不同肥料配施對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤理化性狀的影響

師學(xué)靜，柴同海，邢明振，李偉欣，石垚，王淑平

（根力多生物科技股份有限公司，河北 威縣 054700）

馬鈴薯是重要的糧、菜、飼兼用以及工業(yè)原料作物，營養(yǎng)價值高，適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高，在全球范圍內(nèi)廣泛種植，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中發(fā)揮著重要作用[1]。我國馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位，但是單產(chǎn)水平普遍較低，塊莖品質(zhì)也較差[2，3]。因此，我國馬鈴薯優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)具有很大的提升空間，提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)對我國乃至世界馬鈴薯可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實意義。

合理施肥是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素[4]。長期以來，為了追求高產(chǎn)，馬鈴薯施肥普遍存在化肥施用量較大，少施甚至不施有機(jī)肥和微量元素肥料等現(xiàn)象。而過量施用化肥，易導(dǎo)致土壤鹽漬、物理理化性狀變差、地下水污染、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題，以及馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)降低等[5～8]。目前，有機(jī)肥替代化肥對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究已有較多報道[9，10]。研究表明，施用生物有機(jī)肥能改善土壤微生物群落的代謝，提高土壤有益微生物數(shù)量，降低土壤傳播病害的發(fā)生；化肥減量后與生物有機(jī)肥合理配施，可以促進(jìn)農(nóng)作物對養(yǎng)分的吸收與利用，提高產(chǎn)量，從而達(dá)到減肥增效的目的。化肥減量配施生物有機(jī)肥和土壤修復(fù)劑可以延緩和修復(fù)土壤生態(tài)環(huán)境，是構(gòu)建健康的土壤環(huán)境和促進(jìn)土壤可持續(xù)利用，實現(xiàn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)連耕連作的新技術(shù)[11，12]。

將生物有機(jī)肥、生物蛋白控釋肥、土壤調(diào)理劑和微生物菌肥混合做基肥施用，研究不同肥料配施模式對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤理化性狀的影響，旨為馬鈴薯推廣生產(chǎn)、農(nóng)民豐產(chǎn)增收、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在河北省承德市豐寧滿族自治縣大灘鎮(zhèn)老羊圈村進(jìn)行。豐寧滿族自治縣年平均氣溫0.9～6.2℃，無霜期110～145 d，年降水量350～550 mm。試驗地土壤類型為栗鈣土，0～30 cm耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為堿解氮79.0 mg/kg、速效磷21.7 mg/kg、速效鉀121.4 mg/kg、有機(jī)質(zhì)21.0 g/kg，pH值8.25。

1.2 試驗材料

馬鈴薯品種為黃金薯。試驗肥料有根力多生物蛋白控釋肥（硫酸鉀型）、“72變”土壤調(diào)理劑、純發(fā)酵生物有機(jī)肥、菌中菌微生物菌肥和普通復(fù)合肥（表1），均為張家口根力多生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。

表1 試驗肥料的主要成分含量Table 1 Nutrients of fertilizers tested

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 馬鈴薯播種前整地時，將基肥均勻撒施于地表，而后翻耕、起壟。試驗基肥肥料配施模式設(shè)7個處理（表2），其中不施用肥料處理為空白對照（CK0），只施用普通復(fù)合肥處理為施肥對照（CK1）。小區(qū)面積55 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。

2019年5月14日播種馬鈴薯，而后覆膜澆水；各處理統(tǒng)一追肥。播種1個月后，追施根力多（硫酸鉀型，N、P2O5、K2O含量分別為15%、10%和17%）1 200 kg/hm2；6月20日齊苗后，追施葉力多（N、P2O5、K2O含量分別為30%、5%和15%）75 kg/hm2；現(xiàn)蕾初期，追施沖勁葉力多（N、P2O5、K2O含量分別為30%、5%和15%）75 kg/hm2＋沖勁果力多（N、P2O5、K2O含量分別為10%、10%和30%）75 kg/hm2；結(jié)薯期，追施智優(yōu)硝酸鉀（N、P2O5、K2O含量分別為13.5%、0%和44.5%）150 kg/hm2。馬鈴薯采取滴灌方式澆水，每次灌水量均為375～450 m3/hm2。

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 土壤理化性狀。分別在馬鈴薯播種前、后，每小區(qū)均采取對角線五點取樣法，每點均垂直采集0～30 cm全土層土樣1 kg，之后將其混合均勻；按照四分法一次將對角一半樣土舍去，直至所需土樣質(zhì)量達(dá)到1 kg左右。土壤理化性狀由根力多生物科技股份有限公司理化試驗室測定。其中，堿解氮含量測定采用堿解擴(kuò)散法；速效磷含量測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀含量測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法；pH值測定采用電位法；有機(jī)質(zhì)含量測定采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法；有效錳含量測定采用原子吸收分光光度法。

