高壟滴灌馬鈴薯減肥增效生產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)

王真，王玉鳳，林團(tuán)榮，王偉，張志成，范龍秋，韓素娥，韓萬(wàn)軍，焦欣磊，尹玉和

（烏蘭察布市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古烏蘭察布012000）

2019年內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯種植面積約30萬(wàn)hm2，其中馬鈴薯滴灌水肥一體化技術(shù)，推廣面積近20萬(wàn)hm2，平均產(chǎn)量約45 t/hm2[1]。滴灌水肥一體化技術(shù)能夠減少爛種率[2]、提高肥料利用率、減少水資源浪費(fèi)[3,4]、便于管理、減少病蟲(chóng)害發(fā)生[5]，但內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯滴灌水肥一體化生產(chǎn)總體上仍存在用水量偏大、化肥用量大且不能科學(xué)合理施用、環(huán)境友好型肥料推廣覆蓋面小等問(wèn)題[6]。在馬鈴薯生產(chǎn)中增施生物有機(jī)肥、中微量元素肥料可提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)[7-9]。本研究以規(guī)?；a(chǎn)為參照，通過(guò)合理減施化肥，適量增施有機(jī)肥、微肥等手段，以期形成并推廣適合內(nèi)蒙古自治區(qū)西部馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的減肥增效生產(chǎn)技術(shù)，為內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯綠色生產(chǎn)提供更多的技術(shù)方案。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)田概況

烏蘭察布市氣候冷涼，日照充足，屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，海拔1 000~1 500 m，無(wú)霜期110 d左右；年平均風(fēng)速2~6 m/s，空氣干燥、潔凈；全年日照時(shí)數(shù)2 850~3 250 h，年平均降水量150~450 mm，雨量集中在每年6~8月，降雨量占全年降雨量的70%左右，雨熱同季[6]。

試驗(yàn)田設(shè)在烏蘭察布市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院平地泉鎮(zhèn)試驗(yàn)基地。試驗(yàn)田前茬為休閑地，土壤類(lèi)型為暗栗鈣土，土壤質(zhì)地為沙壤土，有機(jī)質(zhì)含量1.7%，全氮含量0.25%，速效磷含量5.5 mg/kg，速效鉀含量128.0 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 供試品種

試驗(yàn)品種為‘青薯9號(hào)’，種薯級(jí)別為原種。

1.2.2 供試肥料

尿素（總N≥46.4%），硝酸鈣鎂（Ca+Mg≥10%，硝態(tài)N≥13%，CaO≥15%，MgO≥6%），硫酸鉀（K2O≥52%，Cl≤1.5%，S≥17.5%），沃夫特有機(jī)菌肥（有效活菌數(shù)≥5.0億/g），魯西復(fù)合肥（N∶P2O5∶P2O5=12∶18∶15），金正大水溶性復(fù)合肥（N∶P2O∶5K2O=15∶5∶25），乾龍圈大量元素水溶肥（N+P2O5+K2O≥500 g/L；Mn+Zn+B≥2~30 g/L）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理（處理5為CK），不設(shè)重復(fù)，小區(qū)面積667 m2，順序排列。采用高壟滴灌栽培模式，行距90 cm，株距20 cm。播種密度55 500株/hm2。試驗(yàn)具體方案見(jiàn)表1。化肥底肥是普通復(fù)合肥，追肥是可溶性滴灌肥。底肥人工撒施，追肥隨滴灌水施入，每個(gè)處理單獨(dú)安裝施肥器，分別施肥。每個(gè)處理正常拌種，田間防治早疫病、晚疫病、氣生型莖腐病等病害藥劑的使用，視實(shí)際情況而定。使用封閉除草劑除草。

表1 試驗(yàn)方案Table 1 Test scheme

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

出苗率調(diào)查，馬鈴薯出苗后，按照“S”形取樣法，每個(gè)處理取3點(diǎn)，每點(diǎn)取樣面積為5.4 m2（0.9 m×6 m），記錄實(shí)際出苗時(shí)間、出苗率。在馬鈴薯生長(zhǎng)期，調(diào)查株高、主莖數(shù)。

