馬鈴薯“2+X”施肥試驗

史俊菲，趙 恒，朱文博

（吉林省農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與農(nóng)村能源管理總站，吉林 長春 130033）

吉林省屬馬鈴薯北方一作區(qū)，是我國重要的馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一。吉林省中西部平原地區(qū)土壤疏松，土質(zhì)肥沃，早春溫度回升快，6月—7月雨量充足，晝夜溫差大，具有適于馬鈴薯種植的砂壤土和氣候條件，產(chǎn)出的馬鈴薯不但表皮光滑、淀粉含量高，而且薯塊腐爛率和蟲蝕率低，是得天獨厚的馬鈴薯種植基地。近年來，吉林省優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，鼓勵發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)，重點在東部冷涼區(qū)和北方農(nóng)牧交錯區(qū)推動馬鈴薯生產(chǎn)，馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的種植面積每年以20%～30%的速度增長，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出良好發(fā)展勢頭，成為脫貧攻堅的重要產(chǎn)業(yè)。農(nóng)戶在馬鈴薯生產(chǎn)中的施肥習(xí)慣已成為限制該產(chǎn)業(yè)的重要影響因素，為改善農(nóng)戶施肥習(xí)慣，減少不合理的施肥，提高肥料利用率，研究形成最優(yōu)的施肥量模式，本研究設(shè)計了馬鈴薯“2+X”施肥試驗，以期進(jìn)一步推進(jìn)化肥減量增效工作，為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展提供技術(shù)支撐，保障生態(tài)環(huán)境安全。

1 試驗方法

1.1 試驗設(shè)計

設(shè)計依據(jù)《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》，采用“2+X”方案，“2”指按照農(nóng)戶傳統(tǒng)施肥的處理和優(yōu)化施肥的處理，“X”處理指不同氮素養(yǎng)分的處理。

1.2 供試土壤

試驗地選擇公主嶺市陶家屯鎮(zhèn)馬家店村某家的承包地中，位于經(jīng)度124°59′42′′、緯度43°39′50′′，屬寒溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，半濕潤季風(fēng)大陸性氣候，春季多風(fēng)少雨，秋季晴朗，早晚溫差大，冬季漫長，嚴(yán)寒少雪。年平均氣溫為5.9℃，年平均日照2 743 h左右，年降水量600 mm左右，無霜期140 d左右，常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)。土壤為黑鈣土，地力等級二級，耕層厚度30 cm，土壤密度為1.35 g/cm3，有機(jī)質(zhì)為35.2 g/kg，全氮為1.66 g/kg，有效磷為41.9 mg/kg，速效鉀為204 mg/kg，緩效鉀為738 mg/kg，pH值7.0，肥力中等，前茬作物為大豆。

1.3 供試材料

供試馬鈴薯品種為春薯4號。

肥料為尿素（N 46%），過磷酸鈣（P2O516%）硫酸鉀（K2O 50%）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗采用Excel 2010及SPSS26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

1.5 試驗設(shè)計

本試驗設(shè)置A～E 5個處理，分別為對照組CK，常規(guī)施肥處理（A）、無氮施肥處理（B）、70%優(yōu)化施肥處理（C）、100%的優(yōu)化施氮量處理區(qū)（D）、130%的優(yōu)化施氮量處理（E），試驗設(shè)計見表1。根據(jù)當(dāng)?shù)伛R鈴薯的施肥管理水平以及目標(biāo)產(chǎn)量，確定優(yōu)化氮磷鉀區(qū)配方是（N）18 kg、（P205）7 kg、（K2O）16 kg。本試驗設(shè)3次重復(fù)，共15個小區(qū)。按照隨機(jī)區(qū)組法排列，每個小區(qū)長3 m、寬2 m，面積6 m2。馬鈴薯按照60 cm×20 cm的株行距進(jìn)行種植，每個小區(qū)栽種50株，折合栽5 558株/0.067 hm2。各小區(qū)之間留0.5 m的管理道，便于田間管理和觀察記載。試驗設(shè)計方案見表1。

