不同灌水量和施肥水平對馬鈴薯產量及其構成因素的影響

方玉川 陳占飛 劉肖 王小英 張芮銀

摘要?在陜西榆林設置3種灌水量：W1（1?650?m3/hm2）、W2（1?950?m3/hm2）、W3（2?250?m3/hm2），4個施肥水平：F1（90-60-135?kg/hm2）、F2（135-82.5-180?kg/hm2）、F3（180-105-225?kg/hm2）、F4（225-127.5-270?kg/hm2），研究不同水分和氮磷鉀用量對馬鈴薯產量及其構成因素的影響，以明確毛烏素沙地滴灌條件下馬鈴薯氮磷鉀與水分的合理指標。結果表明，灌水和施用氮磷鉀均能影響馬鈴薯的單株塊莖數、單株塊莖重和商品率，最終影響馬鈴薯的產量。單株塊莖數、單株塊莖重以及產量最高的是高水較高肥處理（W3F3），其次是中水較高肥處理（W2F3）;商品率最高的是W2F3，其次是W1F3處理。因此，在增加產量和節水節肥的目標條件下，W2F3處理（灌水量1?950?m3/hm2，N-P-K施用量180-105-225?kg/hm2）可作為該試驗條件下較合理的水肥組合。

關鍵詞?馬鈴薯;灌水量;施肥水平;產量因素;產量

中圖分類號?S532文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2020）07-0062-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.020

Effects?of?Different?Irrigation?and?Fertilization?Levels?on?Potato?Yield?and?Its?Component?Factors

FANG?Yuchuan1，2，?CHEN?Zhanfei1，2，?LIU?Xiao3?et?al

（1.Yulin?Academy?of?Agricultural?Sciences，?Yulin，?Shaanxi?719000;2.Shaanxi?Potato?Engineering?&?Technology?Research?Center，?Yulin，?Shaanxi?719000;3.Yulin?Agricultural?Technology?Service?Center，?Yulin，?Shaanxi?719000?）

Abstract?Three?types?of?irrigation?were?set?up?in?Yulin，?Shaanxi：?W1?（1?650?m3/hm2），?W2?（1?950?m3/hm2），?W3?（2?250?m3/hm2），?and?4?fertilization?levels：?F1?（90-60-135?kg/hm2）?），?F2?（135-82.5-180?kg/hm2），?F3?（180-105-225?kg/hm2），?F4?（225-127.5-270?kg/hm2），?the?different?water?and?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?dosages?for?potato?yield?and?the?influence?of?its?constituent?factors?were?studied?to?clarify?the?reasonable?indicators?of?nitrogen，?phosphorus，?potassium?and?water?of?potato?under?drip?irrigation?conditions?in?Maowusu?sandy?land.?The?results?showed?that?irrigation?water?and?NPK?application?could?affect?tuber?number?per?plant，?tuber?yield?per?plant?and?commodity?rate?of?potato，?and?finally?affect?the?yield?of?potato.?The?highest?tuber?number?per?plant，?tuber?weight?per?plant?and?yield?were?high?water?and?high?fertilizer?treatment?（W1F3），?followed?by?high?water?and?high?fertilizer?treatment?（W2F3）;the?highest?commodity?rate?was?W2F3，?followed?by?W3F3?treatment.Therefore，?under?the?target?conditions?of?increasing?yield?and?saving?water?and?fertilizer，?W2F3?treatment?（irrigation?amount?1?950?m3/hm2，?N-P-K?application?amount?180-105-225?kg/hm2）?can?be?used?as?a?reasonable?combination?of?water?and?fertilizer?under?the?experimental?conditions.

Key?words?Potato;Irrigation?amount;Fertilization?level;Yield?component;Yield

基金項目?陜西省農業協同創新與推廣聯盟重大科技項目（LMZD201705）;陜西省農業科技創新轉化項目合同（NYKJ-2018-YL02）。

作者簡介?方玉川（1976—），男，陜西榆林人，高級農藝師，從事馬鈴薯育種、栽培及推廣工作。

收稿日期?2019-08-23

馬鈴薯原產于南美洲的安第斯山脈，是世界上僅次于玉米、水稻、小麥的第四大糧食作物[1]。榆林地處黃土高原與毛烏素沙地過渡地帶，年降雨量為400?mm左右，因氣候冷涼和土壤含鉀豐富盛產馬鈴薯，大力發展馬鈴薯產業對當地促進農民增收和脫貧攻堅意義重大[2]。近年來，當地馬鈴薯規模化農場發展迅速，生產中“大水大肥”的種植模式較為普遍，存在盲目過量灌溉施肥的問題，造成了水資源和肥料的嚴重浪費，還對作物的養分吸收、產量和品質等產生了不良影響，甚至導致土壤肥力退化和環境污染[3-4]。

