不同灌水量和施肥水平對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

方玉川 陳占飛 劉肖 王小英 張芮銀

摘要?在陜西榆林設(shè)置3種灌水量：W1（1?650?m3/hm2）、W2（1?950?m3/hm2）、W3（2?250?m3/hm2），4個施肥水平：F1（90-60-135?kg/hm2）、F2（135-82.5-180?kg/hm2）、F3（180-105-225?kg/hm2）、F4（225-127.5-270?kg/hm2），研究不同水分和氮磷鉀用量對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，以明確毛烏素沙地滴灌條件下馬鈴薯氮磷鉀與水分的合理指標(biāo)。結(jié)果表明，灌水和施用氮磷鉀均能影響馬鈴薯的單株塊莖數(shù)、單株塊莖重和商品率，最終影響馬鈴薯的產(chǎn)量。單株塊莖數(shù)、單株塊莖重以及產(chǎn)量最高的是高水較高肥處理（W3F3），其次是中水較高肥處理（W2F3）;商品率最高的是W2F3，其次是W1F3處理。因此，在增加產(chǎn)量和節(jié)水節(jié)肥的目標(biāo)條件下，W2F3處理（灌水量1?950?m3/hm2，N-P-K施用量180-105-225?kg/hm2）可作為該試驗條件下較合理的水肥組合。

關(guān)鍵詞?馬鈴薯;灌水量;施肥水平;產(chǎn)量因素;產(chǎn)量

中圖分類號?S532文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A文章編號?0517-6611（2020）07-0062-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.020

Effects?of?Different?Irrigation?and?Fertilization?Levels?on?Potato?Yield?and?Its?Component?Factors

FANG?Yuchuan1，2，?CHEN?Zhanfei1，2，?LIU?Xiao3?et?al

（1.Yulin?Academy?of?Agricultural?Sciences，?Yulin，?Shaanxi?719000;2.Shaanxi?Potato?Engineering?&?Technology?Research?Center，?Yulin，?Shaanxi?719000;3.Yulin?Agricultural?Technology?Service?Center，?Yulin，?Shaanxi?719000?）

Abstract?Three?types?of?irrigation?were?set?up?in?Yulin，?Shaanxi：?W1?（1?650?m3/hm2），?W2?（1?950?m3/hm2），?W3?（2?250?m3/hm2），?and?4?fertilization?levels：?F1?（90-60-135?kg/hm2）?），?F2?（135-82.5-180?kg/hm2），?F3?（180-105-225?kg/hm2），?F4?（225-127.5-270?kg/hm2），?the?different?water?and?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?dosages?for?potato?yield?and?the?influence?of?its?constituent?factors?were?studied?to?clarify?the?reasonable?indicators?of?nitrogen，?phosphorus，?potassium?and?water?of?potato?under?drip?irrigation?conditions?in?Maowusu?sandy?land.?The?results?showed?that?irrigation?water?and?NPK?application?could?affect?tuber?number?per?plant，?tuber?yield?per?plant?and?commodity?rate?of?potato，?and?finally?affect?the?yield?of?potato.?The?highest?tuber?number?per?plant，?tuber?weight?per?plant?and?yield?were?high?water?and?high?fertilizer?treatment?（W1F3），?followed?by?high?water?and?high?fertilizer?treatment?（W2F3）;the?highest?commodity?rate?was?W2F3，?followed?by?W3F3?treatment.Therefore，?under?the?target?conditions?of?increasing?yield?and?saving?water?and?fertilizer，?W2F3?treatment?（irrigation?amount?1?950?m3/hm2，?N-P-K?application?amount?180-105-225?kg/hm2）?can?be?used?as?a?reasonable?combination?of?water?and?fertilizer?under?the?experimental?conditions.

