膜下滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)及肥料利用率的影響

吳曉紅,曾路生,李俊良,房增國,梁 斌,魏福龍

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,山東省水肥一體化工程技術(shù)研究中心，山東 青島 266109)

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膜下滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)及肥料利用率的影響

吳曉紅,曾路生,李俊良,房增國,梁 斌,魏福龍

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,山東省水肥一體化工程技術(shù)研究中心，山東 青島 266109)

針對(duì)當(dāng)前高產(chǎn)馬鈴薯普遍存在水肥資源的大量投入帶來了水肥利用率低、養(yǎng)分損失量大等一系列問題,采用田間試驗(yàn)方法,以農(nóng)民傳統(tǒng)灌溉施肥處理CF(溝灌+復(fù)合肥1 500 kg/hm2)為對(duì)照,研究了膜下滴灌條件下不同施肥處理,即CK(不施肥)、D1(緩釋肥1 245 kg/hm2)、D2(復(fù)合肥1 500 kg/hm2) 和D3(水溶肥675 kg/hm2)對(duì)馬鈴薯生長、品質(zhì)和養(yǎng)分利用率的影響。結(jié)果表明,滴灌條件下施用不同肥料均可促進(jìn)馬鈴薯株高、根長、根體積、葉面積指數(shù)、葉綠素和植株鮮質(zhì)量的增加,降低了丙二醛含量和SOD活性。試驗(yàn)同時(shí)表明,與傳統(tǒng)溝灌施肥比較,膜下滴灌的D1、D2和D3處理促進(jìn)了馬鈴薯對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收與積累,使產(chǎn)量分別增加了18.4%,13.3%,26.0%;淀粉含量分別增加了10.3%,5.5%,15.1%;粗蛋白含量增加了12.9%,8.6%,13.8%;而可溶性糖則分別降低了5.6%,2.4%,15.3%。尤其是采用水肥一體化的D3處理,氮、磷和鉀肥的利用率分別提高了22.7%,20.5%,23.5%。從農(nóng)學(xué)利用效率和肥料偏生產(chǎn)力來看,磷肥要高于氮肥和鉀肥。因此,馬鈴薯生產(chǎn)中需重視水肥一體化技術(shù)的推廣和肥料的科學(xué)施用。

滴灌;施肥處理;馬鈴薯;產(chǎn)量;品質(zhì);肥料利用率

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)屬茄科茄屬多年生草本植物。目前,馬鈴薯是繼小麥、玉米、水稻之后的世界第四大糧食作物,因?yàn)樗哂心秃?、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣、營養(yǎng)價(jià)值高和產(chǎn)業(yè)鏈長的特點(diǎn),而受到全世界的高度重視[1]。我國是世界人口最多的國家,糧食需求量大。2015年,農(nóng)業(yè)部副部長余欣榮在“馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略研討會(huì)”上表示,要以科技創(chuàng)新引領(lǐng)馬鈴薯主糧化發(fā)展,推進(jìn)馬鈴薯成為我國主糧產(chǎn)品,對(duì)保障國家糧食安全意義重大。

目前,我國過量施用化學(xué)肥料和農(nóng)藥,因此造成了環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等重大問題。巨曉棠等[2]研究認(rèn)為,在氮肥施用中損失嚴(yán)重是我國作物生產(chǎn)中的主要問題,這既是經(jīng)濟(jì)損失,又是環(huán)境污染。為此,國家鼓勵(lì)開展化肥農(nóng)藥減施增效技術(shù)研究,以提高各種資源利用率和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

