天水旱作區馬鈴薯氮磷鉀效應模型構建及其施肥指標研究

頡煒清 郭華春 方彥杰 徐銀萍 佘永新 呂 汰 李芳弟 王 鵬

（1甘肅省天水市農業科學研究所，甘肅 天水 741000；2云南農業大學農學與生物技術學院薯類作物研究所，云南 昆明 650201；3甘肅省農業科學院旱地農業研究所，甘肅 蘭州 730070；4甘肅省農業科學院經濟作物與啤酒原料研究所，甘肅 蘭州 730070；5中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所，北京 100081）

馬鈴薯種植是天水市旱作區的特色優勢產業，也是貧困地區農民增收致富的農業支柱產業之一，常年播種面積6 萬公頃左右。近年來，隨著馬鈴薯新品種與綠色增產栽培新技術及農機農藝融合等應用，產量和效益均有所提高。但增產還有很大潛力，施肥不平衡是主要限制因素之一。在天水馬鈴薯生產中，部分主產區不斷凸顯出一些問題，如因施肥不足而影響產量和品質［1］，而長期氮肥過量施用又會造成土壤pH 值降低［2-4］、增肥不增產、養分利用效率下降［5-7］、土壤板結和面源污染嚴重等問題［8］。因此，因地制宜建立符合當地不同生態區域特點的施肥指標［9］，合理調整作物相應的推薦施肥量［10］和施用比例［11］以提高肥料利用率，及時掌握土壤質量現狀和動態變化，對提高作物產量［12］、改善作物品質［13］、培肥地力［14］以及科學指導施肥具有重要意義。

我國不同區域馬鈴薯土壤氮素豐缺指標差異較大，缺氮處理相對產量大多介于60%～90%之間［15］，土壤氮磷鉀第1～第7級的缺素處理相對產量范圍依次為≥100%、90%～100%、80%～90%、70%～80%、60%～70%、50%～60%、<50%［16］；土壤氮、磷、鉀缺素區相對產量分別為42.5%、109.8%、115.0%［17］；土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量與相對產量存在較好的對數函數關系［18］。合理施用氮磷鉀肥可明顯降低施肥成本，提高馬鈴薯的產量、效益、品質及肥料利用率［19］。我國馬鈴薯氮、磷和鉀肥用量（分別以N、P2O5和K2O 計）平均分別為164.2、100.3、188.0 kg·hm-2，農學效率平均值分別為52.2、58.5、42.3 kg·kg-1［20］。內蒙古陰山地區旱地馬鈴薯氮、磷、鉀平均施用量分別為103.6、75.9、46.0 kg·hm-2［21］。在內蒙古武川縣馬鈴薯低產、中產和高產區間中，養分專家系統（nutrient expert，NE）推薦施肥處理的氮肥（N）用量較農民習慣施肥（practice fertilizer，FP）處理分別減少16、23 和25 kg·hm-2［22］。NE 推薦施肥在北方一作區可以促進馬鈴薯對氮肥的高效利用［23］。氮、磷、鉀肥料效應回歸數學模型可確定推薦馬鈴薯最高施肥量和最佳施肥量［24-25］。目前，國內主要土壤類型和大田作物土壤養分分級指標及不同生態區施肥指標體系已構建［26-31］，而天水旱作馬鈴薯主產區施肥指標及肥料效應模型尚未建立。因此，本研究采用測土配方施肥技術，研究氮、磷、鉀配施對天水旱作區馬鈴薯產量和經濟效益的影響，建立氮、磷、鉀養分豐缺指標，明確施肥指標和推薦施肥量，并構建施肥效應函數模型，以期為天水旱作區合理施肥、提產增收、優化肥料配方及平衡施肥提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019—2021 年在天水市秦州區天水市農業科學研究所試驗基地（東經104°35′，北緯34°05′）進行，該地屬溫帶半干旱半濕潤氣候區。土壤類型為黃綿土，土壤pH值7.45，土壤容重1.36 g·cm-3。

