秸稈鉀與化學(xué)鉀肥配施對馬鈴薯產(chǎn)量與質(zhì)量的影響

作為中國重要的糧食經(jīng)濟(jì)作物，馬鈴薯在中國種植面積廣泛，尤其是在河北地域范圍內(nèi)的種植產(chǎn)量高、種植優(yōu)勢顯著。通過長時間的馬鈴薯栽種經(jīng)驗總結(jié)發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯在生長發(fā)育過程當(dāng)中有很大的喜鉀傾向，而收獲一茬之后，土壤中所含鉀素便會伴隨馬鈴薯塊莖、莖葉的失去而流失，久而久之表現(xiàn)出土壤中鉀素投入與輸出之間的嚴(yán)重差異。又及河北地區(qū)平均氣溫較高，受到天氣所致，土壤中的鉀素溶解嚴(yán)重，容易造成土壤中鉀素的虧缺，不利于馬鈴薯的質(zhì)量與產(chǎn)量獲得。鉀肥的外部投入有利于滿足馬鈴薯生長需求，對促進(jìn)其發(fā)育有積極影響，在馬鈴薯栽培中適量鉀肥的投入，有利于通過增多干物質(zhì)積累量、促進(jìn)各種營養(yǎng)及微量元素吸收，為種植產(chǎn)量與質(zhì)量的提高奠定基礎(chǔ)[1]。近年來，作物秸稈作為有機(jī)肥料使用的價值被愈漸肯定，在提高作物產(chǎn)量、改善土壤養(yǎng)分含量等方面均被證實有其重要性，且作物秸稈的有效利用亦可為土壤提供優(yōu)質(zhì)的鉀素。本文便對秸稈鉀與化學(xué)鉀如何合理配施才能提高馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量展開試驗研究。為提高河北地區(qū)馬鈴薯種植產(chǎn)量與質(zhì)量提供理論上的借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

選擇河北某地作為本次試驗地，該地氣候為溫帶大陸季風(fēng)性氣候，有鮮明的四季和顯著的干濕期，日照年平均時間2 303.1 h，全年無霜期在81～204 d，年平均降水量是484.5 mm。該試驗地土壤類型是棕壤，測得肥力條件為中等，測得耕作層pH值4.3。土壤所含物理指標(biāo)數(shù)據(jù)如下：含有機(jī)質(zhì) 40.9 g/kg，含全氮 2.1 g/kg，含全磷 1.3 g/kg，含全鉀12.4 g/kg，含堿解氮135.7 mg/kg，含有效磷56.2 mg/kg，含速效鉀100.7 mg/kg，含緩效鉀188.1 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

以翼張薯12作為試驗品種，為直立株型的馬鈴薯，一般情況下株高在65～70 cm；該品種馬鈴薯的莖葉為綠色、花冠為淡紫色，生長勢頭強(qiáng)。薯皮呈光滑狀，芽眼淺且平，有漂亮的薯型。通常單株結(jié)薯4個，個頭均勻，可獲得較高的商品率。

試驗于2021年開始實施，3月初整地，3月中開溝、施用基肥（30%的氮肥以及所有磷鉀肥）、播種，4月末出苗，并于4月末～5月初時追施70%的氮肥，7月初取植株樣，7月末～8月初收獲。

本次試驗基于研究目的，分設(shè)不同的4個試驗處理組，各處理組進(jìn)行3次重復(fù)。小區(qū)長設(shè)置為8 m、寬設(shè)置為3 m，面積總計24 m2。馬鈴薯種植密度為6.75萬窩/hm2，各小區(qū)栽3壟，2行/壟，27窩/行。結(jié)合隨機(jī)區(qū)組排列法進(jìn)行如下試驗安排：