測(cè)產(chǎn)按照“S”形取樣法進(jìn)行，每個(gè)處理取3點(diǎn)，面積為5.4 m2（0.9 m×6 m），記錄產(chǎn)量，調(diào)查大薯重（重量≥150 g）、大薯數(shù)、小薯重（重量<150 g）、小薯數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、平均單株薯重。

品質(zhì)測(cè)定：收獲時(shí)，按照“S”形取樣法，每個(gè)處理取3點(diǎn)，面積為5.4 m2（0.9 m×6 m）每點(diǎn)隨機(jī)拾取10個(gè)塊莖。委托國(guó)家食品機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)馬鈴薯試驗(yàn)樣品蛋白質(zhì)、淀粉、干物質(zhì)、維生素C、還原糖的含量進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016對(duì)試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、整理。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用IBM SPSS Statistics 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析（Tukey's-b，P<0.05）。

1.6 試驗(yàn)方法

具體試驗(yàn)方法及施肥用藥情況見(jiàn)表2、表3。

表2 各處理不同肥料用量及施用時(shí)間Table 2 Treatments of different fertilizer dosage and application time

表3 試驗(yàn)用藥管理Table 3 Administration of trial fertilization

1.7 試驗(yàn)期間氣象數(shù)據(jù)

試驗(yàn)期間具體氣象數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 2020年烏蘭察布地區(qū)氣象數(shù)據(jù)Table 4 Meteorological data of Ulanqab in 2020

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理對(duì)馬鈴薯出苗時(shí)間及出苗率的影響

當(dāng)試驗(yàn)田出苗80%以上時(shí)，即為出苗，記錄出苗時(shí)間。由表5可知，處理1~5的出苗時(shí)間均為2020年6月9日，出苗率均在85%以上，表明不同的施肥處理沒(méi)有提前或者延后馬鈴薯的出苗時(shí)間，沒(méi)有對(duì)馬鈴薯的出苗率造成不利影響。處理3、處理4生物有機(jī)肥施用量較大，出苗率也較高，但方差分析結(jié)果顯示，各處理間出苗率并沒(méi)有顯著差異。未來(lái)可在處理4的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化生物有機(jī)肥的施用量，結(jié)合滴灌，在苗期增加生物菌劑的使用，增加對(duì)馬鈴薯生育期間及收獲后的土壤理化性質(zhì)的測(cè)定，以更深層次的研究生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯出苗率的影響機(jī)理。

表5 不同處理的馬鈴薯出苗時(shí)間及出苗率Table 5 Emergence time and rates of potato under different treatments

2.2 不同肥料處理對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響

由表6可知，試驗(yàn)中不同施肥處理對(duì)馬鈴薯主莖數(shù)、株高沒(méi)有顯著影響。處理2大薯數(shù)顯著高于處理5（CK），處理1與CK大薯數(shù)間差異不顯著。處理3和處理4的大薯數(shù)顯著低于處理1和處理2，其中處理4復(fù)合肥施用量最少，其大薯數(shù)也最少且顯著低于對(duì)照的大薯數(shù)，說(shuō)明大量減施復(fù)合肥，降低了馬鈴薯的大薯數(shù)。處理1、2大薯重顯著高于處理5（CK），處理3、4大薯重顯著低于處理5（CK）及其他處理。就試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，大薯重與大薯數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)。處理1的大薯數(shù)與對(duì)照相比，無(wú)顯著差異，但其重量卻顯著高于對(duì)照，表明處理1的大薯單薯平均重量高于對(duì)照的大薯平均重量。

表6 不同處理的馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀Table 6 Economic characters of potato under different treatments

處理1、2小薯數(shù)顯著低于處理5（CK）。處理3、4小薯數(shù)顯著高于處理5（CK）。處理1、2之間，小薯數(shù)沒(méi)有顯著差異。處理4小薯數(shù)顯著高于其他處理?？梢?jiàn)，大量減施復(fù)合肥，在減少大薯數(shù)的同時(shí)，小薯數(shù)有所增加。處理2小薯重顯著低于處理5（CK）。處理1、3、4小薯重與處理5（CK）相比，差異不顯著。結(jié)合小薯數(shù)結(jié)果分析可知，處理1小薯平均單數(shù)重高于處理5（CK），處理3、4的小薯平均單數(shù)重低于處理5（CK）。

