不同氮肥施用量對馬鈴產量影響的實驗研究

互助土族自治縣隸屬于青海省海東市，為大陸寒溫帶氣候，年平均氣溫 5.8^qC ，年均日照時數2581.7h，年均無霜期114d，年均降雨量 477.4mm 近年來，青海省海東市互助縣依托當地豐富的土地資源，大力發展馬鈴薯種植產業，現已成為當地農戶增產增收的重要途徑。馬鈴薯作為互助土族自治縣重要的經濟作物，其高產穩產對當地農業經濟發展、糧食生產安全影響重大。

在馬鈴薯種植期間，除了品種因素、種植時間、種植管理等因素影響產量之外，化學肥料施用管理不科學也會造成產量、品質下降。氮、磷、鉀作為三大元素肥，氮肥施用主要影響植株葉片、莖稈的生長，提升植株光合利用率水平，增加植株重量、體積。在馬鈴薯種植期間，合理施入氮肥可以提升馬鈴薯地上部分植株長勢，提高光合作用效率，從而達到增產增收。當氮肥施入不足時，馬鈴薯地上部分植株長勢衰弱、葉片黃化、生長停滯，最終影響馬鈴薯地下部分產量；而當氮肥施入過多時，會造成馬鈴薯地上部分莖稈徒長、細弱、地下部分結薯量少或不結薯，造成馬鈴薯產量下降。除此之外，馬鈴薯過量施入化學肥料會影響耕地環境生態，造成土壤板結、鹽堿化。許多農戶在開展馬鈴薯生產期間，缺乏科學的施肥管理引導，僅憑自身經驗施肥，不注重肥料種類、施肥方法的調控，經常發生施肥不合理的現象。

基于此，就互助縣不同施氮水平對馬鈴薯產量的影響展開研究，采取5種不同施氮水平處理組，分別記錄各組馬鈴薯農藝性狀、產量及構成因素、品質等內容進行統計分析。試驗結果表明：尿素 323.3kg/hm²， 過磷酸鈣 937.5kg/hm². 硫酸鉀 300kg/hm² 氮肥 60% 、磷肥全量、鉀肥全量一次性底肥施人，剩余 40% 氮肥在馬鈴薯初花期追肥溝施的方案下，馬鈴薯產量、品質、生長性狀最為優異，適宜在互助縣馬鈴薯種植生產期間進行推廣。

一、試驗材料與方法

1、試驗地概況

試驗于2024年在青海省海東市互助縣威遠鎮某農戶馬鈴薯種植地塊實施，前茬作物為白蘿卜。試驗地塊 0～20cm 土層土壤基礎養分： pH 值5.93、有機質 41.4g/kg 、全氮 0.17% 、全磷0.148% 、全鉀 0.21% 水解性氮 88.53mg/kg 有效磷 44.72mg/kg 速效鉀 171.65%;20～40cm 王層土壤基礎養分： pH 值6.51、有機質 20.7g/kg 全氮 0.10% 、全磷 0.069% 、全鉀 0.35% 、水解性氮34.18mg/kg 有效磷 43.65mg/kg 速效鉀 7.58%;40～60cm 土層土壤基礎養分： pH 值6.26、有機質 22.4g/kg 全氮 0.38% 、全磷0.414% 、全鉀 0.28% 水解性氮 41.94mg/kg 有效磷 45.58mg/kg 速效鉀 77.56% 。

2、試驗材料

馬鈴薯供試品種為“互薯3號”，由青海省互助縣農業技術推廣中心選育，全生育期165d，晚熟品種，具有耐寒、耐鹽堿、抗旱、抗晚疫病等特征。

化學肥料：尿素 N?46.0% ），由四川美青化工有限公司生產；過磷酸鈣（ P₂O₅gtrsim16% ，由湖北龍祥磷化有限公司生產；硫酸鉀 K₂0?52.0% ）由安徽國泰化工有限公司生產。

3.試驗設計

本次試驗采取單因素完全隨機區組設計，分別設置5個不同施氮水平處理。處理一：為當地農戶習慣施肥方案（ N：210kg/hm² 折合尿素 452.6kg/hm² ）、處理二：為專家推薦施氮量 （N：150kg/hm² 折合尿素 323.3kg/hm² 。

處理三：為專家推薦施氮量減量 20%（N：120kg/hm² ，折合尿素 258.65kg/hm² 、處理四：為專家推薦施氮量增加 20% （N：180kg/hm² ，折合尿素 387.95kg/hm² ）處理五 Ψ（ckΨ） 為空白對照，不施入氮肥。

