有機無機復混肥用量對冬作馬鈴薯產量和品質的影響

摘要 以廣東省恩平市主栽馬鈴薯品種之一祚實1號原種合格脫毒種薯為材料，采用隨機區組設計，研究有機無機復混肥對馬鈴薯產量和品質的影響，旨在為該地區馬鈴薯生產中合理施用有機無機復混肥提供理論依據。結果表明，T3 處理具有顯著的增產效益，可保障馬鈴薯塊莖品質，商品薯率最高，經濟效益亦最高；且該處理偏生產力（119.85 kg/kg）和農學效率（67.10 kg/kg）均為最高。綜合考慮馬鈴薯產量、品質、肥料利用率及經濟效益，推薦在冬作馬鈴薯生產中，施用 900 kg/hm2有機無機復混肥料作為適宜的施肥方案。

關鍵詞 冬作馬鈴薯；產量；品質；肥料利用率；經濟效益

中圖分類號 S532 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）18-0147-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.18.032

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effect of the Amount of Organic Inorganic Compound Fertilizer on the Yield and Quality of Winter Potatoes

TAN Wei1， GUAN Li-lan2， HE Yi-chao2 et al

（1.College of Natural Resources and Environment， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642；2.Guangdong Enping Agricultural Technology Extension Center， Enping，Guangdong 529400；3.Ganzhou Citrus Science Research Institute， Ganzhou， Jiangxi 341099）

Abstract Using Zuoshi No.1， one of the main potato varieties cultivated in Enping City，

Guangdong Province， as the material，a randomized block design was used to study the effects of organic-inorganic compound fertilizer on potato yield， quality， etc. The aim was to provide theoretical basis for the rational use of organic-inorganic compound fertilizer in winter potato production in this area. The results showed that T3 treatment had significant yield increasing benefits， could ensure the quality of potato tubers， had the highest commercial potato rate， and the highest economic benefits;and the partial productivity （119.84 kg/kg） and agronomic efficiency （67.10 kg/kg） of this treatment were both the highest.Taking into account potato yield， quality， fertilizer utilization rate， and economic benefits， it is recommended that 900 kg/hm2 of organic-inorganic compound fertilizer be applied as a suitable fertilization scheme for winter potato production.

Key words Winter potato;Yield;Quality;Fertilizer utilization rate;Economic benefits

基金項目 2020年度廣東省科技專項資金（“大專項+任務清單”）項目（163-2019-XMZC-0009-03-0014）。

作者簡介 譚微 （1995—），女，四川巴中人，碩士研究生，研究方向：養分資源綜合管理技術。

*通信作者，副教授，博士，從事土壤肥力與養分資源綜合管理研究。

收稿日期 2023-09-20

馬鈴薯（Solanum tuberosum L）是一種重要的糧食、飼料、加工等多用途作物，也是我國重要的戰略性資源，其因營養價值豐富而獲得“營養之王”的美譽，同時也被譽為21世紀我國最有發展前景的高產經濟作物之一［1］。提高馬鈴薯產量和品質對增強全球糧食安全和人類健康具有重要作用［2］。

馬鈴薯產業作為一種富民鄉村產業，要走好綠色生態發展之路。現代農業會降低土壤質量并影響環境，而有機農業等替代農業能使生態系統再生，使土壤保持活力［3］。據國家統計局報告，近年來我國馬鈴薯播種面積持續減少，2022年我國馬鈴薯播種面積僅有4 558.1×103 hm2，較2021年減少了47.9×103 hm2，同比減少了1.05%。馬鈴薯播種面積不斷下降，但其產量不降反升，2022年我國馬鈴薯產量達1 851.6萬t，較2021年增加了20.7萬t，同比增長了1.12%。這就要求我們因地制宜，調整肥料結構，控制化肥用量；走馬鈴薯高產高效、優質環保、可持續發展之路，促進馬鈴薯增產、農民增收和生態環境安全。馬鈴薯產量和品質主要受其品種特性制約，同時也受種植環境、栽培技術的影響，其中養分的影響最大。