（1）對照處理：不進(jìn)行鉀肥的施用，施氮量210 kg/hm2、施用磷肥 120 kg/hm2；

（2）處理組一：單一施用化學(xué)鉀肥，施氮量210 kg/hm2、施用磷肥 120 kg/hm2、施用化學(xué)鉀肥75 kg/hm2；

（3）處理組二，單施秸稈鉀肥，氮肥施用量210 kg/hm2、磷肥施用量 120 kg/hm2、秸稈鉀肥施用量75 kg/hm2；

（4）處理組三，秸稈鉀肥與化學(xué)鉀肥配施，氮肥施用量 210 kg/hm2、磷肥施用量 120 kg/hm2、鉀肥施用量225 kg/hm2（其中化學(xué)鉀肥150 kg/hm2、秸稈鉀肥 75 kg/hm2）。

上述各處理組中所用肥料：氮肥使用含N 46.5%的尿素；以普通過磷酸鈣（其中P2O5含14.2%）作為磷肥施用；以氯化鉀（K2O含60%）作為鉀肥施用。秸稈中的含水率在5.5%，鉀含量18.5 g/kg。

1.3 影響指標(biāo)測定

至馬鈴薯成熟后，采集各處理組下的植株樣本，在每個小區(qū)中采集有代表性的5株馬鈴薯樣本，對產(chǎn)量進(jìn)行計算。馬鈴薯塊莖于105℃的條件下進(jìn)行持續(xù)30 min殺青，放到烘箱中，在80℃條件下進(jìn)行烘干，獲得恒重。樣本粉碎、過0.25 mm篩，使用濃H2SO4＋H2O2消煮，測定其中Vc含量、還原糖、硝酸鹽以及馬鈴薯淀粉含量[2]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

將以上指標(biāo)數(shù)據(jù)均在SPSS25.0統(tǒng)計學(xué)軟件中完成數(shù)據(jù)差異的處理，均表達(dá)為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)形式。

2 結(jié)果與分析

2.1 從馬鈴薯產(chǎn)量獲得上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析

結(jié)合表1中試驗數(shù)據(jù)，從平均產(chǎn)量獲得上來看，不同處理組別產(chǎn)量從高到低順次是：處理組三、處理組一、處理組二、對照處理組；提示施用鉀肥的任意組別都可提高種植產(chǎn)量；同時分析數(shù)據(jù)可見，單施化學(xué)鉀肥相較于單施秸稈鉀肥對馬鈴薯有3.3%的增產(chǎn)率，表明秸稈鉀肥施用下可以獲得的產(chǎn)量要較單一施用化學(xué)鉀肥低，分析原因與秸稈腐熟速率比較慢有一定關(guān)聯(lián)，因較慢的養(yǎng)分釋放速度和較快的馬鈴薯生長速度并不相符，繼而會在一定程度上降低產(chǎn)量。但處理組三馬鈴薯產(chǎn)量較處理組二、處理組一都高，平均增產(chǎn)分別是 2 918.3 kg/hm2、2 356.5 kg/hm2，提示配施使用秸稈鉀與化學(xué)鉀對馬鈴薯產(chǎn)量有積極提高作用。

表1 不同處理組別產(chǎn)量統(tǒng)計/（±s，kg/hm2）

2.2 進(jìn)行馬鈴薯栽種質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計

結(jié)合表2中統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)果，配施秸稈鉀和化學(xué)鉀有利于提高馬鈴薯種植品質(zhì)。具體從指標(biāo)上的分析可見：隨著鉀肥配施比例的提高，馬鈴薯塊莖當(dāng)中的淀粉含量更見增多；處理一組、處理二組、處理三組的淀粉含量相較于對照處理分別提高0.7%、1.1%、2.0%；同時，隨著鉀肥增施比例的提高，馬鈴薯塊莖當(dāng)中含維C量也愈漸增多；處理一組、二組、三組相較于對照處理依次提高了15.9%、5.1%、25.3%；分析這些數(shù)據(jù)結(jié)果，可知增施鉀肥對促進(jìn)馬鈴薯生長發(fā)育中的淀粉、維C合成有重要意義。另外，分析塊莖中測得還原糖的含量，表現(xiàn)為：基于鉀肥增施比例提高、還原糖含量呈降低趨勢，處理一組、二組及三組的還原糖含量較對照處理依次降低0.1、0.2、0.3 mg/kg；馬鈴薯塊莖中的硝酸鹽含量則隨著鉀肥的增施而下降，和對照處理相比，處理一組、處理二組、處理三組依次降低58.8、62.9、143.2 mg/kg；以上數(shù)據(jù)提示，于高鉀狀態(tài)下，還原糖可更快速的轉(zhuǎn)化為淀粉，并減少硝酸鹽合成量。