滴灌施肥技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的綜合管理措施,具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥、提高作物產(chǎn)量和改善產(chǎn)品品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)[3-4],已經(jīng)越來越受到世界各國種植業(yè)者的重視。鄧蘭生等[5]研究表明,滴灌施肥較常規(guī)處理能顯著增加馬鈴薯塊莖產(chǎn)量,同時(shí)節(jié)約成本10%;周娜娜等[6]報(bào)道,在寧夏地區(qū),小水量多次灌水條件下低氮水平(180 kg/hm2)可以使馬鈴薯產(chǎn)量及商品薯率表現(xiàn)最好;秦軍紅等[7]研究表明,膜下滴灌均能顯著影響馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)以及水肥利用效率。Janat[8]研究認(rèn)為,滴灌施肥可以顯著提高氮肥利用率,增加馬鈴薯產(chǎn)量。井濤等[9]報(bào)道,在內(nèi)蒙古陰山北麓馬鈴薯主產(chǎn)區(qū),覆膜滴灌施氮量應(yīng)控制在90～180 kg/hm2。

山東省馬鈴薯單產(chǎn)水平連續(xù)多年位居全國第一,傳統(tǒng)種植以“肥大水勤”為重要特征[10]。因此,進(jìn)一步提高水肥資源的利用效率顯得尤為迫切。本試驗(yàn)旨在探討在滴灌條件下,施用不同種類肥料對(duì)馬鈴薯的生長、品質(zhì)及肥料利用率的影響,從而為指導(dǎo)馬鈴薯生產(chǎn)中的科學(xué)灌溉施肥提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在山東省膠州市膠萊鎮(zhèn)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)高科技示范園進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤類型為砂姜黑土,質(zhì)地為沙壤,土質(zhì)疏松。膠萊鎮(zhèn)是青島市高效農(nóng)業(yè)區(qū),青島市“無公害蔬菜示范基地”,該地氣候宜人,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,四季分明,年平均降水量755.6 mm。土壤肥沃,土層厚達(dá)8～10 m,水蘊(yùn)藏量豐富,地表河流多,大沽河、膠萊河穿流而過,為發(fā)展蔬菜生產(chǎn)提供了有利條件。試驗(yàn)地0～20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)14.6 g/kg,堿解氮82.7 mg/kg,速效磷33.3 mg/kg,速效鉀185.8 mg/kg,pH值6.8。

供試品種為荷蘭15號(hào),又叫荷蘭薯,屬于早熟、高產(chǎn)品種。

供試肥料為豆粕粉狀有機(jī)肥、緩釋肥(18-8-16)、復(fù)合肥(15-10-20)、水溶肥(19-19-19、16-6-32)。

滴灌施肥系統(tǒng)包括一次性滴灌帶、施肥罐、PVC管件及相關(guān)配件。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年3-7月進(jìn)行,大田試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每小區(qū)面積為100 m2。膜下滴灌在一次性施入粉狀有機(jī)肥1 200 kg/hm2做底肥,共設(shè)4個(gè)不同化肥處理,即:處理1(CK):滴灌+不施化肥;處理2(D1):滴灌+緩釋肥(1 245 kg/hm2);處理3(D2):滴灌+復(fù)合肥(1 500 kg/hm2);處理4(D3):滴灌+水溶肥(水肥一體化,675 kg/hm2),同時(shí)以農(nóng)民傳統(tǒng)處理(CF):溝灌+復(fù)合肥(1 500 kg/hm2)做對(duì)照,每個(gè)處理3次重復(fù),隨機(jī)排列。

傳統(tǒng)處理馬鈴薯整個(gè)生育期總灌水量為1 425 m3/hm2,滴灌處理總灌水量為855 m3/hm2,水溶肥隨水施入,共灌水施肥5次,前期施用19-19-19的水溶性肥,后期施用16-6-32的水溶性肥;緩釋肥、復(fù)合肥均采用一次性基肥施入。

