黑膜覆蓋下兩種復合肥對冬作馬鈴薯產量和品質的影響

官利蘭，陳銳浩，劉小鋒，趙蘭鳳，李水源，陳健章，張新明

（1.廣東省恩平市農業科學技術研究所，廣東 恩平 529400；2.華南農業大學資源環境學院，廣東 廣州 510642）

【研究意義】馬鈴薯是我國繼小麥、玉米、水稻后的第四主糧，適應性廣、營養價值高、產業鏈長，對南方冬作區農村經濟發展具有重要作用[1]。馬鈴薯主糧化戰略對生態安全的意義在于減少化肥的使用，提高農業資源高效利用[2]。在南方冬作區，馬鈴薯種植多采用地膜覆蓋一次性施肥種植模式，地膜覆蓋對土壤溫濕度的影響表現為明顯增加生育期土壤積溫、提高馬鈴薯水分利用效率、增產效果顯著[3-5]，是馬鈴薯增產的重要技術手段[6]。地膜覆蓋后不再追肥，基肥為馬鈴薯生長提供養分的時效受到制約，施用緩釋肥料能滿足馬鈴薯不同生育期養分的需求，解決馬鈴薯黑膜覆蓋“一基免追”（即播前只施用基肥后期不再追肥的施肥模式）施肥技術的難點[7-8]。

【前人研究進展】在種植馬鈴薯時施加高量緩釋肥，顯著提高土壤養分含量，土壤中有機質濃度達到61.33 g/kg，堿解氮濃度達到214.36 g/kg，有效磷濃度達到40.50 g/kg，速效鉀濃度達到244.83 g/kg[9]。膜下滴灌技術配合緩釋肥不僅顯著提高馬鈴薯產量，還可節約水資源，并降低肥料量過大造成的環境污染[10]。施用緩釋尿素馬鈴薯增產趨勢明顯，增產率為10.6%～17.4%，有助于提高馬鈴薯產量及品質，淀粉含量提高27%，還原糖含量降低52%[11]。在青海省干旱區馬鈴薯種植區施用緩釋復混肥可提高馬鈴薯產量，增產率達4.83%～12.06%，氮肥利用率達到53.70%[12]。施用蔬菜緩釋肥或緩釋肥配施生物有機肥能較明顯改善馬鈴薯品質，較常規施肥處理提高氮、磷、鉀養分利用率分別達0.8%～19.6%、10.7%～29.0%和30.2%～46.7%，同時減低氮、磷、鉀養分用量分別為17.7%、31.8%～35.4%、23.2%～31.2%[13]。

【本研究切入點】為適應馬鈴薯南方冬作區節本增效的目標，黑膜覆蓋“一基免追”施肥模式的應用越來越廣泛，同時過量施肥、農田生態系統日趨脆弱的現狀普遍存在[14-15]。采用黑膜覆蓋“一基免追”施肥模式，配合緩釋復合肥，既符合馬鈴薯需肥規律和提高養分利用率，又是保護馬鈴薯南方冬作區農田生態系統的迫切需求。【擬解決的關鍵問題】在恩平市開展兩種復合肥對冬作馬鈴薯影響的大田對比試驗，探討黑膜覆蓋下“一基免追”施肥模式的適用肥料，為廣東冬作馬鈴薯的輕簡化栽培高效施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試馬鈴薯品種為費烏瑞它（Favorita），采用一級脫毒種薯。供試肥料包括商品有機肥（N 12.8 g/kg，P2O531.9 g/kg，K2O 8.2 g/kg）、普通復合肥（16-6-23）、緩釋復合肥（14-6-24）。

1.2 試驗地概況

本試驗在廣東省恩平市恩城街道深水村（E 112°19′56″、N 22°14′7″）進行，氣候類型為南亞熱帶季風氣候，前作為水稻。土壤質地為中壤土，含有機質20.65 g/kg、堿解氮83.13 mg/kg、有效磷49.66 mg/kg、速效鉀55.30 mg/kg，pH為6.01，呈弱酸性。

1.3 試驗方法

根據施肥量（實物量）一致原則，試驗設3個處理：不施肥對照（T1）、普通復合肥每667 m2施80 kg（T2）、緩釋復合肥每667 m2施80 kg（T3），每個處理每667 m2施用商品有機肥600 kg，采用一次性作基肥施用，黑膜覆蓋。

