黑膜覆蓋下兩種復(fù)合肥對(duì)冬作馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

官利蘭，陳銳浩，劉小鋒，趙蘭鳳，李水源，陳健章，張新明

（1.廣東省恩平市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所，廣東 恩平 529400；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642）

【研究意義】馬鈴薯是我國(guó)繼小麥、玉米、水稻后的第四主糧，適應(yīng)性廣、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，對(duì)南方冬作區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用[1]。馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略對(duì)生態(tài)安全的意義在于減少化肥的使用，提高農(nóng)業(yè)資源高效利用[2]。在南方冬作區(qū)，馬鈴薯種植多采用地膜覆蓋一次性施肥種植模式，地膜覆蓋對(duì)土壤溫濕度的影響表現(xiàn)為明顯增加生育期土壤積溫、提高馬鈴薯水分利用效率、增產(chǎn)效果顯著[3-5]，是馬鈴薯增產(chǎn)的重要技術(shù)手段[6]。地膜覆蓋后不再追肥，基肥為馬鈴薯生長(zhǎng)提供養(yǎng)分的時(shí)效受到制約，施用緩釋肥料能滿足馬鈴薯不同生育期養(yǎng)分的需求，解決馬鈴薯黑膜覆蓋“一基免追”（即播前只施用基肥后期不再追肥的施肥模式）施肥技術(shù)的難點(diǎn)[7-8]。

【前人研究進(jìn)展】在種植馬鈴薯時(shí)施加高量緩釋肥，顯著提高土壤養(yǎng)分含量，土壤中有機(jī)質(zhì)濃度達(dá)到61.33 g/kg，堿解氮濃度達(dá)到214.36 g/kg，有效磷濃度達(dá)到40.50 g/kg，速效鉀濃度達(dá)到244.83 g/kg[9]。膜下滴灌技術(shù)配合緩釋肥不僅顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量，還可節(jié)約水資源，并降低肥料量過大造成的環(huán)境污染[10]。施用緩釋尿素馬鈴薯增產(chǎn)趨勢(shì)明顯，增產(chǎn)率為10.6%～17.4%，有助于提高馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)，淀粉含量提高27%，還原糖含量降低52%[11]。在青海省干旱區(qū)馬鈴薯種植區(qū)施用緩釋復(fù)混肥可提高馬鈴薯產(chǎn)量，增產(chǎn)率達(dá)4.83%～12.06%，氮肥利用率達(dá)到53.70%[12]。施用蔬菜緩釋肥或緩釋肥配施生物有機(jī)肥能較明顯改善馬鈴薯品質(zhì)，較常規(guī)施肥處理提高氮、磷、鉀養(yǎng)分利用率分別達(dá)0.8%～19.6%、10.7%～29.0%和30.2%～46.7%，同時(shí)減低氮、磷、鉀養(yǎng)分用量分別為17.7%、31.8%～35.4%、23.2%～31.2%[13]。

【本研究切入點(diǎn)】為適應(yīng)馬鈴薯南方冬作區(qū)節(jié)本增效的目標(biāo)，黑膜覆蓋“一基免追”施肥模式的應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)過量施肥、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)日趨脆弱的現(xiàn)狀普遍存在[14-15]。采用黑膜覆蓋“一基免追”施肥模式，配合緩釋復(fù)合肥，既符合馬鈴薯需肥規(guī)律和提高養(yǎng)分利用率，又是保護(hù)馬鈴薯南方冬作區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的迫切需求?！緮M解決的關(guān)鍵問題】在恩平市開展兩種復(fù)合肥對(duì)冬作馬鈴薯影響的大田對(duì)比試驗(yàn)，探討黑膜覆蓋下“一基免追”施肥模式的適用肥料，為廣東冬作馬鈴薯的輕簡(jiǎn)化栽培高效施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試馬鈴薯品種為費(fèi)烏瑞它（Favorita），采用一級(jí)脫毒種薯。供試肥料包括商品有機(jī)肥（N 12.8 g/kg，P2O531.9 g/kg，K2O 8.2 g/kg）、普通復(fù)合肥（16-6-23）、緩釋復(fù)合肥（14-6-24）。

