有機肥氮替代部分化肥氮對馬鈴薯產量及其構成因素的影響

陳自雄，楊榮洲，張娟寧，何萬春

（定西市農業科學研究院，甘肅 定西 743000）

馬鈴薯是糧菜兼用型作物，為解決中國糧食供給和提高人民生活水平發揮了巨大作用［1-3］。馬鈴薯作為定西地區主要的經濟作物，種植面積穩定在13.33萬hm2。化肥的大量投入使用成為目前提高產量的關鍵因素，但化肥的過量使用造成土壤板結、水體污染等問題也日益突出，為實現生態環境友好發展，合理施用化肥成為當務之急。大量的研究發現，有機肥和無機肥配施能提高作物產量及氮肥利用率［3-12］。高菊生等［3］的研究表明，有機無機肥料配施能使水稻持續高產穩產。商躍鳳［13］也認為，有機無機復混肥處理的水稻產量最高，與化肥相比，氮肥利用率可提高7%～18%。但關于定西地區馬鈴薯生產有機無機氮肥最佳配施比例的研究鮮見報道。我們研究了有機肥氮替代部分化肥氮對馬鈴薯產量和產量構成因素的影響，以探討適合定西地區的有機無機氮肥配施比例，為定西馬鈴薯產業的健康發展提供指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示馬鈴薯品種為隴薯10號，由甘肅省定西市農業科學研究院提供。供試有機肥為生物有機肥（含N 2.05%，含P2O51.45%，含K2O 1.48%），甘肅大行農業科技開發有限公司生產。化肥尿素（N≥46%）由中化化肥生產，普通過磷酸鈣（P2O5≥12%）由淄博浩博化工有限公司生產，硫酸鉀（K2O≥24%）由淄博浩博化工有限公司生產。

1.2 試驗區概況

試驗設在定西市農業科學研究院科技創新基地。該區海拔2 109 m，年均輻射量592.85 kJ/cm2，年均氣溫6.4℃，≥10℃積溫2 239.1℃，年均降水量415.2 mm，年蒸發量1531 mm。供試土壤含有機質19.5 g/kg、全氮0.9 mg/kg、堿解氮87.3 mg/kg、速效磷25.1 mg/kg、速效鉀220.6 mg/kg，pH為8.0。

1.3 試驗方法

試驗隨機區組排列，共設6個處理：T1（CK）為不施肥料；T2為單施氮肥，施N180 kg/hm2；T3為10%有機肥氮替代10%化肥氮；T4為20%有機肥氮替代20%化肥氮；T5為30%有機肥氮替代30%化肥氮；T6為40%有機肥氮替代40%化肥氮。

N、P2O5、K2O質量比為4∶3∶3。各施肥處理分別扣除有機肥N、P2O5和K2O含量后用尿素、普通過磷酸鈣和氯化鉀補充，各處理施肥量見表1。有機肥和氮、磷、鉀肥作基肥一次性施入。3次重復，小區面積25 m2。馬鈴薯于2019年4月28日播種，9月27日收獲，田間管理同大田。

表1 各處理施肥量 kg/hm2

1.4 樣品采集與分析

分別于馬鈴薯盛花期（7月20日）、塊莖膨大期（8月24日）和成熟期（9月24日）取樣，每次7株，共取樣3次，分別稱地上部、根和塊莖的鮮重。

1.5 調查測定項目

馬鈴薯苗期調查各處理出苗率。收獲時調查記載各處理的塊莖產量和產量構成因素及植株農藝性狀。

1.6 數據處理

試驗數據使用Excel 2010進行統計匯總，并使用SPSS.19對各處理數據進行方差分析和最小顯著性檢驗（LSR法）。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯主要性狀及產量

由表2可知，施用有機肥顯著增加了馬鈴薯塊莖的產量，隨著有機肥用量的增加，馬鈴薯產量呈先增加后降低趨勢。T5產量達到最大，為43 818 kg/hm2，較T1（CK）增產 59.99%；T4、T6、T3與 T1（CK）相比，分別增產50.28%、45.94%、44.17%。與T2相比，增施有機肥的處理T5、T4、T6、T3分別增產23.54%、16.04%、12.69%、11.32%。馬鈴薯株高、莖粗也隨著有機肥用量的增加先增加后降低，均在T5時達到最大；繼續增加有機肥則馬鈴薯株高、莖粗則開始降低。增施有機肥處理T3、T4、T5、T6單株結薯數無明顯差異，但均較T1（CK）顯著增加。單株結薯重隨著有機肥用量的增加先增加后減小，T5時達到最大。與T1（CK）相比，有機肥氮替代化肥氮的處理T5、T4、T6、T3分別增產117.33%、72.04%、68.66%、49.08%；與T2相比，有機肥氮替代化肥氮的處理T5、T4、T6、T3分別增產77.14%、40.23%、37.47%、21.51%。平均單薯重量的變化和單株結薯重的變化趨勢相同。

相關分析表明，平均單薯重與塊莖產量間有顯著的線性相關，而單株結薯數與單株結薯重間則無顯著線性相關，表明平均單薯重的顯著下降是造成連作馬鈴薯塊莖產量下降的原因之一。

表2 馬鈴薯田間農藝性狀和產量構成要素及相關分析

2.2 馬鈴薯植株不同器官的干物質量

通過表3可以看出，不同處理馬鈴薯整株干物質量隨有機肥用量的增加先增加后降低，在T5時達到最大，為185.64 g，較T1（CK）增加88.22%。與T1（CK）相比，T4、T6、T3，分別增加75.84%、71.47%、70.65%；與T2相比，增施有機肥處理T5、T4、T6、T3分別增加60.64%、50.08%、46.35%、45.65%。根、莖、葉和塊莖干重的變化趨勢和整株干重變化相同，均在T5達到最大。馬鈴薯根冠比T1（CK）與其余處理差異顯著，其余處理間差異均不顯著。收獲指數處理間均無明顯差異，但增施有機肥的處理收獲指數均高于 T1（CK）、T2。

相關分析表明，馬鈴薯整株以及各器官的干物質量與塊莖產量和單株結薯重量間均有著極顯著的線性相關，說明塊莖產量的增加有賴于馬鈴薯植株干物質的足量積累。

3 小結與討論

試驗表明，在定西地區，當有機肥氮替代化肥氮的比例小于等于30%時，增施有機肥能夠增加馬鈴薯塊莖產量、株高、莖粗、單株結薯重量和平均單薯重量，而有機肥比例大于30%時，馬鈴薯塊莖產量、株高、莖粗、單株結薯重量和平均單薯重量則開始下降。因此，在定西地區，施肥量為N 180 kg/hm2，N、P2O5、K2O 質量比為 4∶3∶3時，有機肥氮替代化肥氮的比例為30%是最佳施肥方案。

表3 收獲后馬鈴薯植株不同器官干物質量及相關分析

馬鈴薯施肥的數量和方式是馬鈴薯生產管理的關鍵。長期以來，馬鈴薯的生產主要以大量化學肥料為主，造成了一系列生態環境等問題。當有機肥比例大于30%時馬鈴薯產量及主要性狀劣變，可能與施用有機肥過多導致前期過旺生長而后期養分供應不足有關。