高壟雙行種植，隨機區組排列，每個處理3次重復，每個重復3壟，面積為56.25 m2（1.25 m×15 m×3），中間壟為測產壟，每壟110株。于2019年11月21日播種，按照已集成的“廣東冬種馬鈴薯高產優質高效栽培關鍵技術”，進行病蟲害防治。

1.4 測定項目及方法

在成熟收獲期馬鈴薯收獲后，于測產壟進行商品薯（≥75 g的無病爛、畸形塊莖）、次品薯（包括＜75 g的小薯；畸形薯等）的分類稱重測產，測產后在每小區測產壟采5 kg左右商品薯作為分析樣品。

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，再在75 ℃恒溫下烘干（4～5 d）至恒重，稱重，并記錄，計算含水量，粉碎過篩后裝入編好的自封袋，放入干燥器保存。

Vc含量測定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法，淀粉含量測定采用乙醇提取葡萄糖測定法，還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定。全氮含量用H2SO4-H2O2消煮蒸餾定氮法測定，全磷含量用H2SO4-H2O2消煮鉬銻抗比色法測定，全鉀含量用H2SO4-H2O2消煮火焰光度計法測定，礦質營養采用原子吸收分光光度法測定。

試驗數據采用Excel 2010和DPS14.10軟件[16]進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 兩種復合肥對馬鈴薯產量及商品薯、商品薯率的影響

由表1可知，不同處理馬鈴薯產量表現為T3＞T2＞T1，且各處理間差異顯著。T3處理的增產率為64.70%，較T2高22.51個百分點。不同處理馬鈴薯商品薯產量表現為T3＞T2＞T1。T2、T3處理商品薯率分別較對照高9.33、10.20個百分點。說明兩種復合肥增產效果明顯，其中緩釋復合肥優勢更明顯。

表1 兩種復合肥對馬鈴薯產量及商品薯、商品薯率的影響Table 1 Effects of two kinds of compound fertilizers on potato yield, commercial potato yield and commercial potato rate

2.2 兩種復合肥對馬鈴薯經濟效益的影響

由表2可知，各施肥處理成本表現為T1＜T3＜T2，T2、T3肥料成本高于對照，T2略高于T3。總產值與成本的表現趨勢相似，為T1＜T2＜T3，T2、T3每667 m2總產值分別比對照高2 007.40、2 972.33元。T2、T3利潤每667 m2分別比對照高1 617.40、2 636.33元。從經濟效益考慮，兩種復合肥增收明顯，其中緩釋復合肥總產值和利潤高于普通復合肥。

2.3 兩種復合肥對馬鈴薯塊莖養分含量的影響

不同處理對馬鈴薯塊莖氮磷鉀養分含量的影響如圖1所示，T2、T3馬鈴薯塊莖氮含量分別比T1高4.30、5.57 mg/kg，差異顯著，T2、T3之間差異不顯著。各處理間馬鈴薯塊莖磷、鉀含量無顯著差異。

表2 兩種復合肥對馬鈴薯經濟效益影響Table 2 Effects of two kinds of compound fertilizers on economic benefits of potato（yuan/667m2）

圖1 兩種復合肥對馬鈴薯塊莖養分含量的影響Fig. 1 Effects of two kinds of compound fertilizers on nutrient contents of potato tuber

2.4 兩種復合肥對馬鈴薯氮肥利用率的影響

兩種復合肥對馬鈴薯氮偏生產力和表觀利用率的影響如表3所示，T3氮偏生產力較T2高45.04 kg/kg，T3氮表觀利用率是T2的1.69倍。可見，緩釋復合肥氮養分利用水平較高，可實現氮投入量的減施。

表3 兩種復合肥對氮偏生產力和表觀利用率的影響Table 3 Effects of two kinds of compound fertilizers on nitrogen partial factor productivity and apparent recovery rate

2.5 兩種復合肥對馬鈴薯塊莖品質的影響

由表4可知，T3處理Vc含量較對照高33.92 mg/kg，差異顯著。T2處理Vc含量與對照無顯著差異。各處理間馬鈴薯塊莖干物質、還原糖、可溶性糖、淀粉含量的差異不顯著。

2.6 兩種復合肥對馬鈴薯塊莖礦質營養的影響

由圖2可知，馬鈴薯塊莖鈣含量表現為T3＞T2＞T1，T2、T3分別比T1高45.04、63.93 mg/kg，差異顯著，T3顯著高于T2。T2、T3處理馬鈴薯塊莖鋅含量和鐵含量顯著高于T1，T2、T3處理間馬鈴薯塊莖鋅含量和鐵含量差異不顯著。