近年來，有關馬鈴薯產量和品質提高的灌溉、施肥技術研究較多，何建勛等[5]通過馬鈴薯盆栽試驗，開展水肥耦合研究，建立了馬鈴薯生長量與產量的關系方程。李勇等[6]研究發現，合理施用氮磷鉀肥，有增加馬鈴薯莖粗和分枝數、提高產量的效果。袁安明等[7]研究得出，氮磷鉀施用不合理，導致地上植株徒長，地下塊莖生長受阻，產量和品質下降，生產成本增加。為此，筆者以毛烏素沙地馬鈴薯為研究對象，研究水分和氮磷鉀施用量對馬鈴薯產量及其構成因素的影響，以期為馬鈴薯合理灌水和施肥以及優質、高效栽培提供理論依據和技術參考。

1?材料與方法

1.1?試驗地點與材料

試驗設在陜西省榆林市榆陽區牛家梁鎮現代農業園區，海拔1?091?m，109°45′37″E，38°22′35″N。土壤類型新積土（改良風沙土），其基本理化性狀為全氮0051%、全磷0.022%、全鉀1.109%、堿解氮16.67?mg/kg、有效磷14.8?mg/kg、速效鉀84?mg/kg、有機質5.56%、pH?8.3，前茬作物為山藥，灌溉為滴灌，供試肥料尿素（N?46%）、磷酸一銨（N∶P=12∶61）、硝酸鉀（N∶K=13.5∶46）;供試馬鈴薯品種為冀張薯8號，種薯級別為脫毒原種。

1.2?試驗設計

試驗設3個灌水水平和4個施肥水平。當地大水漫灌用水量6?000～7?500?m3/hm2，噴灌用水量4?500～6?000?m3/hm2，滴灌用水量1?800～2?400?m3/hm2。采用滴灌，試驗設3個灌水水平：W1（1?650?m3/hm2）、W2（1?950?m3/hm2）、W3（2?250?m3/hm2），灌水量通過水表控制，每個小區裝有獨立的水表和閥門。當地傳統種植方式下馬鈴薯氮、磷、鉀施肥量為240-135-300?kg/hm2，施肥量較大且利用效率低。試驗設4個施肥量水平：F1（90-60-135?kg/hm2）、F2（135-82.5-180?kg/hm2）、F3（180-105-225?kg/hm2）和F4（225-127.5-270?kg/hm2）。施肥時先將肥料溶于水，然后通過施肥罐進行滴灌施肥。試驗共12個處理，每個處理3次重復，共36個小區。小區長10?m，寬5?m，面積50?m2。為了避免不同處理間的相互影響，相鄰處理均間隔1?m，試驗地兩端設置保護行。

試驗種植方式為機械起壟，壟寬90?cm，株距22?cm，種植密度50?505株/hm2，滴灌施肥系統中的管道、施肥罐（容積?15?L）、水表和滴灌管（管徑?16?mm，滴頭間距?30?cm）等均為市售材料。馬鈴薯于2017年5月12日播種，播種深度8～10?cm，于10月9日收獲。馬鈴薯全生育期內灌水10次，施肥8次，灌水和施肥頻率均為?7?d。W1、W2和W3灌水總量分別為1?650、1?950、2?250?m3/hm2，生育期總降水量為383.1?mm。滴灌施肥從第2次灌水開始，每次等量施加F1（11.25-7.5-16.875?kg/hm2）、F2（16.875-10.3125-22.5?kg/hm2）、F3（22.5-13.125-28.125?kg/hm2）、F4（28.125-15.9375-33.75?kg/hm2）。滴灌施肥采用肥料利用效率高的1/4-1/2-1/4?模式，即前?1/4?時間灌清水，中間?1/2?時間打開施肥罐施肥，后?1/4?時間再灌清水沖洗，灌溉水利用系數為0.95[8]。

1.3?數據分析

文中數據為3次重復測定結果的平均值，利用DPS[A]數據處理軟件的二因素方差分析對試驗數據進行處理。

2?結果與分析

2.1?不同灌水、施肥處理對馬鈴薯單株塊莖數的影響

表1表明，不同灌水量和施肥水平對馬鈴薯的單株塊莖數有不同程度的影響。施肥水平相同時，單株塊莖數隨著灌水量的增加而增加;灌水量相同時，隨著施肥水平的提高，馬鈴薯單株莖數先增加后減少（圖1）。經方差分析，灌水處理中，W3的單株塊莖數最多，平均值為10.45個，與W1差異顯著，與W2差異不顯著;施肥處理中，F3的單株塊莖數最多，平均值為11.13個，與其他3個處理均達到顯著差異（表2）。

2.2?不同灌水、施肥處理對馬鈴薯單株塊莖重的影響

由圖2可見，不同灌水量和施肥水平對馬鈴薯的單株塊莖重有不同程度的影響，低肥水平下隨著灌水量增加而先增加后降低，高肥水平下則隨著灌水量增加而增加。方差分析表明，灌水處理中，W2的單株塊莖重最高，平均值為1.198?kg，與W1處理間差異顯著，與W3處理間差異不顯著;施肥處理中，F3處理的單株塊莖重最高，平均值為1.30?kg，與F1和F2處理間差異顯著，與F4處理間差異不顯著（表2）。

