春秋兩季馬鈴薯化肥減量增效技術試驗

葛超楠，劉榮杰*，秦方錦，岑湯校，王 飛

（1.寧海縣農業技術推廣站，浙江 寧海 315600；2.寧波市農業技術推廣總站，浙江 寧波 315012）

馬鈴薯別名土豆、洋芋等，是茄科茄屬一年生草本植物，其塊莖既可作為糧食又可作為蔬菜食用，是僅次于水稻、小麥、玉米的世界第四大糧食作物[1,2]。由于馬鈴薯營養價值高，兼具耐寒、耐旱、耐貧瘠的特點，因此馬鈴薯作為糧食作物在全國范圍內廣泛種植[3]。浙江省寧海縣地處浙東沿海，屬于馬鈴薯中原二作區[3,4]，實行春秋兩季栽培，目前全縣馬鈴薯播種面積約2 400 hm2，但以農戶零散種植為主，對其施肥模式與技術研究較少，普遍存在化肥過量使用和肥料偏施等不合理施肥現象，導致馬鈴薯生產成本增加、塊莖品質下降、肥料利用率降低以及土壤板結、肥力下降、氮磷盈余風險等一系列問題[5-7]。

采用合理的氮、磷、鉀施肥配方對于如何科學施肥，降低生產成本，提高馬鈴薯產量和品質有十分重要的意義[8]。馬雙蘭[9]研究發現合理控制基肥用量比例是提高馬鈴薯產量的重要技術手段，氮磷鉀對馬鈴薯的增產效果依次為N＞P2O5＞K2O。王素華等[10]通過“3414”肥效試驗得出在土壤鉀含量較高的情況下，氮肥對馬鈴薯生長起決定作用，氮磷鉀最佳施肥配比為1∶0.37∶0.73。李夢露等[11]通過正交試驗發現N對馬鈴薯產量有極顯著影響，N、P、K、B最佳肥料施用量分別為375，225，60 和0.90 kg/hm2。馮瑞琴和田豐[12]研究發現施用450 kg/hm2純氮、225 kg/hm2純鉀馬鈴薯的增產效果最佳，在較高氮肥水平下，增施鉀肥可增加馬鈴薯產量。

有機肥料和化肥配施是一項重要的農藝措施，既滿足了作物當季生長需求，又提高了土壤養分的有效性從而提高作物產量[13]。梁玲玲等[2]研究表明施用專用肥可以提高馬鈴薯產量和肥料利用率，專用肥配施新型肥料可在減肥基礎上進一步增產，其中配施生物有機肥效果最優。徐玉坤和薛龍飛[5]研究表明有機替代施肥模式能夠增加馬鈴薯葉片葉綠素含量（SPAD）和凈光合速率（Net photosynthetic rate，Pn），促進馬鈴薯提質增產。王永朝等[6]研究發現有機無機配施處理的產量均高于單施有機肥處理，600 kg/hm2有機肥+ 300 kg/hm2N + 300 kg/hm2P2O5+450 kg/hm2K2O的施肥配比比較理想。長效肥料，是指溶解度低或養分釋放緩慢、肥效持久的一類化學肥料，包括各類緩控釋肥料，因其省工、養分供應期長的特點被逐漸應用于馬鈴薯種植。羅其峰等[14]試驗結果表明適宜廣東省冬種馬鈴薯的最佳施肥方案為配施釋放期60～90 d的緩控釋復合肥，且總氮磷鉀含量應達到N 240 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、K2O 480 kg/hm2；岳超等[15]研究發現施用生物有機肥對馬鈴薯的增產增收效果要優于施用緩控釋肥和常規肥料。

本試驗研究了配方施肥、有機替代和緩控釋肥等不同減肥技術對寧海縣春秋兩季馬鈴薯產量及效益的影響，同時探索在人工成本高居不下的當前一次性施肥的可行性，以期為寧海縣馬鈴薯的科學施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于浙江省寧波市寧海縣胡陳鄉開展，其中2020 年秋季馬鈴薯試驗設在車家村（E 121.676229°，N 29.312952°），2021年春季馬鈴薯試驗設在王下土村（E 121.668804°，N 29.345213°），土壤類型均為黃泥砂田，肥力狀況如表1所示。

表1 胡陳鄉試驗地塊土壤養分含量（0～20 cm）Table 1 Basic properties of soil in experimental field of Huchen Town(0-20 cm)