1.2 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在廣東省恩平市恩城街道深水村（E 112°19′56″、N 22°14′7″）進(jìn)行，氣候類型為南亞熱帶季風(fēng)氣候，前作為水稻。土壤質(zhì)地為中壤土，含有機(jī)質(zhì)20.65 g/kg、堿解氮83.13 mg/kg、有效磷49.66 mg/kg、速效鉀55.30 mg/kg，pH為6.01，呈弱酸性。

1.3 試驗(yàn)方法

根據(jù)施肥量（實(shí)物量）一致原則，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：不施肥對(duì)照（T1）、普通復(fù)合肥每667 m2施80 kg（T2）、緩釋復(fù)合肥每667 m2施80 kg（T3），每個(gè)處理每667 m2施用商品有機(jī)肥600 kg，采用一次性作基肥施用，黑膜覆蓋。

高壟雙行種植，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3壟，面積為56.25 m2（1.25 m×15 m×3），中間壟為測(cè)產(chǎn)壟，每壟110株。于2019年11月21日播種，按照已集成的“廣東冬種馬鈴薯高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培關(guān)鍵技術(shù)”，進(jìn)行病蟲害防治。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

在成熟收獲期馬鈴薯收獲后，于測(cè)產(chǎn)壟進(jìn)行商品薯（≥75 g的無病爛、畸形塊莖）、次品薯（包括＜75 g的小薯；畸形薯等）的分類稱重測(cè)產(chǎn)，測(cè)產(chǎn)后在每小區(qū)測(cè)產(chǎn)壟采5 kg左右商品薯作為分析樣品。

將馬鈴薯塊莖切塊后分別裝入牛皮紙袋放置在105 ℃恒溫烘箱中殺青30 min，再在75 ℃恒溫下烘干（4～5 d）至恒重，稱重，并記錄，計(jì)算含水量，粉碎過篩后裝入編好的自封袋，放入干燥器保存。

Vc含量測(cè)定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法，淀粉含量測(cè)定采用乙醇提取葡萄糖測(cè)定法，還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定。全氮含量用H2SO4-H2O2消煮蒸餾定氮法測(cè)定，全磷含量用H2SO4-H2O2消煮鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀含量用H2SO4-H2O2消煮火焰光度計(jì)法測(cè)定，礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)采用原子吸收分光光度法測(cè)定。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和DPS14.10軟件[16]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及商品薯、商品薯率的影響

由表1可知，不同處理馬鈴薯產(chǎn)量表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，且各處理間差異顯著。T3處理的增產(chǎn)率為64.70%，較T2高22.51個(gè)百分點(diǎn)。不同處理馬鈴薯商品薯產(chǎn)量表現(xiàn)為T3＞T2＞T1。T2、T3處理商品薯率分別較對(duì)照高9.33、10.20個(gè)百分點(diǎn)。說明兩種復(fù)合肥增產(chǎn)效果明顯，其中緩釋復(fù)合肥優(yōu)勢(shì)更明顯。

表1 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及商品薯、商品薯率的影響Table 1 Effects of two kinds of compound fertilizers on potato yield, commercial potato yield and commercial potato rate

2.2 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表2可知，各施肥處理成本表現(xiàn)為T1＜T3＜T2，T2、T3肥料成本高于對(duì)照，T2略高于T3?？偖a(chǎn)值與成本的表現(xiàn)趨勢(shì)相似，為T1＜T2＜T3，T2、T3每667 m2總產(chǎn)值分別比對(duì)照高2 007.40、2 972.33元。T2、T3利潤(rùn)每667 m2分別比對(duì)照高1 617.40、2 636.33元。從經(jīng)濟(jì)效益考慮，兩種復(fù)合肥增收明顯，其中緩釋復(fù)合肥總產(chǎn)值和利潤(rùn)高于普通復(fù)合肥。

