秸稈鉀與化學鉀肥配施對馬鈴薯產量與質量的影響

作為中國重要的糧食經濟作物，馬鈴薯在中國種植面積廣泛，尤其是在河北地域范圍內的種植產量高、種植優勢顯著。通過長時間的馬鈴薯栽種經驗總結發現，馬鈴薯在生長發育過程當中有很大的喜鉀傾向，而收獲一茬之后，土壤中所含鉀素便會伴隨馬鈴薯塊莖、莖葉的失去而流失，久而久之表現出土壤中鉀素投入與輸出之間的嚴重差異。又及河北地區平均氣溫較高，受到天氣所致，土壤中的鉀素溶解嚴重，容易造成土壤中鉀素的虧缺，不利于馬鈴薯的質量與產量獲得。鉀肥的外部投入有利于滿足馬鈴薯生長需求，對促進其發育有積極影響，在馬鈴薯栽培中適量鉀肥的投入，有利于通過增多干物質積累量、促進各種營養及微量元素吸收，為種植產量與質量的提高奠定基礎[1]。近年來，作物秸稈作為有機肥料使用的價值被愈漸肯定，在提高作物產量、改善土壤養分含量等方面均被證實有其重要性，且作物秸稈的有效利用亦可為土壤提供優質的鉀素。本文便對秸稈鉀與化學鉀如何合理配施才能提高馬鈴薯產量和質量展開試驗研究。為提高河北地區馬鈴薯種植產量與質量提供理論上的借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

選擇河北某地作為本次試驗地，該地氣候為溫帶大陸季風性氣候，有鮮明的四季和顯著的干濕期，日照年平均時間2 303.1 h，全年無霜期在81～204 d，年平均降水量是484.5 mm。該試驗地土壤類型是棕壤，測得肥力條件為中等，測得耕作層pH值4.3。土壤所含物理指標數據如下：含有機質 40.9 g/kg，含全氮 2.1 g/kg，含全磷 1.3 g/kg，含全鉀12.4 g/kg，含堿解氮135.7 mg/kg，含有效磷56.2 mg/kg，含速效鉀100.7 mg/kg，含緩效鉀188.1 mg/kg。

1.2 試驗設計

以翼張薯12作為試驗品種，為直立株型的馬鈴薯，一般情況下株高在65～70 cm；該品種馬鈴薯的莖葉為綠色、花冠為淡紫色，生長勢頭強。薯皮呈光滑狀，芽眼淺且平，有漂亮的薯型。通常單株結薯4個，個頭均勻，可獲得較高的商品率。

試驗于2021年開始實施，3月初整地，3月中開溝、施用基肥（30%的氮肥以及所有磷鉀肥）、播種，4月末出苗，并于4月末～5月初時追施70%的氮肥，7月初取植株樣，7月末～8月初收獲。

本次試驗基于研究目的，分設不同的4個試驗處理組，各處理組進行3次重復。小區長設置為8 m、寬設置為3 m，面積總計24 m2。馬鈴薯種植密度為6.75萬窩/hm2，各小區栽3壟，2行/壟，27窩/行。結合隨機區組排列法進行如下試驗安排：

（1）對照處理：不進行鉀肥的施用，施氮量210 kg/hm2、施用磷肥 120 kg/hm2；

（2）處理組一：單一施用化學鉀肥，施氮量210 kg/hm2、施用磷肥 120 kg/hm2、施用化學鉀肥75 kg/hm2；

（3）處理組二，單施秸稈鉀肥，氮肥施用量210 kg/hm2、磷肥施用量 120 kg/hm2、秸稈鉀肥施用量75 kg/hm2；

（4）處理組三，秸稈鉀肥與化學鉀肥配施，氮肥施用量 210 kg/hm2、磷肥施用量 120 kg/hm2、鉀肥施用量225 kg/hm2（其中化學鉀肥150 kg/hm2、秸稈鉀肥 75 kg/hm2）。

上述各處理組中所用肥料：氮肥使用含N 46.5%的尿素；以普通過磷酸鈣（其中P2O5含14.2%）作為磷肥施用；以氯化鉀（K2O含60%）作為鉀肥施用。秸稈中的含水率在5.5%，鉀含量18.5 g/kg。

1.3 影響指標測定

至馬鈴薯成熟后，采集各處理組下的植株樣本，在每個小區中采集有代表性的5株馬鈴薯樣本，對產量進行計算。馬鈴薯塊莖于105℃的條件下進行持續30 min殺青，放到烘箱中，在80℃條件下進行烘干，獲得恒重。樣本粉碎、過0.25 mm篩，使用濃H2SO4＋H2O2消煮，測定其中Vc含量、還原糖、硝酸鹽以及馬鈴薯淀粉含量[2]。

