钾肥对加工型马铃薯增产效果和适宜用量的研究

2013-04-13闫芳张春梅秦嘉海王爱勤

中国马铃薯 2013年5期

闫芳，张春梅，秦嘉海，王爱勤

（1.河西学院生态与绿洲农业研究院，甘肃张掖734000；2.河西学院农业与生物技术学院，甘肃张掖734000；3.中国科学院兰州化学物理研究所，甘肃兰州731000）

闫芳1,2，张春梅2*，秦嘉海2，王爱勤3

马铃薯属喜高钾作物之一。为了确定钾肥在加工型马铃薯生产中施用的可行性以及合适的用量范围，以‘大西洋’为试验品种，研究了钾肥与氮磷肥配合施用以及不同施用量硫酸钾对‘大西洋’马铃薯的增产效果，以期指导马铃薯钾肥的施用。结果表明，钾肥与氮磷肥配合施用具有明显的增产效果，N+P+K配合施用增产效果> N+P施用增产效果>不施肥；不同钾肥施用量的增产效果各不相同，钾肥施肥量为255 kg/hm2时，马铃薯增产效应和经济效益最好。

钾肥；马铃薯；增产效应

马铃薯是我国北方冷凉灌区栽培的主要作物之一。近年来，随着复种指数的提高和N、P化肥的施用，河西走廊的耕种风沙土的耕作层速效K平均含量由20世纪80年代的146.45 mg/kg，降低到现在的126.57 mg/kg[1]，按照土壤养分分级指标为缺钾的土壤[2]，农户在耕种风沙土上种植的加工型马铃薯在块茎膨大期，叶缘焦枯，叶脉间为黄色，叶脉为绿色，究其原因是缺K引起的生理性病害[2,3]。据资料报道，每生产1 t马铃薯块茎，马铃薯从土壤中吸收N 4.70 kg，P2O51.20 kg，K2O 7.20 kg[4]。河西走廊栽培的马铃薯平均产量为37.50 t/hm2，对K2O吸收总量为270 kg/hm2，而目前土壤供K量为207.89 kg/hm2，（126.57×2.25×土壤钾利用系数0.73），根据土壤养分平衡理论，尚缺K 62.11 kg/hm2[5,6]。为了对K肥的合理施用做出科学评价，我们于2012年进行了K肥对马铃薯的肥效研究，以期为马铃薯种植农户合理施肥提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试土壤类型为耕种风沙土，采自甘肃省张掖市甘州区沙井镇坝庙村一社，0～20 cm土层含有机质13.45 g/kg，碱解N 34.27 mg/kg，速效P 6.14 mg/kg，速效K 126.57 mg/kg，pH值8.43。参试肥料为CO（NH2）2，含N 46%；（NH4）2HPO4，含N 18%，P2O546%；K2SO4，含K2O 50%。试验在河西学院农业与生物技术学院试验地进行。参试作物为马铃薯，品种为‘大西洋’。于2012年4月20日种植于盛放好耕种风沙土的胶木桶中，口径30 cm，底径28 cm，高35 cm，收获期为9月11日。

1.2 试验处理

试验一：试验设计3个处理。

处理1为不施肥为CK（对照）。

处理2为N+P配施（尿素900 kg/hm2+磷酸二铵600kg/hm2，折尿素4 g/10 kg土+磷酸二铵2.67 g/10 kg土）。

处理3为N+P+K配施（尿素900 kg/hm2+磷酸二铵600 kg/hm2+硫酸钾255 kg/hm2；折尿素4 g/ 10 kg土+磷酸二铵2.67 g/10 kg土+硫酸钾1.14 g/ 10 kg土）。

试验二：每个处理在施用尿素800 kg/hm2，磷酸二铵600 kg/hm2（折尿素4 g/10 kg土，磷酸二铵2.67g/10kg土）的基础上，硫酸钾施用量设计为0，85，170，255，340 kg/hm2（折0，0.38，0.76，1.14，1.52 g/10 kg土）5个处理，以处理1为CK（对照），每个处理重复3次，随机区组排列。

