不同種植模式下施肥對馬鈴薯產(chǎn)量和水肥利用效率的影響

王 耀,孫小娟

(甘肅省天?？h農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測檢驗站，甘肅天祝 733299)

馬鈴薯是繼小麥、玉米和水稻之后的世界第四大糧食作物，具有適應(yīng)性廣、營養(yǎng)價值高和產(chǎn)業(yè)鏈長等特點[1]，在中國糧食生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的作用。地膜覆蓋是馬鈴薯增產(chǎn)的重要栽培措施，覆膜可以有效改善土壤水熱微環(huán)境，促進植株營養(yǎng)器官快速生長，進而有利于結(jié)薯[2-3]。近年來，隨著全膜覆蓋壟溝種植技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用，顯著提高了降雨利用效率和馬鈴薯產(chǎn)量，從根本上克服旱地雨熱不同季的難題[4-5]，是一項集保墑、集雨、增溫為一體的高產(chǎn)高效栽培技術(shù)[6-8]。

全膜覆蓋壟溝種植技術(shù)實現(xiàn)了旱作農(nóng)業(yè)區(qū)對水資源的高效利用，但目前在養(yǎng)分管理方面還存在許多的問題，包括過量施肥、養(yǎng)分投入失衡如氮肥施用過多而鉀肥施用較少等[9-11]。氮磷鉀肥的合理施用是實現(xiàn)馬鈴薯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要途徑，可減輕馬鈴薯病害或降低病情指數(shù)[12-14]。但是，為了獲得高產(chǎn)高效，盲目施肥的現(xiàn)象越來越普遍，肥料的過度投入已經(jīng)造成嚴重的環(huán)境問題，如土壤酸化、水體富營養(yǎng)化和大氣氮沉降等[15-16]。張小靜等[17]研究發(fā)現(xiàn)，氮肥施用過多對馬鈴薯出苗和植株生長均造成不利的影響，而且還阻礙塊莖的膨大。盡管高量施肥可以明顯增加馬鈴薯開花期干物質(zhì)的積累量，但也同時降低光合速率和氣孔導(dǎo)度，難以提高塊莖的質(zhì)量[18]。此外，過量施氮減少旱作馬鈴薯花期0～200 cm土層的土壤貯水量，影響生育后期塊莖膨大和淀粉積累，最終導(dǎo)致馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和水分利用效率的降低[19-20]。研究表明，鉀素可以明顯地提高植株干物質(zhì)的轉(zhuǎn)運率，還在一定程度上增強作物對干旱脅迫環(huán)境的適應(yīng)能力[21-22]；馬鈴薯對鉀肥的需求量最多，但在半干旱區(qū)馬鈴薯種植中鉀素主要來自于農(nóng)家肥中，遠不能達到馬鈴薯生長的需求量[10,23-24]。在全膜覆蓋壟溝種植模式下，如何優(yōu)化養(yǎng)分管理措施是目前實現(xiàn)馬鈴薯增產(chǎn)、水肥高效利用和環(huán)境友好急需突破的瓶頸。施肥是旱地農(nóng)業(yè)中提高土壤水分利用的有效途徑[25]，關(guān)于覆膜種植方式下施肥對馬鈴薯產(chǎn)量和肥料利用率影響的研究鮮見報道。為此，本試驗探討壟溝集雨種植模式和施肥對馬鈴薯干物質(zhì)生產(chǎn)、產(chǎn)量和肥料利用的影響，旨在研究半干旱區(qū)馬鈴薯增產(chǎn)增效的最佳覆膜種植方式及其與之配套的施肥水平，為馬鈴薯覆膜栽培技術(shù)和養(yǎng)分優(yōu)化管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2015年4-10月在甘肅省武威市天祝藏族自治縣打柴溝鎮(zhèn)大灣村(E 102°57′，N 37°04′)進行。天祝藏族自治縣位于祁連山的東端，是河西走廊的“東大門”。境內(nèi)屬大陸性高原季風(fēng)氣候，年均降雨量為265～632 mm[26]，日照充足，氣候冷涼濕潤，晝夜溫差大，7至8月日均溫達14.0～18.5 ℃[27]。天祝縣有耕地面積5.54萬hm2，其中旱地面積占76.7%，馬鈴薯作為旱作農(nóng)業(yè)區(qū)主栽的作物之一，常年種植面積超過6 500 hm2[28]。研究區(qū)域海拔為2 670 m，日照時數(shù)2 600 h，年蒸發(fā)量2 500 mm，年降雨量260 mm，多集中在6至9月(65%～80%)，無霜期110 d。試驗地前茬為小麥，地力均勻，肥力中等。試驗地土壤屬砂壤土，0～20 cm土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分為：有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)2.15%，銨態(tài)氮質(zhì)量濃度1.17 mg·L-1，硝態(tài)氮質(zhì)量濃度24.17 mg·L-1，速效磷質(zhì)量濃度15.89 mg·L-1，速效鉀質(zhì)量分數(shù)230.80 mg·kg-1，pH 8.34。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)集雨種植模式和施肥水平2個因素，集雨種植模式方式有3種，分別為露地壟作(F0：壟寬70 cm、高20 cm，溝寬40 cm，壟上不覆膜，播種在壟上)、全膜覆蓋雙壟壟播(F1：大壟寬70 cm、高20 cm，小壟寬40 cm、高10 cm，地膜全地面覆蓋，大小壟種植，播種在壟上，并在溝中膜上打孔利于水分入滲)、全膜覆蓋雙壟溝播(F2：起壟方式同F(xiàn)1，播種在溝內(nèi))；施肥水平有3個，即不施肥(N0)、配方施肥(N1)和農(nóng)民習(xí)慣施肥(N2)。田間排列采用隨機區(qū)組設(shè)計，共9個處理(表1)。以當?shù)刂髟云贩N‘青薯2號’為試驗材料，各處理株距均為20 cm，種植密度為4 500株·hm-2。4月24日播種，9月25日收獲。小區(qū)面積為21 m2(7 m×3 m)，3次重復(fù)。地膜選用幅寬120 cm(用于全膜覆蓋)和70 cm(用于半膜覆蓋)，厚度均為0.008 mm。肥料品種為尿素(N質(zhì)量分數(shù)是46%)、過磷酸鈣(P2O5質(zhì)量分數(shù)是14%)和氯化鉀(K2O質(zhì)量分數(shù)是60%)，所有肥料全部作為基肥一次性施入。