1.2 試驗材料

馬鈴薯試驗品種為德國‘米拉’（‘Mira’），寧海又叫‘東倉種’或‘本地小黃皮’，屬中熟品種，抗晚疫病，為當地主栽品種。

供試肥料有復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15），緩釋肥（N∶P2O5∶K2O= 13∶6∶8 釋放期為 60 d、N∶P2O5∶K2O = 18∶12∶18 釋放期為90 d），配方肥（N∶P2O5∶K2O= 20∶15∶10、20∶10∶10、15∶10∶15、12∶8∶25、15∶5∶25），商品有機肥（總養分≥6%，有機質≥45%），有機無機復混肥（N∶P2O5∶K2O=5∶5∶5，有機質≥20%），生物有機肥（總養分≥5%，有機質含量≥40%，有效活菌數≥0.2億/g），生物菌肥（總養分≥5%，有機質含量≥40%，有效活菌數≥0.5 億/g），硫酸鉀（K2O 50%），尿素（N 46%），牛糞等。

1.3 試驗設計

試驗于2020～2021 年進行。秋季試驗2020 年9月4日播種，11月5日收獲；春季試驗2021年2月18 日播種，5 月7 日收獲。試驗采取隨機區組設計，3次重復，小區長5 m，寬4 m，面積20 m2，株距33 cm，行距50 cm，種植密度為4 000株/667m2。

秋季試驗設10 個處理，參考當地農戶施肥習慣以N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15 作為對照（CK），肥料用量以CK氮素為標準，有機替代處理氮素減量約20%，在化肥總養分減少11.8%～31.1%的條件下，比較不同配方肥、有機肥和緩釋肥對秋季馬鈴薯產量、商品薯率及效益的影響。春季試驗在秋季試驗的基礎上進行優化設置，共安排11 個處理，具體處理見表2。

表2 馬鈴薯施肥方案Table 2 Fertilization scheme for potato

續表2

1.4 指標測定

收獲時測定各小區馬鈴薯產量，每個小區隨機選取10 株調查商品薯率，單薯質量50 g（含）以上為商品薯，并計算商品薯率（%）。

經濟效益（元/667m2）=產量（kg/667m2）×平均商品薯率×商品薯價格（元/kg）+產量（kg/667m2）×（1-平均商品薯率）× 次品薯價格（元/kg）- 成本（元/667m2），春季馬鈴薯商品薯價格4元/kg，次品薯價格1元/kg，秋季馬鈴薯商品薯價格8元/kg，次品薯價格2元/kg。

1.5 數據分析

采用Excel 2007和SPSS Statistics 17.0進行數據整理及處理間差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對馬鈴薯產量和商品薯率的影響

2020 年秋季試驗中，有機替代處理產量整體高于其他處理，其中T6產量最高，較CK 提高21.76%。一次性施肥處理中T1產量最高，T3次之，T2最低，說明60 d釋放期的緩釋肥更符合秋季馬鈴薯的生長，但單純在基肥中增加無機鉀并不能增產，反而可能會導致肥料的流失。配方肥處理T5產量高于T4。但是，經方差分析，2020 年秋季試驗處理間產量差異并不顯著，說明減少化肥投入并未對馬鈴薯產量造成顯著影響。T9商品薯率顯著高于T3、T4，其他處理間商品薯率差異不顯著，有機替代處理的商品薯率整體高于其他處理。總體看，在化肥總養分減量11.8%～31.1%的情況下，不同減肥措施對秋季馬鈴薯產量影響不顯著，一次性施肥處理、配方肥處理和有機替代處理中表現最佳的分別是T1、T5和T（6表3）。

2021 年春季試驗有機替代處理產量顯著高于CK，T7'產量最高，較CK 增長13.17%，說明春季施用有機肥可以顯著提高馬鈴薯產量。配方肥處理中T4'、T5'產量顯著高于CK，產量分別較CK 高9.08%和9.71%，T6'與CK無顯著差異。春季一次性施肥中T1'產量與CK 差異顯著，較CK 降低8.88%，T2'、T3'與CK 差異不顯著。由于試驗地塊土壤有效磷含量較高，春季配方施肥處理和有機替代處理采用了磷含量不同的配方肥，結合秋季試驗結果可以看出在土壤有效磷含量較高的情況下，可能仍需補充一定的外源性磷肥。T1'、T2'、T6'商品薯率與CK有顯著差異，其余處理差異不顯著，其中T1'商品薯率提高幅度最大。春季試驗中增加了農戶有機施肥處理（T0），與CK 相比產量顯著差異，較CK增長了12.14%，但商品薯率較低，說明施用農家肥可以提高馬鈴薯產量，但生長后期只施用氮肥會影響塊莖生長。春季試驗除一次性施肥處理和T6'外，其余處理在化肥總養分減量的情況下產量均有顯著提高，配方肥處理和有機替代處理中表現最佳的分別是T5'和T7'（表3）。

表3 不同施肥處理對馬鈴薯產量和商品薯率的影響Table 3 Effects of different fertilization treatments on potato yield and marketable tuber percentage

