水肥一體化技術(shù)在馬鈴薯栽培中的應(yīng)用

焦欣磊，周俊梅

（1.烏蘭察布市農(nóng)林科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；2.烏蘭察布市生態(tài)環(huán)境局，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

馬鈴薯是一種非常重要的糧食作物和蔬菜，具有較高的碳水化合物含量，其能量?jī)r(jià)值較高。馬鈴薯生長(zhǎng)對(duì)水和肥料有著高度依賴性，傳統(tǒng)的馬鈴薯栽種技術(shù)中將施肥和灌溉分為兩個(gè)步驟，現(xiàn)階段提倡采用水肥一體的馬鈴薯栽培技術(shù)。后者是一種更加優(yōu)異的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，節(jié)約用水、提高馬鈴薯汲取養(yǎng)分的概率，因而其研究?jī)r(jià)值突出。

1 馬鈴薯水肥一體化栽培技術(shù)的原理

馬鈴薯的生長(zhǎng)離不開(kāi)水和各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在施肥時(shí)可使用兩種技術(shù)。第一種是先將肥料淺埋在靠近馬鈴薯根系的位置，然后通過(guò)灌溉將肥料徹底溶解，形成植物根系易于吸收的溶液。第二種是水肥一體的管理模式，也就是在灌溉馬鈴薯的同時(shí)，將其所需的肥料直接溶解在水中，然后借助水的流動(dòng)性將各種養(yǎng)料較為均勻地施放到土壤和植物根系的周圍，當(dāng)肥料溶解在水中后會(huì)迅速擴(kuò)散，之后水被土壤所吸收，因此土壤中的養(yǎng)分非常均勻[1]。但需要注意的是，肥料完全溶解于水中需要足夠的時(shí)間，因此，施放肥料的位置與馬鈴薯栽培區(qū)間應(yīng)該保持足夠距離，為肥料充分溶解創(chuàng)造有利條件。

肥料經(jīng)過(guò)水體作用并被馬鈴薯所吸收過(guò)程可劃分為多個(gè)階段，其中最重要的兩個(gè)步驟是擴(kuò)散和質(zhì)流。擴(kuò)散是指肥料在水的溶解和沖擊作用之下實(shí)現(xiàn)均勻分布的過(guò)程。質(zhì)流是指植物根系和土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的交換過(guò)程。土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度高，植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度低，于是通過(guò)細(xì)胞壁實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收。

2 馬鈴薯水肥一體化栽培技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 提高各類資源利用效率

將施肥和灌溉分開(kāi)的傳統(tǒng)栽培方式對(duì)肥料的利用效率較為低下，這是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)種植人員在施肥過(guò)程中難以做到均勻撒播。如果直接將肥料撒播在地面上，在水的沖擊作用下有可能朝著同一方向堆積，進(jìn)而造成肥料分布不均勻。如果是在地面上挖坑，然后再撒播肥料，在水的澆灌作用下，肥料溶解于水被植物吸收，但是這種栽培方式同樣存在明顯短板。

如果肥料過(guò)于集中，對(duì)后期溶解造成了一定難度，如果澆水量不足，很容易導(dǎo)致其無(wú)法全面溶解，馬鈴薯根系吸收作用也會(huì)因此而受到嚴(yán)重干擾。而水肥一體灌溉方式提前完成了肥料溶解和擴(kuò)散，有效避免了肥料不能充分溶解的問(wèn)題。

水肥一體灌溉形式下，肥料在水體中均勻擴(kuò)散，因此灌溉過(guò)程中就無(wú)需考慮肥料是否能充分溶解問(wèn)題，只需根據(jù)土壤墑情合理控制用水量，因而水肥一體栽培模式下可有效減少水資源用量[2]。