處理1、2單株結(jié)薯數(shù)顯著低于處理3、4、5（CK）。其中處理1未施生物有機(jī)肥，處理2底施1 500 kg/hm2生物有機(jī)肥，處理5底施1 200 kg/hm2生物有機(jī)肥，處理3和處理4分別底施生物有機(jī)肥2 250和3 000 kg/hm2。當(dāng)生物有機(jī)肥施用量增加至2 250~3 000 kg/hm2時(shí)，馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)較未施用生物有機(jī)肥的處理平均增加1.16個(gè)。初步認(rèn)為，生物有機(jī)肥的施用提高至2 250 kg/hm2以上時(shí)，可增加馬鈴薯的結(jié)薯數(shù)量。

由表7可知，處理4的產(chǎn)量顯著低于處理2和處理5（CK），較對(duì)照減產(chǎn)7 819 kg/hm2。處理1和處理2的商品薯率顯著高于對(duì)照，處理3、4的商品薯率顯著低于對(duì)照。處理1和處理2的商品薯率高與其結(jié)薯數(shù)相對(duì)較低有直接關(guān)系。結(jié)合表6結(jié)果分析可知，大量減施復(fù)合肥（處理3、處理4），不但降低了馬鈴薯的大薯數(shù)量，商品薯率也顯著下降。另外，處理3、4商品薯率的下降可能與其結(jié)薯數(shù)量增加有一定的關(guān)系，下一步可在處理3、處理4的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加復(fù)合肥的施用量，以期探討結(jié)薯數(shù)增加后，相同種植密度下，增施復(fù)合肥對(duì)產(chǎn)量及商品薯率的影響。也可在處理3的基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低‘青薯9號(hào)’的種植密度，探究在減肥的同時(shí)，增施生物有機(jī)肥，合理密植是否會(huì)提高馬鈴薯的產(chǎn)量及商品薯率。

表7 不同處理的馬鈴薯產(chǎn)量及商品薯率Table 7 Tuber yield and marketable tuber percentage of potato under different treatments

2.3 不同肥料處理對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的影響

由表8可知，處理4的蛋白質(zhì)含量顯著高于對(duì)照，處理1的蛋白質(zhì)含量顯著低于處理5（CK）。施用生物有機(jī)肥較未施用生物有機(jī)肥的處理，蛋白質(zhì)含量平均提高12.7%。處理1、2、3的淀粉含量顯著低于對(duì)照，處理4的淀粉含量與對(duì)照無(wú)顯著差異。處理1、2、3較處理4和處理5的淀粉含量平均減少0.79 g/100 g。各處理的維生素C含量均顯著高于對(duì)照，處理3的維生素C含量最高，達(dá)28.1 mg/100 g。各處理間維生素C含量差異顯著，具體原因不詳，可在后續(xù)試驗(yàn)中，設(shè)定單一變量用于探究維生素C含量改變的原因。各處理間還原糖的含量無(wú)顯著差異。

表8 不同處理的馬鈴薯品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果Table 8 Qualities of potato under different treatments

3 討論

綜合各方面指標(biāo)分析可知，處理2是合理減肥條件下最高效的綠色生產(chǎn)技術(shù)方案。本試驗(yàn)中，不同的肥料處理對(duì)‘青薯9號(hào)’的出苗時(shí)間、出苗率、主莖數(shù)、株高等指標(biāo)沒(méi)有造成影響。乾龍圈大量元素水溶肥（N+P2O5+K2O≥500 g/L；Mn+Zn+B≥2~30 g/L）的使用，對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)并未造成顯著影響。處理4生物有機(jī)肥施用量最大，復(fù)合肥施用量最少，產(chǎn)量和商品薯率均顯著低于處理1、2和處理5（CK）。處理1、2的單株結(jié)薯數(shù)量顯著低于其他處理，但商品薯率顯著高于其他處理。由此可知，適量增加生物有機(jī)肥的施用量可增加‘青薯9號(hào)’的結(jié)薯數(shù)量；馬鈴薯塊莖中蛋白質(zhì)和淀粉的含量均有所提升；維生素C含量沒(méi)有明顯的規(guī)律可循。但當(dāng)普通復(fù)合肥施用量大幅減少時(shí)，馬鈴薯的產(chǎn)量和商品率均出現(xiàn)不同程度的降低。

