磷肥用量对广东冬作马铃薯产量、效益及品质的影响

2017-06-07黄美华徐鹏举张新明贺春喜曹先维

广东农业科学 2017年3期

黄美华，冯剑，徐鹏举，张新明，王凯，贺春喜，陈洪，曹先维

（1.肇庆市农业科学研究所，广东肇庆 526000；2.华南农业大学园艺学院，广东广州 510642；3.华南农业大学资源环境学院，广东广州 510642；4.惠东县农业技术推广中心，广东惠东 516300；5.惠东县奕达农贸有限公司，广东惠东 516300；6.惠州市科学技术局，广东惠州 516003）

黄美华1，2，冯剑3，徐鹏举4，张新明3，王凯2，贺春喜5，陈洪6，曹先维2

为明确广东省冬作马铃薯的适宜磷肥用量，设置4个磷肥用量水平0、45.0、90.0、135.0 kg/hm2，以P0、P1、P2和P3表示，在惠东县平海镇采用大田试验研究不同磷肥用量对马铃薯产量、经济效益、品质及块茎氮磷钾积累量的影响。结果表明：P1处理块茎总产量（57 576.0 kg/hm2）和商品薯产量（55 848.7 kg/hm2）均较高，分别比P0处理显著提高16.2 %和16.6 %，较P3处理显著提高8.9 %和8.5 %；P1处理块茎总产值和经济效益也较高，分别较P0处理显著提高16.5 %和20.9 %，较P3处理显著提高8.6 %和11.3 %；P1处理淀粉产量、粗蛋白含量和维生素C含量均较高。不同磷肥用量的块茎氮磷钾含量和氮磷积累量之间无显著差异。综合试验结果可知，P2O545 kg/hm2是本试验条件下适宜的施磷量。

冬作马铃薯；磷肥；产量；经济效益；品质

马铃薯（Solanum tuberosum L.）俗称土豆或山药，属茄科茄属一年生植物，食用部分为地下块茎，具有粮菜、饲料和工业原料等用途。南方冬作区面积仅占全国总种植面积的3%左右，但由于种植规模小，农民种植比较精细化，栽培技术水平较高，且收获时间在2～3月份，属全国马铃薯鲜薯上市的淡季，产品供不应求［1］。广东地区形成的“稻-稻-薯” 水旱轮作体系，可有效地利用冬闲稻田种植马铃薯，提高土地利用率，同时水稻与马铃薯水旱轮作也可防止一部分土传病害的发生，改善土壤理化性质；收获后的马铃薯茎叶大部分直接留田，又可作为下一季绿肥回田，有利于提高土壤肥力，对后季水稻具有明显增产效果，既提高了经济效益，又符合农业可持续发展战略，具有明显的社会和生态效益。据统计，2013年广东省冬作马铃薯种植面积为4.05万hm2，单产为21000 kg/hm2，总产85万t［1］。2010—2014 年，惠州市马铃薯种植面积稳居全省首位，其中惠东县种植面积约0.86万hm2，占全省总种植面积的21.2%，是我省马铃薯出口的主要基地县之一，该县马铃薯订单农户达 2.5 万户，面积达0.62万hm2，占全省马铃薯订单农业的30%以上［2］，是最具发展潜力的基地县。

在马铃薯体内无机元素中，磷素含量仅次于钾素，占全部无机元素含量的7.0%～10.0%，占总干物质含量的0.4%～0.8%。磷对块茎的形成以及块茎淀粉的积累都具有良好的促进作用，还可促进块茎成熟，缓解由于施氮过多而引起的晚熟现象，从而提高块茎产量［3-4］。但若磷肥过量，同样会降低产量和品质，且对锌和其他微量元素的吸收产生一定影响［4］，因此选择合适的磷肥供应量是提高马铃薯产量和品质的关键因素之一。目前惠东地区农民施肥技术上存在严重问题，主要表现为重施磷肥、轻施钾肥、氮磷钾肥配比不合理［6］。惠东县马铃薯主产区水稻土中有效磷含量已达到较高水平［7］，如不注意磷肥施用势必会造成浪费，且作物未能吸收的磷肥随雨水流到湖泊，造成水体富营养化，污染环境。因此有必要通过探索适宜惠东地区马铃薯生产的磷肥用量，达到合理用肥、减少成本和降低污染的目的，进而为惠东县冬作马铃薯磷肥施用技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2014年11月至2015年3月在广东省惠东县平海镇进行。供试土壤为水稻土，土壤理化性质：有机质15.7 g/kg、碱解氮94.8 mg/kg、有效磷120.7 mg/kg、速效钾108.7 mg/kg。供试马铃薯品种：费乌瑞它（张家口雪川农业发展有限公司提供的合格一级脱毒种薯），种薯切块后20～30 min内用混合粉剂（2.5 kg 70%甲基托布津可湿性粉剂加0.2 kg 72%的农用链霉素均匀拌入47.3 kg滑石粉制成）均匀拌于切面进行伤口消毒，种薯和混合粉剂用量为50∶1；供试肥料：过磷酸钙（P2O5，12%）、尿素（N，46%）、硫酸钾（K2O，50%）、氯化钾（K2O，60%）、有机肥（腐熟鸡粪，N 30.3 g/kg、P2O521.1 g/kg、K2O 27.0 g/kg）。

