有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥用量對(duì)冬作馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

摘要 以廣東省恩平市主栽馬鈴薯品種之一祚實(shí)1號(hào)原種合格脫毒種薯為材料，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，研究有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在為該地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)中合理施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，T3 處理具有顯著的增產(chǎn)效益，可保障馬鈴薯塊莖品質(zhì)，商品薯率最高，經(jīng)濟(jì)效益亦最高；且該處理偏生產(chǎn)力（119.85 kg/kg）和農(nóng)學(xué)效率（67.10 kg/kg）均為最高。綜合考慮馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)、肥料利用率及經(jīng)濟(jì)效益，推薦在冬作馬鈴薯生產(chǎn)中，施用 900 kg/hm2有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料作為適宜的施肥方案。

關(guān)鍵詞 冬作馬鈴薯；產(chǎn)量；品質(zhì)；肥料利用率；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào) S532 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2024）18-0147-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.18.032

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effect of the Amount of Organic Inorganic Compound Fertilizer on the Yield and Quality of Winter Potatoes

TAN Wei1， GUAN Li-lan2， HE Yi-chao2 et al

（1.College of Natural Resources and Environment， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642；2.Guangdong Enping Agricultural Technology Extension Center， Enping，Guangdong 529400；3.Ganzhou Citrus Science Research Institute， Ganzhou， Jiangxi 341099）

Abstract Using Zuoshi No.1， one of the main potato varieties cultivated in Enping City，

Guangdong Province， as the material，a randomized block design was used to study the effects of organic-inorganic compound fertilizer on potato yield， quality， etc. The aim was to provide theoretical basis for the rational use of organic-inorganic compound fertilizer in winter potato production in this area. The results showed that T3 treatment had significant yield increasing benefits， could ensure the quality of potato tubers， had the highest commercial potato rate， and the highest economic benefits;and the partial productivity （119.84 kg/kg） and agronomic efficiency （67.10 kg/kg） of this treatment were both the highest.Taking into account potato yield， quality， fertilizer utilization rate， and economic benefits， it is recommended that 900 kg/hm2 of organic-inorganic compound fertilizer be applied as a suitable fertilization scheme for winter potato production.

Key words Winter potato;Yield;Quality;Fertilizer utilization rate;Economic benefits

基金項(xiàng)目 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（163-2019-XMZC-0009-03-0014）。

作者簡(jiǎn)介 譚微 （1995—），女，四川巴中人，碩士研究生，研究方向：養(yǎng)分資源綜合管理技術(shù)。

*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 2023-09-20

馬鈴薯（Solanum tuberosum L）是一種重要的糧食、飼料、加工等多用途作物，也是我國(guó)重要的戰(zhàn)略性資源，其因營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富而獲得“營(yíng)養(yǎng)之王”的美譽(yù)，同時(shí)也被譽(yù)為21世紀(jì)我國(guó)最有發(fā)展前景的高產(chǎn)經(jīng)濟(jì)作物之一［1］。提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)對(duì)增強(qiáng)全球糧食安全和人類健康具有重要作用［2］。

馬鈴薯產(chǎn)業(yè)作為一種富民鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)，要走好綠色生態(tài)發(fā)展之路?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)會(huì)降低土壤質(zhì)量并影響環(huán)境，而有機(jī)農(nóng)業(yè)等替代農(nóng)業(yè)能使生態(tài)系統(tǒng)再生，使土壤保持活力［3］。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局報(bào)告，近年來我國(guó)馬鈴薯播種面積持續(xù)減少，2022年我國(guó)馬鈴薯播種面積僅有4 558.1×103 hm2，較2021年減少了47.9×103 hm2，同比減少了1.05%。馬鈴薯播種面積不斷下降，但其產(chǎn)量不降反升，2022年我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)量達(dá)1 851.6萬t，較2021年增加了20.7萬t，同比增長(zhǎng)了1.12%。這就要求我們因地制宜，調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)，控制化肥用量；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。馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)主要受其品種特性制約，同時(shí)也受種植環(huán)境、栽培技術(shù)的影響，其中養(yǎng)分的影響最大。