Key?words?Potato;Irrigation?amount;Fertilization?level;Yield?component;Yield

基金項目?陜西省農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新與推廣聯(lián)盟重大科技項目（LMZD201705）;陜西省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)化項目合同（NYKJ-2018-YL02）。

作者簡介?方玉川（1976—），男，陜西榆林人，高級農(nóng)藝師，從事馬鈴薯育種、栽培及推廣工作。

收稿日期?2019-08-23

馬鈴薯原產(chǎn)于南美洲的安第斯山脈，是世界上僅次于玉米、水稻、小麥的第四大糧食作物[1]。榆林地處黃土高原與毛烏素沙地過渡地帶，年降雨量為400?mm左右，因氣候冷涼和土壤含鉀豐富盛產(chǎn)馬鈴薯，大力發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)對當(dāng)?shù)卮龠M(jìn)農(nóng)民增收和脫貧攻堅意義重大[2]。近年來，當(dāng)?shù)伛R鈴薯規(guī)模化農(nóng)場發(fā)展迅速，生產(chǎn)中“大水大肥”的種植模式較為普遍，存在盲目過量灌溉施肥的問題，造成了水資源和肥料的嚴(yán)重浪費(fèi)，還對作物的養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量和品質(zhì)等產(chǎn)生了不良影響，甚至導(dǎo)致土壤肥力退化和環(huán)境污染[3-4]。

近年來，有關(guān)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)提高的灌溉、施肥技術(shù)研究較多，何建勛等[5]通過馬鈴薯盆栽試驗，開展水肥耦合研究，建立了馬鈴薯生長量與產(chǎn)量的關(guān)系方程。李勇等[6]研究發(fā)現(xiàn)，合理施用氮磷鉀肥，有增加馬鈴薯莖粗和分枝數(shù)、提高產(chǎn)量的效果。袁安明等[7]研究得出，氮磷鉀施用不合理，導(dǎo)致地上植株徒長，地下塊莖生長受阻，產(chǎn)量和品質(zhì)下降，生產(chǎn)成本增加。為此，筆者以毛烏素沙地馬鈴薯為研究對象，研究水分和氮磷鉀施用量對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響，以期為馬鈴薯合理灌水和施肥以及優(yōu)質(zhì)、高效栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1?材料與方法

1.1?試驗地點與材料

試驗設(shè)在陜西省榆林市榆陽區(qū)牛家梁鎮(zhèn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)，海拔1?091?m，109°45′37″E，38°22′35″N。土壤類型新積土（改良風(fēng)沙土），其基本理化性狀為全氮0051%、全磷0.022%、全鉀1.109%、堿解氮16.67?mg/kg、有效磷14.8?mg/kg、速效鉀84?mg/kg、有機(jī)質(zhì)5.56%、pH?8.3，前茬作物為山藥，灌溉為滴灌，供試肥料尿素（N?46%）、磷酸一銨（N∶P=12∶61）、硝酸鉀（N∶K=13.5∶46）;供試馬鈴薯品種為冀張薯8號，種薯級別為脫毒原種。

1.2?試驗設(shè)計

試驗設(shè)3個灌水水平和4個施肥水平。當(dāng)?shù)卮笏嘤盟??000～7?500?m3/hm2，噴灌用水量4?500～6?000?m3/hm2，滴灌用水量1?800～2?400?m3/hm2。采用滴灌，試驗設(shè)3個灌水水平：W1（1?650?m3/hm2）、W2（1?950?m3/hm2）、W3（2?250?m3/hm2），灌水量通過水表控制，每個小區(qū)裝有獨(dú)立的水表和閥門。當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)種植方式下馬鈴薯氮、磷、鉀施肥量為240-135-300?kg/hm2，施肥量較大且利用效率低。試驗設(shè)4個施肥量水平：F1（90-60-135?kg/hm2）、F2（135-82.5-180?kg/hm2）、F3（180-105-225?kg/hm2）和F4（225-127.5-270?kg/hm2）。施肥時先將肥料溶于水，然后通過施肥罐進(jìn)行滴灌施肥。試驗共12個處理，每個處理3次重復(fù)，共36個小區(qū)。小區(qū)長10?m，寬5?m，面積50?m2。為了避免不同處理間的相互影響，相鄰處理均間隔1?m，試驗地兩端設(shè)置保護(hù)行。