1.2 试验方法

采用单因素4水平随机区组试验，其中磷（P2O5）肥用量为0、45.0、90.0、135.0 kg/hm2，分别以P0、P1、P2和P3表示。每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积19.14（5.8×3.3）m2，每小区3垄，其中一垄作为采样区，其余两垄作为测产区。利用稻草覆盖高垄双行栽培。氮、钾和有机肥用量保持一致，分别为240、312、9 000 kg/hm2。各处理肥料用量见表1。播种时施入基肥和全部有机肥，氮磷钾基肥比例（占总肥料百分比）依次为40%、60%、40%。剩余肥料用于4次追肥，其中氮追肥比例依次为15%、20%、15%和10%；磷追肥比例为10%、10%、10%和10%；钾追肥比例为5%、10%、20%和25%。第1次追肥时间为齐苗3 d后，此后每隔7 d追施1次。

表1 磷肥施用试验各处理肥料用量（kg/hm2）

马铃薯收获后对块茎进行分级，计算块茎商品薯率和次品薯，商品薯标准为：单个薯大于或等于75 g，无畸形、无病、无虫蛀、无裂口等；次品薯标准为：单个薯小于75 g、裂薯和畸形薯。收获时采集有代表性的块茎作为样品，测鲜重，150℃烘30 min杀青，75℃烘至恒重，测干重，粉碎，置于密封袋保存供分析测定。取0.200 g样品进行浓H2SO4-H2O2消煮，将消煮液保存至样品瓶中待测氮磷钾。氮采用浓H2SO4-H2O2消化—奈氏比色法测定；磷采用浓H2SO4-H2O2消化—钼锑抗比色法测定；钾采用浓H2SO4-H2O2消化—火焰光度法测定；淀粉采用碘比色法测定；Vc含量采用固蓝盐比色法测定；土壤理化性质采用常规方法进行测定。

具体分析方法参照《土壤农化分析》［8］和《马铃薯试验研究方法》［9］。

试验数据采用DPS 8.01统计软件［10］和Excel2007软件进行处理。

2 结果与分析

表2 磷肥用量对马铃薯总产及商品薯产量的影响

2.1 磷肥用量对冬作马铃薯产量的影响

从表2可以看出，随着磷肥用量提高，总产量和商品薯产量变化范围分别为49533.4～57576.0 kg/hm2和47898.8～55848.7 kg/hm2。施磷肥处理块茎总产和商品薯产量显著高于不施磷肥处理。马铃薯块茎总产量和商品薯产量表现均为：P1＞P2＞P3＞P0。P1处理总产量和商品薯产量均显著高于P0、P3处理；P1、P2、P3处理总产量分别较P0处理增产16.2%、12.0%和6.7%；而P1处理分别较P2、P3处理提高3.8%、8.9%。P1处理商品薯产量最高，其次是P2处理，两者较P0处理分别提高16.6%和13.0%；P1处理较P2、P3处理分别提高3.1%和8.5%。施磷肥处理商品薯率均高于不施磷肥处理，但各处理间无显著差异。试验结果表明适宜的磷肥用量可提高马铃薯块茎总产量、商品薯产量及商品薯率。