表2 不同處理的肥料施用量Table 2 Fertilizer dosages for different treatments

1.3.2.2 馬鈴薯產(chǎn)量。馬鈴薯收獲期，每小區(qū)均隨機(jī)選取有代表性的樣點3～5個，每個樣點均連續(xù)選擇20株，分別統(tǒng)計單個塊莖≤100 g和＞100 g商品馬鈴薯的塊莖數(shù)和質(zhì)量；并測定實際產(chǎn)量。

1.3.2.3 馬鈴薯品質(zhì)。馬鈴薯收獲后，每處理均隨機(jī)選取塊莖樣品500 g進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測定。其中，還原糖含量測定采用直接滴定法；淀粉含量測定采用酸水解法；干物質(zhì)含量測定采用直接干燥法；蛋白質(zhì)含量測定采用凱氏定氮法；Vc含量測定采用熒光法。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 利用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；利用IBM SPSS Statistics 22.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的方差和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥模式對土壤理化性狀的影響

CK1除土壤堿解氮含量顯著增加外，其他指標(biāo)與CK0差異均不顯著（表3）。表明與不施肥相比，只施用普通復(fù)合肥僅顯著提高了土壤堿解氮含量，而對土壤其他理化性狀影響不大。

表3 不同施肥模式對土壤理化性狀的影響Table 3 Effects of different fertilizer patterns on soil physical and chemical properties

肥料配施處理的土壤堿解氮、速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量均＞CK1，但各個指標(biāo)與CK1差異均不顯著，其中處理G的有機(jī)質(zhì)含量含量最高；EC與CK1差異均不顯著，其中處理G指標(biāo)值最低，與處理E和F差異不顯著，但三者均＜CK1；pH值均＜CK1，除處理C降低顯著外，其他處理與CK1差異均不顯著；有效錳含量均＜CK1，但與CK1差異均不顯著。表明與只施用普通復(fù)合肥相比，不同肥料配施均可以改善土壤的理化性狀，其中處理G效果最好。處理G的有機(jī)質(zhì)含量最高、EC最低，其他指標(biāo)與CK1差異均不顯著，其中土壤堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量分別較CK1提高了5.64%、27.26%、6.18%和11.35%。

2.2 不同施肥模式對馬鈴薯商品果質(zhì)量的影響

CK1的馬鈴薯單個塊莖＞100 g商品馬鈴薯個數(shù)和質(zhì)量均＞CK0，＜100 g商品馬鈴薯的個數(shù)均＜CK0、質(zhì)量均＞CK0，但與CK0差異均不顯著（表4）。表明與不施肥相比，只施用普通復(fù)合肥對馬鈴薯商品果質(zhì)量影響不大。

肥料配施處理的單個塊莖＞100 g商品馬鈴薯個數(shù)和質(zhì)量均＞CK1，其中處理G的質(zhì)量增加顯著，而其他處理各指標(biāo)與CK1差異均不顯著；＜100 g商品馬鈴薯個數(shù)均≤CK1，質(zhì)量除處理D和E＞CK1外其他3個處理均降低，但與CK1差異均不顯著。表明與只施用普通復(fù)合肥相比，不同肥料配施均可以提高馬鈴薯商品果質(zhì)量，其中處理G效果最好。處理G較CK1商品大果增重顯著，單個塊莖＞100 g商品馬鈴薯的個數(shù)、質(zhì)量分別增加了37.5%和63.04%。

表4 不同施肥模式對馬鈴薯商品果質(zhì)量的影響Table 4 Effects of different fertilizer patterns on commercial tuber quality of potato

2.3 不同施肥模式對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

CK1的馬鈴薯產(chǎn)量＞CK0，但差異不顯著（表5）。表明與不施肥相比，只施用普通復(fù)合肥對提高馬鈴薯產(chǎn)量效果不大。

肥料配施處理的馬鈴薯產(chǎn)量均＞CK1，增產(chǎn)率為2.08%～14.49%，其中處理G產(chǎn)量最高且與CK1差異達(dá)到了顯著水平，而其他處理與CK1差異均不顯著。表明與只施用普通復(fù)合肥相比，不同肥料配施均可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，其中處理G效果明顯。不同肥料配施模式處理的馬鈴薯產(chǎn)量差異均不顯著，其中處理E的馬鈴薯產(chǎn)量居第2位，較CK1增產(chǎn)10.36%。從施肥情況進(jìn)一步分析2個處理產(chǎn)量差異的原因，發(fā)現(xiàn)處理G較處理E增施了菌中菌微生物菌肥15 L/hm2，因此認(rèn)為，增施微生物菌肥有利于提高馬鈴薯產(chǎn)量。

表5 不同施肥模式對馬鈴薯產(chǎn)量的影響Table 5 Effects of different fertilizer patterns on potato yield

