山旱區(qū)有機(jī)肥的施用對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響

周維秀 吳征 納添倉(cāng) 郭恒

摘要 為了研究青海山旱地有機(jī)肥不同施用量對(duì)青海主栽品種“青薯9號(hào)”和“下寨65”干物質(zhì)分配及產(chǎn)量的影響，明確該地區(qū)有機(jī)肥最佳施用量，為提高馬鈴薯栽培水平及農(nóng)戶種植效益提供理論依據(jù)。于2021年開展有機(jī)肥不同施用量試驗(yàn)，施肥水平為9 000 kg/hm2（T1）、7 500 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、4 500 kg/hm2（T4）、3 000 kg/hm2（T5），測(cè)試其不同處理不同生育期馬鈴薯總干物質(zhì)積累、各個(gè)器官干物質(zhì)分配量及產(chǎn)量。結(jié)果表明，2個(gè)主栽品種在不同生育期干物質(zhì)積累量呈先增加后降低的趨勢(shì)，現(xiàn)蕾期至膨大期干物質(zhì)增長(zhǎng)速率最大；有機(jī)肥使用量為4 500 kg/hm2，2個(gè)品種在膨大期積累量均達(dá)到最大值。為了獲得高產(chǎn)與高效，推薦有機(jī)肥施用量4 500 kg/hm2，主導(dǎo)品種較其他處理增產(chǎn)較顯著，較T5處理分別增產(chǎn)46.05%和45.70%，并獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯；有機(jī)肥；干物質(zhì)；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S532? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2023）10-0139-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.10.031

Abstract In order to study the effects of different application rates of organic fertilizers on? the dry matter distribution and yield of the main Qinghai cultivars ‘Qingshu 9 and ‘Xiazhai 65 ， and to clarify the optimal application rate of organic fertilizers in this area， in order to provide theoretical basis for improving? the level of potato cultivation and farmers planting benefits? . The test was carried out in 2021 with different application rates of organic fertilizers. The fertilizer levels were 9 000 kg/hm2 （T1）， 7 500 kg/hm2 （T2）， 6 000 kg/hm2 （T3）， 4 500 kg/hm2 （T4）， 3 000 kg/hm2 （T5）， to test the accumulation of total dry matter， the distribution of dry matter of each organ and the yield of potatoes in different growth stages of different treatments. The results showed that the dry matter accumulation of the two main cultivars in different growth stages showed a trend of first increase and then decrease， and the growth rate of dry matter was the largest from bud stage to expansion stage. The amount of organic fertilizer used? was 4 500 kg/hm2， and both varieties had reached their maximum accumulation during the expansion period. In order to achieve high yield and efficiency， it was recommended to apply 4 500 kg/hm2 of organic fertilizer. The dominant variety had a significant increase in yield compared to other treatments， with an increase of 46.05% and 45.70% respectively compared to T5 treatment， and achieved the highest economic benefits.

Key words Potato;Organic fertilizer; Dry matter;Yield

馬鈴薯作為我國(guó)第四大糧食作物，對(duì)我國(guó)糧食安全具有重要意義［1-2］。青海省地處高寒冷涼山區(qū)，日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大、自然隔離條件好，馬鈴薯塊莖大、整齊、干物質(zhì)含量高，表皮光滑、退化輕，是種薯生產(chǎn)的天然家園［3］。馬鈴薯產(chǎn)業(yè)已成為青海的特色及支柱產(chǎn)業(yè)，尤其在干旱山區(qū)，對(duì)發(fā)展當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)、增加農(nóng)民收入、保障糧食安全及調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)均起著重要作用［4］。