2.2 磷肥用量对冬作马铃薯经济效益的影响

表3为各处理成本核算，随磷肥用量提高，P0～P3处理总投入逐渐提高，P1、P2、P3处理较P0处理分别提高0.9%、1.7%和2.6%。

由表4可知，各处理总产值和经济效益变化范围分别为115 774.5～134 900.6、90341.3～109 242.4 元/hm2。施磷肥处理块茎总产和经济效益显著高于不施磷肥处理。各处理块茎总产值和经济效益大小排序均为：P1＞P2＞P3＞P0。P1处理块茎总产值和经济效益显著高于P0、P3处理。P1、P2、P3处理总产值较P0处理分别提高16.5%、12.8%和7.3%；而P1处理总产值较P2、P3处理分别提高3.3%、8.6%。P1、P2、P3处理经济效益较P0处理分别提高20.9%、15.9%和8.6%；而P1处理经济效益较P2、P3处理分别提高4.3%、11.3%。

表3 不同磷肥用量的成本核算（元/hm2）

表4 磷肥用量对马铃薯总产值和经济效益的影响

表5 磷肥施用量对马铃薯块茎品质的影响

2.3 磷肥用量对冬作马铃薯块茎品质的影响

从表5可以看出，各处理淀粉产量和粗蛋白含量分别在8 170.8～10 275.9 kg/hm2、1.36%～1.92%之间，大小排序均为：P1＞P2＞P3＞P0。P1处理淀粉产量较P0、P2、P3处理分别提高25.8%、7.2%、13.5%，与P0、P3处理差异显著。P1处理粗蛋白含量较P0、P2、P3处理分别提高41.2%、9.7%、34.2%，与P0、P3处理差异显著。P1、P2处理淀粉含量较低，P0、P3处理较高，但各处理间无显著差异。施用磷肥处理维生素C含量显著高于不施磷肥处理，P1处理显著高于P2处理。可见，P1处理马铃薯块茎品质较优，淀粉产量、粗蛋白含量和维生素C含量均较高

2.4 磷肥用量对冬作马铃薯收获块茎氮、磷、钾积累量和浓度的影响

从表6可以看出，P2、P3处理氮素积累量较高，P2处理磷素积累量较高，但各处理间氮素和磷素积累量均无显著差异。施磷肥对马铃薯块茎钾素积累量影响较大，P2处理钾素积累量最高，与其他处理差异显著；P3处理钾素积累量也显著高于P0处理。P2处理氮、磷、钾积累量相对较高，比P0处理分别提高8.09%、7.98%和28.17%。磷肥施用量对马铃薯块茎氮磷钾素浓度影响不显著。P0、P3处理收获的马铃薯块茎氮素浓度较高，P0处理磷素浓度较高，P2处理钾素较高，但各处理间氮、磷、钾素浓度均无显著差异。

表6 磷肥用量对马铃薯收获块茎氮、磷、钾素积累量和浓度的影响

3 结论与讨论

农业种植中，磷肥的作用极其重要，适宜的磷肥施用量可增加产量，但磷肥施用过量会导致作物产量不再增加，甚至减产［11-12］。磷肥施用量对马铃薯块茎品质也有很大影响［13-15］。本试验结果表明：当P2O5用量为45.0 kg/hm2时，总产量、商品薯产量、淀粉产量及经济效益最高，分别达到57 576.0、55 848.7、10 275.9 kg/hm2和109 242.4 元/hm2；虽然P2O5用量提高到90.0 kg/hm2时，商品薯率达到最高（97.6%），但产量和经济效益低于施用45.0 kg/hm2。磷肥用量对粗蛋白含量的影响也很显著，P2O5用量45.0 kg/hm2时，粗蛋白含量较高，达1.92%，相对于不施磷肥的对照提高了41.2%，相对于施用135.0 kg/hm2时提高34.2%；磷肥施用量为0、135.0 kg/hm2时，淀粉含量较高，施用量为45、90 kg/hm2时，淀粉含量较低。施用磷肥可提高收获块茎Vc含量，P2O5用量45.0 kg/hm2时，Vc含量最高。磷肥用量为90.0 kg/hm2时，块茎钾素积累量与其余处理呈显著差异，但块茎氮磷的积累量和氮磷钾的浓度无显著影响。本试验条件下，惠东地区P2O5施用量为45.0 kg/hm2时，可获得较高产量和经济效益，且块茎品质也相对较好。