2.2 有效降低爛種率

馬鈴薯雖然埋在土壤下，但依然需借助土壤來(lái)吸收氧氣，完成某些特定生物活動(dòng)。如果土壤中水分含量過(guò)高，氧氣含量就會(huì)大幅減少，并且水分聚集還在很大程度上浸泡了馬鈴薯種子，最終導(dǎo)致其爛種死亡。傳統(tǒng)栽培技術(shù)下，農(nóng)業(yè)人員為了將肥料徹底融于土壤中，會(huì)適當(dāng)增加灌溉量，這樣會(huì)使馬鈴薯被水浸泡，爛種率大幅上升。在水肥一體模式之下，農(nóng)業(yè)栽培人員無(wú)需為了溶解肥料而增大灌溉量，具體需要澆多少水完全取決于土壤本身的含水量情況[3]。

2.3 便于農(nóng)業(yè)活動(dòng)管理

第一，減少了施工工作量。傳統(tǒng)栽種模式下由農(nóng)業(yè)種植人員先將肥料撒播在農(nóng)田里，然后再灌溉，而使用水肥一體栽種技術(shù)會(huì)直接將肥料撒播在水中，減少了在農(nóng)田中撒播肥料的環(huán)節(jié)，因此，有效減少了灌溉施肥工作量，尤其是在大面積栽種情況下。

第二，促進(jìn)了施肥精準(zhǔn)控制。馬鈴薯施肥通常要分為多個(gè)階段，前期施肥量較少，中期施肥量較多，后期要根據(jù)馬鈴薯生長(zhǎng)情況適量施肥。在水肥一體栽培方式下，肥料和水體充分融合，達(dá)到了精準(zhǔn)施肥的目標(biāo)，并且由于前期和中期肥料吸收情況較好，可在最大程度上避免后期持續(xù)施肥，減少了整體肥料消耗量，節(jié)約了馬鈴薯種植成本。根據(jù)農(nóng)業(yè)部門測(cè)算，使用水肥一體技術(shù)之后，肥料利用效率可提升至少50%以上，有時(shí)候甚至可達(dá)到70%。

第三，有利于大規(guī)模集約化馬鈴薯栽培作業(yè)。農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格通常比較低，只有形成了規(guī)模效應(yīng)才能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，因此，馬鈴薯集約化栽培和管理是一種顯著趨勢(shì)。水肥一體栽培技術(shù)極大地提高了施肥和灌溉整體效率，實(shí)際上主要取決于灌溉速度[4]。

3 馬鈴薯水肥一體化栽培技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)

3.1 優(yōu)選品種，做好栽種前處理工作

馬鈴薯種植范圍較為廣泛，其種植區(qū)域可分為南方種區(qū)、東北種區(qū)、西南種區(qū)、西北種區(qū)以及華北種區(qū)等，氣候和環(huán)境差異顯著，國(guó)內(nèi)馬鈴薯品種也呈現(xiàn)出多樣化特點(diǎn)，不同品種馬鈴薯適用種植區(qū)也不同。因此，在選擇馬鈴薯品種之前要考慮到其環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題。另外，馬鈴薯在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些常見(jiàn)病蟲(chóng)害，嚴(yán)重制約了其產(chǎn)量及品質(zhì)，目前已經(jīng)研發(fā)出基因防治、生物防治等病蟲(chóng)害防治技術(shù)，在培育馬鈴薯品種時(shí)就采用了特定的基因編碼技術(shù)，使其對(duì)特定類型的病蟲(chóng)害產(chǎn)生了免疫力[5]。在選擇馬鈴薯品種時(shí)要考慮是否采用新品種，尤其要評(píng)估轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否對(duì)人體安全。

第一，切塊。一個(gè)馬鈴薯可切割成多個(gè)小塊，種植馬鈴薯是將切割后的小塊埋在土壤中，在實(shí)際操作中要控制好每個(gè)塊的大小，一般是將其控制在25～35 g。與此同時(shí)，每一個(gè)切下來(lái)小塊上還應(yīng)該存在1～2 個(gè)芽眼，兩個(gè)芽眼之間要保持一定距離，不可靠得太緊。切開(kāi)后馬鈴薯塊要在短時(shí)間內(nèi)完成種植，否則有可能因?yàn)殛?yáng)光暴曬或者其他因素而喪失活力，嚴(yán)重時(shí)可降低其出芽率和成活率。