試驗地2019—2021 年馬鈴薯生育期年均降雨量為424.00 mm，平均氣溫17.63 ℃，日照時數998.23 h，無霜期142 d。旱作區植株生長期間降雨量在300～600 mm之間。7—8月正值塊莖生長階段，需要充足的水分，2020年降雨量明顯高于2021年（圖1），6—9月期間降雨量相差92.5 mm。

圖1 2019—2021年試驗區降水量分布和平均氣溫及日照變化Fig.1 Precipitation distribution and mean temperture and sunshine variation of the experimental points from 2019 to 2021 year

試驗地0～20 cm土層基礎肥力狀況見表1，土壤中全氮、全磷、全鉀平均含量分別為1.06、0.81、20.96 g·kg-1，有機質含量平均為14.12 g·kg-1。依據全國第二次土壤普查養分分級標準，有效氮、有效鉀和有機質含量處于低等級，有效磷含量處于中等級。

表1 土壤基礎肥力狀況Table 1 The soil nutrient fertility status

1.2 試驗設計

試驗于2019 年進行土壤基礎肥力、土壤主要養分狀況、土壤養分增產狀況、土壤養分貢獻狀況、土壤養分利用狀況等研究。2020—2021 年，建立土壤養分分級指標與推薦施肥量，在基地采用“3414”試驗方案進行肥料定位試驗，設氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）肥3 個因素，每個因素各設4個水平，按施肥量從低到高分別為0、1、2、3 水平，氮肥施肥量4 個水平分別為0（N0）、90.00（N1）、180.00（N2）、270.00 kg·hm-2（N3），磷肥施肥量4 個水平分別為0（P0）、60.00（P1）、120.00（P2）、180.00 kg·hm-2（P3），鉀肥施肥量4個水平分別為0（K0）、120.00（K1）、240.00（K2）、360.00 kg·hm-2（K3），共14個處理，每處理重復3 次，試驗小區面積20 m2（6.67 m×3 m），完全隨機區組排列。磷肥和鉀肥作基肥一次性施入，氮肥按2 水平先施入，剩余的在現蕾期追肥。試驗品種為馬鈴薯天薯11 號原種（天水市農業科學研究所），化肥為尿素（N≥46%）、磷酸二銨（P2O5≥46%、N≥18%）、硫酸鉀（K2O≥50%）。馬鈴薯于4 月中旬播種，種植密度為50 000株·hm-2，10月上旬收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 供試土樣取樣與測定 土樣分別取自天水不同旱作區馬鈴薯種植核心區的10 個地塊（種植前和收獲后），各基地分別取一個混合基礎土樣（5 個小樣點），采樣深度為0～20 cm。按地塊形狀以‘X’型混合土樣采集法隨機取樣，每個樣點取土1 kg，將各樣點土樣充分混合并按四分法淘汰至0.5 kg的土樣。在實驗室將土樣攤平，剔除雜質，粉碎，過2 mm篩后裝入相應編號的廣口瓶中保存備用。

土壤容重測定采用環刀法，土壤有機質含量測定采用外加熱重鉻酸鉀容量法，土壤pH值測定采用電位法，土壤全氮含量測定采用半微量凱氏定氮法，土壤堿解氮含量測定采用堿解擴散法，土壤硝態氮含量測定采用酚二磺酸比色法，土壤銨態氮含量測定采用靛酚藍比色法，土壤全磷含量測定采用HClO4-H2SO4消煮法，土壤有效磷含量測定采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，土壤全鉀含量測定采用NaOH 熔解-火焰光度法，土壤速效鉀含量測定采用鉬酸銨提取-火焰光度法［23，32-33］。

1.3.2 參數計算 收獲前選取缺肥區與施肥區的植株樣品5 株，留烘干樣測定全氮、磷、鉀的含量。按公式計算以下各指標：

1.3.3 產量測定 各小區收獲時測實產，取3 次重復的平均值折算每公頃產量。

1.4 數據處理

使用Excel 2010、SPSS 25.0 等統計分析軟件進行數據處理分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 土壤主要養分狀況