近年來，青海為貫徹新發(fā)展理念，將青海打造成綠色有機(jī)農(nóng)畜產(chǎn)品輸出地，實(shí)現(xiàn)化肥減量增效措施［5-6］。目前實(shí)施化肥減量增效措施，主要通過研究有機(jī)肥使用，由于有機(jī)肥富含多種有機(jī)酸、肽類以及包括氮、磷、鉀在內(nèi)的豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，不僅能為農(nóng)作物提供全面營(yíng)養(yǎng)，而且肥效長(zhǎng)，可增加和更新土壤有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性，因此使用有機(jī)肥不僅可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，還改善馬鈴薯品質(zhì)［7-9］，目前在青海不同生態(tài)區(qū)有機(jī)肥的施用量對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)及經(jīng)濟(jì)效益的影響鮮見報(bào)道，該試驗(yàn)種植區(qū)域?qū)儆谇嗪ｑR鈴薯生產(chǎn)的主要生態(tài)區(qū)，對(duì)農(nóng)戶種植效益有很大影響，為此，筆者以當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)品種為試驗(yàn)材料，研究有機(jī)肥施用量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，以期為山旱區(qū)有機(jī)肥的施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021年5月5日在青海省西寧市（青海省農(nóng)林科學(xué)院試驗(yàn)地）進(jìn)行播種，試驗(yàn)地前茬作物為馬鈴薯，有機(jī)肥為青海省有機(jī)肥料廠生產(chǎn)，養(yǎng)分含量為（N+P2O5+K2O≥5%，有機(jī)質(zhì)≥45%）。供試馬鈴薯品種為“青薯9號(hào)”和“下寨65”?！扒嗍?號(hào)”（晚熟品種，生育期為120 d左右，芽眼淺，紅皮黃肉）；“下寨65”（中早熟品種，生育期為96 d左右，芽眼較深，黃皮白肉）。播前土壤基本養(yǎng)分：全氮0.7 g/kg，全磷1.4 g/kg，全鉀23.34 g/kg，速效氮57 mg/kg，速效磷28.4 mg/kg，速效鉀122 mg/kg，有機(jī)質(zhì)8.66 g/kg，pH 8.1。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，速效氮含量中等，速效磷含量較高，速效鉀中等；綜合分析，該地基礎(chǔ)肥力中等偏上。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)區(qū)組排列，5個(gè)處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積21 m2；試驗(yàn)處理及施肥水平為9 000 kg/hm2（T1）、7 500 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、4 500 kg/hm2（T4）、3 000 kg/hm2（T5），施肥量按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，混合均勻后一次性基施，其他栽培措施和管理?xiàng)l件同當(dāng)?shù)伛R鈴薯生產(chǎn)管理一致?！扒嗍?號(hào)”種植密度為40 500株/hm2，株距42㎝，行距70㎝，每小區(qū)種植6行；“下寨65”種植密度為49 500株/hm2，株距33 cm，行距70 cm，每小區(qū)種植6行。

1.3 樣品的采集與測(cè)定

在馬鈴薯主要生育期（苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期、膨大期和成熟期），各小區(qū)選取代表性植株3株，進(jìn)行破壞性取樣。先將植株用清水沖凈，濾紙吸干后，在烘箱內(nèi)105 ℃殺青30 min，然后在80 ℃烘干至恒重取出，稱量各器官干重。

馬鈴薯成熟后，于2020年10月11日收獲，收獲整個(gè)小區(qū)全部的塊莖，并且每小區(qū)單獨(dú)進(jìn)行分級(jí)、計(jì)數(shù)、稱重，并計(jì)算總產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與圖表制作，DPS 2005對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)植株干物質(zhì)積累的影響

由圖1可知，在整個(gè)生育期，“青薯9號(hào)”馬鈴薯干物質(zhì)積累呈先增加后減小的趨勢(shì)，且在膨大期達(dá)到最大值；自苗期至現(xiàn)蕾期，各處理間干物質(zhì)積累量差異不明顯；現(xiàn)蕾期至成熟期，各處理間干物質(zhì)積累的差異逐漸增大，且在膨大期，T4處理的干物質(zhì)積累達(dá)到最大值，而其余各處理間無明顯差異。