我國(guó)實(shí)現(xiàn)化肥零增長(zhǎng)目標(biāo)的重要措施之一就是有機(jī)肥替代部分化肥［4］。imon等［5］研究表明，添加不同來源的有機(jī)肥料對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和生物活性的影響不同。施肥方式在決定馬鈴薯產(chǎn)量的農(nóng)業(yè)技術(shù)因素中起著重要作用，有機(jī)和無機(jī)肥料的使用可以顯著影響馬鈴薯產(chǎn)量，且有機(jī)肥料及其提取物也可以改善土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)，并幫助植物對(duì)抗病蟲害［6］。王耀［7］將復(fù)合肥和生物有機(jī)肥配施后提高了馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)。梁宏等［8］研究表明，實(shí)施有機(jī)肥與無機(jī)肥相結(jié)合或有機(jī)肥部分代替化肥的施肥方式，馬鈴薯產(chǎn)量與品質(zhì)顯著提升。Islam等［9］研究表明有機(jī)肥和無機(jī)肥施用量的變化可以影響馬鈴薯產(chǎn)量。李成晨等［10］研究表明，廣東省馬鈴薯化肥投入量為2 289 kg/hm2，有機(jī)肥平均投入量為8 615 kg/hm2。鑒于整體農(nóng)業(yè)化肥施用量較大，尤其是對(duì)氮肥和磷肥的投入量過大時(shí)，應(yīng)按照馬鈴薯生長(zhǎng)需肥規(guī)律施肥，減少化肥投放，并合理補(bǔ)充鉀肥，以及改善有機(jī)肥品質(zhì)等，以提高馬鈴薯產(chǎn)量和種植面積的綜合效益。

筆者以恩平地區(qū)篩選出的主導(dǎo)品種為研究材料，探究其不同肥料施用量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)、肥料利用率以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，旨在篩選出可提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的新型有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥適宜用量，為南方冬作區(qū)馬鈴薯的合理施肥提供參考，對(duì)實(shí)現(xiàn)南方冬作區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障糧食安全和環(huán)境友好具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種：祚實(shí)一號(hào)原種合格脫毒種薯。

試驗(yàn)肥料：生物有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥40%）、薯類專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料（N-P2O5-KO2=15-5-20，有機(jī)質(zhì)≥10%）。

試驗(yàn)地膜：聚乙烯黑色地膜。

1.2 試驗(yàn)地概況

田間肥效試驗(yàn)于2022年12月8日—2023年3月31日在廣東省恩平市恩城街道恩平市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心（恩平市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所）試驗(yàn)基地（112°20′37″E，22°13′3″N）進(jìn)行，當(dāng)?shù)貧夂蝾愋蜑槟蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，種植地土壤為壤土。試驗(yàn)地前茬種植作物為水稻，于播種前取土樣分析檢測(cè)。0～20 cm土層土壤理化性質(zhì)：

pH 5.46，有機(jī)質(zhì)31.66 g/kg，堿解氮83.2 mg/kg，有效磷87.0 mg/kg，速效鉀149.6 mg/kg，土壤質(zhì)地為壤土。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)多年多點(diǎn)的肥效梯度試驗(yàn)及參考當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)馬鈴薯施肥量，設(shè)置7個(gè)試驗(yàn)處理：CK1（無肥）；CK2（無化肥）；薯類專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料（NOICF）處理分別設(shè)900、1 200、1 500、1 800、2 100 kg/hm2共5個(gè)不同施肥量處理，配施生物有機(jī)肥3 000 kg/hm2。具體施用量見表1。

高壟雙行種植，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)3壟，面積為70.2 m2（3×1.3 m×18 m），每壟150株。于2022年12月8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)”［11］，進(jìn)行病蟲草害防治。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

收獲時(shí)每小區(qū)選取中間5 m進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，稱重，并折合成1 hm2的產(chǎn)量。塊莖按大小分級(jí)，單薯≥75 g 的健康薯為商品薯，計(jì)算商品薯率，其他為次品薯。

收獲后，測(cè)定塊莖淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、還原糖含量和維生素C（Vc）含量。分析方法參照《土壤農(nóng)化分析》［12］和《馬鈴薯試驗(yàn)研究方法》［13］。

1.5 數(shù)據(jù)分析

1.5.1 計(jì)算公式。

肥料偏生產(chǎn)力（kg/kg）= 施肥后所獲得的作物產(chǎn)量/肥料投入量（kg/kg）

肥料農(nóng)學(xué)效率（kg/kg）=（施肥區(qū)產(chǎn)量－不施肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥量

肥料利用率=（施肥的氮磷鉀吸收量-不施肥的氮磷鉀吸收量）/施肥量×100%

生理利用率=（施肥后產(chǎn)量-不施肥產(chǎn)量）/（施肥后氮磷鉀積累量-不施肥氮磷鉀積累量）×100%

經(jīng)濟(jì)效益是作物產(chǎn)量收入與總消耗（機(jī)械、農(nóng)業(yè)材料、勞動(dòng)力）的差值［14］。

施肥產(chǎn)投比 = 凈收入/肥料成本

1.5.2 統(tǒng)計(jì)分析。

采用SPSS 27.0和Excel軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，用origin 2022作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯產(chǎn)量的影響

