同心馬鈴薯減肥增效使用模式的田間試驗方法研究

摘 要：通過田間試驗的方法比較常規施肥與化肥減量配施等量有機肥對同心馬鈴薯產量等結果指標的影響。試驗結果表明：處理組1及處理組2的單株結薯數、單株薯重、單薯重以及產量明顯高于其他處理組（P＜0.05）；化肥減施并配施有機肥的各處理馬鈴薯可溶性蛋白質含量、淀粉含量、可溶性固形物含量及干物質含量品質指標皆要高于對照組（P＜0.05）。處理1、處理2氮肥、磷肥及鉀肥利用率均高于對照組和處理3（P＜0.05），同時處理2氮肥、磷肥利用率亦顯著高于處理1（P＜0.05）。提示從產量、肥料利用率方面考量，化肥減少20%配施有機肥可以作為同心馬鈴薯減肥增效的使用模式。

關鍵詞：馬鈴薯；多重屬性；促進經濟發展；高產作物

作為僅次于水稻、小麥和玉米的世界第四大糧食作物，馬鈴薯又兼具糧用、菜用、工業原料用等多重屬性，無論是對于糧食供給保障、還是促進經濟發展，都有著重要作用。我國是生產馬鈴薯的大國，種植面積、總產量均排名世界之首位，但單產水平卻比較低[1]。寧夏是種植馬鈴薯的重要省份，同心縣馬鈴薯薯型規范、大小均勻，薯皮光滑，有極佳的商品性。作為一種對于肥料比較敏感的高產作物，合理施肥對于提高單產產量極其重要。為了逐漸減少大量化肥使用給環境帶來的壓力，也為了提高馬鈴薯種植產量與品質，試驗研究了采用有機肥部分替代化肥在同心馬鈴薯中的種植結果，為當地減肥增效的推進提供一定參考[2]。

1馬鈴薯減肥增效田間試驗的材料和方法

1.1馬鈴薯減肥增效試驗地概況

試驗地在同心縣，地處寧夏中部干旱帶，自南向北由中溫帶半干旱區向干旱區過渡，具有明顯的大陸性氣候特點：冬寒長、春暖遲、夏熱短、秋涼早，干旱少雨、降水集中、蒸發強烈、風大沙多、日照充足。多年平均氣溫8.7℃，年平均最高10.6℃，年平均最低7.2℃，月平均最高氣溫23.1℃，月平均最低氣溫-7.4℃，極端最高氣溫39℃，極端最低-28.3℃。多年平均降水量276mm，且時空分布極不平衡，降水大部分集中在7～9月三個月，約占全年總降水量的60%～70%，并多以暴雨，冰雹等災害形式出現，利用率低，年平均蒸發量在2325mm。無霜期平均時間157天，土壤類型是灰鈣土。土壤基礎測試結果：pH值8.4，全鉀含量18.5%、全磷0.84%、全氮0.73%。

1.2試驗材料

供試馬鈴薯品種為青薯9號。試驗用肥料為尿素（N 46%），普通過磷酸鈣（P2O516%），農用硫酸鉀（K2O 50%），有機肥（含有機質≥45%，氮磷鉀總養分含量≥5%）。

1.3試驗設計

設置4個處理組：

（1）對照組：常規施肥（純N 300kg/hm2、P2O5 120kg/hm2、K2O 225kg/hm2）；

（2）處理組1：減10%化肥+有機肥（純N 270kg/hm2、P2O5 108kg/hm2、K2O 203kg/hm2，有機肥7500kg/hm2）；

（3）處理組2：減20%化肥+有機肥（純N 240kg/hm2、P2O5 96kg/hm2、K2O 180kg/hm2，有機肥7500kg/hm2）；

（4）處理組3：減30%化肥+有機肥（純N 210kg/hm2、P2O5 84kg/hm2、K2O 158kg/hm2，有機肥7500kg/hm2）。

各個處理計3次重復，總計12個小區，進行隨機區組排列。各小區面積21.04m2，長為8.25m、寬為2.55m；各重復直接間距0.6m。

播種時間在每年4月初，單壟種植，保持行、株距為63×29cm。播種之前半個月，先施用300m3/hm2的豬糞水。播種后，化肥與有機肥均一次性作為基肥使用完畢。各處理組之間保持相同的田間管理方法。于10月初收獲。

1.4樣品收集和測定

1.4.1產量及相關指標

收獲時，對各小區依次進行塊莖與植株的單收測產，通過統計大薯（＞150g）中薯（75～150g）、小薯（＜75g）的個數與重量，將其換算成單位產量。

1.4.2馬鈴薯品質

統計以下馬鈴薯品質指標：可溶性蛋白質含量（取馬鈴薯鮮樣研磨成漿，離心后取上清液測定吸光度，于標準曲線換算出蛋白質含量）、淀粉含量（取馬鈴薯鮮樣研磨后加入高氯酸攪拌，使用蒸餾水定容，取上清液于660nm波長下測定OD值，通過標準曲線換算得到淀粉含量）、可溶性固形物含量（使用折光計法計算）及干物質含量（馬鈴薯樣品洗凈切碎后放到105℃的干燥箱中殺青，再放到70～80℃的恒溫干燥箱中烘，比較烘干前后的重量差異）。