由圖2可知，從苗期至膨大期，“下寨65”植株干物質(zhì)積累量逐漸增加；從膨大期至成熟期，干物質(zhì)積累量又逐漸減??；在膨大期，T4處理的干物質(zhì)積累量迅速增加且達(dá)到最大值，其次是T5，而T3處理的干物質(zhì)積累量最低。

“青薯9號(hào)”和“下寨65”在整個(gè)生育期的干物質(zhì)積累的趨勢(shì)均呈先增加后下降的趨勢(shì)，且在膨大期達(dá)到最大值；其中T4處理“青薯9號(hào)”和“下寨65”的干物質(zhì)積累量最大。這說明有機(jī)肥的合理施用，能夠顯著提高馬鈴薯植株的干物質(zhì)積累量，特別是結(jié)薯后期的干物質(zhì)積累量，為馬鈴薯塊莖產(chǎn)量形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2 不同處理對(duì)馬鈴薯各器官干物質(zhì)分配的影響

從表1可以看出，不同有機(jī)肥施用量對(duì)“青薯9號(hào)”根干質(zhì)量占總植株干質(zhì)量比例從苗期至成熟期逐漸減低，且從苗期的19.55%～30.61%降低到成熟期的2.59%～4.79%。在整個(gè)生育期內(nèi)，莖干質(zhì)量占總植株干質(zhì)量比例總體上呈先增加后降低的趨勢(shì)，且在盛花期達(dá)到最大，為31.27%～41.09%。而葉片所占干物質(zhì)比例由苗期的36.76%～45.47%增加到現(xiàn)蕾期的40.47%～49.16%，說明在這一時(shí)期，馬鈴薯干物質(zhì)分配以葉片為主，而現(xiàn)蕾期過后，干物質(zhì)積累又從40.47%～49.16%降低到成熟期的7.27%～18.54%。在膨大期馬鈴薯塊莖占總植株干物質(zhì)的比重增大，而根莖葉干物質(zhì)所占總植株干物質(zhì)的比例下降。從膨大期到成熟期，塊莖干質(zhì)量迅速增加，占總植株干物質(zhì)比例增加到47.39%～71.54%。說明隨著生長(zhǎng)中心的轉(zhuǎn)移，干物質(zhì)分配由前期的根莖葉轉(zhuǎn)移至塊莖。有機(jī)肥的不同施用量對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)的分配有不同的影響，膨大期至成熟期，各處理中塊莖干質(zhì)量分配率較T5處理有所增高，其中T4處理增幅最大。

有機(jī)肥施用量對(duì)“下寨65”植株干物質(zhì)分配比率的影響見表2。由表2可知，隨著生育期的推進(jìn)，根干質(zhì)量占總植株干質(zhì)量的比例從苗期至膨大期逐漸降低，而膨大期至成熟期又開始增大。莖干質(zhì)量占總植株干質(zhì)量比例由苗期的39.01%～41.42%降低至成熟期的21.66%～32.37%。葉片所占干物質(zhì)比例由苗期的41.02%～42.43%增加到現(xiàn)蕾期的41.29%～43.53%，從現(xiàn)蕾期至成熟期呈下降趨勢(shì)。在整個(gè)生育期，各處理塊莖干質(zhì)量占總植株干質(zhì)量逐漸增大，然后慢慢趨于穩(wěn)定，在成熟期達(dá)到最大值。在現(xiàn)蕾期，各處理塊莖所占干物質(zhì)比例以T5處理最高，T3處理最低；在盛花期，T5處理最高，T3處理次之；在膨大期和成熟期，T3處理和T5處理塊莖所占干物質(zhì)比例高于其他處理。