馬鈴薯定植于2014年3月9日,種植方式為覆膜雙行壟栽,行距60 cm,株距30 cm,種植密度為61 800 株/hm2,采用專用播種機(jī)將播種、施肥、噴藥、鋪設(shè)滴灌帶、覆膜同時(shí)進(jìn)行,播種深度8～10 cm。在馬鈴薯生長期間進(jìn)行正常的培土、除草、澆水、施肥等管理,6月30日收獲計(jì)產(chǎn)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 測(cè)定方法 土壤分析：用“五點(diǎn)法”采集播種前和收獲后各處理0～20 cm土樣,風(fēng)干過篩,采用常規(guī)分析法測(cè)定土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、土壤堿解氮、速效磷和速效鉀等含量。

生長指標(biāo)：馬鈴薯的株高和根長直接量出;用排水法測(cè)定根體積;用天平稱鮮質(zhì)量;葉面積采用打孔重量法測(cè)定。

生理指標(biāo)：采用SPAD-520型葉綠素儀測(cè)定葉綠素SPAD值;采用巴比妥酸顯色法測(cè)定丙二醛含量;采用氮藍(lán)四哇(NBT)光化學(xué)還原法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性。

品質(zhì)分析：收獲后塊莖殺青烘干至恒重后打粉,淀粉含量采用碘比色法測(cè)定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定;粗蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測(cè)定。

產(chǎn)量測(cè)定：在馬鈴薯成熟期,稱重法測(cè)定每個(gè)處理小區(qū)的產(chǎn)量。

養(yǎng)分積累：在馬鈴薯收獲時(shí)期,取各器官烘干粉碎,用硫酸-雙氧水進(jìn)行消煮,全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定;全磷含量采用釩鉬黃比色法測(cè)定;全鉀含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.3.2 相關(guān)參數(shù)計(jì)算 肥料利用率=(收獲期施肥區(qū)植株吸收的養(yǎng)分-收獲期未施肥區(qū)植物吸收的養(yǎng)分)/施肥量×100%;

肥料表觀利用率=(收獲期施肥區(qū)地上部養(yǎng)分總吸收量-收獲期不施肥區(qū)地上部養(yǎng)分總吸收量)/施肥量×100%;

肥料農(nóng)學(xué)利用效率(kg/kg)=(施肥區(qū)作物產(chǎn)量-不施肥區(qū)作物產(chǎn)量)/施肥量;

肥料偏生產(chǎn)力(kg/kg)=施肥區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量/施肥量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)釆用Excel 2010、SPSS 19.0等軟件進(jìn)行整理與統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯生長的影響

在塊莖膨大期(75 d)時(shí),馬鈴薯正處于生長旺盛期,滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯生長的影響見表1。分析可知,各個(gè)施肥處理的各項(xiàng)生長指標(biāo)均高于不施肥的CK處理,說明肥料是促進(jìn)馬鈴薯生長的重要物質(zhì)保證,在生產(chǎn)中必須重視肥料的合理施用。

表1 不同施肥處理對(duì)滴灌馬鈴薯生長的影響

注:不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。表2-3、圖2同。

Note:The same column indicates that the difference is significant at the 0.05 level.The same as Tab.2-3,Fig.2.

與傳統(tǒng)的溝灌施肥處理CF相比,膜下滴灌不同施肥的D1、D2和D3處理各個(gè)生長指標(biāo)均高于CF,說明膜下滴灌比傳統(tǒng)溝灌更能促進(jìn)馬鈴薯的生長。其中，D1、D2、D3處理的株高、根長、根體積和鮮質(zhì)量分別比CF增加8.8%,4.9%,14.2%;1.3%,3.3%,7.8%;1.8%,8.0%,13.5%;17.9%,10.4%,25.4%。因此,膜下滴灌對(duì)馬鈴薯生物量的促進(jìn)作用更明顯。特別是膜下滴灌的水肥一體化D3處理,促進(jìn)馬鈴薯生長的各項(xiàng)指標(biāo)增加幅度最大,與傳統(tǒng)處理的CF比較,達(dá)到顯著差異。