本试验产量、商品薯率及蛋白质含量变化趋势与张静等［16］研究结果一致，而淀粉含量变化规律则与张静等［16］和岳红丽等［15］研究结果不一致，其结果是随磷肥用量提高，马铃薯淀粉含量呈单峰曲线变化。造成以上不同结果的原因可能是本试验属冬作马铃薯，相对北方一季作区，生育期较短，且无现蕾开花期。磷肥适宜时，植株生长速度较快，且块茎膨大期较长，成熟期缩短，导致无充足的时间完成成熟期，淀粉积累少。磷肥不足，生育期相对较短，后期时间充足，故淀粉积累较多。磷肥有促进马铃薯成熟的作用，磷肥过量时，成熟期会提前［17］，故淀粉积累也较高。虽然惠东地区土壤磷素含量较高，但马铃薯是典型的浅根系作物，磷素吸收能力较弱［18-19］，故适当补充磷肥，能提高马铃薯对磷素的吸收，提高产量和品质。由于各地土壤肥力水平不一，适宜磷肥用量从60～180 kg/hm2均有见报道［12-13、16、20-21］，但总体趋势是：随着土壤速效磷含量（变化范围：1.1～28 mg/kg）越高，适宜磷肥用量就越少。广东地区水稻土速效磷含量已偏高［7］，本试验播种前土壤速效磷含量为120.7 mg/kg，故适宜磷肥用量相对其他低磷地区低。本试验施肥量及施肥时期是针对费乌瑞它品种，至于对其他品种是否适宜还需进一步研究。磷肥用量、基追肥比例及追肥时间均可影响马铃薯磷素吸收［22］，但惠东地区关于磷肥施用情况对马铃薯磷素吸收、产量和品质的影响报道较少，故此领域的研究空间较大。

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（责任编辑白雪娜）

Effects of different dosages of phosphate fertilizer on yield，economic benefits and quality of winter potato in Guangdong province

HUANG Mei-hua1，2，FENG Jian3，XU Peng-ju4，ZHANG Xin-ming3，WANG Kai2，HE Chun-xi5，CHEN Hong6，CAO Xian-wei2
（1.Zhaoqing Institute of Agricultural Science，Zhaoqing 526000，China；2.College of Horticulture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China；3.College of Natural Resources and Environment，South China Agricultural University ，Guangzhou 510642，China；4.Huidong Agricultural Technology Extension Center，Huidong 516300，China；5.Huidong Yida Farming & Trading Co.， Ltd，Huidong 516300，China；6.Huizhou Science and Technology Bureau，Huizhou 516003，China）

In order to determine the suitable application rate of phosphate fertilizer for winter potato in Guangdong province，four phosphate dosages were designed in the field experiment to probe into the effects of different dosages of phosphate fertilizer on the yield，economic benefits，quality and NPK accumulation amounts in potato tubers in Pinghai Town，Huidong County. Four phosphate dosages（treatments） were 0，45.0，90.0 and135.0 kg/hm2，marked as P0，P1，P2，P3，respectively，with each treatment being replicated three times by using completely random block design. The related physiological indices were detected after maturing of potato tubers，the results showed that：（1） Both total tuber yield （57 576.0 kg/hm2） and marketable yield （55 848.7 kg/hm2）of P1 treatment were higher，being 16.2% and 16.6% higher than those of P0 treatment，and significantly higher than those of P3 by 8.9% and 8.5%，respectively；（2） Both total tuber output value and economic benefits of P1 treatment were also higher，which significantly increased by 16.5% and 20.9% over P0，and significantly increased by 8.6% and 11.3% of P3，respectively；（3） Higher potato tuber starch production，crude protein content and Vc level were detected in P1 treatment as well. The results also showed that，no significant differences in N，P and K contents，N and P accumulation amounts were found among different dosages of phosphate fertilizer. According to the comprehensive effects of considered treatments on yield，economic benefits and quality indices，45 kg（P2O5）/hm2was the suitable application rate of phosphate fertilizer under the experiment conditions.

winter potato； phosphate fertilizer； yield； economic benefits； quality

S532；S143.3

1004-874X（2017）03-0023-07

2016-12-16

国家现代农业产业技术体系专项（CARS-10-ES14）；国家农业科技成果转化资金项目（SQ2013ECE 000016）

黄美华（1988-），女，硕士，助理农艺师，E-mail： 635878413@qq.com

曹先维（1962-），男，硕士，研究员，E-mail：caoxw@scau.edu.cn.

黄美华，冯剑，徐鹏举，等.磷肥用量对广东冬作马铃薯产量、效益及品质的影响［J］.广东农业科学，2017，44（3）：23-29.