第二，拌種。切塊之后，馬鈴薯種薯上會(huì)產(chǎn)生傷口，病蟲(chóng)害會(huì)通過(guò)切口部位進(jìn)入，拌種的目的是利用藥液涂抹其表面，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防病蟲(chóng)害、預(yù)防爛種的作用。在馬鈴薯栽種中，拌種使用的材料包括滑石粉、春雷霉素、甲基硫菌靈等，具體用量要根據(jù)馬鈴薯質(zhì)量來(lái)確定。

第三，催芽。種薯要生長(zhǎng)為合適的馬鈴薯種子，就要在栽種前完成催芽步驟，而催芽要在特定環(huán)境下進(jìn)行，主要是確保催芽時(shí)的溫度和濕度等，可將暖棚或者室內(nèi)溫暖環(huán)境作為催芽場(chǎng)所，時(shí)間通常在播種前5～10 d。在催芽過(guò)程中要注意控制光照條件，陽(yáng)光直射會(huì)增加種薯死亡率，因此必須從技術(shù)上加以避免[6]。

3.2 整地施肥

為了給馬鈴薯提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，在播種之前要平整土地，并且使用農(nóng)家肥提高土壤肥力，如果沒(méi)有足夠的農(nóng)家肥，也可使用化肥來(lái)代替。在整地施肥過(guò)程中要注意控制肥料的使用量。在施加農(nóng)家肥的同時(shí)還要將硫酸鉀型三元復(fù)合肥作為底肥，施用量為1 050 kg/hm2。實(shí)際上整地施肥是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)提高土壤肥力和馬鈴薯成活率具有重要作用。因此，在開(kāi)展作業(yè)過(guò)程中堅(jiān)決不能忽視這一環(huán)節(jié)。

3.3 播種

3.3.1 選擇適宜的播種時(shí)間

馬鈴薯播種時(shí)間受季節(jié)、溫度、降水、土壤墑情等各種因素影響，但季節(jié)和溫度是最突出的因素。例如，季節(jié)決定了未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間的氣溫變化，春季之后天氣開(kāi)始回暖，直到進(jìn)入夏天，氣溫基本上呈現(xiàn)出不斷走高的趨勢(shì)，因而如果季節(jié)把握錯(cuò)誤，將會(huì)影響馬鈴薯后期生長(zhǎng)。各個(gè)地區(qū)氣候特點(diǎn)存在很大差異，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)貧v年播種習(xí)慣和規(guī)律，選擇出最佳的播種時(shí)間[7]。

3.3.2 合理控制播種密度

馬鈴薯種薯栽種到土地之后將會(huì)不斷地汲取土壤中的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果栽種密度過(guò)小，會(huì)使植株間出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分爭(zhēng)奪的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)阻礙種薯生長(zhǎng)和發(fā)展。另外，任何一種植物生長(zhǎng)都要求具備足夠的空間，當(dāng)種薯之間距離過(guò)小時(shí)，其在后續(xù)生長(zhǎng)過(guò)程中有可能出現(xiàn)相互擠占生長(zhǎng)空間的情況。通常馬鈴薯栽種采用大壟雙行覆膜技術(shù)，壟和壟之間的距離一般控制在120 cm，馬鈴薯株間距離一般為25 cm。

3.3.3 播種方式

馬鈴薯播種可采用人工模式完成，也可采用機(jī)械方式，在集約化種植作業(yè)中應(yīng)優(yōu)先選用機(jī)械播種的方式。

第一，機(jī)械播種方式標(biāo)準(zhǔn)更加統(tǒng)一，深度控制更加精確，對(duì)馬鈴薯在后期生長(zhǎng)可產(chǎn)生顯著的促進(jìn)作用。