1.4 數據分析

將以上指標數據均在SPSS25.0統計學軟件中完成數據差異的處理，均表達為均數±標準差的數據形式。

2 結果與分析

2.1 從馬鈴薯產量獲得上進行數據分析

結合表1中試驗數據，從平均產量獲得上來看，不同處理組別產量從高到低順次是：處理組三、處理組一、處理組二、對照處理組；提示施用鉀肥的任意組別都可提高種植產量；同時分析數據可見，單施化學鉀肥相較于單施秸稈鉀肥對馬鈴薯有3.3%的增產率，表明秸稈鉀肥施用下可以獲得的產量要較單一施用化學鉀肥低，分析原因與秸稈腐熟速率比較慢有一定關聯，因較慢的養分釋放速度和較快的馬鈴薯生長速度并不相符，繼而會在一定程度上降低產量。但處理組三馬鈴薯產量較處理組二、處理組一都高，平均增產分別是 2 918.3 kg/hm2、2 356.5 kg/hm2，提示配施使用秸稈鉀與化學鉀對馬鈴薯產量有積極提高作用。

表1 不同處理組別產量統計/（±s，kg/hm2）

2.2 進行馬鈴薯栽種質量相關指標的數據統計

結合表2中統計數據結果，配施秸稈鉀和化學鉀有利于提高馬鈴薯種植品質。具體從指標上的分析可見：隨著鉀肥配施比例的提高，馬鈴薯塊莖當中的淀粉含量更見增多；處理一組、處理二組、處理三組的淀粉含量相較于對照處理分別提高0.7%、1.1%、2.0%；同時，隨著鉀肥增施比例的提高，馬鈴薯塊莖當中含維C量也愈漸增多；處理一組、二組、三組相較于對照處理依次提高了15.9%、5.1%、25.3%；分析這些數據結果，可知增施鉀肥對促進馬鈴薯生長發育中的淀粉、維C合成有重要意義。另外，分析塊莖中測得還原糖的含量，表現為：基于鉀肥增施比例提高、還原糖含量呈降低趨勢，處理一組、二組及三組的還原糖含量較對照處理依次降低0.1、0.2、0.3 mg/kg；馬鈴薯塊莖中的硝酸鹽含量則隨著鉀肥的增施而下降，和對照處理相比，處理一組、處理二組、處理三組依次降低58.8、62.9、143.2 mg/kg；以上數據提示，于高鉀狀態下，還原糖可更快速的轉化為淀粉，并減少硝酸鹽合成量。

表2 不同處理組別的質量指標數據統計/±s

3 結論與討論

作物秸稈是中國大量且普遍存在的有機物料，近年來隨著對作物秸稈研究的深入，提示作物秸稈的使用有提高作物產量、改善土壤有機質、促進土壤養分循環利用等積極作用，其中更是含有豐富的有機鉀肥，還田用于土壤中，能確保土壤中鉀素輸出和投入的平衡，延緩土壤中鉀素消耗量，繼而保證穩定的鉀素肥力供給。而鉀對于馬鈴薯作物產量的提高、品質的提升有積極作用[3-4]。

本文試驗研究結果表明，在充足氮、磷施用的條件下，秸稈鉀與化學鉀肥的配施有利于提高收獲期馬鈴薯種植產量，由于單一施用秸稈鉀肥時，受到秸稈腐解速率比較慢因素的影響，其養分釋放速度跟不上馬鈴薯對鉀素的需求速度，因此當馬鈴薯需要大量鉀肥供養時，因秸稈還田還未完成有效腐解，所以不能得到充足的養分供應，導致單施秸稈鉀時的馬鈴薯增產要較化學鉀肥低，因此有礙于馬鈴薯產量的增長，而與化學鉀肥配施，在相互彌補之下起到增產作用。除此之外，秸稈還田處理可以促進土壤中有機養分的快速礦化，在水溶解的作用下，鉀素轉化為水溶性鉀、交換性鉀，更有利于作物的有效吸收[5]。

大部分試驗研究均表明，高鉀水平時的淀粉與維C含量水平更高，而還原糖含量、硝酸鹽含量更低[6]，這與本文試驗結果相符。與對照處理相比較，無論是化學鉀肥還是秸稈鉀肥都能顯著提高馬鈴薯中維C含量與淀粉含量；對可能導致這一結果的原因進行分析：化學鉀肥起效快，隨著鉀素的及時、充分供應，支持馬鈴薯葉片光合作用的良好發生、同化產物運輸速度增快，均為淀粉、維C的合成奠定了良好前提基礎[7]。

綜上所述，基于氮肥、磷肥的充足施用條件，無論是單一施用化學鉀肥還是單一施用秸稈鉀肥都能夠提高馬鈴薯種植產量與質量，尤其是合理配施秸稈鉀肥和化學鉀肥，對于促進馬鈴薯產量的獲得、質量的獲得均有重要意義。同時在馬鈴薯品質方面，秸稈鉀肥與化學鉀肥的配施有利于提高馬鈴薯淀粉、維C含量，降低馬鈴薯還原糖與硝酸鹽含量。因此認為，河北地區可以通過秸稈還田與鉀肥配施來促進馬鈴薯種植產量和品質的提高。