2.3 不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

2.3.1 最佳施肥量及產(chǎn)量。有機(jī)肥施用對(duì)“青薯9號(hào)”產(chǎn)量的影響見表3。由表3可知，T4處理的平均產(chǎn)量最高，達(dá)44 314 kg/hm2，與T5相比，增產(chǎn)率達(dá)46.05%；其次是T1處理和T2處理，較T5增加了30.47%和19.53%；而T3處理的產(chǎn)量最低，為29 539 kg/hm2，與T5相比，減產(chǎn)了2.64%；T2、T3、T4、T5處理間達(dá)顯著差異（P<0.05）；與T5相比，施4 500 kg/hm2有機(jī)肥（T4）增產(chǎn)高達(dá)46.05%。說明有機(jī)肥施用量為4 500 kg/hm2時(shí)，“青薯9號(hào)”的增產(chǎn)效果最好。由此可知，有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量具有顯著影響，但有機(jī)肥的合理施用才是增產(chǎn)增收的關(guān)鍵。

有機(jī)肥施用對(duì)“下寨65”產(chǎn)量的影響見表4。由表4可知，平均產(chǎn)量從高到低依次為T4、T1、T2、T3、T5。平均產(chǎn)量最高的是施有機(jī)肥4 500 kg/hm2（T4），為30 434 kg/hm2，與T5相比增產(chǎn)率高達(dá)45.70%；其次為施有機(jī)肥9 000 kg/hm2（T1），產(chǎn)量為27 917 kg/hm2，與T5相比增產(chǎn)率為33.65%；然后是施有機(jī)肥7 500 kg/hm2（T2），產(chǎn)量為26 260 kg/hm2，與T5相比增產(chǎn)率為25.72%；施有機(jī)肥5 000 kg/hm2（T3）時(shí)產(chǎn)量為24 281 kg/hm2，與T5相比增產(chǎn)率為16.24%。說明增加有機(jī)肥的施用量，能增加“下寨65”的產(chǎn)量，但增產(chǎn)效果不一。綜上所述，在一定范圍內(nèi)，增施有機(jī)肥可顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量。

由此可知，有機(jī)肥對(duì)“青薯9號(hào)”和“下寨65”產(chǎn)量的影響效果最顯著的是T4處理，其次是T1。但同一處理對(duì)“青薯9號(hào)”和“下寨65”產(chǎn)量的影響不同，在同一施肥水平下，“青薯9號(hào)”的產(chǎn)量比“下寨65”高。

2.3.2 經(jīng)濟(jì)效益。由表5可知，“青薯9號(hào)”的總產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益都表現(xiàn)為T4>T1>T2>T5>T3；T4處理肥料投入成本比T1處理低，從純收入來看，T4處理的純收入比T1處理高；T2處理經(jīng)濟(jì)效益為22 519元/hm2，較T5提高了8.21%；T3處理的總產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益最低，經(jīng)濟(jì)效益較T5減少了21.93%。說明合理施用有機(jī)肥不僅可以節(jié)約肥料成本，還可以明顯提高“青薯9號(hào)”的經(jīng)濟(jì)效益。

由表6可知，“下寨65”的總產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益都表現(xiàn)為T4>T1>T2>T3>T5，雖然肥料投入增加，但所有施肥處理的總產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益均較T5處理高，說明施肥成本雖然增加，但有利于總產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益的增加。T1和T4處理的總產(chǎn)值相差不大，但由于T1處理的肥料成本比T4處理高，導(dǎo)致T1處理的經(jīng)濟(jì)效益比T4處理低；T2和T3處理的經(jīng)濟(jì)效益分別為10 512和9 937元/hm2，較T5增加了11.05%和4.98%。由此可知，T4處理在節(jié)約肥料投入的同時(shí)，還能使“下寨65”的經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3 結(jié)論與討論

肥料是糧食生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，肥料的合理使用既能滿足作物需求，又能保證環(huán)境可持續(xù)發(fā)展［10］。而生物有機(jī)肥是一種含有大量活微生物的肥料，可以發(fā)揮自生固氮或聯(lián)合固氮作用，可以溶解土壤中難溶化合物供給作物吸收或分泌生長(zhǎng)激素，增加土壤向作物提供營(yíng)養(yǎng)的能力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)［11-12］。