我國實現化肥零增長目標的重要措施之一就是有機肥替代部分化肥［4］。imon等［5］研究表明，添加不同來源的有機肥料對土壤有機質和生物活性的影響不同。施肥方式在決定馬鈴薯產量的農業技術因素中起著重要作用，有機和無機肥料的使用可以顯著影響馬鈴薯產量，且有機肥料及其提取物也可以改善土壤肥力，改善土壤結構，并幫助植物對抗病蟲害［6］。王耀［7］將復合肥和生物有機肥配施后提高了馬鈴薯產量和品質。梁宏等［8］研究表明，實施有機肥與無機肥相結合或有機肥部分代替化肥的施肥方式，馬鈴薯產量與品質顯著提升。Islam等［9］研究表明有機肥和無機肥施用量的變化可以影響馬鈴薯產量。李成晨等［10］研究表明，廣東省馬鈴薯化肥投入量為2 289 kg/hm2，有機肥平均投入量為8 615 kg/hm2。鑒于整體農業化肥施用量較大，尤其是對氮肥和磷肥的投入量過大時，應按照馬鈴薯生長需肥規律施肥，減少化肥投放，并合理補充鉀肥，以及改善有機肥品質等，以提高馬鈴薯產量和種植面積的綜合效益。

筆者以恩平地區篩選出的主導品種為研究材料，探究其不同肥料施用量對馬鈴薯產量、品質、肥料利用率以及經濟效益的影響，旨在篩選出可提高馬鈴薯產量和品質的新型有機無機復合肥適宜用量，為南方冬作區馬鈴薯的合理施肥提供參考，對實現南方冬作區馬鈴薯產業可持續發展、保障糧食安全和環境友好具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種：祚實一號原種合格脫毒種薯。

試驗肥料：生物有機肥（有機質≥40%）、薯類專用有機無機復混肥料（N-P2O5-KO2=15-5-20，有機質≥10%）。

試驗地膜：聚乙烯黑色地膜。

1.2 試驗地概況

田間肥效試驗于2022年12月8日—2023年3月31日在廣東省恩平市恩城街道恩平市農業技術推廣服務中心（恩平市農業科學技術研究所）試驗基地（112°20′37″E，22°13′3″N）進行，當地氣候類型為南亞熱帶季風氣候，種植地土壤為壤土。試驗地前茬種植作物為水稻，于播種前取土樣分析檢測。0～20 cm土層土壤理化性質：

pH 5.46，有機質31.66 g/kg，堿解氮83.2 mg/kg，有效磷87.0 mg/kg，速效鉀149.6 mg/kg，土壤質地為壤土。

1.3 試驗設計

根據多年多點的肥效梯度試驗及參考當地常規馬鈴薯施肥量，設置7個試驗處理：CK1（無肥）；CK2（無化肥）；薯類專用有機無機復混肥料（NOICF）處理分別設900、1 200、1 500、1 800、2 100 kg/hm2共5個不同施肥量處理，配施生物有機肥3 000 kg/hm2。具體施用量見表1。

高壟雙行種植，隨機區組排列，每個處理3個重復，每個小區3壟，面積為70.2 m2（3×1.3 m×18 m），每壟150株。于2022年12月8日播種，按照已集成的“廣東冬種馬鈴薯高產優質高效栽培關鍵技術”［11］，進行病蟲草害防治。

1.4 測定項目與方法

收獲時每小區選取中間5 m進行測產，稱重，并折合成1 hm2的產量。塊莖按大小分級，單薯≥75 g 的健康薯為商品薯，計算商品薯率，其他為次品薯。

收獲后，測定塊莖淀粉含量、蛋白質含量、還原糖含量和維生素C（Vc）含量。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