按常規方法對2019 年天水旱作馬鈴薯主產區10個土樣點的土壤養分含量狀況進行測定評價，結果顯示（圖2），全氮、有效氮、有機質含量分別為0.82～1.22、32.45～62.81 mg·kg-1、12.28～20.11 g·kg-1，均值分別為1.08、46.88 mg·kg-1、15.22 g·kg-1，均處于低等級；全磷、有效磷含量分別為0.81～1.20 g·kg-1、6.30～18.12 mg·kg-1，均值分別為0.92 g·kg-1、13.32 mg·kg-1，均處于中等級；速效鉀含量為145.54～204.04 mg·kg-1，均值165.75 mg·kg-1，處于高等級；pH 值7.18～7.58，中度微偏堿。

圖2 旱作主栽區土壤樣點養分含量狀況Fig.2 Soil sample point nutrient contents in main dry cropping area

2.2 土壤養分增產狀況

由表2 可知，土壤中缺肥（氮、磷、鉀）與施肥后的土壤養分含量和馬鈴薯產量有明顯差異。無氮區土壤全磷、全鉀含量分別為0.80、22.93 g·kg-1，無磷區土壤全氮、全鉀含量分別為1.08、23.02 g·kg-1，無鉀區土壤全氮、全磷含量分別為1.15、0.78 g·kg-1，氮磷鉀區土壤全氮、全磷、全鉀含量分別為1.12、0.82、22.40 g·kg-1。施氮磷鉀區較無氮區、無鉀區、無磷區分別增產30.74%、16.68%、23.08%，無磷區較無氮區和無鉀區分別增產12.05%、5.49%；施氮磷鉀區、無氮區、無磷區、無鉀區分別較CK 增產84.70%、41.27%、58.29%、50.06%；氮肥增產潛力優于鉀肥和磷肥，施氮鉀肥增產潛力優于氮磷肥和磷鉀肥。N、P2O5、K2O 的農學效率分別為34.21、27.73、21.82 kg·kg-1。

表2 2019年土壤養分增產狀況Table 2 Soil nutrient conditions to increase production in 2019

2.3 土壤養分貢獻狀況

由表3 可知，土壤地力貢獻率均值為54.39%，屬低等肥力水平，地力對馬鈴薯產量影響較大，施肥增產潛力較大。相對產量均值為N 77.64%、P2O587.57%、K2O 84.22%，表明施氮量是限制馬鈴薯產量的主要因素，其次是施鉀量，再次是施磷量。按基礎產量估算法得出的N、P2O5、K2O 土壤供肥量均值分別較土壤養分校正系數法估算得出的土壤供肥量均值高14.81%、9.64%、15.60%。

表3 土壤養分貢獻狀況Table 3 Soil nutrient contribution status

2.4 土壤養分利用狀況

缺素區養分吸收量反映了試驗地土壤供應氮磷鉀養分的能力。由表4 可知，施肥區（氮磷鉀區）、缺素區（無氮、磷和鉀區）植株吸收養分量、養分吸收利用率和100 kg 塊莖所吸收養分的量均表現為鉀>氮>磷，養分校正系數表現為氮>磷>鉀。

表4 2019年氮磷鉀養分利用狀況Table 4 Soil nutrients utilization in 2019

2.5 土壤養分測定值與校正系數的關系

由圖3 可知，2019 年土壤堿解氮、有效磷、速效鉀與土壤有效養分校正系數的回歸曲線均為冪函數模型，曲線擬合度好，經F 檢驗，相關性均達極顯著水平（P<0.01）。隨著土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量的增加，其相對應的校正系數均呈下降趨勢；土壤校正系數表現為氮>磷>鉀，鉀素養分校正系數低與土壤鉀供應能力強有關。

圖3 2019年土壤養分測定值與校正系數的關系Fig.3 Relationship between measured values of soil nutrients and correction coefficients in 2019

2.6 不同處理產量

由表5 可知，在相同處理中，2020 年產量高于2021 年，主要與氣象（降雨量、溫度等）因素有關。2021年，施肥處理N2P2K2馬鈴薯平均折合產量最高，為24 436.65 kg·hm-2，較N0P0K0顯著增產107.37%；N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0分別較N0P0K0處理增產64.73%、79.01%、78.78%；施肥處理的馬鈴薯產量較不施肥處理增產7 627.65～12 652.35 kg·hm-2。

