微型薯多功能專用肥最大利潤施用量及經濟效益分析

潘勇剛，秦嘉海，肖占文，趙蕓晨，裴暉平，馬宏國，何 榿

（1.肅南縣環境保護和林業局，甘肅 肅南 734400；2.河西學院農業與生物技術學院，甘肅 張掖 734000；3.甘肅萬向德農馬鈴薯種業有限公司，甘肅 張掖 734000）

采用蛭石作為栽培基質進行馬鈴薯脫毒微型薯繁殖，由于蛭石是一種不可再生的礦產資源，價格昂貴，重復利用顆粒體積變小，水肥氣熱比例失調，導致脫毒馬鈴薯原原種晚疫病發生嚴重，繁殖效率降低[1～7]，加之蛭石是無機基質，不含營養成分，微型薯生長發育所需要的營養依靠營養液提供，增加了生產成本，制約了微型薯的大面積繁殖。本文針對上述存在的問題，進行技術創新，用牛糞、沙子替代傳統的蛭石，將生物復混肥與消毒殺菌劑、保水劑、粘合劑按比例組合，合成集營養、消毒、殺菌、保水為一體的多功能專用肥，替代傳統的營養液，不但促進了牛糞、沙子資源的利用和增值，而且降低了生產成本，有效地破解了微型薯生產中存在的問題，為微型薯大面積繁殖提供了技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗時間與地點：試驗于2010年、2011年在甘肅河西走廊荒漠化區域非耕地的網棚內進行（甘肅萬向德農馬鈴薯種業有限公司基地），海拔高度1750 m，年均溫6.5℃，年均降水量155 mm，年均蒸發量2200 mm，年均日照時數3000 h，無霜期150天。土壤類型是礫質灰棕荒漠土，地形是荒漠化石質戈壁灘。

1.1.2 設施：試驗設施是防蟲網棚，長60 m，寬25 m，脊高250 cm，邊高150 cm；防蟲網，孔徑40目。

1.1.3 基質：沙子，粒徑0.05～1.00 mm；牛糞，粒徑2～3 mm， 含有機質 14.50%， 全 N 5.20 g／kg， 全 P 2.18 g／kg，全 K 1.60 g／kg；蛭石，粒徑 0.2 ～ 3.0 mm。

1.1.4 農藥：多菌靈，上海華望生物科技開發有限公司產品；硫酸鏈霉素，石家莊瑞田生化有限公司產品；70%安泰生可濕性粉劑，德國拜耳公司產品；70%克露，上海杜邦農化有限公司生產產品；溴甲烷，壽光市輝煌化工有限責任公司產品；20%乙酸銅可濕性粉劑，上海程欣實業有限公司生產產品；68.75%銀發利可濕性粉劑，拜耳作物科學公司生產產品。

1.1.5 肥料：CO（NH2）2，含 N 46%；（NH4）2HPO4，含 N 18%，P2O546%；K2SO4，含 K2O 50%；生物菌肥，金肥王股份有限公司生產產品，有效活菌數≥0.2億個/g，有機質≥20%，總養分≥6%；生物復混肥，河西學院自主研發（生物菌肥、K2SO4、CO（NH2）2、（NH4）2HPO4重量比按 0.03∶0.48：0.40∶0.09 混合， 含 N 8.82%，P2O54.14%，K2O 24.00%，有效活菌數≥50萬個/g）。

1.1.6 作物：參試作物是脫毒馬鈴薯試管苗，品種為大西洋，由甘肅萬向德農馬鈴薯種薯種業有限公司提供。

1.1.7 其它材料：粘合劑 (聚乙烯醇)，粒徑0.05～2.00 mm，甘肅蘭維新材料有限公司產品。保水劑，吸水倍率645 g/g，粒徑1～2 mm，甘肅民樂福民精細化工有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 消毒殺菌劑配制：將多菌靈、硫酸鏈霉素、安泰生、克露重量比按 0.72：0.15：0.10∶0.03 混合，貯藏于塑料瓶（袋）中備用。

1.2.2 牛糞無害化處理：將牛糞晾干，粉碎過0.5～10.00 mm篩，加水150 kg/t，加尿素4 kg/t，將含水量調到 15%，C/N 比調到 20～ 25：1[15]，堆高 2.0～ 2.5 m，覆蓋一層塑料棚膜，在夏天室外20～25℃條件下發酵120天（每隔30天搗翻一次），堆內出現白色或灰白色菌絲后風干備用。

