高壟滴灌馬鈴薯減肥增效生產技術試驗

王真，王玉鳳，林團榮，王偉，張志成，范龍秋，韓素娥，韓萬軍，焦欣磊，尹玉和

（烏蘭察布市農牧業科學研究院，內蒙古烏蘭察布012000）

2019年內蒙古自治區馬鈴薯種植面積約30萬hm2，其中馬鈴薯滴灌水肥一體化技術，推廣面積近20萬hm2，平均產量約45 t/hm2[1]。滴灌水肥一體化技術能夠減少爛種率[2]、提高肥料利用率、減少水資源浪費[3,4]、便于管理、減少病蟲害發生[5]，但內蒙古自治區馬鈴薯滴灌水肥一體化生產總體上仍存在用水量偏大、化肥用量大且不能科學合理施用、環境友好型肥料推廣覆蓋面小等問題[6]。在馬鈴薯生產中增施生物有機肥、中微量元素肥料可提高馬鈴薯產量和品質[7-9]。本研究以規模化生產為參照，通過合理減施化肥，適量增施有機肥、微肥等手段，以期形成并推廣適合內蒙古自治區西部馬鈴薯主產區的減肥增效生產技術，為內蒙古自治區馬鈴薯綠色生產提供更多的技術方案。

1 材料與方法

1.1 試驗田概況

烏蘭察布市氣候冷涼，日照充足，屬中溫帶半干旱大陸性季風氣候，海拔1 000~1 500 m，無霜期110 d左右；年平均風速2~6 m/s，空氣干燥、潔凈；全年日照時數2 850~3 250 h，年平均降水量150~450 mm，雨量集中在每年6~8月，降雨量占全年降雨量的70%左右，雨熱同季[6]。

試驗田設在烏蘭察布市農牧業科學研究院平地泉鎮試驗基地。試驗田前茬為休閑地，土壤類型為暗栗鈣土，土壤質地為沙壤土，有機質含量1.7%，全氮含量0.25%，速效磷含量5.5 mg/kg，速效鉀含量128.0 mg/kg。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試品種

試驗品種為‘青薯9號’，種薯級別為原種。

1.2.2 供試肥料

尿素（總N≥46.4%），硝酸鈣鎂（Ca+Mg≥10%，硝態N≥13%，CaO≥15%，MgO≥6%），硫酸鉀（K2O≥52%，Cl≤1.5%，S≥17.5%），沃夫特有機菌肥（有效活菌數≥5.0億/g），魯西復合肥（N∶P2O5∶P2O5=12∶18∶15），金正大水溶性復合肥（N∶P2O∶5K2O=15∶5∶25），乾龍圈大量元素水溶肥（N+P2O5+K2O≥500 g/L；Mn+Zn+B≥2~30 g/L）。

1.3 試驗設計

試驗共設5個處理（處理5為CK），不設重復，小區面積667 m2，順序排列。采用高壟滴灌栽培模式，行距90 cm，株距20 cm。播種密度55 500株/hm2。試驗具體方案見表1。化肥底肥是普通復合肥，追肥是可溶性滴灌肥。底肥人工撒施，追肥隨滴灌水施入，每個處理單獨安裝施肥器，分別施肥。每個處理正常拌種，田間防治早疫病、晚疫病、氣生型莖腐病等病害藥劑的使用，視實際情況而定。使用封閉除草劑除草。

表1 試驗方案Table 1 Test scheme

1.4 測定項目

出苗率調查，馬鈴薯出苗后，按照“S”形取樣法，每個處理取3點，每點取樣面積為5.4 m2（0.9 m×6 m），記錄實際出苗時間、出苗率。在馬鈴薯生長期，調查株高、主莖數。

測產按照“S”形取樣法進行，每個處理取3點，面積為5.4 m2（0.9 m×6 m），記錄產量，調查大薯重（重量≥150 g）、大薯數、小薯重（重量<150 g）、小薯數、單株結薯數、平均單株薯重。

品質測定：收獲時，按照“S”形取樣法，每個處理取3點，面積為5.4 m2（0.9 m×6 m）每點隨機拾取10個塊莖。委托國家食品機械質量監督檢驗中心對馬鈴薯試驗樣品蛋白質、淀粉、干物質、維生素C、還原糖的含量進行測定。

1.5 數據處理

使用Excel 2016對試驗相關數據進行錄入、整理。試驗數據用IBM SPSS Statistics 20.0統計軟件進行方差分析（Tukey's-b，P<0.05）。

1.6 試驗方法

具體試驗方法及施肥用藥情況見表2、表3。

表2 各處理不同肥料用量及施用時間Table 2 Treatments of different fertilizer dosage and application time