表5 不同處理產量Table 5 Different treatments of yield

2.7 肥料效應

由表6～8可知，不同處理馬鈴薯施用氮肥、磷肥、鉀肥效果均有差異，隨著施肥水平的提高，產量、增產率、增加收入、純收益均呈先增加后降低的趨勢。處理6施氮肥較處理2增產25.90%，增加收入7 539.53元·hm-2，純收益6 114.53 元·hm-2，產投比5.29；處理6 施磷肥較處理4 增產15.84%，增加收入5 012.55 元·hm-2，純收益4 312.95 元·hm-2，產投比6.16；處理6 施鉀肥較處理8 增產16.70%，增加收入5 277.15 元·hm-2，純收益3 597.15元·hm-2，產投比2.14。施氮肥較不施肥平均增產20.12%，每千克 N 增收馬鈴薯17.31 kg，增加收入5 857.80 元·hm-2，純收益4 432.80 元·hm-2，產投比5.19。施磷肥較不施肥平均增產13.11%，每千克P2O5增收馬鈴薯27.09 kg，增加收入4 147.20元·hm-2，純收益3 447.60元·hm-2，產投比5.97。施鉀肥較不施肥平均增產11.07%，每千克 K2O 增收馬鈴薯14.01 kg，純收益1 819.95元·hm-2，產投比2.00。施肥處理6的增產率、增加收入、純收益和產投比較缺肥處理2、4和8 均有所提高，增產率和增加收入表現為施氮>鉀>磷，純收益表現為施氮>磷>鉀，產投比表現為施磷>氮>鉀。

表6 2021年“3414”試驗氮肥效果分析Table 6 “3414” experiment analysis of nitrogen fertilizer effect in 2021

表7 “3414”試驗磷肥效果分析Table 7 “3414” experiment analysis of phosphate fertilizer effect

表8 “3414”試驗鉀肥效果分析Table 8 “3414” test analysis of potash fertilizer effect

2.8 肥料效應函數構建

經回歸分析、方差分析和線性加平臺模型進行模擬，分別建立氮磷鉀三因素二次肥料效應函數和氮磷、氮鉀、磷鉀二元二次肥料效應函數及氮磷鉀一元二次施肥量與產量之間的效應函數（表9）。建立的三元二次、二元二次、一元二次多項式肥效函數模型均為典型式，通過顯著性檢驗，肥料效應函數擬合程度好。函數式（8）的F值和R2值較函數式（1）高，可采用2021 年構建的肥料效應函數作為旱作區馬鈴薯氮磷鉀肥料效應模型，由（8）式一次項偏回歸系數可判別出，氮磷鉀肥對產量影響表現為磷肥>鉀肥>氮肥，二次項系數和交互項系數表現為磷鉀>氮磷>氮鉀，說明磷肥是影響馬鈴薯產量的主要因素，氮、鉀肥是影響產量的次要因素。

表9 肥料效應函數與顯著性檢驗Table 9 Fertilizer effect function and significance test

由圖4 可知，馬鈴薯產量隨氮、磷和鉀肥單施量的增加呈先上升后下降趨勢。當氮肥（N）施用量為180 kg·hm-2（N2）時產量最高，大于N2時產量減少；當磷肥（P2O5）施用量為120 kg·hm-2（P2）時產量最高，大于P2時產量減少；當鉀肥（K2O）施用量為120 kg·hm-2（K1）時產量最高，大于K1時產量減少。

圖4 氮、磷和鉀肥單一效應Fig.4 Effect of N single and P and K fertilizer

由圖5 可知，磷鉀肥施用對氮肥效應有影響。在低（N1）、中氮（N2）水平下，當鉀肥施用量為240 kg·hm-2（K2）時，隨著磷肥施用量的增加，馬鈴薯產量隨之增加，中磷（P2）較低磷（P1）分別增產160.00、1 009.50 kg·hm-2，增產率分別為0.69%、4.31%。在低氮水平下，當磷肥施用量為120 kg·hm-2（P2）時，馬鈴薯產量隨施鉀量的增加而降低，即中鉀（K2）較低鉀（K1）減產133.05 kg·hm-2，減產率為0.57%；在中氮水平下，馬鈴薯產量隨施鉀量的增加而增加，即中鉀較低鉀增產181.95 kg·hm-2，增產率為0.75%。在中磷、中鉀和中氮水平下產量最高，說明中磷和中鉀水平有利于氮肥肥效發揮。