生物有機(jī)肥可改善土壤的理化性質(zhì)，從而影響馬鈴薯的出苗率[10]。張萌等[11]研究表明，加施生物有機(jī)肥1 800 kg/hm2，可提高馬鈴薯出苗率。本試驗(yàn)中處理3和處理4的生物有機(jī)肥施用量都大于1 800 kg/hm2，但出苗率與不施生物有機(jī)肥沒(méi)有顯著差異?？赡苁潜驹囼?yàn)使用的生物有機(jī)肥與張萌等[11]施用的生物有機(jī)肥種類(lèi)不同。

馬鈴薯是一種喜肥作物，其產(chǎn)量的形成與根系土壤中的養(yǎng)分關(guān)系密切[12]。本試驗(yàn)中，當(dāng)肥料施用量降低至復(fù)合肥900 kg/hm2及以下時(shí)，即使增施生物有機(jī)肥2 250~3 000 kg/hm2，馬鈴薯的產(chǎn)量及商品薯率都顯著低于其他處理。雖然馬鈴薯專(zhuān)用肥配施生物有機(jī)肥可在減肥的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加馬鈴薯產(chǎn)量，提高肥料利用率[13]，但在減肥的同時(shí)，施肥量一定要滿足馬鈴薯生長(zhǎng)所需要養(yǎng)分量才能保證馬鈴薯的產(chǎn)量和商品薯率[14]。

方玉川等[15]研究表明，在正常施肥的基礎(chǔ)上，增施生物有機(jī)肥可增加單株結(jié)薯個(gè)數(shù)，但商品薯率降低。本試驗(yàn)中，當(dāng)生物有機(jī)肥施用量達(dá)2 250~3 000 kg/hm2時(shí)（處理3、4），馬鈴薯塊莖商品薯率顯著低于其他處理。處理3和處理4馬鈴薯的單株結(jié)薯數(shù)顯著高于不施生物有機(jī)肥的處理1，但是處理2的生物有機(jī)肥施用量大于處理5，可是結(jié)薯數(shù)卻顯著低于處理3、4和5，與處理1無(wú)顯著差異。可見(jiàn)只有生物有機(jī)肥施用量達(dá)到一定數(shù)量時(shí)才會(huì)對(duì)馬鈴薯結(jié)薯數(shù)產(chǎn)生影響。處理1的蛋白質(zhì)含量顯著低于其他處理，增施生物有機(jī)肥顯著增加了馬鈴薯塊莖蛋白質(zhì)含量，這與孫小娟[16]的研究結(jié)果一致。

羅興錄等[17]認(rèn)為，生物有機(jī)肥具有促進(jìn)木薯塊莖生長(zhǎng)和淀粉積累的效應(yīng)，本試驗(yàn)中，馬鈴薯塊莖淀粉含量與生物有機(jī)肥的施用量無(wú)顯著相關(guān)性，但與追施金正大水溶性復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶5∶25）的數(shù)量有關(guān)。處理1、2和3在馬鈴薯生育前期，追施水溶肥和尿素，導(dǎo)致N施入過(guò)量，延長(zhǎng)了馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的時(shí)期，植株同化物未能及時(shí)傳輸至塊莖，收獲時(shí)塊莖未達(dá)到生理成熟，導(dǎo)致淀粉積累不夠。穆俊祥等[18]的研究也表明，當(dāng)?shù)适┯贸^(guò)一定數(shù)量時(shí)，馬鈴薯塊莖中的淀粉含量會(huì)降低。另外，處理1、2和3 N施入量大，并未造成株高的差異，這與王臣等[19]的研究結(jié)果相同。

可見(jiàn)，適量增加有機(jī)肥的施用量，減少底肥投入，適當(dāng)施入微肥，通過(guò)少量多次和均衡施肥，在一定程度上可提高馬鈴薯的產(chǎn)量、商品薯率及品質(zhì)。但大幅減少化肥的用量，一味的增加生物有機(jī)肥，可能會(huì)導(dǎo)致馬鈴薯減產(chǎn)，商品薯率下降。

未來(lái)可以在處理2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化追肥的數(shù)量、種類(lèi)及時(shí)期，增加微量元素的種類(lèi)，以獲得更好的水肥管理技術(shù)，在保證產(chǎn)量的前提下，提高商品薯率，增加經(jīng)濟(jì)效益。