除了施入氮肥之外，各處理還施入過磷酸鈣 937.5kg/hm² 硫酸鉀 300kg/hm² 。每個處理重復3次，共有小區15個，單個小區面積為 50m²（5m×10m） 。施肥方式除處理一外均為氮肥 60% 、磷肥全量、鉀肥全量一次性底肥施入，剩余 40% 氮肥在馬鈴薯初花期追肥溝施。處理一當地農戶習慣施肥處理所有肥料一次性底肥施入。

4、馬鈴薯田間管理

馬鈴薯播種前，對薯塊進行挑選，選擇飽滿一致、大小均勻、芽眼粗的健康馬鈴薯作為種子。種薯在光照下攤晾處理2～3d，晾曬時每間隔3～5h翻動1次。晾曬結束后對其進行切塊，確保馬鈴薯單個種薯為 30～50g 之間，切薯工具使用 75% 乙醇溶液消毒。切塊時，盡量保留種薯頂芽，切塊后在切口處均勻拌草木灰，促進傷口愈合。馬鈴薯播種前深翻土壤，翻耕深度 25cm ，翻耕前依照各處理底肥施入方案均勻撒施肥料，借旋耕帶入土層深處。馬鈴薯播種株距為 25cm 行距為 40cm ，播種密度為75000株 ?/hm² □播種時，頂芽朝上，覆土 1.5cm_? 。馬鈴薯生長至初花期，馬鈴薯行間挖一條深 10～15cm. 寬 5～8cm 施肥溝，依照各處理追肥方案將肥料撒施溝內后覆土。本次試驗期間，除施肥方案不同之外，其余田間管理方案均一致。

5、項目測定及方法① 馬鈴薯農藝性狀

分別在馬鈴薯塊莖形成期、塊莖膨大期，在各處理小區內隨機選取馬鈴薯植株2株，單個處理共6株。對馬鈴薯的株高、莖粗（莖基部粗度）主莖數進行調查、記錄。

② 馬鈴薯產量及構成因素

馬鈴薯進入成熟期后，對各小區馬鈴薯種薯進行收獲。單個小區隨機抽取馬鈴薯20株，分別記錄、計算各小區內馬鈴薯的單株結薯量及薯塊重量，依照3個小區獲取的數據計算重復平均值，并依照 75% 含水量換算出塊莖產量。

表1施氮水平對馬鈴薯各時期農藝性狀的影響

注；同列不同小寫字母表示在0.05水平下 （Plt;0.05） 差異顯著，下同。

③ 馬鈴薯品質指標

馬鈴薯收獲后，單個小區內隨機抽取馬鈴薯塊莖5個，單個處理共15個進行混合為一個樣品。測定其淀粉、維生素C、蛋白質等含量。

6、數據處理與分析

本次試驗數據使用Excel2020軟件進行數據整理與計算，使用SPSS17.0軟件進行方差差異性分析。

二、試驗結果與分析

1、不同施氮水平對馬鈴薯農藝性狀的影響

觀察表1數據可見，在馬鈴薯塊莖形成期株高以處理二、處理三較高，兩者之間無顯著差異性，對比處理一、處理二、處理四、處理五（ck）差異顯著（ Plt;0.05 ）。馬鈴薯莖粗以處理二、處理三、處理四較高，三者之間無顯著差異性，對比處理一、處理五（ck）差異顯著（ Plt;0.05 ）。馬鈴薯主莖數以處理一、處理二、處理三、處理四較高，四者之間無顯著差異性，對比處理五（ck）差異顯著（ Plt;0.05 ）。

在馬鈴薯塊莖膨大期株高、莖粗以處理二、處理三、處理四較高，三者之間無顯著差異，對比處理一、處理五（ck）差異顯著（ Plt; 0.05）。馬鈴薯主莖數以處理一、處理二、處理三、處理四較高，四者之間無顯著差異性，對比處理五（ck）差異顯著 （Plt;0.05 ）

由此可見，在本次試驗中馬鈴薯植株農藝性狀在塊莖形成期、塊莖膨大期的株高、莖粗以專家推薦施氮量 （N：150kg/hm² 折合尿素 323.3kg/hm² 的情況下表現均較為優異，始終處于顯著水平。而當地農戶施氮方案 N：210kg/hm² ，折合尿素 452.6kg/hm² ）的情況下，對比專家推薦施氮量株高、莖粗相對較低，主莖數表現較為優異，如表1所示。

