化肥減施下優(yōu)化施肥對(duì)廣東冬作馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

官利蘭　何藝超　李水源　馮玉環(huán)　張新明　馮健超　岑越彪

摘要 ［目的］ 探究化學(xué)肥料減量下優(yōu)化施肥對(duì)南方冬作馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，明確該地區(qū)更合理科學(xué)的施肥量，為廣東省冬作馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的綠色高效發(fā)展提供理論依據(jù)。［方法］ 以馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它一級(jí)脫毒種薯為試驗(yàn)材料，設(shè)置優(yōu)化施肥（化肥減量配施商品有機(jī)肥）、常規(guī)施肥和空白對(duì)照3個(gè)處理，研究不同處理對(duì)廣東冬作馬鈴薯產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益、肥料表觀利用率和品質(zhì)的影響。［結(jié)果］ 優(yōu)化施肥處理總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量分別高于常規(guī)施肥處理1 093.8和793.4 kg/hm2，分別增加4.69%和3.78%；優(yōu)化施肥處理的馬鈴薯塊莖品質(zhì)參數(shù)與常規(guī)施肥處理之間差異未達(dá)顯著水平（P>0.05）。優(yōu)化施肥處理氮磷鉀肥的綜合偏生產(chǎn)力為33.52 kg/kg，較常規(guī)施肥處理高6.61 kg/kg，增加24.55%；優(yōu)化施肥處理肥料成本較常規(guī)施肥低3 334.2元/hm2，降低19.92%；優(yōu)化施肥產(chǎn)值為36 446.0元/hm2，顯著高于常規(guī)施肥處理（P<0.05）。［結(jié)論］ 在廣東省冬作馬鈴薯種植中，優(yōu)化施肥處理施肥方案可達(dá)到綠色高效，實(shí)現(xiàn)化肥減量的同時(shí)保證產(chǎn)量品質(zhì)的提高與穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞 優(yōu)化施肥；常規(guī)施肥；冬作馬鈴薯；化肥減施

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

文章編號(hào) 0517-6611（2024）08-0152-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.035

Effects of Optimizing Fertilization on Yield and Quality of Winter Potato in Guangdong Province Under Chemical Fertilizer Reduction

GUAN Li-lan1，2，? HE Yi-chao1， LI? Shui-yuan1 et al

（1.Guangdong Enping Agricultural Technology Extension Center，Enping，Guangdong 510520;2.College of Natural Resources and Environment，South China Agricultural University，Guangzhou，Guangdong? 510642）

Abstract ［Objective］ The effects of optimizing fertilization on yield and economic benefit of winter potato under chemical fertilizer reduction were discussed in this paper.This study explored the reasonable and scientific fertilization amount in southern potato winter cropping district，and provided theoretical basis for the green and efficient development of winter potato industry in Guangdong Province.［Method］There were three treatments，including optimizing fertilizer，conventional fertilizer and no fertilizer treatment.The effects of three treatments on yield，nutrient content，quality and economic benefit of winter potato in Guangdong Province were studied with Favorlta first level virus-free seed potato as experimental material.［Result］ The optimizing fertilizer treatment has higher total yield，marketable tuber yield and total value and lower fertilizer cost than the other two treatments.The total yield and marketable tuber yield of optimizing fertilizer treatment were 1 093.8 kg/hm2 and 793.4 kg/hm2 higher than conventional fertilizer treatment.There was no significant difference between optimizing fertilizer treatment and conventional fertilizer treatment on potato tuber quality parameters （P>0.05）.The comprehensive partial productivity of nitrogen，phosphorus，and potassium fertilizers of optimizing fertilizer treatment was 33.52 kg/kg，increased by 24.55%，significantly higher than conventional fertilizer treatment.The fertilizer cost of optimizing fertilizer treatment was 3 334.2 yuan/hm2 lower than conventional fertilizer treatment，decreased by 19.92%.The total value of optimizing fertilizer treatment was 36 446.0 yuan/hm2，significantly higher than conventional fertilizer treatment.［Conclusion］ Overall，optimizing fertilizer treatment was a better choice with a good yield，quality and value of winter potato in Guangdong Province.The optimizing fertilizer could reduce chemical fertilizer in winter potato cultivation，achieve green and efficient while ensure the improvement and stability of yield and quality.