2.3?不同灌水、施肥處理對馬鈴薯塊莖商品率的影響

由圖3可見，不同灌水量和施肥處理對馬鈴薯塊莖商品率的影響較大，均為先增加后降低，并在處理W2F3時達到最大值，為78.5%。方差分析結果表明，在不同灌水量處理中，處理W2商品率最高，平均值為68.98%，并與其他2個處理達到顯著差異;在不同施肥水平處理中，處理F3商品率最高，平均值為73.20%，并與其他3個處理達到顯著差異（表2）。

2.4?不同灌水、施肥處理對馬鈴薯產量的影響

產量構成因素直接影響馬鈴薯的產量。由圖4可見，在低肥水平處理中，馬鈴薯產量隨著灌水量增加先增加后降低;高肥水平處理中，馬鈴薯產量隨著灌水量增加而增加。方差分析結果表明（表3），各小區平均產量在處理W3F3時最高（60?675?kg/hm2），其次為W2F3處理（60?240?kg/hm2）和W3F4處理（58?890?kg/hm2），這3個處理間差異不顯著，但與其他處理均達到顯著差異。

3?討論與結論

水和肥是農業生產中影響馬鈴薯生長的2個重要因素，只有灌水量和氮磷鉀用量達到最優時，才能實現馬鈴薯高產增效的目標。筆者通過田間試驗，采用滴灌條件下的水肥耦合模式，研究了不同灌水量和施肥水平對馬鈴薯產量及其構成因素的影響。結果表明，不同灌水量和氮磷鉀施用量對馬鈴薯單株塊莖數、單株塊莖重、商品率等產量構成因素均有不同程度的影響。該試驗中，不同灌水量對馬鈴薯單株塊莖數、單株塊莖重、平均產量均有顯著影響，基本隨灌水量的增加而增加，這與江俊燕等[9-10]的研究結果一致。在不同施肥水平下，馬鈴薯單株塊莖數、單株塊莖重、商品率、平均產量基本為先增加后降低，并在F3（180-105-225?kg/hm2）處理時

達到最大值，這與馬鈴薯最佳推薦施肥量一致，表明施肥過量反而對馬鈴薯的生長有抑制作用[11]。

不同的水肥組合對滴灌條件下大田馬鈴薯有顯著影響，低肥處理下產量隨著灌水量的增加先增加后降低，高肥處理下則隨著灌水量的增加而增加，且最大產量在高水較高肥（W3F3）處理獲得，其次為中水較高肥（W2F3）處理、高水高肥（W3F4）處理，3個處理間差異不顯著。商品率以W2F3處理最高，達到78.5%，較W3F3處理高6.5百分點。因此，適宜的灌水量和氮磷鉀施用量能有效提高馬鈴薯單株塊莖數、塊莖重、商品率等產量構成因素，從而獲得較大的產量和經濟效益。在增加產量和節水節肥的目標條件下，W2F3處理（灌水量1?950?m3/hm2，N-P-K施用量180-105-225?kg/hm2）可作為該試驗條件下較合理的水肥組合。

參考文獻

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[2]?李增偉，劉天軍，雷斌.榆林市馬鈴薯產業現狀與農民增收[J].農業科技通訊，2013（1）：8-11.

[3]?高虹，宋喜娥，姚滿生，等.不同施肥量對馬鈴薯產量的影響[J].山西農業大學學報（自然科學版），2015，35（1）：416-420.

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[5]?何建勛，王永哲，邱小琮，等.水肥耦合條件下馬鈴薯生長量對產量的影響[J].湖北農業科學，2016，55（7）：1646-1648，1652.

[6]?李勇，呂典秋，胡林雙，等.不同氮磷鉀配比對馬鈴薯農藝性狀、產量和干物質含量的影響[J].中國馬鈴薯，2013，27（3）：148-152.

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[8]?栗巖峰，李久生，饒敏杰.滴灌系統運行方式施肥頻率對番茄產量與根系分布的影響[J].中國農業科學，2006，39（7）：1419-1427.

[9]?江俊燕，汪有科.不同灌水量和灌水周期對滴灌馬鈴薯生長及產量的影響[J].干旱地區農業研究，2008，26（2）：121-125.

[10]?宋娜，王鳳新，楊晨飛，等.水氮耦合對膜下滴灌馬鈴薯產量、品質及水分利用的影響[J].農業工程學報，2013，29（13）：98-105.

[11]?戴樹榮.應用“3414”試驗設計建立二次肥料效應函數尋求馬鈴薯氮磷鉀適宜施肥量的研究[J].中國農學通報，2010，26（12）：154-159.