圖5 不同氮、磷和鉀肥的交互效應Fig.5 Interaction effects of under different N，P and K fertilizers levels

氮鉀肥的施用對磷肥效應有影響。在低磷（P1）、中磷（P2）水平下，當鉀肥用量為K2水平時，馬鈴薯產量隨施氮量的增加而增加，中氮（N2）較低氮（N1）分別增產189.15 和1 038.45 kg·hm-2，增產率分別為0.81%、4.44%；當氮肥施用為N2水平時，馬鈴薯產量隨施鉀量的增加而增加，中鉀較低鉀分別增產1 671.15 和181.95 kg·hm-2，增產率分別為7.68%、0.75%。綜上，中氮和中鉀水平有利于磷肥肥效的發揮。

氮磷肥的施用對鉀肥效應有影響。在低鉀（K1）、中鉀（K2）水平下，當磷肥用量為P2水平時，馬鈴薯產量隨施氮量的增加而增加，中氮（N2）較低氮（N1）分別增產723.45、1 038.45 kg·hm-2，增產率分別為3.07%、4.44%；當氮肥施用量為N2時，馬鈴薯產量隨施磷量增加而增加，中磷（P2）較低磷（P1）分別增產2 498.70、1 009.50 kg·hm-2，增產率分別為11.49%、4.31%。在中氮、中磷和中鉀水平下，馬鈴薯的產量最高，說明中氮和中磷水平有利于鉀肥肥效的發揮。

2.9 施肥量及利潤

通過對三元二次回歸方程進行典型性判別分析，得出回歸模型為典型式，采用邊際效應分析求解，由方程求解極值得出N、P、K 的最高施肥量和最佳施用量。不同肥料效應函數均達顯著水平以上，數據均可靠。

由表10 可知，2021 年馬鈴薯氮磷鉀肥料效應的最高產量為24 860.32 kg·hm-2，該最高產量下的施肥量分別為N 165.00 kg·hm-2、P2O 159.90 kg·hm-2、K2O 151.50 kg·hm-2，施肥量N∶P2O5∶K2O=1∶0.97∶0.92；各肥料效應達到最高產量均值為24 336.52 kg·hm-2，平均施N 161.55 kg·hm-2、P2O5117.26 kg·hm-2、K2O 211.76 kg·hm-2，施N、P2O5和K2O 的比例為1∶0.73∶1.31；平均施肥利潤為34 805.51 元·hm-2；NP 最高產量施肥量N∶P2O5=1∶0.74，PK 最高產量施肥量P2O5∶K2O=1∶3.98，NK 最高產量施肥量P2O5∶K2O=1∶1.51。根據土壤供肥量情況（校正系數估算值）可得出，獲得最高產量需補施N 120.98 kg·hm-2、P2O5141.88 kg·hm-2、53.50 kg·hm-2（表10、11）。

表10 馬鈴薯氮磷鉀施肥量Table 10 Nitrogen，phosphorus and potassium fertilizer application of potato

2021 年馬鈴薯氮磷鉀肥料效應的經濟最佳產量為24 773.69 kg·hm-2，該經濟最佳產量下的氮磷鉀施肥量分別為N 153.75 kg·hm-2、P2O5160.50 kg·hm-2、K2O 121.80 kg·hm-2，施肥量N∶P2O5∶K2O=1∶1.04∶0.79；各肥料效應達到經濟最佳產量均值為24 318.87 kg·hm-2，平均施N 150.83 kg·hm-2、P2O5111.60 kg·hm-2、K2O 185.63 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.74∶1.23，平均施肥利潤為34 933.08 元·hm-2；NP 經濟最佳施肥量N∶P2O5=1∶0.72，PK 經濟最佳施肥量P2O5∶K2O=1∶3.70，NK 經濟最佳施肥量N∶P2O5=1∶1.42。根據土壤中供肥量情況（2021 年校正系數估算值）可得出，獲得經濟最佳產量需補施N 109.73 kg·hm-2、P2O5140.98 kg·hm-2、23.80 kg·hm-2。