Key words Optimizing fertilization;Conventional fertilization;Winter Potato;Chemical fertilizer reduction

我國(guó)于2015年啟動(dòng)馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，把馬鈴薯加工成饅頭、面條、米粉等主食，把馬鈴薯作為小麥、稻米、玉米三大主糧外的第四補(bǔ)充［1］。馬鈴薯生產(chǎn)得到國(guó)家高度關(guān)注，逐漸成為促進(jìn)農(nóng)民增收、保障糧食安全、推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，成為一種富民鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)，綠色生態(tài)發(fā)展是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)肥料施用不合理會(huì)降低土壤質(zhì)量并影響環(huán)境［2］。當(dāng)前，我國(guó)在優(yōu)化馬鈴薯產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，要深入開展農(nóng)藥、化肥減量行動(dòng)［3］。這就要求因地制宜，調(diào)整化肥結(jié)構(gòu)，控制化肥用量，減少不合理的肥料投入。走馬鈴薯高產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展之路，促進(jìn)馬鈴薯增產(chǎn)、農(nóng)民增收和生態(tài)環(huán)境安全。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，主要通過(guò)施用化肥來(lái)提高產(chǎn)量，在南方黃泥田中研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期施肥可提高水稻籽粒和秸稈產(chǎn)量［4］，但化肥施用總量大與施用強(qiáng)度高，長(zhǎng)期過(guò)量施用化肥會(huì)導(dǎo)致肥料效應(yīng)報(bào)酬遞減，地力下降［5］。隨著我國(guó)集約化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，在馬鈴薯生產(chǎn)過(guò)程中化肥過(guò)量使用的現(xiàn)象也較為普遍［6］?；书L(zhǎng)期配施低量有機(jī)肥大豆收獲期土壤全氮及微生物量氮含量增加，增加土壤供氮量；同時(shí)深層土壤礦質(zhì)氮累積降低，減少了氮素淋溶風(fēng)險(xiǎn)［7］，等氮30%有機(jī)替代施肥模式能夠增加馬鈴薯葉片葉綠素含量，提高葉片凈光合速率，改善馬鈴薯生長(zhǎng)后期光合特性，有效延長(zhǎng)葉片光合功能期，促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)量提升并增加薯塊蛋白質(zhì)含量［8］。在陰山北麓干旱半干旱地區(qū)“氮肥減施20%+生物有機(jī)肥替代總施氮量的20%”處理能顯著提高馬鈴薯干物質(zhì)積累量和水氮利用效率，影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)［9］，在陜北旱區(qū)不同品種在不同栽培方式下，減施化肥用量50%均可保持較高的產(chǎn)量［10］。

恩平市位于112°18′E，22°11′N，地處廣東省西南部，珠江三角洲西南端，北靠大陸丘陵，南臨南海，是廣東省馬鈴薯種植的主要區(qū)域，年種植面積0.23萬(wàn)～0.27萬(wàn)hm2［11-12］，目前通過(guò)有機(jī)肥替代部分化肥來(lái)實(shí)現(xiàn)馬鈴薯化肥減施的研究較多［13-15］，但通過(guò)優(yōu)化施肥方案實(shí)現(xiàn)化肥減施的研究相對(duì)較少，且區(qū)域環(huán)境不同，馬鈴薯適宜的化肥減施量也存在差異。在恩平市開展冬作馬鈴薯優(yōu)化施肥技術(shù)，探討化肥減施下優(yōu)化施肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為廣東省冬作馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的綠色高效發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試馬鈴薯品種為費(fèi)烏瑞它（Favorita），種薯為一級(jí)脫毒種薯。供試肥料包括商品有機(jī)肥（N 9.31 g/kg，P2O549.19 g/kg，K2O 12.17 g/kg）、雞糞（N 34.43 g/kg，P2O5 38.69 g/kg，K2O 39.88 g/kg）、緩釋復(fù)合肥（14-6-24）、硫酸鉀（K2O，52%）、撒可富復(fù)合肥（12-4-25）、恩泰克復(fù)合肥（12-11-18）、雅冉復(fù)合肥（15-15-15）。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在廣東省恩平市恩城街道塘勞村（112°17′9″E， 22°13′55″N）開展，氣候類型為南亞熱帶季風(fēng)氣候，前作為水稻。土壤質(zhì)地為砂壤，堿解氮50.9 mg/kg，有效磷127.2 mg/kg，速效鉀26.4 mg/kg。