1.5.1 計算公式。

肥料偏生產力（kg/kg）= 施肥后所獲得的作物產量/肥料投入量（kg/kg）

肥料農學效率（kg/kg）=（施肥區產量－不施肥區產量）/施肥量

肥料利用率=（施肥的氮磷鉀吸收量-不施肥的氮磷鉀吸收量）/施肥量×100%

生理利用率=（施肥后產量-不施肥產量）/（施肥后氮磷鉀積累量-不施肥氮磷鉀積累量）×100%

經濟效益是作物產量收入與總消耗（機械、農業材料、勞動力）的差值［14］。

施肥產投比 = 凈收入/肥料成本

1.5.2 統計分析。

采用SPSS 27.0和Excel軟件對試驗數據進行處理分析，用origin 2022作圖。

2 結果與分析

2.1 不同肥料施用量對冬作馬鈴薯產量的影響

不同肥料施用量對冬作馬鈴薯產量的影響見表2。由表2可知，不同處理對馬鈴薯產量性狀影響較大?？偖a量從高到低依次為處理T3、T4、T5、T6、T2、T7、T1。隨施肥用量的增加馬鈴薯產量呈逐漸降低趨勢，且處理間差異達顯著水平（P<0.05），與代啟貴等［15］的研究結果一致。T3處理馬鈴薯產量最高，為43.14 t/hm2，分別比T1、T2增產172.18%、50.37%；其次為T4處理，產量為38.01 t/hm2；而T7處理產量為28.53 t/hm2，馬鈴薯產量低于不施有機無機復混肥的T2（CK2）處理。有機無機復混肥處理的商品薯產量均高于T1、T2處理（P<0.05），商品薯率由大到小為T3>T5>T7>T4>T6>T2>T1。

2.2 不同肥料施用量對冬作馬鈴薯品質的影響

收獲后，對各處理的馬鈴薯塊莖進行了測定，結果見表3。從表3可以看出，不同處理對馬鈴薯干物質含量、淀粉（鮮基）含量、Vc含量、還原糖含量、蛋白質含量有明顯的影響。在施入有機無機復混肥后，相比T2處理，干物質含量有略微提升，但不同處理間差異不顯著（P>0.05）；淀粉（鮮基）含量以T3處理最高，T7含量最低，不同處理間馬鈴薯塊莖的淀粉（鮮基）含量無顯著差異；Vc含量以T5處理最高，T4處理最低；各處理還原糖含量無顯著差異， 而 T3 與 T5 處理的還原糖含量低于 T1 與 T2 處理，表明有機無機復混肥對馬鈴薯塊莖還原糖含量有一定影響。各施肥處理馬鈴薯塊莖的蛋白質含量均高于 T1 處理，T3 處理的可溶性蛋白顯著高于 T1 與 T4 處理，較 T2 處理增加了 11.56%。此外，T2 處理與 T5、T6、 T7 處理蛋白質含量無顯著差異。

2.3 不同肥料施用量對冬作馬鈴薯肥料利用率的影響

從表4可以看出，在不同肥料施用量情況下，偏生產力表現為T3＞T4＞T5＞T6＞T7。T3的偏生產力、農學效率最高，分別為119.84、67.10 kg/kg，且與產量呈極顯著負相關。對于肥料偏生產力而言，較低施用量處理的肥料偏生產力高。各處理的肥料利用率與生理利用率無顯著差異。

2.4 不同肥料施用量對冬作馬鈴薯經濟效益的影響

不同處理下馬鈴薯增產率、產值及施肥產投比見表5。從表5可以看出，種薯、人工、黑膜、農藥等方面投入基本一致，但在肥料投入方面存在較大差異，各處理肥料成本表現為 T7＞T6＞T5＞T4＞T3＞T2＞T1，與總成本保持一致。生物有機肥配施馬鈴薯專用有機無機復混肥對馬鈴薯具有良好的增產效果，且收益增加顯著。T3 處理的總產值最高，為 11.22 萬元/hm2，T4 處理次之，T3 處理與 T4、T5 處理間無顯著差異，T2、T6、T7 處理間無顯著差異。T3 處理利潤為 7.71 萬元/hm2，顯著高于 T1、T2、T6、T7 處理。T3、T4、T5 處理利潤較 T2 處理分別增加 80.14%、 46.26、32.48%。隨著有機無機復混肥施用量的增加，產量逐漸減少，產值、利潤以及施肥產投比隨之下降。

3 討論

3.1 不同肥料施用量對冬作馬鈴薯產量的影響

在生物有機肥的基礎上配施馬鈴薯專用有機無機復混肥對冬作馬鈴薯的穩產、增產效果明顯。該試驗中，馬鈴薯專用有機無機復混肥900 kg/hm2施用量的處理產量最高，為43.14 t/hm2，與T1和T2相比增產明顯，分別增產172.18%和50.37%，這也是有機肥與無機肥配施在提質增效方面有積極的作用。與王耀［7］的研究結果一致，復合肥配施生物有機肥與常規施肥相比增加了馬鈴薯產量。處理T4、T5、T6、T7的產量隨著所施有機無機復混肥量的增加而降低，施用量在2 100 kg/hm2時，較T2產量更低。說明在一定范圍內，增施有機無機復混肥對馬鈴薯產量較T1和T2有明顯增加作用，但隨著施肥量增加，馬鈴薯產量反而下降，過量施肥可能適得其反。劉潤梅等［16］研究表明，當產量達到最高后，施肥量再增加反而使馬鈴薯產量一定程度的下降。