葉片不僅是進(jìn)行光合作用的主要場所,更是判斷植株生長旺盛與否的重要標(biāo)志。葉面積指數(shù)是單位土地面積上植株的總?cè)~面積,葉面積指數(shù)越大,葉片交錯(cuò)重疊程度越大,更有利于植株養(yǎng)分積累與生物量的形成。從圖1分析可知,隨著馬鈴薯生長發(fā)育葉面積指數(shù)逐漸增加,在塊莖膨大時(shí)期達(dá)到最大值。然后隨著馬鈴薯生長,葉面積指數(shù)不斷減小。進(jìn)入成熟期,塊莖產(chǎn)量不斷增加,但葉片開始枯黃,葉面積指數(shù)進(jìn)一步下降至低值。

不同施肥處理的葉面積指數(shù)均高于不施肥的空白對(duì)照,與傳統(tǒng)溝灌施肥比較,膜下滴灌施肥處理具有更高的葉面積指數(shù),大小順序?yàn)镈3>D2>D1>CF>CK,說明滴灌更有利于馬鈴薯的生長。特別是水肥一體化的D3處理,葉面積指數(shù)最大。

圖1 不同施肥處理對(duì)滴灌馬鈴薯生育期葉面積指數(shù)的影響

2.2 滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯生理性狀的影響

不同的灌溉與施肥處理影響到馬鈴薯生理生化指標(biāo)的變化見表2。在塊莖膨大期,不施肥的CK具有較低的葉綠素SPAD值和較高的丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性。與傳統(tǒng)溝灌施肥比較,膜下滴灌施肥處理總體具有較高的SPAD值和較低的MDA含量及SOD活性。說明滴灌更有利于提高馬鈴薯葉綠素含量,降低膜脂過氧化作用,緩解馬鈴薯植株受到逆境傷害。特別是水肥一體化的D3處理,具有更好的生產(chǎn)效果。與傳統(tǒng)CF比較,葉綠素SPAD值增加了3.0%,MDA含量及SOD活性分別減少了12.7%和13.1%。

表2 不同施肥處理對(duì)滴灌馬鈴薯生理性狀的影響

2.3 滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯養(yǎng)分積累的影響

氮、磷、鉀是植物生長必需的大量營養(yǎng)元素,植株氮磷鉀積累量將影響作物產(chǎn)量的高低。圖2表明,在馬鈴薯成熟時(shí)期,各施肥處理的植株氮磷鉀積累量均高于CK,說明肥料是促進(jìn)作物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)溝灌施肥比較,滴灌不同施肥處理均具有較高的氮磷鉀積累量。其中,D1處理氮積累量更高,D3與D1處理磷的積累量較高,而D2處理鉀積累量最高。整體來看,各處理氮磷鉀積累量均呈現(xiàn)為K>N>P,說明馬鈴薯為喜鉀作物,應(yīng)重視鉀肥的施用。

圖2 不同施肥處理對(duì)滴灌馬鈴薯氮磷鉀積累量的影響

2.4 滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

滴灌不同施肥處理影響到馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。由表3分析可知,各施肥處理的產(chǎn)量均高于不施肥的對(duì)照處理,說明肥料是馬鈴薯增產(chǎn)不可缺少的必要條件;同時(shí)增加了馬鈴薯淀粉和粗蛋白含量,降低了可溶性糖含量。與傳統(tǒng)溝灌施肥CF比較,滴灌不同施肥處理的D1、D2 和D3產(chǎn)量分別增加了18.4%,13.3%,26.0%;淀粉含量分別增加了10.3%,5.5%,15.1%;粗蛋白含量分別增加了12.9%,8.6%,13.8%;而可溶性糖則分別降低了5.6%,2.4%,15.3%。因此,根據(jù)馬鈴薯生育期需求而滴施水溶肥的D3處理能達(dá)到最好的生產(chǎn)效果。

表3 滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.5 滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯肥料利用率的影響