1.3 試驗(yàn)方法

設(shè)置3個(gè)處理，分別為優(yōu)化施肥、常規(guī)施肥和空白對(duì)照，施肥量見表1，優(yōu)化施肥處理施肥量低于常規(guī)施肥處理，空白對(duì)照處理不施肥。優(yōu)化施肥處理養(yǎng)分由緩釋復(fù)合肥、硫酸鉀、商品有機(jī)肥提供，常規(guī)施肥處理養(yǎng)分由撒可富復(fù)合肥、恩泰克復(fù)合肥、雅冉復(fù)合肥和雞糞提供。所有處理均采用黑膜覆蓋下一次性施肥。

高壟雙行種植，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)3壟，面積為39 m2（1.3 m×10.0 m×3），中間壟為測(cè)產(chǎn)壟，每壟98株。于2020年11月21日播種，按照已集成的“廣東冬種馬鈴薯高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培關(guān)鍵技術(shù)”進(jìn)行病蟲害防治。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在成熟收獲期馬鈴薯收獲后，于測(cè)產(chǎn)壟進(jìn)行商品薯（≥75 g的無(wú)病爛、畸形塊莖）、次品薯（包括<75 g的小薯；畸形薯等）的分類稱重測(cè)產(chǎn)，測(cè)產(chǎn)后在每小區(qū)測(cè)產(chǎn)壟采5 kg左右商品薯作為收獲分析樣品。

將馬鈴薯塊莖切塊后分別裝入牛皮紙袋放置在105 ℃恒溫烘箱中殺青30 min，后在75 ℃恒溫下烘干（4～5 d）至恒重，稱重，并記錄，計(jì)算含水量，粉碎過(guò)篩后裝入編好的自封袋，放入干燥器保存。

Vc含量采用固藍(lán)B鹽分光光度法測(cè)定，淀粉含量采用碘比色法測(cè)定，還原糖采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定，可溶性糖采用蒽酮比色法測(cè)定［14］。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2010和DPS14.10軟件［16］對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 優(yōu)化施肥對(duì)馬鈴薯總產(chǎn)及商品薯、商品薯率的影響

由表2可知，優(yōu)化施肥處理總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量分別高于常規(guī)施肥處理1 093.8和793.4 kg/hm2，分別增產(chǎn)4.69%和3.78%，常規(guī)施肥處理和空白對(duì)照處理之間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。商品薯率優(yōu)化施肥與常規(guī)施肥處理間差異未達(dá)顯著水平（P<0.05），均顯著高于空白對(duì)照處理。優(yōu)化施肥處理較空白對(duì)照增產(chǎn)量為8 871.1 kg/hm2，增產(chǎn)率為57.03%。說(shuō)明優(yōu)化施肥可保證商品薯率，提高產(chǎn)量。

2.2 優(yōu)化施肥對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表3可知，優(yōu)化施肥處理肥料成本為13 405.8元/hm2，較常規(guī)施肥低3 334.2元/hm2；優(yōu)化施肥產(chǎn)值為36 446.0元/hm2，顯著高于常規(guī)施肥處理，較空白對(duì)照增加產(chǎn)值15 814.4元/hm2。從經(jīng)濟(jì)效益考慮，優(yōu)化施肥處理具有優(yōu)勢(shì)。