表1 試驗處理Table 1 The field experiment

1.3 測定項目與方法

1.3.1 干物質(zhì) 在馬鈴薯苗期(6月3日)、塊莖形成期(6月25日)、塊莖膨大期(7月18日)、淀粉積累期(8月13日)和成熟期(9月17日)分別取具有代表性的植株3株，分根、莖、葉和塊莖不同器官分別稱鮮質(zhì)量，烘干后稱量。

1.3.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因子 按小區(qū)單收計產(chǎn)，計算塊莖產(chǎn)量。每個小區(qū)取10株考種，分析單株結(jié)薯數(shù)、單薯質(zhì)量以及商品率。商品薯評價標準為50 g以上。

1.3.3 收獲指數(shù) 收獲指數(shù)=塊莖產(chǎn)量/收獲期全株生物量。

1.3.4 耗水量 在馬鈴薯播前和收獲后用土鉆取0～200 cm土樣，每20 cm為一個土層。采用烘干法測定土壤質(zhì)量含水量，并計算土壤貯水量。土壤貯水量為W=h×ρ×w×10，式中，W為土壤貯水量(mm)，h為土層厚度(cm)，ρ為土壤體積質(zhì)量(g·cm-3)，w為土壤質(zhì)量含水量(%)。農(nóng)田耗水量為ET=(W1-W2)+P，式中，ET為馬鈴薯生育期耗水量(mm)，W1、W2分別為播前和收獲時的土壤貯水量(mm)，P為馬鈴薯生育期≥5 mm有效降雨量。

1.3.5 水分利用效率 水分利用效率(kg·hm-2·mm-1)=塊莖產(chǎn)量(kg·hm-2)/農(nóng)田耗水量(mm)

1.3.6 肥料利用效率 肥料農(nóng)學(xué)效率(kg·kg-1) =(施肥區(qū)塊莖產(chǎn)量-不施肥區(qū)塊莖產(chǎn)量)/肥料用量。肥料偏生產(chǎn)力(kg·kg-1)=施肥區(qū)塊莖產(chǎn)量/肥料用量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0軟件處理和分析數(shù)據(jù)，用LSD法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆膜方式下施肥對馬鈴薯不同生育時期干物質(zhì)積累量的影響