肥料利用效率主要受肥料種類、施肥量、施肥方法、施肥時(shí)期、作物養(yǎng)分需求、土壤和肥料的養(yǎng)分供給等因素的影響。肥料表觀利用率能很好地反映作物對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收狀況,是目前國內(nèi)外比較通用的肥料利用率指標(biāo)。肥料偏生產(chǎn)力比較適合我國目前土壤和環(huán)境養(yǎng)分供應(yīng)量大、化肥增產(chǎn)效益下降的現(xiàn)實(shí),是評(píng)價(jià)肥料效應(yīng)的適宜指標(biāo)。肥料農(nóng)學(xué)利用率指單位施肥量所增加的作物產(chǎn)量,是評(píng)價(jià)肥料增產(chǎn)效應(yīng)較為準(zhǔn)確的指標(biāo)。

由表4分析可知,不同的施肥處理,馬鈴薯的肥料利用效率表現(xiàn)不一樣。與傳統(tǒng)溝灌施肥比較,膜下滴灌施肥處理的D1、D2和D3氮肥利用率分別增加了10.3%,7.1%,22.7%;磷肥利用率分別增加了9.9%,5.1%,20.5%;鉀肥利用率分別增加了15.8%,4.7%,23.5%?？梢?滴灌水溶肥的D3處理氮、磷、鉀的利用率均最高。

從肥料利用率和表觀利用率來看,鉀肥的肥料利用率最高,氮肥次之,磷肥最低。從農(nóng)學(xué)利用效率和肥料偏生產(chǎn)力來看,磷肥要高于氮肥和鉀肥。

表4 滴灌不同施肥處理對(duì)馬鈴薯肥料利用率的影響

3 討論與結(jié)論

灌溉方式直接影響到馬鈴薯的生長與肥料利用率的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明,在施肥量和施肥種類相同,均用復(fù)合肥1 500 kg/hm2的條件下,采用滴灌方式的D2處理比傳統(tǒng)的溝灌方式CF更能促進(jìn)馬鈴薯的生長和肥料利用率的提高。其中，馬鈴薯的株高、根長、根體積和鮮質(zhì)量分別增加了4.9%，3.3%，8.0%，10.4%，而MDA含量和SOD活性均低于CF處理。同時(shí)，產(chǎn)量、淀粉含量和粗蛋白含量分別提高了13.3%，5.5%，8.6%，可溶性糖降低了2.4%，氮、磷、鉀的肥料利用率分別提高了7.1%，5.1%，4.7%。因不同灌溉方式均影響到土體內(nèi)水肥氣熱的變化,傳統(tǒng)覆膜采用溝灌情況下,水分從溝中側(cè)滲進(jìn)入土壤,使土體變得緊實(shí),水分過多,土溫較低,不利于土壤微生物活動(dòng)和土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化,從而影響馬鈴薯根系的生長和對(duì)養(yǎng)分的吸收。同時(shí),溝灌時(shí)水量較大,為1 425 m3/hm2,易造成土壤養(yǎng)分的向下淋洗而損失,進(jìn)一步影響馬鈴薯的生長。而采用滴灌時(shí),水分由上向下滴入,對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的破壞較小,土壤能保持較好的通氣透水性,土溫升得快,有利于土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和馬鈴薯的生長[11]。同時(shí),灌水量較少,為855 m3/hm2,對(duì)土壤養(yǎng)分的淋洗損失較少。李炫臻等[12]研究表明,馬鈴薯膜下滴灌調(diào)虧可影響各器官干物質(zhì)質(zhì)量,有利于水分利用效率的提高。滴灌處理可提高馬鈴薯產(chǎn)量和偏生產(chǎn)力[13]。