表1 馬鈴薯“2+x”氮肥控制試驗方案Tab.1 Experimental schemeof"2+X"nitrogen fertilizer control for potato

1.6 經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查及產(chǎn)量統(tǒng)計方法

生育期記載和經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查按《農(nóng)作物品種試驗技術(shù)規(guī)程馬鈴薯》（NY/T 1489—2007）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置調(diào)查樣段、記載，盛花期測株高，收獲后取樣調(diào)查單株結(jié)薯質(zhì)量、單薯質(zhì)量，大中薯率；各個小區(qū)單獨計產(chǎn)，計算經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

2 田間管理

2.1 種薯挑選

種薯出窖后，挑選淘汰老齡薯、畸形薯、損傷薯、病害、腐爛薯淘汰，把合格種薯進(jìn)行催芽。

2.2 催芽

在溫度為15℃～20℃的室內(nèi)催芽，芽長1 cm時出窖。

2.3 種薯切塊

切塊使用的刀具用75%的酒精做到一刀一蘸消毒，2把刀輪流使用，防止切種過程中傳播病害。切塊時保證每個切塊上有1～2個芽眼，頂芽要一分為二，切塊時要淘汰病爛薯。一般切塊最低不宜小于30 g，最好50 g，30～50 g小種薯可以整播。切刀切到爛薯要把切刀擦拭干凈后再用酒精消毒。

2.4 藥劑拌種

切塊用2 kg 70%甲基托布津+1 kg 72%的農(nóng)用鏈霉素均勻拌入50 kg滑石粉成為粉劑，每50 kg種薯用2 kg粉劑拌勻，陰干，促進(jìn)傷口愈合。

2.5 播種

5月15日播種，播深12 cm左右。人工播種。株行距為20 cm×60 cm。多余的種塊播種于地頭，以備后期補栽。

2.6 田間管理

2.6.1 查苗補栽

出苗后，對缺苗的地方用播種時剩下的種塊補栽，栽后澆水，以利緩苗。

2.6.2 中耕

5月25日苗未出土前將壟頂耙一下，耙后蓋土，滅草，促進(jìn)根系和側(cè)匐莖生長。6月10日苗齊后鏟一遍。6月16日苗高達(dá)10～15 cm，再鏟一遍，結(jié)合中耕追施30%氮肥。6月15日各小區(qū)選擇生長均勻的5棵植株，記錄其株高、分枝數(shù)、葉色。

2.6.3 病蟲草害防治

試驗區(qū)病蟲害主要有二十八星瓢蟲、地下害蟲，各試驗區(qū)蟲害發(fā)生無明顯區(qū)別，中后期遇雨，晚疫病普遍發(fā)生，田間調(diào)查顯示，采用E處理的試驗區(qū)晚疫病發(fā)病較為嚴(yán)重。

2.7 收獲

9月10日收獲。收獲前，每小區(qū)隨機(jī)選5株馬鈴薯，單獨挖掘，記錄單株馬鈴薯結(jié)薯質(zhì)量，取其平均值，按單薯質(zhì)量＞70 g的商品薯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行稱質(zhì)量、挑選，計算商品薯率。

按小區(qū)劃分，采用人工收獲剩余馬鈴薯，收獲后塊莖晾曬4 h，散失表面水分至表皮干燥。對各小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行稱質(zhì)量并記錄，計算氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率，公式如下。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同施肥處理對馬鈴薯葉片顏色的影響

不同施肥處理下馬鈴薯葉片顏色情況見表2。由表2可看出，隨著氮肥施用量的增加，馬鈴薯葉片顏色越深。葉片顏色與葉片中葉綠素含量呈正相關(guān)，而葉綠素在光合作用的光吸收中起核心作用，其含量的高低直接影響馬鈴薯的產(chǎn)量。表2結(jié)果說明，氮肥水平高低與馬鈴薯葉片中葉綠素含量有顯著的正相關(guān)性。