2.1.1 馬鈴薯全株干物質(zhì)積累量 馬鈴薯全株干物質(zhì)積累量隨著生育進程的順延不斷增加，在塊莖形成期后迅速增加，至成熟期達到峰值(表2)。不同處理對馬鈴薯各個生育時期全株干物質(zhì)積累量的影響表現(xiàn)為：塊莖形成期以F1N1處理的最高，而在其他生育時期均以F2N2處理的最高。在F0和F2覆膜方式下，馬鈴薯苗期、淀粉積累期和成熟期的全株干物質(zhì)積累量以N2水平的最高，較其他施肥水平明顯增加了9.42%～20.65%和5.62%～22.25%、11.41%～20.19%和4.02%～26.91%、4.47%～14.18%和0.83%～21.13%；在F1覆膜方式下，馬鈴薯苗期、塊莖形成期和塊莖膨大期均以N1水平的干物質(zhì)積累量最高，較其他施肥水平顯著增加了6.63%～30.05%、18.61%～51.01%和25.10%～52.16%(P<0.05)，而在淀粉積累期和成熟期N1與N2之間差異不顯著(P>0.05)。在N1水平下，馬鈴薯各個生育時期全株干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為F1>F2；而在N2水平下與之相反，以F2處理的最高，除塊莖形成期處理之間差異不顯著外，其他生育時期均存在顯著差異，其中馬鈴薯成熟期分別比F1、F0處理增加了7.70%、27.23%。

2.1.2 馬鈴薯塊莖干物質(zhì)積累量 由表3可知，塊莖膨大期是馬鈴薯塊莖干物質(zhì)積累量的轉(zhuǎn)折點，與塊莖形成期相比，此時期不同處理的塊莖干物質(zhì)積累量平均增加了3.42倍，而淀粉積累期和成熟期的塊莖干物質(zhì)積累量較塊莖膨大期分別增加了1.54和3.60倍。同一覆膜方式下，馬鈴薯塊莖膨大期、淀粉積累期和成熟期均以N1水平的最高，比N0水平增加了27.68%～51.21%、20.68%～43.32%、13.57%～24.09%，而高于N2水平6.13%～11.13%、4.80%～17.24%、5.55%～17.31%，差異均顯著(P<0.05)。同一施肥水平下，不同覆膜方式對馬鈴薯各個生育時期的塊莖干物質(zhì)積累量有較大的影響。馬鈴薯苗期，在N2水平下F1的塊莖干物質(zhì)積累量明顯高于F2處理6.08%；3種覆膜方式在塊莖形成期的干物質(zhì)積累量以F1的最高，與F2、F0處理相比，在N1水平下增加了6.67%、26.94%，而N2水平下增加幅度分別為7.36%、11.64%；在塊莖膨大期，F(xiàn)2處理的塊莖干物質(zhì)積累量最大，在N1、N2水平下分別高于F1處理7.08%、10.61%，而較F0增加了45.72%、43.76%，差異顯著；在淀粉積累期和成熟期以F1N1處理的塊莖干物質(zhì)積累量最大，比F2N1處理增加了5.59%和2.88%，二者之間差異顯著。

表2 不同處理下馬鈴薯各生育時期全株干物質(zhì)積累量

注：數(shù)據(jù)為“平均數(shù)±標準差”，不同小寫字母表示處理間在0.05水平上差異顯著。下同。

Note:The data were “mean±standard deviation” , and the different lowercase letters indicated that the difference was significant at the 0.05 level. The same below.

表3 不同處理下馬鈴薯各生育時期塊莖干物質(zhì)積累量Table 3 The dry matter accumulation at different stage of potato tuber under different treatments kg·hm-2

