高塊莖產量、塊莖干物質含量、淀粉含量、粗蛋白含量及VC含量，隨著有機肥用量提高，塊莖產量、塊莖干物質含量及淀粉含量先增后降;粗蛋白含量及VC含量隨著有機肥用量增加而提高。吳美玲等[22]研究表明，隨著有機肥的增加，塊莖產量及淀粉含量先增加后降低。在施用有機肥9 000 kg/hm2的基礎上增施1 500 kg/hm2的芭田復合肥，可顯著提高塊莖VC含量和粗蛋白含量，但干物質含量和淀粉含量顯著降低。在僅施用有機肥的條件下，有機肥施用量對塊莖氮磷鉀含量影響不顯著。在施用有機肥9 000 kg/hm2的基礎上增施1 500 kg/hm2的芭田復合肥，可顯著提高塊莖氮含量。常規施肥塊莖磷鉀含量顯著低于有機肥+芭田肥料處理。

參考文獻

[1] 朱兆良，金繼運.保障我國糧食安全的肥料問題[J].植物營養與肥料學報，2013，19（2）：259-273.

[2] 王賀東，呂澤先，劉成，等.生物質炭施用對馬鈴薯產量和品質的影響[J].土壤，2017，49（5）：888-892.

[3] 劉秀梅，羅奇祥，馮兆濱，等.我國商品有機肥的現狀與發展趨勢調研報告[J].江西農業學報，2007，19（4）：49-52.

[4] 徐明崗，李冬初，李菊梅，等.化肥有機肥配施對水稻養分吸收和產量的影響[J].中國農業科學，2008，41（10）：3133-3139.

[5] ZHANG H M，XU M G，ZHANG F.Long-term effects of manure application on grain yield under different cropping systems and ecological conditions in China [J].Journal of agricultural science，2009，147（1）：31-42.

[6] VEGA F A，COVELO E F，ANDRADE M L.Competitive sorpton and desorption of heavy metals in mine soils：Influence of mine soil characteristics[J].Journal of colloid and interface science，2006，298（2）：582-592.

[7] 王沛裴，鄭順林，萬年鑫，等.有機肥對Pb、Cd污染下馬鈴薯生長及土壤酶活性的影響[J].生態與農村環境學報，2016，32（4）：659-663.

[8] 官利蘭，李水源，譚衛娜，等.有機肥替代化肥對南方冬作馬鈴薯產量和品質的影響[J].廣東農業科學，2019，46（11）：62-68.

[9] 傅松，傅樹斌，王丁祥，等.商品有機肥替代部分化肥對土壤養分和馬鈴薯產量的影響[J].福建農業科技，2019（12）：60-64.

[10] 高怡安，程萬莉，張文明，等.有機肥替代部分化肥對甘肅省中部沿黃灌區馬鈴薯產量、土壤礦質氮水平及氮肥效率的影響[J].甘肅農業大學學報，2016，51（2）：54-60，68.

[11] 黎蘭獻，張松山，趙定杰，等.肥料“一減一增”對小白菜產量·品質及土壤養分含量的影響[J].安徽農業科學，2019，47（24）：167-169.

[12] 鮑士旦.土壤農化分析[M].3版.北京：中國農業出版社，2000：25-103.

[13] 張永成，田豐.馬鈴薯試驗研究方法[M].北京：中國農業科學技術出版社，2007：166-171.

[14] 李先，劉強，榮湘民，等.有機肥 對水稻產量及產量構成因素的影響[J].湖南農業科學，2010（5）：64-66.

[15] 馬義虎.有機肥對水稻根系生長和養分吸收及稻田溫室氣體排放的影響[D].揚州：揚州大學，2013.

[16] 王寧，南宏宇，馮克云.化肥減量配施有機肥對棉田土壤微生物生物量、酶活性和棉花產量的影響[J].應用生態學報，2020，31（1）：173-181.

[17] ROSEGRANT M W，KOO J，CENACCHI N，et al.Food security in a world of natural resource scarcity：The role of agricultural technologies[ M].Washington，DC：IFPRI，2014.

[18] DEMELASH N，BAYU W，TESFAYE S，et al.Current and residual effects of compost and inorganic fertilizer on wheat and soil chemical properties[J].Nutrient cycling in agroecosystems，2014，100（3）：357-367.

[19] 劉尚前，王曉春，牛斌，等.生物有機肥在馬鈴薯上的施用效應[J].河南農業科學，2007，36（4）：99-100，116.

[20] 王耀.復合肥配施不同生物有機肥對土壤肥力及馬鈴薯產量和品質的影響[J].中國馬鈴薯，2018，32（2）：96-100.

[21] 官利蘭，李水源，譚衛娜，等.有機肥替代化肥對南方冬作馬鈴薯產量和品質的影響[J].廣東農業科學，2019，46（11）：62-68.

[22] 吳美玲，田晉文，張紹榮，等.有機肥控施對馬鈴薯新品種畢引2號農藝性狀及產量的影響[J].湖南農業科學，2016（12）：38-39，42.