1.2.3 栽培基質配制∶將無害化處理的牛糞、沙子、蛭石容積比按 2∶2：1混合，加入消毒殺菌劑 50 g/m3，進行基質消毒處理。

1.2.4 試驗處理：

試驗Ⅰ：多功能專用肥原料最佳組合的確定。選擇粘合劑、保水劑、生物復混肥、消毒殺菌劑為4個因素，每個因素設計3個水平，按正交表L9（34）設計9個處理（表 1），試驗小區面積 1 m2（1 m × 1 m），小區四周用磚塊筑埂。按表1因子與水平編碼括號中的數量稱取各種原料混后均勻，每個試驗小區單獨收獲，依據微型薯單粒重，計算出各因素的T值，確定因素間最佳組合，組成多功能專用肥配方。

表 1 L9（34）正交試驗設計表

試驗Ⅱ：多功能專用肥最大利潤施肥量的確定。根據試驗Ⅰ篩選的配方，將粘合劑、保水劑、生物復混肥、消毒殺菌劑重量比按 0.0019：0.0042：0.9095：0.0844 組合，配制成多功能專用肥，多功能專用肥施用量設0.00 kg/m2、0.05 kg/m2、0.10 kg/m2、0.15 kg/m2、0.20 kg/m2、0.25 kg/m2、0.30 kg/m27個處理，每個處理重復3次，隨機區組排列。

1.2.5 種植方法：試驗小區面積 1 m2（1 m×1 m），小區四周用磚塊筑埂。2010年、2011年的6月28日定植，將栽培基質平鋪在沙網上，厚度為10 cm，用清水把基質澆透，脫毒馬鈴薯試管苗定植深度4～5 cm，株距5 cm，行距10 cm，密度為200株/m2。定植后1～10天，每天噴兩次清水，基質含水量保持85%～90%；定植10天后，每天噴一次清水，基質含水量保持60%～70%，溫度調控在18～25℃。定植40天后壓苗，壓苗15天后培基質一次，厚度2～3 cm。追肥：在脫毒馬鈴薯試管苗定植30天后將多功能專用肥的40%撒施在栽培基質中，剩余的60%在定植60天后撒施在栽培基質中。定植45～60天將安泰生稀釋800倍液葉面噴灑，預防早疫病；克露稀釋600倍液葉面噴灑，預防晚疫病；敵殺死與艾美樂混合液1000倍葉面噴灑預防蚜蟲。

1.2.6 測定項目與方法：定植后90天，測定株高、莖粗、葉片數、根系長，單株粒重、單粒重、單株粒數，將小區產量單獨收獲進行統計分析。采用經濟學原理進行增產效應和經濟效益分析[16]。

1.2.7 數據統計方法：經濟性狀和產量采用多重比較，LSR檢驗。依據最大利潤施肥量計算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c求得專用肥最大利潤施肥量（x0）[17]，依據肥料效應回歸方程式y=a+b x-c x2，求得專用肥最大利潤施肥量時的微型薯理論產量（y）[18]。

2 結果分析

2.1 多功能專用肥不同原料最佳組合的確定

2.1.1 不同原料對微型薯單粒重、單株粒重和產量的影響：從2010年微型薯收獲時測定結果（表2）可以看出，微型薯單粒重、單株粒重和產量與原料間的效應（R）是 C＞D＞B＞A，說明影響微型薯單粒重、單株粒重和產量的原料依次是生物復混肥＞消毒殺菌劑＞保水劑＞粘合劑。比較各原料不同水平的T值可以看出，TA2＞TA3＞TA1，說明微型薯單粒重、單株粒重和產量隨粘合劑施用量的增大而增加，但粘合劑施用量超過2 g/m2后，微型薯單粒重、單株粒重和產量又隨粘合劑施用量的增大而降低；TB3＞TB2＞TB1，說明隨著保水劑施用量的增加，微型薯單粒重在遞增，保水劑適宜用量一般為 4.50 g/m2；TC2＞TC3＞TC1，說明微型薯單粒重、單株粒重和產量隨生物復混肥施用量的增大而增加，但生物復混肥施用量超過970 g/m2后，微型薯單粒重、單株粒重和產量又隨生物復混肥施用量的增大而降低；TD1＞TD2和TD3，說明微型薯單粒重、單株粒重和產量隨消毒殺菌劑施用量的增大而降低，消毒殺菌劑適宜用量一般不要超過90 g/m2。

2.1.2 多功能專用肥原料最佳組合確定：從微型薯單粒重、單株粒重、產量各因素的T值可以看出，適合微型薯生長發育的原料最佳組合是：A2B3C2D1（粘合劑2 g/m2、保水劑 4.50 g/m2、生物復混肥 970 g/m2、消毒殺菌劑90 g/m2即粘合劑，保水劑、生物復混肥、消毒殺菌劑重量比分別為 0.0019∶0.0042：0.9095∶0.0844）（見表2）。