2.3 不同覆膜方式下施肥對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

由表4可知，不同處理的馬鈴薯塊莖產(chǎn)量從高到低的順序依次為：F1N1> F2N1> F1N2> F2N2> F0N1> F0N2> F2N0> F1N0> F0N0，與F0N0處理相比，增產(chǎn)率分別為56.35%、49.48%、42.06%、30.86%、11.47%、8.91%、6.92%和5.04%。在F0方式下，N1水平的塊莖產(chǎn)量分別比N2、N0水平增加了11.47%和8.91%；在F1、F2方式下，3種施肥處理的塊莖產(chǎn)量之間均存在顯著差異(P<0.05)，其中以N1水平的最高，高于N0水平48.85%和39.81%，較N2水平分別增加了10.06%和14.23%。不同覆膜方式下馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量表現(xiàn)為：在N0水平下，各處理的塊莖產(chǎn)量之間差異不顯著(P>0.05)；在N1、N2水平下均以F1處理的最高，分別比F0處理顯著增加了40.26%、30.44%，而F2處理的次之，高于F0處理34.10%、20.16%。馬鈴薯的單株結(jié)薯數(shù)以F1N1的最多，多達4.83個，比其他處理顯著增加了2.74%～36.30%。在同一覆膜方式下，不同施肥水平的單薯質(zhì)量以N1水平的最高，平均分別比N0、N2水平增加了39.79%和13.27%；在N1水平下，F(xiàn)1與F2處理之間有顯著差異，二者的單薯質(zhì)量分別比F0處理顯著增加了36.06%和27.50%。各處理的平均單薯質(zhì)量表現(xiàn)為F1N1處理的最高，較F1N1、F2N2處理分別增加了3.86%和8.00%，除這3個處理外，其他處理之間的差異均不顯著。在F0、F1方式下，N1與N2水平的商品率均未達到顯著差異水平，而F2方式下，N1水平的商品率顯著高于N0、N2水平20.35%和10.00%；不同覆膜方式下的商品率在N0、 N2水平下表現(xiàn)為F1>F2>F0，而N1水平下3種覆膜方式的商品率之間有顯著差異，以F2處理的最高，明顯高于F2、F0處理15.54%和5.40%。

表4 不同處理下馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 4 The tuber yield and components of potato under different treatments

2.4 不同覆膜方式下施肥對馬鈴薯收獲指數(shù)和水分利用效率的影響

2.4.1 馬鈴薯收獲指數(shù) 由圖1可知，覆膜和施肥處理可以明顯提高馬鈴薯的收獲指數(shù)，以F1N1處理的收獲指數(shù)最高，顯著高于其他處理3.87%～14.02%(P<0.05)。在同一覆膜方式下，不同施肥水平下馬鈴薯的收獲指數(shù)表現(xiàn)為N1>N2>N0，與N0水平相比，N1水平的收獲指數(shù)在F0、F1、F2覆膜方式下分別顯著增加了6.38%、13.76%和4.12%；相比較N2水平可以發(fā)現(xiàn)，N1水平的收獲指數(shù)增加了2.84%、3.87%、1.57%，二者之間存在顯著差異。就同一施肥水平下馬鈴薯收獲指數(shù)的變化而言，在N0水平下，F(xiàn)0、F1處理的收獲指數(shù)之間的差異不顯著(P>0.05)，且分別比F2處理降低了0.23%和3.81%，其中F1、F2處理之間有顯著差異；在N1、N2水平下，不同覆膜方式的收獲指數(shù)均以F1處理的最高，分別顯著高于F0處理7.18%、6.11%，而比F2處理增加了5.33%、3.00%，達到顯著差異水平。

不同小寫字母表示處理間在0.05水平上差異顯著,下同 The different lowercase letters above the bar indicated the difference at the 0.05 significant level,the same below

圖1不同處理下馬鈴薯的收獲指數(shù)
Fig.1Theharvestindexofpotatounderthedifferenttreatments

圖2 不同處理下馬鈴薯的水分利用效率Fig.2 The water use efficiency of potato under different treatments

2.4.2 馬鈴薯水分利用效率 由圖2可知，覆膜和施肥對馬鈴薯的水分利用效率有較大的影響作用。F1N1處理的水分利用效率最高，高達121.72 kg·hm-2·mm-1，F(xiàn)2N1處理的次之，二者分別比其他處理顯著增加了8.34%～33.34%、6.88%～31.55%(P<0.05)。比較相同覆膜方式下水分利用效率的變化發(fā)現(xiàn)， N1水平的最高，其次為N2水平，N0水平的最低。在F0方式下，N1、N2水平的水分利用效率為10.64 kg·hm-2·mm-1和10.48 kg·hm-2·mm-1，分別比N0水平顯著增加了14.62%、10.06%；在F1、F2方式下，N1與N2水平之間存在顯著差異，且N1水平的水分利用效率分別高于N2水平8.34%、9.47%，而較N0水平明顯增加了13.90%、18.27%。在同一施肥水平下，不同覆膜方式的水分利用效率表現(xiàn)為F1>F2>F0。在N0、N1水平下，F(xiàn)1處理的水分利用效率比F2處理增加了5.25%、1.36%，差異不顯著(P>0.05)，而顯著高于F0處理17.07%、16.33%；在N2水平下，F(xiàn)1、F2處理之間的差異不顯著，但二者的水分利用效率分別高于F0處理11.82%、9.18%，呈顯著差異水平。