表2 不同處理組別的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計/±s

3 結(jié)論與討論

作物秸稈是中國大量且普遍存在的有機(jī)物料，近年來隨著對作物秸稈研究的深入，提示作物秸稈的使用有提高作物產(chǎn)量、改善土壤有機(jī)質(zhì)、促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)利用等積極作用，其中更是含有豐富的有機(jī)鉀肥，還田用于土壤中，能確保土壤中鉀素輸出和投入的平衡，延緩?fù)寥乐锈浰叵牧浚^而保證穩(wěn)定的鉀素肥力供給。而鉀對于馬鈴薯作物產(chǎn)量的提高、品質(zhì)的提升有積極作用[3-4]。

本文試驗研究結(jié)果表明，在充足氮、磷施用的條件下，秸稈鉀與化學(xué)鉀肥的配施有利于提高收獲期馬鈴薯種植產(chǎn)量，由于單一施用秸稈鉀肥時，受到秸稈腐解速率比較慢因素的影響，其養(yǎng)分釋放速度跟不上馬鈴薯對鉀素的需求速度，因此當(dāng)馬鈴薯需要大量鉀肥供養(yǎng)時，因秸稈還田還未完成有效腐解，所以不能得到充足的養(yǎng)分供應(yīng)，導(dǎo)致單施秸稈鉀時的馬鈴薯增產(chǎn)要較化學(xué)鉀肥低，因此有礙于馬鈴薯產(chǎn)量的增長，而與化學(xué)鉀肥配施，在相互彌補(bǔ)之下起到增產(chǎn)作用。除此之外，秸稈還田處理可以促進(jìn)土壤中有機(jī)養(yǎng)分的快速礦化，在水溶解的作用下，鉀素轉(zhuǎn)化為水溶性鉀、交換性鉀，更有利于作物的有效吸收[5]。

大部分試驗研究均表明，高鉀水平時的淀粉與維C含量水平更高，而還原糖含量、硝酸鹽含量更低[6]，這與本文試驗結(jié)果相符。與對照處理相比較，無論是化學(xué)鉀肥還是秸稈鉀肥都能顯著提高馬鈴薯中維C含量與淀粉含量；對可能導(dǎo)致這一結(jié)果的原因進(jìn)行分析：化學(xué)鉀肥起效快，隨著鉀素的及時、充分供應(yīng)，支持馬鈴薯葉片光合作用的良好發(fā)生、同化產(chǎn)物運(yùn)輸速度增快，均為淀粉、維C的合成奠定了良好前提基礎(chǔ)[7]。

綜上所述，基于氮肥、磷肥的充足施用條件，無論是單一施用化學(xué)鉀肥還是單一施用秸稈鉀肥都能夠提高馬鈴薯種植產(chǎn)量與質(zhì)量，尤其是合理配施秸稈鉀肥和化學(xué)鉀肥，對于促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)量的獲得、質(zhì)量的獲得均有重要意義。同時在馬鈴薯品質(zhì)方面，秸稈鉀肥與化學(xué)鉀肥的配施有利于提高馬鈴薯淀粉、維C含量，降低馬鈴薯還原糖與硝酸鹽含量。因此認(rèn)為，河北地區(qū)可以通過秸稈還田與鉀肥配施來促進(jìn)馬鈴薯種植產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。