試驗種植方式為機(jī)械起壟，壟寬90?cm，株距22?cm，種植密度50?505株/hm2，滴灌施肥系統(tǒng)中的管道、施肥罐（容積?15?L）、水表和滴灌管（管徑?16?mm，滴頭間距?30?cm）等均為市售材料。馬鈴薯于2017年5月12日播種，播種深度8～10?cm，于10月9日收獲。馬鈴薯全生育期內(nèi)灌水10次，施肥8次，灌水和施肥頻率均為?7?d。W1、W2和W3灌水總量分別為1?650、1?950、2?250?m3/hm2，生育期總降水量為383.1?mm。滴灌施肥從第2次灌水開始，每次等量施加F1（11.25-7.5-16.875?kg/hm2）、F2（16.875-10.3125-22.5?kg/hm2）、F3（22.5-13.125-28.125?kg/hm2）、F4（28.125-15.9375-33.75?kg/hm2）。滴灌施肥采用肥料利用效率高的1/4-1/2-1/4?模式，即前?1/4?時間灌清水，中間?1/2?時間打開施肥罐施肥，后?1/4?時間再灌清水沖洗，灌溉水利用系數(shù)為0.95[8]。

1.3?數(shù)據(jù)分析

文中數(shù)據(jù)為3次重復(fù)測定結(jié)果的平均值，利用DPS[A]數(shù)據(jù)處理軟件的二因素方差分析對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同灌水、施肥處理對馬鈴薯單株塊莖數(shù)的影響

表1表明，不同灌水量和施肥水平對馬鈴薯的單株塊莖數(shù)有不同程度的影響。施肥水平相同時，單株塊莖數(shù)隨著灌水量的增加而增加;灌水量相同時，隨著施肥水平的提高，馬鈴薯單株莖數(shù)先增加后減少（圖1）。經(jīng)方差分析，灌水處理中，W3的單株塊莖數(shù)最多，平均值為10.45個，與W1差異顯著，與W2差異不顯著;施肥處理中，F(xiàn)3的單株塊莖數(shù)最多，平均值為11.13個，與其他3個處理均達(dá)到顯著差異（表2）。

2.2?不同灌水、施肥處理對馬鈴薯單株塊莖重的影響

由圖2可見，不同灌水量和施肥水平對馬鈴薯的單株塊莖重有不同程度的影響，低肥水平下隨著灌水量增加而先增加后降低，高肥水平下則隨著灌水量增加而增加。方差分析表明，灌水處理中，W2的單株塊莖重最高，平均值為1.198?kg，與W1處理間差異顯著，與W3處理間差異不顯著;施肥處理中，F(xiàn)3處理的單株塊莖重最高，平均值為1.30?kg，與F1和F2處理間差異顯著，與F4處理間差異不顯著（表2）。

2.3?不同灌水、施肥處理對馬鈴薯塊莖商品率的影響

由圖3可見，不同灌水量和施肥處理對馬鈴薯塊莖商品率的影響較大，均為先增加后降低，并在處理W2F3時達(dá)到最大值，為78.5%。方差分析結(jié)果表明，在不同灌水量處理中，處理W2商品率最高，平均值為68.98%，并與其他2個處理達(dá)到顯著差異;在不同施肥水平處理中，處理F3商品率最高，平均值為73.20%，并與其他3個處理達(dá)到顯著差異（表2）。

2.4?不同灌水、施肥處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

產(chǎn)量構(gòu)成因素直接影響馬鈴薯的產(chǎn)量。由圖4可見，在低肥水平處理中，馬鈴薯產(chǎn)量隨著灌水量增加先增加后降低;高肥水平處理中，馬鈴薯產(chǎn)量隨著灌水量增加而增加。方差分析結(jié)果表明（表3），各小區(qū)平均產(chǎn)量在處理W3F3時最高（60?675?kg/hm2），其次為W2F3處理（60?240?kg/hm2）和W3F4處理（58?890?kg/hm2），這3個處理間差異不顯著，但與其他處理均達(dá)到顯著差異。