施肥處理也影響到馬鈴薯的生長和肥料效率。本試驗(yàn)中,滴灌處理總灌水量均為855 m3/hm2條件下,采用水溶肥的D3處理與施用緩釋肥的D1和復(fù)合肥的D2處理相比，馬鈴薯產(chǎn)量、氮、磷、鉀的肥料利用率均明顯高于D1和D2處理。說明肥料利用率的提高是增加馬鈴薯產(chǎn)量的重要前提。從生產(chǎn)效果來看,水溶肥效果最好,其次是緩釋肥,再次為普通復(fù)合肥。因緩釋肥和復(fù)合肥均為固體肥料,養(yǎng)分不能完全釋放出來,有部分會(huì)被土壤固持,作物難以利用[14]。而水溶肥為速效養(yǎng)分,并根據(jù)馬鈴薯不同的生長時(shí)期采用不同的比例組合,適合馬鈴薯需求,養(yǎng)分有效性高,從而提高了產(chǎn)量和養(yǎng)分效率。由于滴灌施肥提高了馬鈴薯對(duì)養(yǎng)分的吸收利用,可減少肥料對(duì)環(huán)境的污染,對(duì)保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

灌溉施肥處理同樣影響到馬鈴薯的品質(zhì)。本試驗(yàn)中,滴灌比傳統(tǒng)溝灌具有較高的淀粉和粗蛋白含量和較低的還原性糖含量。在滴灌不同施肥處理中,水溶肥滴灌的馬鈴薯具有較高的品質(zhì)。而韓文鋒等[15]報(bào)道,滴灌量為300 m3/hm2處理可顯著地提高馬鈴薯產(chǎn)量、大中薯率及經(jīng)濟(jì)效益,但塊莖還原糖、Vc 和淀粉含量均沒有明顯變化。董亮等[16]報(bào)道,與習(xí)慣施肥相比,適量減量施用包膜尿素能較好地保證馬鈴薯產(chǎn)量、葉片葉綠素含量及提高馬鈴薯品質(zhì)?？梢?合理的灌溉施肥對(duì)提高馬鈴薯塊莖的品質(zhì)具有重大意義。

肥料性質(zhì)影響到馬鈴薯的肥料利用效率和偏生產(chǎn)力,整體來看,鉀肥的肥料利用效率更高,磷肥的偏生產(chǎn)力更高。因此,馬鈴薯生產(chǎn)過程中需要進(jìn)一步提高氮肥和磷肥的利用效率,并重視磷肥的合理施用,能帶來較大的增產(chǎn)潛力。

周瑞榮等[17]研究發(fā)現(xiàn),施用緩釋肥的處理能夠顯著提高馬鈴薯的產(chǎn)量,改善馬鈴薯的品質(zhì)和提高肥料利用效率。胡瑩瑩等[18]研究表明,與普通速效復(fù)合肥相比,控釋復(fù)肥可以有效地提高土壤中有效磷的含量,對(duì)馬鈴薯塊莖的磷累積吸收量有顯著的促進(jìn)作用。焦瑞棗等[19]報(bào)道,炭基肥可減少馬鈴薯田間土壤容重,增加孔隙度和促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化。邢海峰等[20]研究表明,磷肥分次滴灌施用可提高馬鈴薯群體磷素吸收及磷利用率?？蒯尫士商岣咄寥烂富钚源龠M(jìn)馬鈴薯生長[21]。在水分相同情況下,馬鈴薯塊莖質(zhì)量、塊莖淀粉含量、塊莖維生素C含量和水分利用效率都隨施氮量的增加而呈拋物線趨勢(shì)變化[22]。

秦永林等[23]總結(jié)了國內(nèi)近幾年關(guān)于馬鈴薯當(dāng)季氮肥利用率的研究,結(jié)果表明，馬鈴薯的氮肥利用率平均值為32.2%,但與發(fā)達(dá)國家50%～60%的氮肥利用率相比,相差甚遠(yuǎn)。本試驗(yàn)中,滴灌+緩釋肥及滴灌+復(fù)合肥處理的氮肥利用率分別為42.2%和39.0%,高于全國平均水平但低于國外發(fā)達(dá)國家水平。而滴灌+水溶肥的水肥一體化技術(shù)使氮肥利用率增加到54.6%,達(dá)到國外發(fā)達(dá)國家水平?？梢?水肥一體化技術(shù)可以有效地提高馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)及肥料利用率,響應(yīng)國家政策對(duì)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)高效、肥料零增長具有一定的積極作用,對(duì)馬鈴薯主糧化具有推動(dòng)作用。