不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯產(chǎn)量的影響見表2。由表2可知，不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量性狀影響較大。總產(chǎn)量從高到低依次為處理T3、T4、T5、T6、T2、T7、T1。隨施肥用量的增加馬鈴薯產(chǎn)量呈逐漸降低趨勢(shì)，且處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05），與代啟貴等［15］的研究結(jié)果一致。T3處理馬鈴薯產(chǎn)量最高，為43.14 t/hm2，分別比T1、T2增產(chǎn)172.18%、50.37%；其次為T4處理，產(chǎn)量為38.01 t/hm2；而T7處理產(chǎn)量為28.53 t/hm2，馬鈴薯產(chǎn)量低于不施有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的T2（CK2）處理。有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥處理的商品薯產(chǎn)量均高于T1、T2處理（P<0.05），商品薯率由大到小為T3>T5>T7>T4>T6>T2>T1。

2.2 不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯品質(zhì)的影響

收獲后，對(duì)各處理的馬鈴薯塊莖進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見表3。從表3可以看出，不同處理對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)含量、淀粉（鮮基）含量、Vc含量、還原糖含量、蛋白質(zhì)含量有明顯的影響。在施入有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥后，相比T2處理，干物質(zhì)含量有略微提升，但不同處理間差異不顯著（P>0.05）；淀粉（鮮基）含量以T3處理最高，T7含量最低，不同處理間馬鈴薯塊莖的淀粉（鮮基）含量無顯著差異；Vc含量以T5處理最高，T4處理最低；各處理還原糖含量無顯著差異， 而 T3 與 T5 處理的還原糖含量低于 T1 與 T2 處理，表明有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)馬鈴薯塊莖還原糖含量有一定影響。各施肥處理馬鈴薯塊莖的蛋白質(zhì)含量均高于 T1 處理，T3 處理的可溶性蛋白顯著高于 T1 與 T4 處理，較 T2 處理增加了 11.56%。此外，T2 處理與 T5、T6、 T7 處理蛋白質(zhì)含量無顯著差異。

2.3 不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯肥料利用率的影響

從表4可以看出，在不同肥料施用量情況下，偏生產(chǎn)力表現(xiàn)為T3＞T4＞T5＞T6＞T7。T3的偏生產(chǎn)力、農(nóng)學(xué)效率最高，分別為119.84、67.10 kg/kg，且與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。對(duì)于肥料偏生產(chǎn)力而言，較低施用量處理的肥料偏生產(chǎn)力高。各處理的肥料利用率與生理利用率無顯著差異。

2.4 不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益的影響

不同處理下馬鈴薯增產(chǎn)率、產(chǎn)值及施肥產(chǎn)投比見表5。從表5可以看出，種薯、人工、黑膜、農(nóng)藥等方面投入基本一致，但在肥料投入方面存在較大差異，各處理肥料成本表現(xiàn)為 T7＞T6＞T5＞T4＞T3＞T2＞T1，與總成本保持一致。生物有機(jī)肥配施馬鈴薯專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)馬鈴薯具有良好的增產(chǎn)效果，且收益增加顯著。T3 處理的總產(chǎn)值最高，為 11.22 萬元/hm2，T4 處理次之，T3 處理與 T4、T5 處理間無顯著差異，T2、T6、T7 處理間無顯著差異。T3 處理利潤(rùn)為 7.71 萬元/hm2，顯著高于 T1、T2、T6、T7 處理。T3、T4、T5 處理利潤(rùn)較 T2 處理分別增加 80.14%、 46.26、32.48%。隨著有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥施用量的增加，產(chǎn)量逐漸減少，產(chǎn)值、利潤(rùn)以及施肥產(chǎn)投比隨之下降。

3 討論

3.1 不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯產(chǎn)量的影響

在生物有機(jī)肥的基礎(chǔ)上配施馬鈴薯專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)冬作馬鈴薯的穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)效果明顯。該試驗(yàn)中，馬鈴薯專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥900 kg/hm2施用量的處理產(chǎn)量最高，為43.14 t/hm2，與T1和T2相比增產(chǎn)明顯，分別增產(chǎn)172.18%和50.37%，這也是有機(jī)肥與無機(jī)肥配施在提質(zhì)增效方面有積極的作用。與王耀［7］的研究結(jié)果一致，復(fù)合肥配施生物有機(jī)肥與常規(guī)施肥相比增加了馬鈴薯產(chǎn)量。處理T4、T5、T6、T7的產(chǎn)量隨著所施有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥量的增加而降低，施用量在2 100 kg/hm2時(shí)，較T2產(chǎn)量更低。說明在一定范圍內(nèi)，增施有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量較T1和T2有明顯增加作用，但隨著施肥量增加，馬鈴薯產(chǎn)量反而下降，過量施肥可能適得其反。劉潤(rùn)梅等［16］研究表明，當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到最高后，施肥量再增加反而使馬鈴薯產(chǎn)量一定程度的下降。