其原因可能與有機肥的原料、土壤肥力、馬鈴薯品種、種植環境等因素有關，還需進一步探究。因此，在馬鈴薯生產中進行有機肥與有機無機復混肥合理配施時，才能提高產量，降低生產投入。

3.2 不同肥料施用量對冬作馬鈴薯品質的影響

馬鈴薯塊莖品質主要包括淀粉、還原糖、蛋白質和Vc含量等指標［17］。馬鈴薯塊莖中各種營養成分含量是衡量馬鈴薯品質的重要依據［18］。但該試驗中，有機無機復混肥用量對干物質、淀粉和還原糖含量的影響不大，無明顯差異。施肥量低的處理，淀粉含量高于其他處理，隨著有機無機復混肥用量增加，淀粉含量降低，2 100 kg/hm2有機無機復混肥用量的處理淀粉含量最低，這與元新娣等［18］、田國政等［19］的研究結果一致，可以考慮增施磷鉀肥促進淀粉的積累［20］。配施有機無機復混肥可以提高馬鈴薯塊莖中的蛋白質含量，這與方玉川等［21］的研究結果一致。Vc含量在1 500 kg/hm2有機無機復混肥料處理時達到最大，但與施肥量之間無明顯相關性。

馬鈴薯品質除與本身的遺傳和生理特性有關外，還與種植地區的氣候、土壤和種植條件有關，其中，肥料條件的影響最大［22］。該試驗中馬鈴薯品質差異無明顯規律，原因可能一是除黃腐酸外的其他有機肥對Vc含量影響不大［21］，二是施用有機肥配施有機無機復混肥對馬鈴薯品質的影響未完全表現出來，三是所選用商品有機肥的肥效表現時間還不夠［23］。

3.3 不同肥料施用量對冬作馬鈴薯肥料利用率的影響

農學效率、偏生產力、肥料利用率及生理利用率是表達肥料利用率的常用指標［24］。該試驗中，對在生物有機肥的基礎上配施馬鈴薯專用有機無機復混肥而言，有機無機復混肥在900 kg/hm2施用量時，肥料偏生產力最高，為119.84 kg/kg，隨著有機無機復混肥施用量的增加肥料偏生產力下降很快，在施用2 100 kg/hm2有機無機復混肥時肥料的偏生產力為33.96 kg/kg。可見，在目前馬鈴薯生產中，肥料施用量是影響肥料偏生產力的重要因素，但也應考慮與作物產量以及所有影響作物產量的因素［16］。

該研究的肥料利用率與生理利用率是在試驗條件下得到的，理論上要高于馬鈴薯生產的實際利用率，且肥料利用率與生理利用率各處理之間差異不顯著，原因還有待進一步研究。而生物有機肥配施馬鈴薯專用有機無機復混肥梯度施肥處理的肥料利用率和農學效率較低，其原因可能沒有考慮施用有機肥的次年后效［25］。

3.4 不同肥料施用量對冬作馬鈴薯經濟效益的影響

不同處理下馬鈴薯的總收益不同，900 kg/hm2時產值最高，說明增施馬鈴薯專用有機無機復混肥能夠實現冬作馬鈴薯增產增收，且帶來的經濟效益最大，表明有機肥配施馬鈴薯專用有機無機復混肥是實現增產增收的有效途徑。但由于施肥量的提高，馬鈴薯的產出反而減少。以T3處理肥料投產比最高，其次是T2處理，其余依次為T2、T4、T5、T6、T7、T1。或由于施肥量的成本增加，而導致肥產投比不高［26］。這說明有機無機復混肥使用過多，對馬鈴薯的生產質量和效益提高并沒有產生正面影響，相反會導致生產成本上升、效益下降。

4 結論

在試驗條件下，T3 處理增產優于其他處理，塊莖品質更好，商品薯率更高，綜合經濟效益及肥料利用率考慮，推薦施用 900 kg/hm2 有機無機復混肥料，以實現冬作馬鈴薯最佳的農業生產效益。

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