與傳統(tǒng)溝灌施肥比較,滴灌不同施肥處理均可提高肥料利用率,增加馬鈴薯產(chǎn)量和提高馬鈴薯品質(zhì)。尤其是滴灌+水溶肥(D3)處理,即水肥一體化技術(shù)能使氮、磷和鉀肥利用率分別達(dá)到54.6%,30.7%,63.9%,產(chǎn)量達(dá)到39.7 t/hm2,明顯高于傳統(tǒng)和其他施肥處理。同時(shí),增加了淀粉和粗蛋白含量,明顯降低MDA含量、SOD活性和還原性糖含量?？梢?水肥一體化技術(shù)能促進(jìn)馬鈴薯生產(chǎn)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì),宜在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣應(yīng)用。

[1] 高中強(qiáng),劉國琴,尹秀波,等.山東省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問題及對(duì)策[J].山東省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào),2007,23(6):54-56.

[2] 巨曉棠,谷保靜.我國農(nóng)田氮肥施用現(xiàn)狀、問題及趨勢(shì)[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2014,20(4):783-795.

[3] Bar Yosef B.Advances in fertigation[J].Advances in Agronomy,1999,65:3-5.

[4] 臧小平,鄧蘭生,鄭良永,等.不同灌溉施肥方式對(duì)香蕉生長和產(chǎn)量的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2009,15(2):484-487.

[5] 鄧蘭生,林翠蘭,涂攀峰,等.滴灌施肥技術(shù)在馬鈴薯生產(chǎn)上的應(yīng)用效果研究[J].中國馬鈴薯,2009,23(6):321-324.

[6] 周娜娜,張學(xué)軍,秦亞兵,等.不同滴灌量和施氮量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].土壤肥料,2004,12(6):11-12,16.

[7] 秦軍紅,蒙美蓮,陳有君,等.馬鈴薯膜下滴灌增產(chǎn)效應(yīng)的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(18):204-208.

[8] Janat M.Efficiency of nitrogen fertilizer for potato under fertigation utilizing a nitrogen tracer technique[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis,2007,38(17/18):2401-2422.

[9] 井 濤,樊明壽,周登博,等.滴灌施氮對(duì)高壟覆膜馬鈴薯產(chǎn)量、氮素吸收及土壤硝態(tài)氮累積的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2012,18(3):654-661.

[10] 李樹超,吳龍華,李亞俊,等.山東省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及推進(jìn)對(duì)策研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2015,31(8):280-285.

[11] 王 雯,張 雄.不同灌溉方式對(duì)榆林沙區(qū)馬鈴薯生長和產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2015,33(4):153-159.

[12] 李炫臻,張恒嘉,鄧浩亮,等.膜下滴灌調(diào)虧對(duì)綠洲馬鈴薯生物量分配、產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2015,30(5):223-231.

[13] 張志偉,梁 斌,李俊良,等.不同灌溉施肥方式對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2013,29(36):268-272.

[14] 唐拴虎,黃 旭,解開治,等.馬鈴薯應(yīng)用緩釋肥效果研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(6):7-9.

[15] 韓文鋒,金光輝.不同滴灌量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].中國馬鈴薯,2010,24(5):263-266.

[16] 董 亮,張玉鳳,張昌愛,等.包膜尿素減量施用對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2014,29(z1):284-287.

[17] 周瑞榮,孫銳鋒,肖厚軍,等.緩釋肥料在馬鈴薯上的應(yīng)用效果[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,23(5):1763-1765.