2.3 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯塊莖養(yǎng)分含量的影響

不同處理對(duì)馬鈴薯塊莖氮磷鉀養(yǎng)分含量的影響如圖1所示，T2、T3馬鈴薯塊莖氮含量分別比T1高4.30、5.57 mg/kg，差異顯著，T2、T3之間差異不顯著。各處理間馬鈴薯塊莖磷、鉀含量無顯著差異。

表2 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益影響Table 2 Effects of two kinds of compound fertilizers on economic benefits of potato（yuan/667m2）

圖1 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯塊莖養(yǎng)分含量的影響Fig. 1 Effects of two kinds of compound fertilizers on nutrient contents of potato tuber

2.4 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯氮肥利用率的影響

兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯氮偏生產(chǎn)力和表觀利用率的影響如表3所示，T3氮偏生產(chǎn)力較T2高45.04 kg/kg，T3氮表觀利用率是T2的1.69倍?？梢姡忈審?fù)合肥氮養(yǎng)分利用水平較高，可實(shí)現(xiàn)氮投入量的減施。

表3 兩種復(fù)合肥對(duì)氮偏生產(chǎn)力和表觀利用率的影響Table 3 Effects of two kinds of compound fertilizers on nitrogen partial factor productivity and apparent recovery rate

2.5 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯塊莖品質(zhì)的影響

由表4可知，T3處理Vc含量較對(duì)照高33.92 mg/kg，差異顯著。T2處理Vc含量與對(duì)照無顯著差異。各處理間馬鈴薯塊莖干物質(zhì)、還原糖、可溶性糖、淀粉含量的差異不顯著。

2.6 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯塊莖礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的影響

由圖2可知，馬鈴薯塊莖鈣含量表現(xiàn)為T3＞T2＞T1，T2、T3分別比T1高45.04、63.93 mg/kg，差異顯著，T3顯著高于T2。T2、T3處理馬鈴薯塊莖鋅含量和鐵含量顯著高于T1，T2、T3處理間馬鈴薯塊莖鋅含量和鐵含量差異不顯著。

圖2 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯塊莖礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量的影響Fig. 2 Effects of two kinds of compound fertilizers on mineral nutrients of potato tuber

表4 兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯塊莖品質(zhì)的影響Table 4 Effects of two kinds of compound fertilizers on quality of potato tuber

3 討論

黑膜覆蓋下兩種復(fù)合肥可顯著增加冬作馬鈴薯的產(chǎn)量，其中緩釋復(fù)合肥的增產(chǎn)效果更明顯。在經(jīng)濟(jì)效益方面，普通復(fù)合肥和緩釋復(fù)合肥處理的總產(chǎn)值和利潤(rùn)均高于對(duì)照，緩釋復(fù)合肥處理成本低于普通復(fù)合肥處理，且總產(chǎn)值和利潤(rùn)高于普通復(fù)合肥處理。緩釋復(fù)合肥養(yǎng)分釋放較緩慢是馬鈴薯增產(chǎn)的主要原因，緩釋復(fù)合肥能夠減少氮素氨揮發(fā)損失及地表徑流損失，隨著馬鈴薯生長(zhǎng)進(jìn)程穩(wěn)定地提供養(yǎng)分，符合馬鈴薯的需肥規(guī)律，有助于馬鈴薯增產(chǎn)。緩釋復(fù)合肥養(yǎng)分緩慢釋放適應(yīng)于作物養(yǎng)分需求，施入土壤后養(yǎng)分不會(huì)大量釋放，能夠根據(jù)作物不同生長(zhǎng)期緩慢供應(yīng)養(yǎng)分，提高作物生長(zhǎng)中后期土壤供肥能力。緩釋復(fù)合肥可以控制養(yǎng)分緩慢地溶入土壤中，不會(huì)造成土壤溶液濃度過高而被大量固定，使釋放的養(yǎng)分最大程度的被植物吸收利用，減少養(yǎng)分在土壤中的大量殘留[17]?！耙换庾贰笔┓誓Ｊ较戮忈尫蕦?duì)馬鈴薯增產(chǎn)效果顯著，大幅提高肥料利用率，這與前人研究結(jié)果一致，施用緩釋肥料比常規(guī)施肥減少20%用肥量的情況下仍有5.6%的增產(chǎn)效果，節(jié)本、增效、省工[18]。