其原因可能與有機(jī)肥的原料、土壤肥力、馬鈴薯品種、種植環(huán)境等因素有關(guān)，還需進(jìn)一步探究。因此，在馬鈴薯生產(chǎn)中進(jìn)行有機(jī)肥與有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥合理配施時(shí)，才能提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)投入。

3.2 不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯品質(zhì)的影響

馬鈴薯塊莖品質(zhì)主要包括淀粉、還原糖、蛋白質(zhì)和Vc含量等指標(biāo)［17］。馬鈴薯塊莖中各種營(yíng)養(yǎng)成分含量是衡量馬鈴薯品質(zhì)的重要依據(jù)［18］。但該試驗(yàn)中，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥用量對(duì)干物質(zhì)、淀粉和還原糖含量的影響不大，無明顯差異。施肥量低的處理，淀粉含量高于其他處理，隨著有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥用量增加，淀粉含量降低，2 100 kg/hm2有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥用量的處理淀粉含量最低，這與元新娣等［18］、田國(guó)政等［19］的研究結(jié)果一致，可以考慮增施磷鉀肥促進(jìn)淀粉的積累［20］。配施有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥可以提高馬鈴薯塊莖中的蛋白質(zhì)含量，這與方玉川等［21］的研究結(jié)果一致。Vc含量在1 500 kg/hm2有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料處理時(shí)達(dá)到最大，但與施肥量之間無明顯相關(guān)性。

馬鈴薯品質(zhì)除與本身的遺傳和生理特性有關(guān)外，還與種植地區(qū)的氣候、土壤和種植條件有關(guān)，其中，肥料條件的影響最大［22］。該試驗(yàn)中馬鈴薯品質(zhì)差異無明顯規(guī)律，原因可能一是除黃腐酸外的其他有機(jī)肥對(duì)Vc含量影響不大［21］，二是施用有機(jī)肥配施有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的影響未完全表現(xiàn)出來，三是所選用商品有機(jī)肥的肥效表現(xiàn)時(shí)間還不夠［23］。

3.3 不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯肥料利用率的影響

農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)力、肥料利用率及生理利用率是表達(dá)肥料利用率的常用指標(biāo)［24］。該試驗(yàn)中，對(duì)在生物有機(jī)肥的基礎(chǔ)上配施馬鈴薯專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥而言，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥在900 kg/hm2施用量時(shí)，肥料偏生產(chǎn)力最高，為119.84 kg/kg，隨著有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥施用量的增加肥料偏生產(chǎn)力下降很快，在施用2 100 kg/hm2有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥時(shí)肥料的偏生產(chǎn)力為33.96 kg/kg?？梢?，在目前馬鈴薯生產(chǎn)中，肥料施用量是影響肥料偏生產(chǎn)力的重要因素，但也應(yīng)考慮與作物產(chǎn)量以及所有影響作物產(chǎn)量的因素［16］。

該研究的肥料利用率與生理利用率是在試驗(yàn)條件下得到的，理論上要高于馬鈴薯生產(chǎn)的實(shí)際利用率，且肥料利用率與生理利用率各處理之間差異不顯著，原因還有待進(jìn)一步研究。而生物有機(jī)肥配施馬鈴薯專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥梯度施肥處理的肥料利用率和農(nóng)學(xué)效率較低，其原因可能沒有考慮施用有機(jī)肥的次年后效［25］。

3.4 不同肥料施用量對(duì)冬作馬鈴薯經(jīng)濟(jì)效益的影響

不同處理下馬鈴薯的總收益不同，900 kg/hm2時(shí)產(chǎn)值最高，說明增施馬鈴薯專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥能夠?qū)崿F(xiàn)冬作馬鈴薯增產(chǎn)增收，且?guī)淼慕?jīng)濟(jì)效益最大，表明有機(jī)肥配施馬鈴薯專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥是實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的有效途徑。但由于施肥量的提高，馬鈴薯的產(chǎn)出反而減少。以T3處理肥料投產(chǎn)比最高，其次是T2處理，其余依次為T2、T4、T5、T6、T7、T1?；蛴捎谑┓柿康某杀驹黾樱鴮?dǎo)致肥產(chǎn)投比不高［26］。這說明有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥使用過多，對(duì)馬鈴薯的生產(chǎn)質(zhì)量和效益提高并沒有產(chǎn)生正面影響，相反會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升、效益下降。

4 結(jié)論

在試驗(yàn)條件下，T3 處理增產(chǎn)優(yōu)于其他處理，塊莖品質(zhì)更好，商品薯率更高，綜合經(jīng)濟(jì)效益及肥料利用率考慮，推薦施用 900 kg/hm2 有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料，以實(shí)現(xiàn)冬作馬鈴薯最佳的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

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