馬鈴薯最高產量均值較經濟最佳產量均值高16.13 kg·hm-2，最高產量N、P2O5、K2O 施肥量較經濟最佳施肥量分別高7.11%、5.42%、14.08%。由氮磷鉀肥料效應三元二次函數推導得出的最大施肥量和經濟最佳施肥量與一元二次和二元二次肥料效應函數結果較為接近，考慮到氮磷鉀配施對馬鈴薯產量的影響，應采用三元二次函數得出的施肥量。

2.10 推薦施肥量

建立合理的土壤養分分級指標是有效利用土壤養分測試值進行推薦施肥的基礎，缺素區相對產量是制定土壤養分分級指標的重要參數。以連續三年平均單產和年遞增率為基礎，確定天水旱作馬鈴薯主產區目標產量為30 000 kg·hm-2，并建立土壤養分分級指標與推薦施肥量關系（表11）。根據堿解氮、有效磷、速效鉀含量與推薦施肥量間關系，擬合的對數方程分別為y=-448.51ln（x）+1 914（R2=0.976 4）、y=-248.20ln（x）+895.14（R2=0.955 8）、y=-927.40ln（x）+5 044.50（R2=0.995 6）。不同土壤的基礎土壤速效養分含量有差異，土壤有效養分含量與推薦施肥量呈負相關，隨著土壤養分含量的增加，推薦施肥量減少。建立不同分級范圍氮肥和磷肥及鉀肥推薦施肥量時，考慮到實際生產中施肥量的值域，對推薦施肥量劃分進行適當調整，確定了在不同堿解氮（有效磷、速效鉀）分級范圍內的推薦施肥量。推薦施肥量計算采用土壤有效養分校正系數法，涉及目標產量、養分吸收量、土壤有效養分含量測試值、校正系數、肥料有效養分含量和利用率等參數。由百公斤塊莖需吸收養分量計算可得出，所需養分量為N 120 kg·hm-2、P2O545 kg·hm-2、K2O 270 kg·hm-2。當土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別高于63.02、27.57、226.89 mg·kg-1時，土壤有效養分含量基本滿足作物養分需求，可考慮不施肥。但以基礎產量法計算（2021 年、表3），需補施N 72.86 kg·hm-2、P2O527.32 kg·hm-2、K2O 163.94 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.37∶2.25；以土壤有效養分系數法計算，需補施N 75.98 kg·hm-2、P2O526.98 kg·hm-2、K2O 172.00 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.36∶2.26。

表11 土壤養分分級指標和肥料推薦施肥量Table 11 The available nutrient classification indexes and fertilizer recommendation rates

3 討論

土壤養分供應能力是評價土壤肥力的重要指標［34］，隨著土壤基礎地力的提升，施肥可獲得的產量潛力增大［35］，施肥的農學效率反映了施肥效果和投入產出狀況［31］。華北地區施氮相對產量平均值最高，東南地區施磷相對產量平均值最高，西北地區施鉀相對產量平均值最高［20］。土壤有效養分含量計算中應考慮土壤孔隙度、含水率等［36］。武山縣土壤綜合肥力處于中等偏上，具體表現為有機質和氮素含量缺乏、磷素和鉀素豐富［37］，與本研究結果一致。馬鈴薯需肥特性研究結果有所差異［21，31，38］，可能與不同地區品種、養分管理水平、栽培條件等有關，但都基本符合馬鈴薯塊莖生長中對養分吸收需求規律。明確我國當前肥料養分利用率現狀能夠為進一步指導施肥，優化馬鈴薯肥料用量提供參考［20］，而過量施肥和施肥比例不合理會降低肥料利用率［39］。本研究表明，土壤養分的增產率表現為氮高于鉀和磷，土壤供肥量表現為鉀高于氮和磷。