[18] 胡瑩瑩,張 民,宋付朋.控釋復(fù)肥中磷素在馬鈴薯上的效應(yīng)研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2003,9(2):174-177.

[19] 焦瑞棗,任少勇,王 姣,等.炭基肥對(duì)馬鈴薯田土壤容重、孔隙度和養(yǎng)分的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2015,30(4):231-238.

[20] 邢海峰,石曉華,楊海鷹,等.磷肥分次滴灌施用提高馬鈴薯群體磷素吸收及磷利用率的作用[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2015,21(4):987-992.

[21] 劉 飛,諸葛玉平,王 會(huì),等.控釋肥對(duì)馬鈴薯生長及土壤酶活性的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2011,25(2):185-188,202.

[22] 宋 娜,王鳳新,楊晨飛,等.水氮耦合對(duì)膜下滴灌馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)及水分利用的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(13):98-105.

[23] 秦永林,井 濤,康文欽,等.陰山北麓馬鈴薯在不同灌溉模式下的水肥效率[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,21(4):426-431.

Effects of Different Fertilizer Treatments on Yield,Quality and Fertilizer Utilization Ratio of Potato under Mulching Drip Irrigation Conditions

WU Xiaohong,ZENG Lusheng,LI Junliang,FANG Zengguo,LIANG Bin,WEI Fulong

(College of Resources and Environment,Qingdao Agricultural University,Shandong Provincial Engineering Technology Research Center for Fertigation,Qingdao 266109,China)

In view of a series of problems of a large number of inputs bringing the low utilization rate of water and fertilizer and nutrient loss in current production of high yield of potato,the effect of different fertilizer treatments on the yield,quality and the fertilizer utilization ratio of potato under mulching drip irrigation were studied in this paper under open field conditions.The different fertilizer treatments were composed of CK(No fertilizer),D1(1 245 kg/ha of slow-released of fertilizer),D2(1 500 kg/ha of compound fertilizer) and D3(675 kg/ha of water soluble fertilizer),and with farmers′ conventional irrigation fertilization treatment CF(1 500 kg/ha of compound fertilizer with furrow irrigation) for comparison.The results indicated that different fertilization treatments under drip irrigation conditions increased the plant height,root length,root volume,leaf area index,chlorophyll content and plant fresh weight of potato and reduced the MDA content and SOD activity of potato.The test results also indicated that compared with conventional furrow irrigation fertilization,the treatments of D1,D2 and D3 with drip irrigation under mulch film promoted the potato on the absorption and accumulation of soil nutrients,increased the potato production by 18.4%,13.3% and 26.0% respectively.Starch content increased by 10.3%,5.5%,15.1% respectively,and the crude protein content increased by 12.9%,8.6% and 13.8% respectively.While the soluble sugar content reduced by 5.6%,2.4% and 15.3%respectively.Especially the D3 treatment with drip fertigation increased the fertilizer utilization ratio of nitrogen,phosphorus and potassium by 22.7%,20.5% and 23.5% respectively.From the point of view of the efficiency of agricultural use and the partial productivity of fertilizer,phosphate fertilizer was higher than that of nitrogen fertilizer and potassium fertilizer.Therefore,we should pay attention to the promotion of fertigation technology and the scientific application of fertilizer in potato production.

Drip irrigation;Fertilization treatment;Potato;Yield;Quality;Fertilizer use efficiency

2016-05-23

山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系薯類產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)栽培與土肥崗位項(xiàng)目(SDAIT-15-08)

吳曉紅(1989-),女,甘肅山丹人,在讀碩士,主要從事馬鈴薯水肥一體化技術(shù)研究。

李俊良(1962-),男,山東青島人,教授,博士,博士生導(dǎo)師,主要從事經(jīng)濟(jì)作物水肥一體化技術(shù)研究。

S152;S532

A

1000-7091(2016)05-0193-06

10.7668/hbnxb.2016.05.029