有機肥部分替代化肥對馬鈴薯產量及品質的影響

摘 要：以馬鈴薯為試驗對象，開展有機肥部分替代化肥試驗，共設4個處理，分別為農戶習慣性施肥（N1處理）、減少10%總施肥量+商品有機肥（N2處理）、減少15%總施肥量+商品有機肥（N3處理）、減少20%總施肥量+商品有機肥（N4處理），對比不同處理下馬鈴薯產量、品質等的變化，為陰山北麓地區馬鈴薯種植過程中有機肥部分替代化肥的推廣應用提供理論支撐。結果顯示：有機肥部分替代化肥不僅能提高作物的產量、品質及商品率，還能改善土壤結構、增加土壤肥力、提高土壤質量，且以N4處理的效果最佳，即施用化肥的同時配施有機肥能有效增加土壤肥力，實現作物增產。

關鍵詞：馬鈴薯；有機肥部分替代；品質；土壤質量

中圖分類號：S532 文獻標志碼：B 文章編號：1674-7909（2024）12-77-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.12.017

0 引言

馬鈴薯是烏蘭察布市種植面積最大的農作物，且種植歷史悠久。馬鈴薯的生長發育規律與烏蘭察布市的自然氣候特點非常吻合，使烏蘭察布市馬鈴薯產業有著巨大的發展潛力［1］。經過多年的發展與培育，烏蘭察布市已成為國家重要的種薯、商品薯和加工專用薯的生產基地。作為“中國薯都”，烏蘭察布市的馬鈴薯產業鏈較為完整。馬鈴薯已成為烏蘭察布市的主要農作物，常年種植面積在12萬 hm2［2］以上。今芝等［3］的研究結果表明，在烏蘭察布市的旱地、水澆地種植馬鈴薯過程中，均存在過量施肥的現象，且水澆地種植的馬鈴薯過量施肥現象尤為突出，尤其是氮肥，有55.6%的農戶長期過量施用氮肥。長期過量施用化肥會導致土壤環境變差、耕地地力下降、環境面源污染等問題，嚴重時會導致作物的產量降低和品質下降。通過合理搭配化肥、有機肥的比例，能有效改善土壤結構、增加土壤肥力，從而實現作物增產。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

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區，海拔為1 000～1 500 m，晝夜溫差大；年平均氣溫為6 ℃，≥10 ℃的有效積溫為1 800～2 500 ℃，無霜期為95～135 d，風速為2～6 m/s；全年日照時數為2 850～3 250 h，年降水量為150～450 mm，降水主要集中在每年的7—9月，該時期的降水量占全年降水量的70%左右，雨熱同季。烏蘭察布市的自然環境不僅使馬鈴薯晚疫病、病毒病等病害的發生率降低，還有利于馬鈴薯塊莖的膨大和干物質的積累，非常適宜馬鈴薯種薯的繁育和商品薯的生產。于烏蘭察布市各縣（市、區、旗）開展試驗，試驗地灌排配套，采用膜下滴灌的灌溉方式，土壤為栗鈣土，肥力水平中等，播種前對耕層土壤養分進行檢測，各試驗點養分基本情況見表1。

1.2 試驗設計

于2020—2021年在烏蘭察布市的11個縣（市、區、旗）開展有機肥部分替代化肥試驗（共17個），采用高壟淺埋滴灌的方式來種植馬鈴薯，并用有機肥來部分替代化肥，從而實現化肥總量的減少和馬鈴薯塊莖品質的提高。

采用多點試驗法，共設4個處理，每個處理的試驗面積均為667 m2。計算好馬鈴薯整個生育期總施肥量（每667 m2基肥加追肥共110 kg），在農戶常規施肥總施肥量的基礎上減少化肥用量，各處理減少基肥用量是按照氮磷鉀肥總量減少的，不用對每種元素單獨計算；增施的商品有機肥用量按照每100 kg含有5 kg有機肥養分來計算，并根據減少的化肥用量來折合成有機肥，且各處理追肥一致，整個生育期追施尿素150 kg/hm2，硫酸鉀肥300 kg/hm2。其中，N1處理為農戶習慣施肥（配方肥80 kg）；N2處理為減少10%總施肥量+商品有機肥（配方肥69 kg+商品有機肥220 kg）；N3處理為減少15%總施肥量+商品有機肥（配方肥63.5 kg+商品有機肥330 kg）；N4處理為減少20%總施肥量+商品有機肥（配方肥58 kg+商品有機肥440 kg）。試驗所用的有機肥為商品有機肥（有機質質量分數≥45%，總養分質量分數≥5%），且所有數據均為多點試驗平均值。

1.3 測定指標與方法

用考馬斯亮藍G－250染色法［4］來測量蛋白質質量分數，用蒽酮比色法［4］來測量淀粉質量分數，用鉬藍比色法［4］來測量維生素Ｃ質量分數，用３，5－二硝基水楊酸法［5］來測量還原糖質量分數，用《土壤pH值的測定 電位法》（HJ 962—2018）中的方法來測量pH值，用《森林土壤氮的測定》（LY/T 1288—2015）中的方法來測量全氮質量分數，用《土壤檢測第7部分：土壤有效磷的測定》（NY/T 1121.7—2014）中的方法來測量有效磷質量分數，用《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定》（NY/T 889—2004）中的方法來測量速效鉀質量分數。