3?討論與結(jié)論

水和肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中影響馬鈴薯生長的2個重要因素，只有灌水量和氮磷鉀用量達(dá)到最優(yōu)時，才能實現(xiàn)馬鈴薯高產(chǎn)增效的目標(biāo)。筆者通過田間試驗，采用滴灌條件下的水肥耦合模式，研究了不同灌水量和施肥水平對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響。結(jié)果表明，不同灌水量和氮磷鉀施用量對馬鈴薯單株塊莖數(shù)、單株塊莖重、商品率等產(chǎn)量構(gòu)成因素均有不同程度的影響。該試驗中，不同灌水量對馬鈴薯單株塊莖數(shù)、單株塊莖重、平均產(chǎn)量均有顯著影響，基本隨灌水量的增加而增加，這與江俊燕等[9-10]的研究結(jié)果一致。在不同施肥水平下，馬鈴薯單株塊莖數(shù)、單株塊莖重、商品率、平均產(chǎn)量基本為先增加后降低，并在F3（180-105-225?kg/hm2）處理時

達(dá)到最大值，這與馬鈴薯最佳推薦施肥量一致，表明施肥過量反而對馬鈴薯的生長有抑制作用[11]。

不同的水肥組合對滴灌條件下大田馬鈴薯有顯著影響，低肥處理下產(chǎn)量隨著灌水量的增加先增加后降低，高肥處理下則隨著灌水量的增加而增加，且最大產(chǎn)量在高水較高肥（W3F3）處理獲得，其次為中水較高肥（W2F3）處理、高水高肥（W3F4）處理，3個處理間差異不顯著。商品率以W2F3處理最高，達(dá)到78.5%，較W3F3處理高6.5百分點。因此，適宜的灌水量和氮磷鉀施用量能有效提高馬鈴薯單株塊莖數(shù)、塊莖重、商品率等產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而獲得較大的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。在增加產(chǎn)量和節(jié)水節(jié)肥的目標(biāo)條件下，W2F3處理（灌水量1?950?m3/hm2，N-P-K施用量180-105-225?kg/hm2）可作為該試驗條件下較合理的水肥組合。

參考文獻(xiàn)

[1]?魏延安.世界馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及特點[J].世界農(nóng)業(yè)，2005（3）：29-32.

[2]?李增偉，劉天軍，雷斌.榆林市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與農(nóng)民增收[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2013（1）：8-11.

[3]?高虹，宋喜娥，姚滿生，等.不同施肥量對馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，35（1）：416-420.

[4]?張西露，湯小明，劉明月，等.NPK對馬鈴薯生長發(fā)育·產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及營養(yǎng)動態(tài)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（18）：9466-9469.

[5]?何建勛，王永哲，邱小琮，等.水肥耦合條件下馬鈴薯生長量對產(chǎn)量的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，55（7）：1646-1648，1652.

[6]?李勇，呂典秋，胡林雙，等.不同氮磷鉀配比對馬鈴薯農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和干物質(zhì)含量的影響[J].中國馬鈴薯，2013，27（3）：148-152.

[7]?袁安明，張小靜.氮磷鉀配比對馬鈴薯脫毒微型薯生長和產(chǎn)量的影響[J].中國馬鈴薯，2012，26（4）：225-227.

[8]?栗巖峰，李久生，饒敏杰.滴灌系統(tǒng)運(yùn)行方式施肥頻率對番茄產(chǎn)量與根系分布的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，39（7）：1419-1427.

[9]?江俊燕，汪有科.不同灌水量和灌水周期對滴灌馬鈴薯生長及產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008，26（2）：121-125.

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

[11]?戴樹榮.應(yīng)用“3414”試驗設(shè)計建立二次肥料效應(yīng)函數(shù)尋求馬鈴薯氮磷鉀適宜施肥量的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2010，26（12）：154-159.