第二，機(jī)械播種方式效率更高，如果改為人工模式，播種速度將成倍下降，并且人工播種方式還會(huì)延誤種薯的最佳播種時(shí)間。從馬鈴薯行距和株距控制來(lái)看，機(jī)械設(shè)備可利用統(tǒng)一參數(shù)對(duì)其加以限制，因而播種符合最初的設(shè)計(jì)要求。

3.3.4 播種深度

馬鈴薯種薯播種深度要控制在恰當(dāng)范圍內(nèi)，過(guò)深或過(guò)淺都會(huì)造成不利影響。例如，當(dāng)播種深度較大時(shí)，馬鈴薯芽可能無(wú)法突破上層覆土，或突破了上層覆土，但是出土?xí)r間太晚，正常生長(zhǎng)周期被嚴(yán)重壓縮。如果栽種深度不足，栽種后馬鈴薯塊會(huì)受到環(huán)境因素影響，產(chǎn)生發(fā)綠現(xiàn)象，使馬鈴薯品質(zhì)和最終產(chǎn)量受到嚴(yán)重干擾。根據(jù)馬鈴薯生長(zhǎng)特性，栽種深度通常會(huì)控制在10～12 cm。

3.4 農(nóng)田管理

3.4.1 覆土

在馬鈴薯栽培中進(jìn)行覆土的主要目的是借助土壤遮蔽減緩水分流失速度，但是需把控好覆土?xí)r間。一般情況下，芽高度為5～10 cm 時(shí)實(shí)施覆土，也可以按照播種后時(shí)間來(lái)確定最佳覆土?xí)r機(jī)，通常為播種后的21～26 d。實(shí)施覆土操作要遵循基本要求，關(guān)于覆土厚度、覆土覆蓋范圍等全部都要采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，例如厚度按照要求控制在2～3 cm。采用人工方式來(lái)作業(yè)時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)覆土不均勻的問(wèn)題，因而推薦使用機(jī)械設(shè)備完成這一步驟，可確保作業(yè)時(shí)的均勻性[8]。

3.4.2 滴灌

滴灌是迄今為止農(nóng)田灌溉最節(jié)水的灌溉技術(shù)之一。但因滴灌技術(shù)價(jià)格較高，一度被稱作“昂貴技術(shù)”，僅用于高附加值的經(jīng)濟(jì)作物中。在水肥一體模式之下，滴灌技術(shù)是否適宜采用還有待討論，主要原因是滴灌在薄膜下進(jìn)行，滴灌使用的管子相對(duì)比較小、比較薄，如果膜下滴灌區(qū)域內(nèi)存在較多蟲(chóng)害，有可能將滴灌使用薄膜徹底咬壞，進(jìn)而導(dǎo)致灌溉設(shè)施在不同部位產(chǎn)生漏水問(wèn)題，肥料無(wú)法在第一時(shí)間內(nèi)均勻被馬鈴薯植株吸收。如果種植區(qū)域病蟲(chóng)害防治效果較為理想，可考慮采用滴灌的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)膜下灌溉[9]。

3.4.3 澆水

馬鈴薯是一種對(duì)水分需求量較大的農(nóng)作物，在芽苗沒(méi)有生長(zhǎng)出來(lái)前，不應(yīng)對(duì)其實(shí)施澆水，但是土壤含水量應(yīng)充足，也就是保證種植區(qū)域的土壤墑情充足。在出苗后，馬鈴薯苗全部出土即可澆水，此時(shí)還應(yīng)該在其表面設(shè)置厚膜，做好滴灌準(zhǔn)備。以上工作全部完成后方可進(jìn)行澆水。馬鈴薯在現(xiàn)蕾開(kāi)花之后還會(huì)二次生長(zhǎng)，這一階段不一定要澆水，但是土壤中應(yīng)具備足夠的墑情，能為其二次生長(zhǎng)提供足夠水分，如果濕潤(rùn)程度不足，可適當(dāng)澆水[10]。