1.3 试验方法

称取过10 mm筛的风干土10 kg加入盆钵内，每盆浇水5 000 mL，使土壤自然含水量达到50%，将盆钵置于室外，浇水第5 d后将盆钵内土壤进行浅耕后播种，播种深度5 cm，每盆播种3株，在盆上覆盖1层地膜，出苗后去掉地膜，出苗7 d后间苗，每盆留2株，每隔5 d每盆定量浇水3 000 mL，使土壤自然含水量达到30%。不同处理的肥料折算成盆栽试验的施用量，磷酸二铵、硫酸钾播种前与土壤混合均匀后做肥底[7-9]，1/3尿素在马铃薯现蕾期结合灌水追施，剩余2/3尿素在马铃薯盛花期结合灌水追施[10,11]。

1.4 测定项目与方法

马铃薯收获时测定经济性状，每个盆钵单独收获，将盆钵产量折合成公顷产量进行统计分析，马铃薯茎粗采用游标卡尺法测定，地上部分干重采用105℃烘箱杀青30 min，80℃烘干至恒重。

1.5 数据统计方法

边际产量=后一个处理产量-前一个处理产量；边际产值=边际产量×产品价格；边际施肥量=后一个处理施肥量-前一个处理施肥量；边际成本=边际施肥量×肥料价格；边际利润=边际产值－边际成本。硫酸钾不同施用量与马铃薯产量两者间的关系用SAS软件统计分析，用一元二次肥料效应数学模型拟合。采用经济学原理[12]，经济效益最佳施用量X0=[（Px/P y）-b]/2c，硫酸钾经济效益最佳施用量时的马铃薯理论产量y=a+bx-cx2。生物学性状、经济性状采用直线回归分析方法，差异显著性采用多重比较，新复极差（LSR）检验。

2 结果与分析

2.1 钾与氮磷配合施用对马铃薯的增产效果

由表1可知，N+P+K配合施用与N+P配施相比较，马铃薯株高、茎粗、地上部干重、块茎重、单株块茎重和产量分别增加10.85 cm，4.38 mm，96.22 g/株，36.66 g，0.11 kg/株，6.75 t/hm2；与不施肥CK（对照）比较，分别增加24.76 cm，7.55 mm、165.83 g/株，123.33 g，0.37 kg/株，22.75 t/hm2。N+ P+K配合施用与N+P配施比较，增产17.09%；N+ P+K配合施用与不施肥CK（对照）比较，增产57.59%；N+P+K配合施用与N+P配施比较，差异达极显著水平；N+P配施与CK（对照）比较，差异达极显著水平。说明N+P+K配合施用具有明显的增产作用（表1）。

2.2 钾肥对马铃薯植物学性状及经济性状和增产效果的影响

2.2.1 钾肥对马铃薯植物学性状的影响

马铃薯收获后测定结果可以看出，钾肥施肥量与马铃薯株高、茎粗呈正相关关系，相关系数（r）分别为0.5092和0.9245*。钾肥施肥量255 kg/hm2时，与对照（CK）比较，马铃薯株高、茎粗分别增加34 cm和0.13 mm，处理间的差异显著性经LSR检验达到极显著水平（表2）。

表1 N+P+K配施对马铃薯增产效果的影响Table 1 Effects of applying NPK on yield increase of potato

表2 钾肥不同用量对马铃薯经济性状的影响Table 2 Influence of different application rates of potassium fertilizer on potato economic characters

2.2.2 钾肥对马铃薯经济性状的影响

据表2测定结果可知，钾肥施肥量与马铃薯块茎重、单株块茎重呈正相关关系，相关系数（r）分别为0.9644**和0.9860**。钾肥施肥量255 kg/hm2时，与对照（CK）比较，马铃薯块茎重、单株块茎重分别增加113.99 g和0.23 kg/株，处理间的差异显著性经LSR检验达到极显著水平（表2）。

2.2.3 钾肥对马铃薯增产效果的影响

据表2测定结果可看出，钾肥施肥量与产量呈正相关关系，相关系数（r）为0.9116。与CK（对照）比较，增产率分别为18.70%，31.58%，38.33%，38.96%；单位（1 kg）钾肥增产量分别为84.70，71.52，57.80，44.11 kg（表2）。