2.4 不同施肥模式對馬鈴薯品質(zhì)的影響

CK1的馬鈴薯除還原糖、淀粉和蛋白質(zhì)含量與CK0差異不顯著外，其他2個指標(biāo)均顯著＜CK0（表6）。表明與不施肥相比，只施用普通復(fù)合肥會導(dǎo)致馬鈴薯品質(zhì)降低。

肥料配施處理的馬鈴薯還原糖含量均＜CK1，其中處理D、F和G與CK1差異不顯著；淀粉含量均＜CK1，其中處理F和G與CK1差異不顯著；水分含量除處理C和F顯著＜CK1外，其他處理與CK1差異均不顯著；蛋白質(zhì)含量與CK1差異均不顯著，其中處理F指標(biāo)值最高，處理G次之，二者指標(biāo)值均達(dá)到2%以上；Vc含量均顯著＞CK1，其中處理G指標(biāo)值最高，與處理C和F差異不顯著，但三者均顯著＞其他2個肥料配施處理。表明與只施用普通復(fù)合肥相比，不同肥料配施對馬鈴薯品質(zhì)的影響不同，其中處理G效果最好。處理G的馬鈴薯Vc含量最高，達(dá)到152 mg/kg，較CK1提高了28.81%，效果顯著；蛋白質(zhì)含量較高，達(dá)到2.02%，較CK1提高了0.08個百分點。

表6 不同施肥模式對馬鈴薯品質(zhì)的影響Table 6 Effects of different fertilizer patterns on potato quality

3 結(jié)論與討論

土壤是種植馬鈴薯的物質(zhì)基礎(chǔ)，其能夠為馬鈴薯生長提供水分、養(yǎng)分和溫度[13]，因此，土壤條件對馬鈴薯種植效果影響較大[14]。本研究條件下，生物有機(jī)肥、生物蛋白控釋肥、土壤調(diào)理劑和微生物菌肥配施較只施用普通復(fù)合肥可提高土壤有機(jī)質(zhì)和三大速效養(yǎng)分含量，在一定程度上改善土壤環(huán)境，其中處理G效果最好，該處理下土壤有機(jī)質(zhì)含量最高、EC最低，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別提高了11.35%、5.64%、27.26%和6.18%。研究顯示，微生物菌劑在土壤中分泌有機(jī)酸，使難溶性磷酸鹽在酸性條件下溶解，從而提高土壤有效磷含量[15]，活化土壤養(yǎng)分庫[16]，提高土壤微生物種群密度[17]，而微生物在生命活動中又不斷地促進(jìn)土壤緩效狀態(tài)的氮磷鉀釋放出來，進(jìn)而改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高土壤速效氮磷鉀含量，促進(jìn)植物對營養(yǎng)元素的吸收，提高植物體內(nèi)的養(yǎng)分含量[18]。

有機(jī)肥、無機(jī)肥和生物肥結(jié)合施用，可明顯提高蔬菜Vc含量，改善蔬菜品質(zhì)[19]。施用緩控釋肥和生物有機(jī)肥對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素影響不顯著，但可明顯提高馬鈴薯產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，增產(chǎn)率為7.88%～14.92%[20]。本研究條件下，不同肥料配施均可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，其中，處理G〔純發(fā)酵生物有機(jī)肥1 800 kg/hm2＋根力多生物蛋白控釋肥（硫酸鉀型）1 200 kg/hm2＋“72變”土壤調(diào)理劑1 200 kg/hm2＋菌中菌微生物菌肥15 L/hm2〕產(chǎn)量最高，較只施用普通復(fù)合肥增產(chǎn)14.49%，差異達(dá)顯著水平；處理E〔純發(fā)酵生物有機(jī)肥1 800 kg/hm2＋根力多生物蛋白控釋肥（硫酸鉀型）1 200 kg/hm2＋“72變”土壤調(diào)理劑1 200 kg/hm2〕產(chǎn)量次之，與只施用普通復(fù)合肥和處理G差異均不顯著。不同肥料配施對馬鈴薯品質(zhì)的影響不同，其中處理G效果最好，該處理下馬鈴薯Vc含量最高，達(dá)到152 mg/kg，較只施用普通復(fù)合肥明顯增加；蛋白質(zhì)含量較高，達(dá)到2.02%。說明在底施生物有機(jī)肥1 800 kg/hm2＋根力多生物蛋白控肥（硫酸鉀型）1 200 kg/hm2基礎(chǔ)上增施適量土壤調(diào)理劑和微生物菌肥，能夠顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)，有利于農(nóng)民增產(chǎn)增收。

綜上分析認(rèn)為，底施生物有機(jī)肥1 800 kg/hm2＋根力多生物蛋白控釋肥（硫酸鉀型）1 200 kg/hm2＋“72變”土壤調(diào)理劑1 200 kg/hm2＋菌中菌微生物菌肥15 L/hm2，能夠改善土壤的理化性狀，明顯提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)。