2、不同施氮水平對馬鈴薯產量及構成因素、品質的影響

觀察表2數據可見，馬鈴薯產量構成因素中單株結薯數最多為處理二、處理三、處理四，三者之間無顯著差異，對比處理一、處理五（ck）差異顯著（ _Plt;0.05 ）。單株結薯重以處理二最高，對比其他處理差異顯著（ Plt;0.05 ）。馬鈴薯產量以處理二最高，為22879.8kg/hm² ，對比其他處理差異顯著（ Plt;0.05 ；其次為處理三，產量為 21561.5kg/hm² ，對比其他處理差異顯著 _（Plt;0.05 ；最低為處理五 （ck ），產量為 19746.1kg/hm². ，對比其他處理差異顯著 （Plt;0.05 。

馬鈴薯品質指標中，以處理二、處理三、處理四 （ck） 中淀粉含量較高，三者之間無顯著差異，對比處理一、處理五（ck）差異顯著 _（Plt;0.05 。維生素C含量以處理一、處理二、處理三處理四較高，四者之間無顯著差異性，對比處理五 （ck） 差異顯著（ Plt; 0.05）。蛋白含量以處理二最高，對比其他處理差異顯著（ Plt; 0.05）。

由此可見，馬鈴薯單株結薯數、單株結薯重、總產量及淀粉、維生素C、蛋白含量等，均以專家推薦施氮量 （N;150kg/hm² ，折合尿素 323.3kg/hm² ）處理下各項數據處于較為優異的水平，如表2所示。

三、試驗結論與討論

氮元素在植物生長代謝期間具有重要的作用，其對植株的生命活動、外在表現等方面均有直接影響。在植物生長期間，適宜的氮肥供應量可以促進植株快速生長、提升長勢及產量，而過度施入氮肥則會造成土壤養分失衡，不僅無法起到較好的吸收利用效果，還會致使植株體內營養物質分配不均，抑制氮元素或其他元素的吸收與利用，地上部分與地下部分生長失調，對不良氣候、病蟲害等抗逆性降低，從而引發一系列的問題。當氮肥施人不足時，植株體內氮元素積累量不足，無法完成代謝活動、營養物質轉換的基本需求，致使植株生長發育受限，葉片黃化、莖稈細弱。

馬鈴薯作為一種喜鉀作物，其地下部分塊莖的生長需求大量的鉀元素，其次，需求較多的為氮元素，磷肥最少。當氮肥施入過多時，氮元素會和馬鈴薯植株中的碳水化合物進行轉化為蛋白質，致使馬鈴薯植物細胞壁薄化，影響組織的抗病性，最終降低馬鈴薯塊莖產量。而馬鈴薯生長期間，以塊莖形成期、塊莖膨大期對氮元素的吸收與利用率較高，其吸收與積累量占整個生間，除了科學調整施氮水平，還需依照馬鈴薯植株需求進行合理配施磷、鉀元素，避免造成磷、鉀元素施入量過多，抑制氮肥的吸收與利用。

表2施氮水平對馬鈴薯各產量及構成因素、品質的影響

除此之外，農田土壤中氮元素的損失途徑較多，包含氨揮發、雨長周期的 50% 左右。但不同馬鈴薯品種在不同的氮肥施用量及施用方式下，對氮元素的吸收與積累量有一定的差異性。通過本次試驗研究發現，馬鈴薯生產期間，對其采取專家推薦施氮量（N：150kg/hm² ，折合尿素 323.3kg/hm² 、過磷酸鈣 937.5kg/hm² 硫酸鉀 300kg/hm² ，氮肥 60% 、磷肥全量、鉀肥全量一次性底肥施入，剩余 40% 氮肥在馬鈴薯初花期追肥溝施的馬鈴薯施肥方案下，馬鈴薯的生長性狀、產量及構成因素、品質等均處于較為優異的水平。而在不施氮肥、氮肥施入量 210kg/hm²，180kg/hm² 及120kg/hm² 的處理下，馬鈴薯各項試驗數據均對比專家推薦施氮量 150kg/hm² 略低或較低。造成此種現象可能是由于專家推薦施氮量水平與磷、鉀元素的搭配較為合理，應用在馬鈴薯生長期間相互協調，最終達到提升馬鈴薯產量及品質的效果。