2 結果分析

2.1 有機肥部分替代化肥對馬鈴薯產量及商品率的影響

由表2可知，有機肥部分替代化肥能減少化肥的使用量，且馬鈴薯的產量和商品率均有所增加，這說明用有機肥部分替代化肥能提高馬鈴薯的產量和商品率。由多點試驗結果可知，不同處理下，N4處理的馬鈴薯產量最高（32.60～63.43 t/hm2，平均值為49.17 t/hm2），較N1處理增產7%；其次是N3處理（30.25～63.03 t/hm2，平均值為48.85 t/hm2），較N1處理增產6%；N2處理的馬鈴薯產量為30.05～59.50 t/hm2 ，平均值為48.01 t/hm2，較N1處理增產4%。N4處理的馬鈴薯商品率最高（53%～96%，平均值為76%），較N1處理的平均值高6%；其次是N3處理（53%～92%，平均值為73%），較N1處理的平均值高1%；N2處理的馬鈴薯商品率（45%～95%，平均值為72%），與N1處理的平均值相同；N1處理的馬鈴薯商品率（48%～94%）平均值為72%。綜合來看，N4處理下的馬鈴薯產量和商品率均優于其他處理。

2.2 有機肥部分替代化肥對馬鈴薯品質的影響

馬鈴薯含有豐富的營養成分，維生素C含量遠超其他糧食作物，且蛋白質、糖類含量也遠超過一般蔬菜［6］。馬鈴薯營養齊全，結構合理，尤其是蛋白質分子結構與人體基本一致，極易被人體吸收利用，且吸收利用率幾乎為100%。通過對試驗點的馬鈴薯品質進行測定（見表3），結果表明：N4處理的馬鈴薯鮮薯維生素C質量分數最高（較N1處理高43.5 mg/kg），其次是N3處理（較N1處理高41.1 mg/kg），N2處理的馬鈴薯鮮薯維生素C質量分數較N1處理高11.0 mg/kg；N4處理的馬鈴薯鮮薯還原糖（以葡萄糖計）質量分數最高（較N1處理高1.3 g/kg），其次是N2處理、N3處理（較N1處理均高0.60 g/kg）；N4處理的馬鈴薯鮮薯蛋白質和淀粉的質量分數均高于其他處理，較N1處理分別高1.4 g/kg、13.1 g/kg，且N3處理和N2處理的馬鈴薯鮮薯蛋白質和淀粉質量分數均優于N1處理。綜合來看，有機肥部分替代化肥能提高馬鈴薯品質，且以N4處理為最佳。

2.3 有機肥部分替代化肥對土壤養分含量的影響

對各試驗點土壤養分含量進行測定，結果見表4。其中，N2處理、N3處理、N4處理的土壤養分質量分數均高于N1處理，且以N4處理的土壤養分質量分數最高。N4處理的土壤有機質質量分數較N1處理、N2處理、N3處理分別高1.16 g/kg、0.81 g/kg、0.15 g/kg；N4處理的土壤全氮質量分數較N1處理、N2處理、N3處理分別高0.17 g/kg、0.08 g/kg、0.01g/kg；N4處理的土壤有效磷質量分數較N1處理、N2處理、N3處理分別高3.08 mg/kg、1.69 mg/kg、0.86 mg/kg；N4處理的土壤速效鉀質量分數較N1處理、N2處理、N3處理分別高5.74 mg/kg、3.45 mg/kg、0.02 mg/kg。綜上所述，有機肥部分替代化肥能有效提高土壤品質，且以N4處理為最佳。長期過量施用化肥會加劇土壤鹽漬化，土壤出現板結、地力下降，嚴重時會導致作物品質下降和產量降低。施用化肥的同時合理搭配有機肥，能有效改善土壤結構、增加土壤肥力，從而提高土壤品質。

3 結論及討論

王西亞等［7］研究發現，我國馬鈴薯年均氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）肥料養分用量分別為252 kg/hm2、219 kg/hm2和224 kg/hm2，化肥投入量分別為187 kg/hm2、164 kg/hm2和175 kg/hm2，有機肥投入量分別為65 kg/hm2、56 kg/hm2和48 kg/hm2，有機來源的N、P2O5和K2O養分投入量分別占總養分投入量的25.8%、25.6%和21.4%。筆者經研究發現，施用化肥的同時合理配施有機肥，能改善土壤結構、增加土壤肥力，提高土壤品質，還能提高農作物產量與品質，且以N4處理的效果最佳。有機肥具有養分全面、含有大量有機質和作物生長的必需元素、穩肥性好、后效長等優勢，化肥屬速效肥料，含量較高，施肥效率高，穩肥性較差，有機肥與化肥的配合使用有利于全面調節土壤養分的平衡，二者互為補充，既養好了地、培肥了土壤，避免生態環境受到影響，又提高了農作物的產量和品質。

參考文獻：

［1］尹玉和.烏蘭察布馬鈴薯［M］.北京：中國農業科學技術出版社，2021.7.

［2］烏蘭察布市統計局.烏蘭察布市統計年鑒2021卷［EB/OL］.（2022-01-04）［2024-07-20］.https：//www.wulanchabu.gov.cn/tjnj/454998.html.

［3］今芝，胡衛靜，梁宏，等.烏蘭察布市馬鈴薯施肥現狀研究［J］.北方農業學報，2019，47（1）：57-62.

［4］高俊鳳.植物生理學實驗指導［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［5］崔輝梅，石國亮，安君和.馬鈴薯還原糖含量測定方法的比較研究［J］.安徽農業科學，2006（19）：4821-4823.

［6］邵國莉，譚占明，程云霞，等.12種馬鈴薯營養品質測定及綜合評價［J］.食品與機械，2023，39（10）：146-149，174.

［7］王西亞，盛寅生，何萍，等.我國馬鈴薯施肥現狀與減肥潛力［J］.植物營養與肥料學報，2023，29（11）：2059-2070.