2.5 不同覆膜方式下施肥對馬鈴薯肥料利用效率的影響

由表5可知，在相同覆膜方式下，不同施肥水平馬鈴薯的氮素農(nóng)學(xué)效率表現(xiàn)為N2>N1，在F1覆膜方式下，N2處理的氮素農(nóng)學(xué)效率比N1的顯著增加了29.86%(P<0.05)，而其他覆膜方式下二者之間不存在顯著差異(P>0.05)；磷素農(nóng)學(xué)效率的變化正好與之相反，在F0、F1、F2方式下，N1處理的磷素農(nóng)學(xué)效率明顯高于N2處理71.76%、84.80%和135.13%。在相同施肥水平下，不同覆膜處理的氮、磷素農(nóng)學(xué)效率均表現(xiàn)為F1>F2>F0，與F0相比較，N1、N2水平下F1處理的氮素農(nóng)學(xué)效率分別增加了3.47和3.15倍； 而覆膜處理的磷素農(nóng)學(xué)效率平均分別增加了3.35和2.33倍。鉀素農(nóng)學(xué)效率以F1N1處理的最高，其次為F2N1處理，分別比F0N1處理提高了4.47倍和3.71倍。就肥料的偏生產(chǎn)力而言，不同處理的氮、磷素偏生產(chǎn)力之間均有較大的差異，在相同覆膜方式下N2處理的氮素偏生產(chǎn)力明顯高于N1處理57.57%～78.56%，而磷素偏生產(chǎn)力顯著低于N1處理26.72%～34.34%。在N1水平下，F(xiàn)1、F2處理的氮素偏生產(chǎn)力分別為92.87、88.79 kg·kg-1，相比較F0處理明顯提高了40.27%和34.10%，而在N2水平下，增加幅度分別為30.44%和20.17%；同一施肥水平下，不同覆膜方式的磷素偏生產(chǎn)力表現(xiàn)以F1處理的最高，F(xiàn)2處理的次之，分別顯著高于F0處理30.43%～40.26%、20.16%～34.09%。F1N1、F2N1處理的鉀素偏生產(chǎn)力分別為69.65、66.59 kg·kg-1，分別比F0N1處理的顯著增加了40.25%、34.09%，但F1N1與F2N1處理之間差異不顯著。

表5 不同處理下馬鈴薯的肥料農(nóng)學(xué)效率和肥料偏生產(chǎn)力Table 5 The agronomic efficiency and partial factor productivity of appliedfertilizer under different treatments of potato kg·kg-1

3 討論與結(jié)論

自然降雨是半干旱區(qū)作物生產(chǎn)唯一的水分來源，如何科學(xué)“蓄住天上水，保住地里墑情，用好用活天然降雨”是提高旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的有效途徑[29]。隨著溝壟覆膜栽培技術(shù)的推廣和應(yīng)用，不僅有利于挖掘旱區(qū)糧食生產(chǎn)的潛力，還保證了旱區(qū)糧食的穩(wěn)定增產(chǎn)，是關(guān)系中國糧食安全、經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的基礎(chǔ)。氮磷鉀是馬鈴薯生長和發(fā)育過程中必需的營養(yǎng)物質(zhì)，通過參與促進同化物的合成、轉(zhuǎn)運和分配，對馬鈴薯的產(chǎn)量形成有極大的作用[30]。合理施肥可以節(jié)本增效，在一定程度上促進壟溝覆膜集雨提高作物產(chǎn)量和水分利用效率的重要措施[25]。