1.4.3肥料利用率

收獲時，于各個小區隨機選擇3株植株的樣本（植株已經開始衰老，但是沒有徹底死亡），使用蒸餾水沖洗干凈之后，將其分成3個部分：根、莖和葉各，放至105℃烘箱中，殺青半小時，并轉為65℃，恒溫烘干至恒重，對各部位的干物質重進行測量和記錄。每個小區隨機選擇大薯、中薯和小薯多個，洗凈、擦干，稱取鮮重，烘干，對干重進行測定，并計算得到干物質率。上述塊莖與植株樣品，進行粉碎之后測得全氮（使用全自動定氮儀測定）、全磷（使用鉬銻抗比色法測定）、全鉀（采取火焰光度計法）的含量。按照如下公式獲得肥料利用率數據：

（1）養分累積量=各部分干物質重×各部分養分含量；

（2）肥料利用率（%）=（施肥區養分吸收量-不施肥區養分吸收量）/ 施用肥料量×肥料中的養分含量×100%[3]。

1.5數據統計

使用Excel表格記錄相關數據，并由SPSS 26.0軟件進行統計，表達為均數±標準差的形式，結果P值＜0.05代表差異性存在統計學意義。

2結果與分析

2.1各處理組馬鈴薯產量及相關指標統計

各處理組之間在單株結薯數、單株鮮薯重、單薯重以及產量上的差異比較顯著，其中，處理組1及處理組2的單株結薯數、單株薯重、單薯重以及產量明顯高于其它處理組（P＜0.05），說明化肥減施10%及20%均有利于提高馬鈴薯產量，而化肥減施30%則會使產量不增反降。具體數據見表1。

2.2各處理組馬鈴薯品質指標的統計

化肥減施并配施有機肥的各處理馬鈴薯可溶性蛋白質含量、淀粉含量、可溶性固形物含量及干物質含量品質指標皆要高于對照組（P＜0.05）。具體數據見表2。

2.3各處理組馬鈴薯肥料利用率的統計

根據對馬鈴薯塊莖及植株養分的檢測結果，計算各處理組肥料利用率，分析表3數據可知，處理1、處理2氮肥、磷肥及鉀肥利用率均高于對照組和處理3（P＜0.05），同時處理2氮肥、磷肥利用率亦顯著高于處理1（P＜0.05）。提示化肥減量施用10%和20%均有利于提高肥料利用率，同時化肥減量20%更有利于提高氮、磷肥利用率。具體數據見表3。

3試驗結果討論

作為一種對肥料有較高敏感性的高產作物，合理施肥是提高馬鈴薯產量的重要手段。在農業大踏步發展之下，化肥在提高作物產量方面的重要作用受到人們關注與肯定，但長期、大量使用化肥造成的諸多問題也不容忽視，甚至要引起警醒，如土壤質量降低、地下水污染與農產品品質降低等。近年來，在農業種植與生產中，對新型肥料的研究如火如荼。新型肥料指的是使用新技術或新工藝制備出擁有新效果、新功能的肥料，旨在聯合化學肥料的施用獲得更高的作物產量，提高肥料利用效率[4]。

有機肥因其環保、可持續的特點受到了廣泛關注與應用。有機肥料與無機肥料的聯合施用也是近年來農業領域提倡的一種關鍵施肥技術，一方面，有機肥與化肥的合理配施，既能發揮出有機肥肥效的持久性優勢、又能突出化學肥料的速效性優勢，使得養分快速結合，穩定且持續地為作物生長發育提供養分支持，滿足作物需求；另一方面，有機肥的施用還能向土壤中微生物提供充足的氮、碳養分，使土壤供肥能力得到提高。不僅如此，有機肥的施用還能使作物根系生物量增加、促進根系分泌物的增加，使土壤中的群落結構與微生物活性得到改善，最終提高土壤肥力，為作物產量的提高奠定基礎。本研究旨在通過田間試驗，探究化肥與有機肥的不同配比對馬鈴薯產量的影響，為馬鈴薯生產的減肥增效提供理論依據。