表3 試驗用藥管理Table 3 Administration of trial fertilization

1.7 試驗期間氣象數據

試驗期間具體氣象數據見表4。

表4 2020年烏蘭察布地區氣象數據Table 4 Meteorological data of Ulanqab in 2020

2 結果與分析

2.1 不同肥料處理對馬鈴薯出苗時間及出苗率的影響

當試驗田出苗80%以上時，即為出苗，記錄出苗時間。由表5可知，處理1~5的出苗時間均為2020年6月9日，出苗率均在85%以上，表明不同的施肥處理沒有提前或者延后馬鈴薯的出苗時間，沒有對馬鈴薯的出苗率造成不利影響。處理3、處理4生物有機肥施用量較大，出苗率也較高，但方差分析結果顯示，各處理間出苗率并沒有顯著差異。未來可在處理4的基礎上，進一步優化生物有機肥的施用量，結合滴灌，在苗期增加生物菌劑的使用，增加對馬鈴薯生育期間及收獲后的土壤理化性質的測定，以更深層次的研究生物有機肥對馬鈴薯出苗率的影響機理。

表5 不同處理的馬鈴薯出苗時間及出苗率Table 5 Emergence time and rates of potato under different treatments

2.2 不同肥料處理對馬鈴薯經濟性狀及產量的影響

由表6可知，試驗中不同施肥處理對馬鈴薯主莖數、株高沒有顯著影響。處理2大薯數顯著高于處理5（CK），處理1與CK大薯數間差異不顯著。處理3和處理4的大薯數顯著低于處理1和處理2，其中處理4復合肥施用量最少，其大薯數也最少且顯著低于對照的大薯數，說明大量減施復合肥，降低了馬鈴薯的大薯數。處理1、2大薯重顯著高于處理5（CK），處理3、4大薯重顯著低于處理5（CK）及其他處理。就試驗數據來看，大薯重與大薯數呈現正相關。處理1的大薯數與對照相比，無顯著差異，但其重量卻顯著高于對照，表明處理1的大薯單薯平均重量高于對照的大薯平均重量。

表6 不同處理的馬鈴薯經濟性狀Table 6 Economic characters of potato under different treatments

處理1、2小薯數顯著低于處理5（CK）。處理3、4小薯數顯著高于處理5（CK）。處理1、2之間，小薯數沒有顯著差異。處理4小薯數顯著高于其他處理。可見，大量減施復合肥，在減少大薯數的同時，小薯數有所增加。處理2小薯重顯著低于處理5（CK）。處理1、3、4小薯重與處理5（CK）相比，差異不顯著。結合小薯數結果分析可知，處理1小薯平均單數重高于處理5（CK），處理3、4的小薯平均單數重低于處理5（CK）。

處理1、2單株結薯數顯著低于處理3、4、5（CK）。其中處理1未施生物有機肥，處理2底施1 500 kg/hm2生物有機肥，處理5底施1 200 kg/hm2生物有機肥，處理3和處理4分別底施生物有機肥2 250和3 000 kg/hm2。當生物有機肥施用量增加至2 250~3 000 kg/hm2時，馬鈴薯單株結薯數較未施用生物有機肥的處理平均增加1.16個。初步認為，生物有機肥的施用提高至2 250 kg/hm2以上時，可增加馬鈴薯的結薯數量。

由表7可知，處理4的產量顯著低于處理2和處理5（CK），較對照減產7 819 kg/hm2。處理1和處理2的商品薯率顯著高于對照，處理3、4的商品薯率顯著低于對照。處理1和處理2的商品薯率高與其結薯數相對較低有直接關系。結合表6結果分析可知，大量減施復合肥（處理3、處理4），不但降低了馬鈴薯的大薯數量，商品薯率也顯著下降。另外，處理3、4商品薯率的下降可能與其結薯數量增加有一定的關系，下一步可在處理3、處理4的基礎上，適當增加復合肥的施用量，以期探討結薯數增加后，相同種植密度下，增施復合肥對產量及商品薯率的影響。也可在處理3的基礎上，適當降低‘青薯9號’的種植密度，探究在減肥的同時，增施生物有機肥，合理密植是否會提高馬鈴薯的產量及商品薯率。

表7 不同處理的馬鈴薯產量及商品薯率Table 7 Tuber yield and marketable tuber percentage of potato under different treatments