馬鈴薯干物質(zhì)生產(chǎn)是產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，干物質(zhì)積累是物質(zhì)生產(chǎn)的主要表現(xiàn)[31]。譚雪蓮等[32]研究發(fā)現(xiàn)，覆膜栽培明顯提高馬鈴薯的生物量，馬鈴薯全株、塊莖和地上部干物質(zhì)與露地處理間均有顯著差異。張平良等[33]指出，N、P、K平衡施肥可以促進馬鈴薯的生長，從而增加地上部干物質(zhì)積累量。本研究結(jié)果表明，在F0和F2覆膜方式下，馬鈴薯苗期、淀粉積累期和成熟期的全株干物質(zhì)積累量均以N2水平的最高；而在F1覆膜方式下，馬鈴薯各個生育時期的全株干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為N1>N2>N0，其中苗期至塊莖膨大期N1水平的較其他施肥處理顯著增加6.63%～52.16%。此外，在N1水平下馬鈴薯各個生育時期全株干物質(zhì)積累表現(xiàn)為F1>F2>F0；而在N2水平下，以F2處理的最高，且在馬鈴薯生育后期顯著高于其他覆膜處理7.70%～70.53%。這表明F2N2處理對馬鈴薯生育后期的全株干物質(zhì)積累量的影響較為突出。塊莖干物質(zhì)的積累主要在塊莖膨大期[25]。就塊莖干物質(zhì)積累量的變化而言，同一覆膜方式下，馬鈴薯塊莖膨大期至成熟期均以N1水平的最高，高于N2水平4.80%～17.31%；同一施肥水平下，3種覆膜方式在塊莖膨大期的干物質(zhì)積累量以F2的最高，高于F1處理7.08%～16.60%；在淀粉積累期和成熟期以F1N1處理的塊莖干物質(zhì)積累量最大，比F2N1處理增加了5.59%和2.88%?？梢姡じ采w雙壟壟播(F1)種植方式下馬鈴薯生育后期塊莖干物質(zhì)積累量的增加較為明顯，N225P150K300(N1)施肥效果尤為突出。這主要是由于全地面覆膜可以有效地增加春季地表溫度，雙壟膜面可以更好地蓄集降雨，保證馬鈴薯生長水分需求；同時，相比溝播種植而言，壟上種植對馬鈴薯根系的生長和塊莖的膨大有明顯的促進作用[34]。

在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，田間養(yǎng)分管理的出發(fā)點和最終目的是水分的高效利用，起到“以肥調(diào)水”和“以水促肥”的施肥耦合作用，協(xié)同增加作物的水肥利用效率，是解決馬鈴薯產(chǎn)量低而不穩(wěn)“瓶頸”的有效措施[35-36]。全膜覆蓋壟溝種植技術(shù)可以實現(xiàn)半干旱旱作區(qū)水資源利用最大化，通過養(yǎng)分管理調(diào)控作物的水分利用是實現(xiàn)作物高產(chǎn)和水肥高效利用的關(guān)鍵所在[36]。在覆膜方式下，合理施用氮、磷、鉀可以提高馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量和水分利用效率[33]。本研究結(jié)果表明，與F0N0處理相比，不同覆膜方式下施肥處理的馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和水分利用效率均以F1N1處理的最高，較其他處理的增加了5.04%～56.35%和8.34%～33.34%。同一覆膜方式下，馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量和水分利用效率均以N1水平的最高，且明顯高于其他施肥水平8.91%～39.81%和13.90%～18.27%。在N1和N2水平下，F(xiàn)1處理的產(chǎn)量和水分利用效率最高，比其他覆膜方式增加了 40.26%～30.44%和11.82%～16.33%。可見，在全膜覆蓋雙壟溝播種植方式下，實施N、P、K平衡施肥對馬鈴薯種植具有明顯的增產(chǎn)效果[34]，由于集雨、保墑等效果也有利于水分利用效率的提高。肥料農(nóng)學(xué)效率和肥料偏生產(chǎn)力是國際上常用來表征農(nóng)田肥料利用效率的參數(shù)，肥料農(nóng)學(xué)效率可以綜合反映施肥的增產(chǎn)效果，而增加土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量和肥料農(nóng)學(xué)效率可以促進肥料偏生產(chǎn)力的提高[37-38]。在本試驗中，氮素農(nóng)學(xué)效率和氮素偏生產(chǎn)力以F1N2最高，而F1N1處理的磷、鉀素農(nóng)學(xué)效率顯著高于其他處理0.21～6.68倍和0.21～3.47倍，磷、鉀素偏生產(chǎn)力增幅分別為0.05～0.91倍和0.05～0.40倍。這表明F1N1不僅可以協(xié)同提高馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量和水肥利用效率，而且與其他處理相比，可以更好地促進磷、鉀素農(nóng)學(xué)效率和偏生產(chǎn)力的增加，這對于馬鈴薯種植中水肥的高效利用具有重要的意義。因此，F(xiàn)1N1處理更有利于實現(xiàn)馬鈴薯增產(chǎn)和資源高效利用的目的，是半干旱區(qū)馬鈴薯增產(chǎn)增效的最佳覆膜種植方式和養(yǎng)分管理模式。

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