天水旱作區馬鈴薯氮磷鉀效應模型構建及其施肥指標研究

頡煒清 郭華春 方彥杰 徐銀萍 佘永新 呂 汰 李芳弟 王 鵬

（1甘肅省天水市農業科學研究所，甘肅 天水 741000；2云南農業大學農學與生物技術學院薯類作物研究所，云南 昆明 650201；3甘肅省農業科學院旱地農業研究所，甘肅 蘭州 730070；4甘肅省農業科學院經濟作物與啤酒原料研究所，甘肅 蘭州 730070；5中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所，北京 100081）

馬鈴薯種植是天水市旱作區的特色優勢產業，也是貧困地區農民增收致富的農業支柱產業之一，常年播種面積6 萬公頃左右。近年來，隨著馬鈴薯新品種與綠色增產栽培新技術及農機農藝融合等應用，產量和效益均有所提高。但增產還有很大潛力，施肥不平衡是主要限制因素之一。在天水馬鈴薯生產中，部分主產區不斷凸顯出一些問題，如因施肥不足而影響產量和品質［1］，而長期氮肥過量施用又會造成土壤pH 值降低［2-4］、增肥不增產、養分利用效率下降［5-7］、土壤板結和面源污染嚴重等問題［8］。因此，因地制宜建立符合當地不同生態區域特點的施肥指標［9］，合理調整作物相應的推薦施肥量［10］和施用比例［11］以提高肥料利用率，及時掌握土壤質量現狀和動態變化，對提高作物產量［12］、改善作物品質［13］、培肥地力［14］以及科學指導施肥具有重要意義。

我國不同區域馬鈴薯土壤氮素豐缺指標差異較大，缺氮處理相對產量大多介于60%～90%之間［15］，土壤氮磷鉀第1～第7級的缺素處理相對產量范圍依次為≥100%、90%～100%、80%～90%、70%～80%、60%～70%、50%～60%、<50%［16］；土壤氮、磷、鉀缺素區相對產量分別為42.5%、109.8%、115.0%［17］；土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量與相對產量存在較好的對數函數關系［18］。合理施用氮磷鉀肥可明顯降低施肥成本，提高馬鈴薯的產量、效益、品質及肥料利用率［19］。我國馬鈴薯氮、磷和鉀肥用量（分別以N、P2O5和K2O 計）平均分別為164.2、100.3、188.0 kg·hm-2，農學效率平均值分別為52.2、58.5、42.3 kg·kg-1［20］。內蒙古陰山地區旱地馬鈴薯氮、磷、鉀平均施用量分別為103.6、75.9、46.0 kg·hm-2［21］。在內蒙古武川縣馬鈴薯低產、中產和高產區間中，養分專家系統（nutrient expert，NE）推薦施肥處理的氮肥（N）用量較農民習慣施肥（practice fertilizer，FP）處理分別減少16、23 和25 kg·hm-2［22］。NE 推薦施肥在北方一作區可以促進馬鈴薯對氮肥的高效利用［23］。氮、磷、鉀肥料效應回歸數學模型可確定推薦馬鈴薯最高施肥量和最佳施肥量［24-25］。目前，國內主要土壤類型和大田作物土壤養分分級指標及不同生態區施肥指標體系已構建［26-31］，而天水旱作馬鈴薯主產區施肥指標及肥料效應模型尚未建立。因此，本研究采用測土配方施肥技術，研究氮、磷、鉀配施對天水旱作區馬鈴薯產量和經濟效益的影響，建立氮、磷、鉀養分豐缺指標，明確施肥指標和推薦施肥量，并構建施肥效應函數模型，以期為天水旱作區合理施肥、提產增收、優化肥料配方及平衡施肥提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019—2021 年在天水市秦州區天水市農業科學研究所試驗基地（東經104°35′，北緯34°05′）進行，該地屬溫帶半干旱半濕潤氣候區。……