本研究共設置了4個處理組：對照組（常規施肥）、處理組1（減10%化肥+有機肥）、處理組2（減20%化肥+有機肥）和處理組3（減30%化肥+有機肥）。每組都進行了3次重復，確保數據的可靠性。本文試驗結果發現，處理組1與處理組2的單株結薯數、單株鮮薯重、單薯重以及產量明顯高于對照組和處理組3，說明在減少化肥施用的情況下，增施有機肥能有效提高馬鈴薯的產量；在減量使用10%和20%的化肥之后，配施以有機肥顯著提高了馬鈴薯的產量及其相關指標，而當減量使用30%的化肥之后，配施有機肥卻會反之降低馬鈴薯產量，這可能是因為化肥的減少幅度過大，導致馬鈴薯生長所需的養分不足，從而影響了產量；說明化肥的使用量與馬鈴薯產量之間存在著一個適宜的配比，在一定范圍內減少化肥使用量可以提高馬鈴薯產量，但化肥減少得過多，可能會因為提供不了更全面、穩定的供給，反而使馬鈴薯缺乏必要的營養物質，使得產量降低。這也提示我們在實際生產中，化肥的減施應有一個合理的范圍。

同時研究發現，化肥減施并配施有機肥的各處理馬鈴薯可溶性蛋白質含量、淀粉含量、可溶性固形物含量及干物質含量品質指標皆要高于對照組，說明有機肥的配施可以提升馬鈴薯品質。分析可能與有機肥中含有豐富的有機物質與微量元素有關，它們皆可助力土壤結構與肥力的改善，為馬鈴薯的生長提供穩定、有利的生長環境；而且有機肥里面的有機物質于分解過程中可以釋放出大量二氧化碳，這樣也就會增加土壤里面的碳含量，使土壤微生物有效繁殖、活動，這些物質對于馬鈴薯的生長皆有促進作用。

另外，提高化肥利用率特別是氮、磷肥，亦是當前農業生產的重中之重。所以此次研究同時對不同施肥處理下馬鈴薯對于氮、磷肥的吸收與利用狀況進行了分析，旨在為優化施肥策略提供一定依據。試驗結果發現，化肥減施10%及20%后，氮肥、磷肥及鉀肥的利用率得到提高，表明適當減少化肥施用量并增施有機肥能夠提高肥料的利用率；而相較于處理1，處理2的氮肥、磷肥利用率更高，這可能是因為處理2中的化肥減量幅度更為合適，使得馬鈴薯能更好地吸收和利用這些養分；同樣化肥減施30%后，馬鈴薯肥料利用率反之降低，也可能是由于化肥減少幅度過大，造成養分供應的不及時及不足，從而對氮、磷肥的吸收與利用造成影響，說明適度減少化肥使用量才有利于提高肥料利用率。對減肥增施有機肥可以提高氮、磷肥利用率的可能原因進行分析，認為有以下幾點：首先，有機肥里面含有大量腐殖質，施用后可以促使土壤形成團粒的結構，這也會使土壤變得更加疏松，使馬鈴薯的根系更容易發育、養分更充分地得到吸收；其次，有機肥當中所含有的微生物會于分解過程中產生諸多生長激素及氨基酸，產生的這些物質會對馬鈴薯的生長予以一定刺激，最終使其吸收養分的能力得到提高；再次，得益于化肥與有機肥兩者之間起到的協同作用，有機肥里養分的釋放速度不同于化肥，前者釋放的速度雖然緩慢、但是持續，而后者的釋放速度雖然快、但是短暫，這樣將兩者結合起來應用就可以互為相補，保證馬鈴薯在各個生長階段都能夠得到充分的養分供應，即前期時吸收化肥快速提供的養分，而后期時則有機肥的養分釋放持續供應。

綜上，按照減肥增效的理念，從產量、肥料利用率方面考量，化肥減少20%配施有機肥可以作為同心馬鈴薯減肥增效的使用模式。有機肥的應用不僅提高了馬鈴薯的產量，還有助于改善土壤結構、提高土壤肥力和減少環境污染，這為化肥的減施和有機肥的推廣提供了有力的支持。通過本次田間試驗，我們證實了在同心縣的灰鈣土區，采用適當的化肥減施和有機肥增施策略，可以有效提高馬鈴薯的產量和品質。這為該地區的馬鈴薯生產提供了新的思路和方法。然而，未來仍需進一步研究不同地區、不同土壤類型和不同馬鈴薯品種的最佳施肥策略，為實現農業的綠色、可持續發展提供更多實踐依據。

參考文獻：

[1]胡路，向秋月.馬鈴薯減肥增效技術要點[J].農家科技（上旬刊），2022（5）∶31-33.

[2]王真，王玉鳳，林團榮，等.高壟滴灌馬鈴薯減肥增效生產技術試驗[J].中國馬鈴薯，2021，35（4）∶341-348.

[3]張嬌嬌，秦永林，樊明壽，等.土壤磷活化劑在馬鈴薯生產中的應用潛力[J].中國馬鈴薯，2022，36（4）∶370-375.

[4]梁宏，今芝，胡衛靜，等.馬鈴薯減肥增效技術要點[J].世界熱帶農業信息，2021（6）∶17-18.