合理施肥可提高肥料利用率，增加產量和經濟效益，制定不同地塊不同生產目標下的推薦施肥量標準尤為重要，對生產上有一定的科學指導意義。天水旱作馬鈴薯不同主產區基礎土壤養分含量不同，根據馬鈴薯生產實際和施肥經驗，實際肥料補給量、土壤養分測定值、目標產量及植株養分吸收量等因素綜合分析，建立養分分級指標，合理確定適宜的推薦施肥量，可為生產上合理施肥提供參考依據。適宜施肥量要充分考慮土壤基礎肥力情況，在實際生產中應將土壤養分測試結果與肥料效應函數相結合來推薦作物施肥量。本研究發現，兩年測土配方施肥效應函數模型所獲得的最優施肥量均以處理N2P2K2產量最高，與試驗設計相符，建立的函數效應模型可應用于生產中。由肥料效應函數得出的最高產量下的氮磷鉀施肥量和施肥比例與前人研究結果有所差異［32-33，40-41］，這可能與品種、栽培模式、氣候環境等條件不同有關。

典型肥效函數模型在生產實踐中有較高的應用價值，由肥料效應方程得出的平均最高產量施肥量和經濟最佳產量施肥量均高于用養分平衡法得出的推薦施肥量，施肥產量結果基本接近。在目標產量確定后，應用建立的肥料效應方程可推算出施肥量，不需要開展田間試驗和土壤測試等，但目標產量應在肥料效應方程所能達到最高產量之內。以土壤有效養分系數法得出的施肥量要考慮土壤養分測試值、土壤養分平衡、校正系數、養分吸收量、肥效等因素，在計算施肥量時需要參數較多，需大量田間試驗和樣品分析測定數據，易出現誤差，對最終結果影響較大；但精確度更高，容易理解，易于操作，針對性強。因此，在馬鈴薯生產中，將土壤有效養分含量測試結果與肥料效應函數相結合來確定作物推薦施肥量更切合實際。

適量施用氮磷鉀肥在一定范圍內能增加馬鈴薯產量及效益，過量施肥則會導致產量減少、效益下降。因此，在實際生產上要綜合配比平衡施用適量的氮、磷、鉀肥，用地與養地結合，培肥地力以提高作物產量，發揮肥料最大的生產潛力和經濟效益。本試驗初步評價了馬鈴薯旱作主產區的土壤養分含量狀況，得出的施肥效應函數為典型模型，可為旱作馬鈴薯生產中肥料適宜施用量確定提供理論依據和技術參考。但有關馬鈴薯缺氮（磷、鉀）相對產量與土壤堿解氮（速效鉀、有效磷）含量的關系尚需進一步研究。同時，本研究存在土壤養分豐缺指標研究試驗點數少，相關數據采集與配方試驗點次設置少，鉀肥施用量水平偏高等不足，也需進一步深入研究探討。

4 結論

本研究結果表明，旱作馬鈴薯主栽區土壤基礎養分狀況整體地力屬中低級水平，總體上表現為低氮（N）、中磷（P2O5）、高鉀（K2O）、低有機質（OM），養分含量表現為鉀>氮>碳>磷，微偏堿。土壤有效養分校正系數與堿解氮、有效磷及速效鉀含量之間呈顯著冪指數負相關關系，隨著土壤堿解氮（有效磷、速效鉀）含量的增加，其相對應的校正系數呈下降趨勢。應結合生產實際，通過土壤養分測試值建立合理的土壤養分分級指標，確立不同分級范圍適宜的推薦施肥量。試驗區氮、磷、鉀合理配施可有效提高馬鈴薯產量及經濟效益，優化施肥方案（N2P2K2）有利于達到高產種植目的，產量≥24 773 kg·hm-2、施肥利潤≥34 472 元·hm-2的推薦施肥量為施氮（N）量153～165 kg·hm-2、施磷（P2O5）量159～160 kg·hm-2、施鉀（K2O）量121～151 kg·hm-2，根據土壤中供肥量情況需補施氮（N）109～121 kg·hm-2、磷（P2O5）141～142 kg·hm-2、鉀（K2O）23～53 kg·hm-2。