2.3 優(yōu)化施肥對(duì)馬鈴薯肥料偏生產(chǎn)力的影響

由表4可知，優(yōu)化施肥處理氮磷鉀偏生產(chǎn)力較常規(guī)施肥處理高6.61 kg/kg，與常規(guī)處理間差異達(dá)極顯著水平（P<0.01），由此可見，優(yōu)化施肥處理肥料養(yǎng)分的利用水平較高，可實(shí)現(xiàn)肥料投入的減少，未利用肥料養(yǎng)分對(duì)環(huán)境的壓力降低。

2.4 優(yōu)化施肥對(duì)馬鈴薯塊莖品質(zhì)的影響

由表5可知，常規(guī)施肥處理和優(yōu)化施肥處理塊莖還原糖含量顯著高于空白對(duì)照，2個(gè)處理間差異不顯著。優(yōu)化施肥處理干物質(zhì)、可溶性糖、VC、淀粉含量與常規(guī)施肥處理間無(wú)顯著差異，優(yōu)化施肥可保持馬鈴薯塊莖優(yōu)良品質(zhì)。

3 討論

該研究中，在南方冬作區(qū)馬鈴薯優(yōu)化施肥（化肥減施配施商品有機(jī)肥）較常規(guī)施肥仍可保證馬鈴薯品質(zhì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量的增加。適量減少化學(xué)肥料的投入量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響不大。化肥減量20%對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量無(wú)顯著影響［17］。在其他作物上也有相似的研究結(jié)果，在巢湖流域稻麥輪作區(qū)，磷肥減量20%仍可保證作物穩(wěn)產(chǎn)，同時(shí)顯著提高微量元素Fe、Cu和Zn的含量和生物有效性［18］。在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，氮肥減施0～40%沒(méi)有顯著降低水稻產(chǎn)量，氮肥減施0～30%沒(méi)有顯著影響小麥和玉米產(chǎn)量［19］。該研究中優(yōu)化施肥處理肥料氮磷鉀偏生產(chǎn)力較常規(guī)施肥處理高6.61 kg/kg，適當(dāng)降低肥料施用量可以提高馬鈴薯肥料偏生產(chǎn)力，這與張成龍等［20］的研究結(jié)果一致。青薯9號(hào)馬鈴薯化肥減量60%配施有機(jī)肥氮、磷、鉀肥料偏生產(chǎn)力及總肥料偏生產(chǎn)力也相對(duì)最高［21］?；蕼p施提高肥料偏生產(chǎn)力在其他作物上也有相同的研究結(jié)論，在設(shè)施栽培條件下番茄基肥減40%的肥料偏生產(chǎn)力比常規(guī)施肥高17.1%［22］。在毛里湖稻區(qū)，水稻氮（N）、磷（P）減量氮肥偏生產(chǎn)力和磷肥偏生產(chǎn)力顯著高于常規(guī)施肥［23］。

4 結(jié)論

綜上所述，優(yōu)化施肥處理較空白對(duì)照處理平均增產(chǎn)8 871.10 kg/hm2，增產(chǎn)57.03%，增產(chǎn)量較常規(guī)施肥處理高1 093.8 kg/ hm2，優(yōu)化施肥處理馬鈴薯塊莖的品質(zhì)與常規(guī)施肥處理一致。優(yōu)化施肥處理較常規(guī)施肥處理肥料成本低3 334.2元/hm2，產(chǎn)值高1 449.8元/hm2，可實(shí)現(xiàn)增收節(jié)支。優(yōu)化施肥處理氮磷鉀偏生產(chǎn)力水平較高，可實(shí)現(xiàn)肥料減施。

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基金項(xiàng)目 國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)（CARS-9-ES14）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFD0200801）；2020年度廣東省科技專項(xiàng)資金（“大專項(xiàng)+任務(wù)清單”）項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介 官利蘭（1988—），女，廣東梅州人，高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，從事養(yǎng)分資源管理研究。*通信作者，副教授，博士，從事土壤肥力與養(yǎng)分資源綜合管理研究。

收稿日期 2023-05-30