圖2 兩種復合肥對馬鈴薯塊莖礦質營養含量的影響Fig. 2 Effects of two kinds of compound fertilizers on mineral nutrients of potato tuber

表4 兩種復合肥對馬鈴薯塊莖品質的影響Table 4 Effects of two kinds of compound fertilizers on quality of potato tuber

3 討論

黑膜覆蓋下兩種復合肥可顯著增加冬作馬鈴薯的產量，其中緩釋復合肥的增產效果更明顯。在經濟效益方面，普通復合肥和緩釋復合肥處理的總產值和利潤均高于對照，緩釋復合肥處理成本低于普通復合肥處理，且總產值和利潤高于普通復合肥處理。緩釋復合肥養分釋放較緩慢是馬鈴薯增產的主要原因，緩釋復合肥能夠減少氮素氨揮發損失及地表徑流損失，隨著馬鈴薯生長進程穩定地提供養分，符合馬鈴薯的需肥規律，有助于馬鈴薯增產。緩釋復合肥養分緩慢釋放適應于作物養分需求，施入土壤后養分不會大量釋放，能夠根據作物不同生長期緩慢供應養分，提高作物生長中后期土壤供肥能力。緩釋復合肥可以控制養分緩慢地溶入土壤中，不會造成土壤溶液濃度過高而被大量固定，使釋放的養分最大程度的被植物吸收利用，減少養分在土壤中的大量殘留[17]。“一基免追”施肥模式下緩釋肥對馬鈴薯增產效果顯著，大幅提高肥料利用率，這與前人研究結果一致，施用緩釋肥料比常規施肥減少20%用肥量的情況下仍有5.6%的增產效果，節本、增效、省工[18]。

施用普通復合肥和緩釋復合肥有利于提高塊莖氮含量。緩釋復合肥處理氮的投入量低于普通復合肥，而氮偏生產力卻較普通復合肥處理高45.04 kg/kg，氮表觀利用率也高于普通復合肥處理。緩釋復合肥通過阻礙銨根離子向亞硝酸根離子、硝酸根離子的轉化減少了氮素的損失，因而提高氮肥利用率[19]。養分的釋放與馬鈴薯的需求基本同步，有效提高肥料的當季利用率，使氮素能夠緩慢地釋放保證氮素在作物生長期供應充足，減少氮素損失。施用緩釋復合肥解決了覆膜后馬鈴薯生長期間不易追肥致使馬鈴薯生長中后期脫肥早衰而造成減產等問題[20]。兩種復合肥對馬鈴薯塊莖干物質、還原糖、可溶性糖、淀粉含量的影響不大，對鈣、鋅、鐵的含量有促進積累的作用。施用緩釋復合肥可提高馬鈴薯塊莖Vc含量和鈣含量。這與唐拴虎等研究結果施用緩釋肥能有效改善馬鈴薯品質一致[13]。

施用緩釋復合肥對冬作馬鈴薯土壤養分的影響及后茬作物的影響有待進一步研究。

4 結論

黑膜覆蓋下冬作馬鈴薯“一基免追”施肥模式可減少施肥的人工成本，施用緩釋復合肥可實現肥料養分的緩慢釋放，解決因一次性集中作基肥施用帶來的馬鈴薯生長后期脫肥問題，保證馬鈴薯產量。緩釋復合肥處理增產率較普通復合肥處理高22.51個百分點，每667 m2商品薯產量較普通復合肥處理高284.58 kg，緩釋復合肥處理每667 m2總產值和利潤分別較普通復合肥處理高964.93、1 018.93 元，說明黑膜覆蓋冬作馬鈴薯“一基免追”施肥模式下緩釋復合肥增產增收效果明顯。緩釋復合肥處理氮偏生產力較普通復合肥處理高45.04 kg/kg，緩釋復合肥處理氮表觀利用率較普通復合肥處理高11.65個百分點，緩釋復合肥處理塊莖氮含量也較高。說明緩釋復合肥可促進馬鈴薯氮素的吸收利用。緩釋復合肥處理塊莖鈣含量較普通復合肥處理高18.89 mg/kg，施用緩釋復合肥還可提高塊莖Vc含量。緩釋復合肥可作為黑膜覆蓋下冬作馬鈴薯“一基免追”施肥模式的推薦肥料。