2.3 钾肥不同用量对马铃薯增产效应和经济效益的分析

采用经济学原理分析可以看出，随着钾肥施肥量的增加，马铃薯边际产量由最初的3.60 t/hm2，递减到了0.12 t/hm2，符合报酬递减律。从经济效益的变化来看，边际利润由2 591元/hm2，递减到-193元/hm2，钾肥施肥量在255 kg/hm2的基础上，再增加85.00 kg/hm2，收益出现负值，由此可见，钾肥施肥量255 kg/hm2时，马铃薯增产效应和经济效益较好（表3）。

表3 钾肥不同用量对马铃薯增产效应和经济效益的分析Table 3 Analysis of different rates of potassium fertilizer on yield increase and economic benefit of potato

2.4 钾肥经济效益最佳施肥量与马铃薯的理论产量

将钾肥不同施用量与马铃薯产量间的关系应用肥料效应回归方程y＝a＋bx－cx2拟合，得到的回归方程是y=19.25+2.822x-0.0022x2，对回归方程进行显著性测验，F=19.34**，＞F0.01=16.45，r= 0.9865**，说明回归方程拟合良好。钾肥价格（Px）为3 400元/t，2012年马铃薯市场平均价格（Py）为800元/t，将Px、Py、回归方程的b和c，代入经济效益最佳施肥量计算公式x0=[（Px/Py）－b]/2c，求得钾肥经济效益最佳施肥量（x0）为255 kg/hm2，将x0代入回归方程y=19.25+1.436x-0.0055 x2，求得马铃薯的理论产量（y）为26.68 kg/hm2，计算结果与试验处理3基本吻合，说明肥料效应回归方程对指导农户施肥具有实践上的意义（表3）。

3 讨论

化肥的施用可以显著改变土壤的化学性质。氮磷钾肥的长期使用提高了土壤有机质含量和全氮含量,特别N、P、K配合施用和N、P处理的效果对水稻增产最显著[13]。枣树不同时期合理的氮磷钾配施比例对枣树产量的提高起至关重要的作用[14]。氮、磷、钾肥的合理施用能极大地改善小麦的经济性状，显著提高小麦产量[15]。近年来，国内学者针对氮磷钾合理配施对马铃薯产量的影响开展了大量研究，其中，弓建国等[16]的研究结果与本试验获得的结论不一致，这是由于选择的品种不同及是否施用有机肥所致。

在本试验当中，N+P+K配合施用，相对不施肥和只施用N+P，对马铃薯具的增产效果差异达到极显著水平，即N+P+K配合施用增产效果>N+P施用增产效果>不施肥。本试验的结果与前人的研究结果不完全一致，这可能是由于土壤肥力不同和气候的差别造成的。这些研究结果表明，今后马铃薯的施肥要因品种、土壤、气候和是否施用有机肥而异。

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Yield Increase and Optimal Rate for a Processing Potato Variety by Applying Potassium Fertilizer

YAN Fang1,2，ZHANG Chunmei2＊，QIN Jiahai2，WANG Aiqin3
(1.Hexi Ecological and Oasis Agricultural Research Institute,Hexi University,Zhangye,Gansu 734000,China; 2.College of Agriculture and Biology Technology,Hexi University,Zhangye,Gansu 734000,China; 3.Lanzhou Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou,Gansu 731000,China)

Potato is one of the crops favoring potassium.In order to understand the feasibility of potassium fertilizer application on processing potato variety and optimal rate,the experiment was conducted to study the effects of potassium fertilizer and NPK combinations on yield increase of potatoes as well as the effects of different application rates of potassium sulfate on potato yield in orderto guide theapplication ofpotassium fertilizeron potato using'Atlantic'as experimentalmaterial.The results showed that potassium fertilizer and NPK combinations had significantly yield increasing effect on potato,with NPK combinations,NPcombinations and noapplicationin a decreasingorder.In addition,the effects ofdifferentpotassiumapplication rateswas differentfrom each other.When255kg/ha(K2SO4)was used,potato yield and economic benefit were thebest.

potassium fertilizer;potato;yield increase

S532

1672－3635（2013）05-0298-04

2013-06-26

甘肃科技支甘项目（项目号1011JKCF180）；甘肃省高等学校2010年研究生导师科研项目（项目号1009B-05）；甘肃省高校河西走廊特色资源利用省级重点实验室项目（项目号XZ1002）。

闫芳（1980-），女，硕士，讲师，主要从事植物营养生理研究。

张春梅，博士,副教授,主要从事土壤培肥与改良研究，E-mail:zazcm197828@163.com。