表2 不同施肥處理下馬鈴薯葉色對比Tab.2 Comparison of potato leaf color under different fertilization treatments

3.2 不同施肥處理對馬鈴薯分支及株高的影響

不同施肥處理下馬鈴薯株高對比情況見圖1，不同施肥處理下馬鈴薯分枝數(shù)量對比情況見圖2。從圖1、圖2可看出，氮肥施用量對馬鈴薯株高、分枝性有顯著影響，氮肥施用量越多，株高生長越高，分枝量越大，植株生長越旺盛。

圖1 不同處理下馬鈴薯株高對比Fig.1 Comparison of potato plant height under different treatments

圖2 不同施肥處理下馬鈴薯分枝數(shù)對比Fig.2 Comparison of potato branch number under different fertilization treatments

3.3 不同施肥處理對馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響

不同施肥處理對馬鈴薯商品薯經(jīng)濟(jì)性狀影響見表3。不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響見表4。

表3 不同施肥處理對馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響Tab.3 Effects of different fertilization treatments on economic characters of potato

表4 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響Tab.4 Effects of different treatments on potato yield

從表3、表4可看出，不同施肥條件下，除處理A與處理C在單株結(jié)薯質(zhì)量上差異不顯著外，其余經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量有顯著差異。處理B各項指標(biāo)均最低，其余處理中，各項指標(biāo)隨氮肥施用量的增加呈先上升后下降的趨勢，處理C商品薯率最高，單產(chǎn)也最高。

3.4 效應(yīng)分析

3.4.1 肥料效應(yīng)分析

從表4可看出，處理C的氮肥農(nóng)學(xué)效率最高，達(dá)到79.97%，氮肥對產(chǎn)量貢獻(xiàn)率最高的也是處理C，達(dá)到44.42%，處理E的氮肥農(nóng)學(xué)效率和產(chǎn)量貢獻(xiàn)率均最低。

3.4.2 肥料利用相關(guān)函數(shù)分析

設(shè)氮肥施用量為X，產(chǎn)量為Y，運用SPSS軟件對表4數(shù)據(jù)進(jìn)行二次回歸分析，得出產(chǎn)量與氮肥的回歸方程如下：

R2＝0.979，說明該方程擬合度較好，得出氮肥施用量13.07 kg時，對應(yīng)的最高產(chǎn)量為2 600.56 kg/0.067 hm2。

4 討論與結(jié)論

從本試驗可以看出，不同氮肥用量對馬鈴薯的株高、分枝、葉色影響顯著，氮肥施用越多，株高越高，分枝越多，葉片顏色越深，生長越旺盛，直接導(dǎo)致田間郁閉度增加，增加馬鈴薯晚疫病的發(fā)生概率。

不同氮肥用量對馬鈴薯產(chǎn)量有顯著影響。隨著施肥量的增加，馬鈴薯的單株結(jié)薯量、商品薯率呈先增后減趨勢，呈拋物線狀，無氮區(qū)產(chǎn)量最低，70%優(yōu)化氮肥處理區(qū)最高。因此，氮肥不是越多越好，應(yīng)該適量施肥，才能達(dá)到最佳產(chǎn)量。70%優(yōu)化氮肥處理區(qū)的氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率最高。根據(jù)分析，每0.067 hm2施純氮13.07 kg時產(chǎn)量達(dá)到最高，為2 600.56 kg/0.067 hm2。

為了保障馬鈴薯產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展，維護(hù)生態(tài)環(huán)境安全，根據(jù)本研究結(jié)果，建議田間施肥水平為每0.067 hm2施（N）13.07 kg，（P205）7 kg、（k20）16 kg，在保證化肥減量工作的基礎(chǔ)上，取得最大經(jīng)濟(jì)效益與產(chǎn)量。