2.2 不同施肥處理馬鈴薯的經濟效益

秋季馬鈴薯試驗各處理的產值在5 167～6 369元/667m2，但處理間產值差異并不顯著。各處理的收益在 4 397～5 901 元/667m2，從高到低依次為 T6＞T1＞T5＞T8＞T7＞T3＞T4＞CK＞T2＞T9， T6效 益 最高，增效19.07%，T1次之，T1和T6顯著高于T9，與其他處理間差異不顯著。T4產量略低于CK，但效益卻高于CK，而T9產量高于CK，效益卻低于CK，主要原因是T4肥料成本低于CK，T9遠高于CK。因此，在生產過程中不應盲目追求高產而過度增加肥料成本，否則會出現增產不增收的現象。秋季試驗除了T2、T9，其余處理均實現減肥增效，一次性施肥處理中T1表現最好，在減肥比例最高的條件下增效16.18%，配方肥處理T5較好，在減肥13.0%的情況下增效12.16%，有機替代處理中T6最優，減肥比例相等的情況下增效最多（表4）。

春季馬鈴薯雖然產量高于秋季，但由于市場均價遠低于秋季，所以春季實際產值和收益都不如秋季高，各處理的產值在4 270～5 304元/667m2，農戶有機處理（T0）、配方肥處理（T4'、T5'）和有機替代處理（T7'、T8'、T9'）產值均顯著高于 CK，T1'顯著低于CK，其他處理與CK差異不顯著。各處理的收益在3 712～4 961 元/667m2，從高到低依次為 T5'＞T4'＞T7'＞T0＞T6'＞T9'＞T8'＞CK＞T3'＞T1'＞T2'。農戶有機處理、配方肥處理和有機替代處理較CK增效，其中T0、T4'、T5'、T7'收益與 CK 差異顯著，T5'收益最高，較CK 高12.45%。一次性施肥處理由于產量低于CK，效益也均低于CK，說明控制肥料等投入成本，增產即可增效。綜合看，春季試驗除了一次性施肥處理表現不佳，其余處理均實現減肥增效（表4）。

表4 不同施肥處理馬鈴薯的經濟效益Table 4 Economic benefit of potato under different fertilization treatments

3 討 論

科學合理的施肥既可以滿足作物的生長需求，提質增產，又可以減少肥料損失，提高肥料利用率，從而達到節本增效的目的。本研究對春秋兩季馬鈴薯的化肥減量增效技術進行了探究，結果表明，在氮素減量20%，化肥總養分減少7.6%～34.8%的情況下，有機替代處理產量整體高于其他處理，其中與常規施肥相比，春季與秋季試驗最大增幅分別為13.17%和21.76%，這與前人[2,6,15]的研究結果相近。說明有機肥和無機肥配合施用能增加馬鈴薯產量，提高商品薯率，從而實現化肥減量增效，但有機肥的施用不是越多越好，成本的增加會抵消增產帶來的效益，基肥中配施300 kg/667m2商品有機肥效果最佳。馬鈴薯不同生長發育期所需肥料不同，前期應盡可能早生根多長葉，施肥以氮磷肥為主，后期在保持葉片光合作用效率的基礎上促進塊莖膨大[8]。試驗結果與上述結論一致，基肥采用高氮高磷配方、追肥采用中氮高鉀配方的配方施肥處理在化肥總養分減少13.0%～18.8%的條件下實現了增產增效，其中基肥施用配方肥（N∶P2O∶5K2O=20∶15∶10）30 kg/667m2，追肥施用配方肥（N∶P2O∶5K2O=12∶8∶25）20 kg/667m2表現理想，在有機替代處理中也得到了印證，T7'不管是產量還是效益表現最優。羅其峰等[14]研究發現在高鉀條件下，廣東省冬種馬鈴薯更適宜用釋放期為60～90 d的緩控釋肥。秋季馬鈴薯與冬種馬鈴薯生長周期接近，施用釋放期60d的緩釋肥處理其產量與CK差異不顯著，在減肥基礎上仍可增加農戶收益；春季馬鈴薯由于生育期長，產量遠高于秋季，釋放期60 d 的緩釋肥無法滿足后期作物對養分的需求導致減產。有機肥養分釋放速率慢，也是一種緩釋肥料[15]，T2'采用有機替代和非長效肥一次性施入相結合的施肥方式，肥料成本過高，養分無法長效兼顧，后期可以對有機替代+緩控釋肥一次性施肥模式做進一步研究。

綜上，相比習慣施肥養分配比合理的配方肥施肥和有機替代施肥均可實現化肥減量和增產增收，一次性施肥雖可以節約人工成本，減少肥料損失，但表現不穩定，緩控釋肥在馬鈴薯栽培上的釋放模式有待進一步研究和優化。