3.4.4 追肥

馬鈴薯在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)鉀肥可能產(chǎn)生較大需求，尤其是在開(kāi)花后。為了保證鉀肥供應(yīng)，可通過(guò)水肥一體方式加以補(bǔ)充，施用的鉀肥為硫酸鉀型，這種肥料溶解速度非?？欤瑢⑵浞胖迷谒w中可在短時(shí)間內(nèi)就隨水流融化和擴(kuò)散。因此，在必要時(shí)可通過(guò)水肥一體方式來(lái)達(dá)成追肥目的。

3.5 病蟲(chóng)害防治

第一，蟲(chóng)害預(yù)防。馬鈴薯蟲(chóng)害具有共性和特性，有些蟲(chóng)害主要分布在特定的地區(qū)，還有些蟲(chóng)害在各個(gè)區(qū)域都廣泛存在，在馬鈴薯栽培過(guò)程中應(yīng)結(jié)合各地區(qū)特點(diǎn)選用正確的蟲(chóng)害防治措施。通常情況下使用的蟲(chóng)害防治藥物包括辛硫磷顆粒劑，使用時(shí)將濃度控制在5%，將其裝進(jìn)肥料箱，開(kāi)溝器和肥料箱用導(dǎo)管連接在一起，這樣就可在播種同時(shí)將這種保護(hù)性物質(zhì)一并埋入土壤中。當(dāng)馬鈴薯進(jìn)入到生長(zhǎng)期之后，可懸掛粘蟲(chóng)板，防治蟲(chóng)害，在具體操作過(guò)程中要控制好蟲(chóng)板高度。

第二，病害預(yù)防。馬鈴薯生長(zhǎng)到4 月之后，晚疫病發(fā)生頻率過(guò)高，會(huì)在馬鈴薯植株之間可互相傳播，一旦發(fā)現(xiàn)了這種疾病跡象，就應(yīng)該優(yōu)先尋找傳染源頭，應(yīng)直接挖除病變嚴(yán)重的馬鈴薯植株，然后再采用其他藥物對(duì)其生長(zhǎng)區(qū)域?qū)嵤┫尽？蓺缤硪卟〉奈镔|(zhì)為石灰。

3.6 積極推廣旱作馬鈴薯栽培技術(shù)

在馬鈴薯栽培中應(yīng)該采用節(jié)水節(jié)肥理念，既要保證馬鈴薯品質(zhì)，又要降低灌溉量，近年來(lái)，馬鈴薯旱作栽培技術(shù)成為新發(fā)展趨勢(shì)。

第一，選擇抗旱、耐旱的馬鈴薯品種。馬鈴薯對(duì)水需求量主要取決于品種屬性，某些新培育馬鈴薯品種抗旱性突出，如青薯9 號(hào)，可積極推廣這些抗旱品種。

第二，采用節(jié)水節(jié)肥栽培技術(shù)，旱作栽培技術(shù)可通過(guò)科學(xué)方法降低水肥流失。目前應(yīng)用廣泛的栽培方法是黑色底膜覆蓋、膜上覆土技術(shù)等，水肥一體技術(shù)可采用膜下滴灌技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

馬鈴薯水肥一體栽種技術(shù)最大限度地提高了肥料利用效率，借助水體溶解和擴(kuò)散作用將肥料運(yùn)輸至植株根部。水肥一體栽種技術(shù)還體現(xiàn)出資源利用率高、控制爛種率以及便于管理等優(yōu)勢(shì)。使用水肥一體化栽種技術(shù)時(shí)要從選種、種薯處理、播種、農(nóng)田管理以及病蟲(chóng)害防治等多個(gè)方面開(kāi)展系統(tǒng)性規(guī)劃。