物質(zhì)生產(chǎn)是作物產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，干物質(zhì)積累是物質(zhì)生產(chǎn)的主要表現(xiàn)［13-14］。該試驗(yàn)分析了5個(gè)有機(jī)肥施用量對(duì)“青薯9號(hào)”和“下寨65”干物質(zhì)積累的影響，其中T4處理在膨大期對(duì)“青薯9號(hào)”和“下寨65”干物質(zhì)積累的效果最明顯。研究表明［15-16］，在一定的施肥量范圍內(nèi)，增施肥料可以增加植株干物質(zhì)及養(yǎng)分累積量，該試驗(yàn)研究結(jié)果與其一致。在該試驗(yàn)中，馬鈴薯整個(gè)生育期干物質(zhì)變化為苗期至盛花期，干物質(zhì)積累緩慢增多，盛花期至膨大期迅速增加，膨大期之后干物質(zhì)又開始下降。這與張亮等［6，17-18］的研究結(jié)果一致，干物質(zhì)積累量隨生育進(jìn)程呈先升后降“單峰”曲線變化趨勢(shì)，且在現(xiàn)蕾期以后迅速增加，在膨大期達(dá)到最大值。

干物質(zhì)在作物生長(zhǎng)發(fā)育的各重要時(shí)期會(huì)產(chǎn)生不同的變化，不同器官的分配狀況與積累程度，可以明顯反映植株的生長(zhǎng)發(fā)育情況［19］。該試驗(yàn)研究了有機(jī)肥對(duì)“青薯9號(hào)”和“下寨65”干物質(zhì)分配的影響。結(jié)果表明，“青薯9號(hào)”和“下寨65”的干物質(zhì)分配前期主要集中于根莖葉，盛花期之后以塊莖為主，這說明在馬鈴薯生長(zhǎng)前期，干物質(zhì)的分配主要以擴(kuò)大“源”為目的，塊莖形成后，干物質(zhì)的分配主要以擴(kuò)大“庫(kù)”為目的，這與前人的研究結(jié)果一致［20-21］。但在同一時(shí)期，隨著有機(jī)肥施用量的增加，塊莖所占干物質(zhì)比例沒有明顯變化，這與前人的研究結(jié)果不一致［20］，可能是該試驗(yàn)采用的有機(jī)肥是羊板糞，而何萬春等［20］選用的有機(jī)肥是生物有機(jī)肥。

柳玉樂［22］研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)和單株薯重的增加有積極作用。該試驗(yàn)分析了5個(gè)有機(jī)肥施用量對(duì)“青薯9號(hào)”和“下寨65”產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，T4處理明顯提高了“青薯9號(hào)”和“下寨65”的產(chǎn)量，其次是T1處理和T2處理。李艷寧等［23］研究表明，合理施用有機(jī)肥，能夠增加作物產(chǎn)量，該試驗(yàn)研究結(jié)果與其一致。但T3處理使得“青薯9號(hào)”減產(chǎn)，可能原因是生長(zhǎng)后期降水過多導(dǎo)致其減產(chǎn)?？傮w而言，T4處理的增產(chǎn)效果最好，說明在一定的施肥范圍內(nèi)，增施有機(jī)肥能促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)量增加，但過量的施肥會(huì)對(duì)塊莖的形成產(chǎn)生不利影響。施用有機(jī)肥可以增產(chǎn)，這與前人的研究結(jié)果一致［24-29］。

由此可知，在研究馬鈴薯最佳有機(jī)肥施用量的問題時(shí)，需要考慮施肥成本，只有這樣才能取得最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)收益［30］。該研究中2個(gè)主導(dǎo)品種的有機(jī)肥使用量均為4 500 kg/hm2，效益達(dá)到最大，因此對(duì)于青海省山旱區(qū)在此基礎(chǔ)地力條件下，馬鈴薯栽培中建議施用有機(jī)肥4 500 kg/hm2。

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