四、馬鈴薯生長期間對氮素需求及合理施肥

在馬鈴薯生長發育期間，為滿足日常營養需求，在管理期間需施人多種養分以供應其生長。每生產出 1000kg 馬鈴薯塊莖，需要供應氮（N）、磷 （P₂O₅） 、鉀 （K₂O） 分別為 3.0～4.0kg，1.0～ 1.5kg?4.0～6.0kg° 除了氮、磷、鉀三種大量元素外，馬鈴薯還需吸收中微量元素，方可實現產量及品質的提升。中微量元素通常直接從土壤中獲取，無需多次施入，但在部分表現出缺素癥狀的地塊，需人工補充。

馬鈴薯植株生長期間，對氮元素的吸收規律表現為單峰曲線變化，在馬鈴薯塊莖快速生長期，即馬鈴薯出苗后第41～54d內，對氮元素的需求量達到最高值。此階段為馬鈴薯營養生長快速期，塊莖快速生長期后，馬鈴薯葉片、莖稈中的氮元素逐漸往塊莖中開始轉移，生長重點由營養生長轉向營養與生殖生長并進階段，后期轉變為生殖生長為主階段。馬鈴薯進入成熟期后，植株體內的氮元素 50% 均保持在塊莖之中，用于淀粉、維生素、蛋白的合成。

在馬鈴薯種植期間，對氮元素施入量過少，馬鈴薯會表現出缺氮的癥狀。馬鈴薯缺氮癥多體現在開花前，植株矮小、長勢衰弱、葉片淡綠色、營養吸收不良等。馬鈴薯缺氮癥的發生，除了氮元素施入不足，當肥料施入不均、王壤有機質含量較低等情況下，也會誘發該生理表現的出現。以肥料施入不均為例，氮肥施入過量時，氮元素會占據馬鈴薯的營養吸收點位，抑制磷、鉀元素的吸收與利用率，從而引發營養不良癥狀。同時，土壤有機質含量低、鹽堿化等，會加劇土壤中氮元素的自然損失，進而抑制植株對氮元素的吸收，引發生理缺氮癥。因此，在馬鈴薯種植期水沖淋、硝化及反硝化損失。馬鈴薯種植期間，部分地塊即便施入較多的氮元素，但是受氨揮發、雨水沖淋等途徑的影響，王壤中存留氮元素含量不足，也會造成馬鈴薯缺氮癥狀。特別是在習慣地表追肥的區域，農戶在對馬鈴薯進行追肥時，為節約農事操作人力消耗，會直接將追施的氮肥撒施在土表，借助降雨或灌水，促使氮肥融化滲入土壤中。但當降雨量或灌水量過大或追肥后未能及時降雨等現象時，氮肥隨地表沖淋流失或在空氣中揮發，造成土壤中氮元素未能有效存留，施肥效果差。并且此種施肥方法，氮肥在流失后進入河流，促進河流水源富氧化，進一步威脅自然生態健康。因此，建議在馬鈴薯生產期間，底肥及追肥肥料的施人以土壤深施為主，通過深施將肥料深埋地下，避免氧化揮發、雨水沖淋，有效為根系提供養分，提升肥料利用率。

綜上所述，在本次試驗研究中，馬鈴薯尿素 323.3kg/hm² 過磷酸鈣 937.5kg/hm². 硫酸鉀 300kg/hm² ，氮肥 60% 、磷肥全量、鉀肥全量一次性底肥施入，剩余 40% 氮肥在馬鈴薯初花期追肥溝施的方案下，馬鈴薯產量、品質、生長性狀最為優異。在互助縣馬鈴薯種植生產期間，適宜以此為科學施肥管理方案進行推廣應用。除此之外，為促進馬鈴薯植株長勢及產量，在馬鈴薯生產期間，除了注重對氮元素的供應及施入，還需結合馬鈴薯對元素肥料的吸收與利用特征，采取氮、磷、鉀混合搭配施入管理方案。通過氮、磷、鉀配施確保馬鈴薯植株養分吸收利用率，避免由于單種元素施入過多造成其他元素的吸收抑制現象產生。注重施肥方式，盡可能采取化學肥料土壤深施管理，減少土壤沖淋、空氣氧化等造成的肥料損失，提升馬鈴薯對化學肥料的吸收與利用率，達到節本增效的種植效果。

（作者單位：810599青海省海東市互助縣人工影響天氣服務中心）