2.3 不同肥料處理對馬鈴薯品質的影響

由表8可知，處理4的蛋白質含量顯著高于對照，處理1的蛋白質含量顯著低于處理5（CK）。施用生物有機肥較未施用生物有機肥的處理，蛋白質含量平均提高12.7%。處理1、2、3的淀粉含量顯著低于對照，處理4的淀粉含量與對照無顯著差異。處理1、2、3較處理4和處理5的淀粉含量平均減少0.79 g/100 g。各處理的維生素C含量均顯著高于對照，處理3的維生素C含量最高，達28.1 mg/100 g。各處理間維生素C含量差異顯著，具體原因不詳，可在后續試驗中，設定單一變量用于探究維生素C含量改變的原因。各處理間還原糖的含量無顯著差異。

表8 不同處理的馬鈴薯品質檢測結果Table 8 Qualities of potato under different treatments

3 討論

綜合各方面指標分析可知，處理2是合理減肥條件下最高效的綠色生產技術方案。本試驗中，不同的肥料處理對‘青薯9號’的出苗時間、出苗率、主莖數、株高等指標沒有造成影響。乾龍圈大量元素水溶肥（N+P2O5+K2O≥500 g/L；Mn+Zn+B≥2~30 g/L）的使用，對馬鈴薯產量及品質并未造成顯著影響。處理4生物有機肥施用量最大，復合肥施用量最少，產量和商品薯率均顯著低于處理1、2和處理5（CK）。處理1、2的單株結薯數量顯著低于其他處理，但商品薯率顯著高于其他處理。由此可知，適量增加生物有機肥的施用量可增加‘青薯9號’的結薯數量；馬鈴薯塊莖中蛋白質和淀粉的含量均有所提升；維生素C含量沒有明顯的規律可循。但當普通復合肥施用量大幅減少時，馬鈴薯的產量和商品率均出現不同程度的降低。

生物有機肥可改善土壤的理化性質，從而影響馬鈴薯的出苗率[10]。張萌等[11]研究表明，加施生物有機肥1 800 kg/hm2，可提高馬鈴薯出苗率。本試驗中處理3和處理4的生物有機肥施用量都大于1 800 kg/hm2，但出苗率與不施生物有機肥沒有顯著差異。可能是本試驗使用的生物有機肥與張萌等[11]施用的生物有機肥種類不同。

馬鈴薯是一種喜肥作物，其產量的形成與根系土壤中的養分關系密切[12]。本試驗中，當肥料施用量降低至復合肥900 kg/hm2及以下時，即使增施生物有機肥2 250~3 000 kg/hm2，馬鈴薯的產量及商品薯率都顯著低于其他處理。雖然馬鈴薯專用肥配施生物有機肥可在減肥的基礎上進一步增加馬鈴薯產量，提高肥料利用率[13]，但在減肥的同時，施肥量一定要滿足馬鈴薯生長所需要養分量才能保證馬鈴薯的產量和商品薯率[14]。

方玉川等[15]研究表明，在正常施肥的基礎上，增施生物有機肥可增加單株結薯個數，但商品薯率降低。本試驗中，當生物有機肥施用量達2 250~3 000 kg/hm2時（處理3、4），馬鈴薯塊莖商品薯率顯著低于其他處理。處理3和處理4馬鈴薯的單株結薯數顯著高于不施生物有機肥的處理1，但是處理2的生物有機肥施用量大于處理5，可是結薯數卻顯著低于處理3、4和5，與處理1無顯著差異。可見只有生物有機肥施用量達到一定數量時才會對馬鈴薯結薯數產生影響。處理1的蛋白質含量顯著低于其他處理，增施生物有機肥顯著增加了馬鈴薯塊莖蛋白質含量，這與孫小娟[16]的研究結果一致。

羅興錄等[17]認為，生物有機肥具有促進木薯塊莖生長和淀粉積累的效應，本試驗中，馬鈴薯塊莖淀粉含量與生物有機肥的施用量無顯著相關性，但與追施金正大水溶性復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶5∶25）的數量有關。處理1、2和3在馬鈴薯生育前期，追施水溶肥和尿素，導致N施入過量，延長了馬鈴薯營養生長的時期，植株同化物未能及時傳輸至塊莖，收獲時塊莖未達到生理成熟，導致淀粉積累不夠。穆俊祥等[18]的研究也表明，當氮肥施用超過一定數量時，馬鈴薯塊莖中的淀粉含量會降低。另外，處理1、2和3 N施入量大，并未造成株高的差異，這與王臣等[19]的研究結果相同。

可見，適量增加有機肥的施用量，減少底肥投入，適當施入微肥，通過少量多次和均衡施肥，在一定程度上可提高馬鈴薯的產量、商品薯率及品質。但大幅減少化肥的用量，一味的增加生物有機肥，可能會導致馬鈴薯減產，商品薯率下降。

未來可以在處理2的基礎上，進一步優化追肥的數量、種類及時期，增加微量元素的種類，以獲得更好的水肥管理技術，在保證產量的前提下，提高商品薯率，增加經濟效益。