表 2 L9（35）正交試驗分析

2.2 多功能專用肥對微型薯生物學性狀的影響

2011年9月28日微型薯收獲時測定數據，經回歸統計分析可以看出，多功能專用肥施用量與微型薯株高、莖粗、葉片數、根系長呈正相關，其直線回歸方程分 別 為 y=11.1039+53.5071x、y=0.5460+0.99500x、y=5.9750+10.8714x、y=2.0839+3.3357x，相關系數（r）分別為 0.7048、0.7961、0.8836、0.8467。 多功能專用肥施用量0.05 kg/m2、0.10 kg/m2、0.15 kg/m2、0.20 kg/m2、0.25 kg/m2時 ，微型薯的4項生物學性狀隨著專用肥施用量的增加而增大；當專用肥施用量大于0.25 kg/m2時，對4項生物學性狀有抑制作用。經多重比較，LSR檢驗，處理間的差異達到顯著和極顯著水平（見表3）。

2.3 多功能專用肥對微型薯經濟性狀和產量的影響

經回歸統計分析可以看出，多功能專用肥施用量與微型薯單株粒重、單粒重、單株粒數、產量呈正相關，其直線回歸方程分別為y=12.6785+11.9143x、y=4.250+8.0928x、y=1..6904+2.7786x、y=13546+1.2357x，相關系數（r）分別為 0.9642、0.9731、0.8286、0.9558。 多功能專用肥施用量由0.04 kg/m2增加到0.08 kg/m2、0.12 kg/m2、0.25 kg/m2，微型薯單株粒重、單粒重、單株粒數、產量在增加；當多功能專用肥施用量大于0.25 kg/m2時，微型薯單株粒重、單粒重、單株粒數、產量出現遞減，說明專用肥適宜用量為0.25 kg/m2。隨著多功能專用肥施用量梯度的增加，微型薯的增產量和單位肥料的增產量在遞減。經多重比較，LSR檢驗，處理間的差異顯著性達到顯著和極顯著水平（見表4）。

表3 多功能專用肥對微型薯生物學性狀的影響

表4 多功能專用肥對微型薯經濟性狀和產量的影響

2.4 多功能專用肥對微型薯增產效應和經濟效益的分析

采用經濟學原理進行分析可以看出，隨著多功能專用肥施用量的增加，邊際產量由最初的0.10 kg/m2遞減到-0.02 kg/m2。從經濟效益分析來看，邊際利潤由最初的5.86元/m2遞減到-1.34元/m2，多功能專用肥施用量在0.25 kg/m2的基礎上再增加0.05 kg/m2，收益出現負值。由此可見，多功能專用肥適宜用量為0.25 kg/m2時，微型薯增產效應和經濟效益較好（見表5）。

2.5 多功能專用肥最大利潤施肥量確定

將多功能專用肥施用量與微型薯產量間的關系采用SAS軟件統計分析，用一元二次肥料效應數學模型y=a+b x-c x2擬合，得到的回歸方程是y=1.31+0.9984x-1.9114x2。對回歸方程進行顯著性測驗，F=13.32**，＞F0.01=11.78，r=0.9883**，說明回歸方程擬合良好。多功能專用肥價格（Px）為 2.80元/kg，微型薯價格（Py）為60元/kg，將（Px）、（Py）回歸方程的 b 和 c 代入最大利潤施肥量計算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c,求得多功能專用肥最大利潤施肥量（x0）為0.26 kg/m2。將x0代入回歸方程y=1.31+0.9984x-1.9114x2，求得微型薯的理論產量（y）為1.69 kg/m2。統計分析結果與田間試驗處理6相吻合,說明試驗結果對指導微型薯繁殖具有重要的實踐意義（見表 5）。

表5 多功能專用肥對微型薯增產效應和經濟效益的影響

3 結論

（1）影響微型薯產量的原料依次是生物復混肥>消毒殺菌劑>保水劑>粘合劑；原料間最佳組合是粘合劑2 g/m2、保水劑 4.50 g/m2、生物復混肥 970 g/m2、消毒殺菌劑90 g/m2；原料間粘合劑、保水劑、生物復混肥、消毒殺菌劑重量比是 0.0019：0.0042：0.9095：0.0844。

（2）隨著多功能專用肥施用量的增加，微型薯生物學性狀和經濟性狀在增大；當多功能專用肥施用量超過0.25 kg/m2時，對微型薯的生物學性狀和經濟性狀有抑制作用。

（3）經回歸統計分析，多功能專用肥最大利潤施肥量為0.26 kg/m2，微型薯的理論產量為1.69 kg/m2，統計分析結果與田間試驗處理6相吻合。

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