施用普通復(fù)合肥和緩釋復(fù)合肥有利于提高塊莖氮含量。緩釋復(fù)合肥處理氮的投入量低于普通復(fù)合肥，而氮偏生產(chǎn)力卻較普通復(fù)合肥處理高45.04 kg/kg，氮表觀利用率也高于普通復(fù)合肥處理。緩釋復(fù)合肥通過阻礙銨根離子向亞硝酸根離子、硝酸根離子的轉(zhuǎn)化減少了氮素的損失，因而提高氮肥利用率[19]。養(yǎng)分的釋放與馬鈴薯的需求基本同步，有效提高肥料的當(dāng)季利用率，使氮素能夠緩慢地釋放保證氮素在作物生長(zhǎng)期供應(yīng)充足，減少氮素?fù)p失。施用緩釋復(fù)合肥解決了覆膜后馬鈴薯生長(zhǎng)期間不易追肥致使馬鈴薯生長(zhǎng)中后期脫肥早衰而造成減產(chǎn)等問題[20]。兩種復(fù)合肥對(duì)馬鈴薯塊莖干物質(zhì)、還原糖、可溶性糖、淀粉含量的影響不大，對(duì)鈣、鋅、鐵的含量有促進(jìn)積累的作用。施用緩釋復(fù)合肥可提高馬鈴薯塊莖Vc含量和鈣含量。這與唐拴虎等研究結(jié)果施用緩釋肥能有效改善馬鈴薯品質(zhì)一致[13]。

施用緩釋復(fù)合肥對(duì)冬作馬鈴薯土壤養(yǎng)分的影響及后茬作物的影響有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

黑膜覆蓋下冬作馬鈴薯“一基免追”施肥模式可減少施肥的人工成本，施用緩釋復(fù)合肥可實(shí)現(xiàn)肥料養(yǎng)分的緩慢釋放，解決因一次性集中作基肥施用帶來的馬鈴薯生長(zhǎng)后期脫肥問題，保證馬鈴薯產(chǎn)量。緩釋復(fù)合肥處理增產(chǎn)率較普通復(fù)合肥處理高22.51個(gè)百分點(diǎn)，每667 m2商品薯產(chǎn)量較普通復(fù)合肥處理高284.58 kg，緩釋復(fù)合肥處理每667 m2總產(chǎn)值和利潤(rùn)分別較普通復(fù)合肥處理高964.93、1 018.93 元，說明黑膜覆蓋冬作馬鈴薯“一基免追”施肥模式下緩釋復(fù)合肥增產(chǎn)增收效果明顯。緩釋復(fù)合肥處理氮偏生產(chǎn)力較普通復(fù)合肥處理高45.04 kg/kg，緩釋復(fù)合肥處理氮表觀利用率較普通復(fù)合肥處理高11.65個(gè)百分點(diǎn)，緩釋復(fù)合肥處理塊莖氮含量也較高。說明緩釋復(fù)合肥可促進(jìn)馬鈴薯氮素的吸收利用。緩釋復(fù)合肥處理塊莖鈣含量較普通復(fù)合肥處理高18.89 mg/kg，施用緩釋復(fù)合肥還可提高塊莖Vc含量。緩釋復(fù)合肥可作為黑膜覆蓋下冬作馬鈴薯“一基免追”施肥模式的推薦肥料。