山东省马铃薯主产区氮肥利用率比较分析

陈广侠　孔金花　刘芳　董道峰　杨煜　杨元军　郭晓　杨晓慧

摘要：通过调查山东省马铃薯主产区肥料施用状况，分析不同地区的氮肥偏生产力，为马铃薯高产、高效、优质生产以及合理施肥提供参考。分析结果表明，不同地区马铃薯氮肥偏生产力差异较大，从高到低分别是胶州164.25 kg/kg、安丘146.93 kg/kg、平度129.87 kg/kg、肥城119.50 kg/kg、滕州100.13 kg/kg。根据国家双减目标，针对山东省实际情况，提出多施有机肥、增加追肥次数、减少氮肥施用量等措施，提高氮肥偏生产力。

关键词：马铃薯;主产区;氮肥利用率;氮肥偏生产力

中图分类号：S532（252）文献标识号：A文章编号：1001-4942（2020）05-0088-04

Abstract By investigating the fertilization status in main potato producing areas in Shandong Province， the partial productivity of nitrogen in different areas was analyzed to provide references for high-yielding， high-quality and high-benefit production and reasonable fertilization. The results showed that the partial productivity of nitrogen was different in different areas， which were 164.25， 146.93， 129.87， 119.50 and 100.13 kg/kg for potato in Jiaozhou， Anqiu， Pingdu， Feicheng and Tengzhou， respectively. According to the national double reduction target and the actual situation of Shandong Province， the measures such as more application of organic fertilizer， more times of topdressing fertilizer and less rate of nitrogen fertilizer were put forward to improve the partial productivity of nitrogen fertilizer.

Keywords Potato;Main producing area;Nitrogen use efficiency;Partial productivity of nitrogen

馬铃薯具有丰产性好、适应性强、耐干旱等特点，因此在全国各地均有种植。山东省作为我国马铃薯的生产大省，播种面积在18×104 hm2左右，占全国总面积的3.5%，平均单产37 500 kg/hm2，总产超过700×104 t，占全国总产的9.5%，每公顷产值高达75 000元 [1]。但山东省马铃薯高产出是建立在高投入基础上的，由于氮肥对马铃薯产量起决定作用[2]，氮素作为马铃薯最终产量的贡献为40%～50%[3]。长期过量施用氮肥易造成土壤板结、环境污染，产品质量品质下降等，因此，马铃薯氮肥施用受到全球广泛关注[4-6]，氮肥利用率一般随施氮量的增加而降低。聂向荣[7]研究表明，随施氮量的增加，马铃薯产量呈增加趋势，当施氮量达到240 kg/hm2时产量最大，超过此用量后，产量随施氮量增加变化很小，甚至不发生变化。于静等[8]调查研究表明，氮肥施用量较高的区域往往氮肥偏生产力相对较低。虽然可以通过少施氮肥来提高氮肥利用率，但是这样并不能获得最佳经济效益，因此，只能通过保持较高产量水平下的合理施肥来提高氮肥利用率[9]。本研究调查了山东省5个马铃薯主产区氮肥利用现状，分析了不同地区的氮肥偏生产力，以期为马铃薯高产、高效、优质生产以及合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源

2018年对山东省马铃薯主产区进行了随机调查，包括安丘、肥城、胶州、平度、滕州5个主产区。调查对象为合作社和农户，收回有效调查问卷51份。

调查内容：马铃薯产量、肥料投入量（以N、P2O5、K2O计），肥料包括有机肥、复合肥、水溶肥等。

1.2 分析计算方法

国际农学界通用的氮肥偏生产力是指单位投入的肥料氮所能产出的作物产量即PFPN=Y/F，Y为施肥后所获得的作物产量，F为化肥投入量;偏生产力的获得无需空白对照及养分吸收量的测定。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel进行数据统计及作图。

2 结果与分析

2.1 马铃薯化肥施用现状分析

从表1可以看出，山东省马铃薯主产区666.7m2（以下面积均同）化肥平均投入量N 26.02 kg，P2O5 17.48 kg，K2O 31.80 kg，化肥总投入量75.30 kg，其中胶州产区化肥施用量最少，平均61.32 kg，安丘、肥城、平度都超过70 kg，是肥料投入较大的地区，肥料投入量最大的是滕州，超过85 kg。各产区肥料投入占比N为33.19%～35.68%，P2O5 17.42%～30.04%，K2O 36.07%～46.90%。

2.2 山东省马铃薯主产区有机肥占比以及基肥、追肥施用情况

从表2可以看出，5个主产区胶州、平度、肥城施用有机肥量占总施肥量超过21%，滕州超过34%，最多的是安丘，超过40%;5个主产区以平度基肥占比最少，为78.37%，其次是肥城、胶州，基肥占比超过85%，安丘、滕州最多，超过90%。从追肥次数上看，5个主产区追肥次数都在0～3次，由此可以看出，山东省马铃薯种植过程中，肥料的施用多以复合肥为主，有机肥用量偏少;施用方法多以基肥為主，追肥量和追肥次数都较少。

2.3 马铃薯氮肥偏生产力分析

通过计算得出5个马铃薯主产区氮肥偏生产力（图1），不同产区氮肥偏生产力存在较大差异，由高到低依次为胶州>安丘>平度>肥城>滕州。 胶州氮肥偏生产力最高，为164.25 kg/kg，是滕州的1.64倍。

将氮肥偏生产力分为4个等级，可以了解山东省马铃薯主产区PFPN样本分布情况，由图2a可知，有64%调查对象的PEPN<150 kg/kg，24%农户田块在150～200 kg/kg之间，只有12%在200～250 kg/kg之间。

根据国家双减目标，在产量不变的情况下，氮肥减少17%后，山东省马铃薯主产区氮肥偏生产力构成中200～250 kg/kg的农户由12%提高到29%，提高了17个百分点;150～200 kg/kg的增加了5个百分点;100～150 kg/kg的降低了11个百分点;50～100 kg/kg的降低了11个百分点。

2.4 氮肥用量对氮肥偏生产力（PFPN）的影响

由图3看出，氮肥施用量与氮肥偏生产力之间呈幂函数关系，施氮量较低时，极少农户的氮肥偏生产力较高，随着施氮量的增加，大多数农户的氮肥偏生产力在相对较低的水平上，因此，施氮量过高是氮肥偏生产力较低的重要因素。

2.5 马铃薯产量对氮肥偏生产力的影响

由图4可知，马铃薯666.7m2产量在3 000～4 000 kg时，调查样本间变异系数较大，氮肥偏生产力较高的农户是较低农户的2倍左右。在一定范围内，随着马铃薯产量的提高， 氮肥偏生产力也随之增大。

3 讨论与结论

肥料利用率是指导施肥和评价施肥效果的重要指标之一。目前山东省肥料利用率普遍不高，尤其是氮肥利用率，原因主要是施肥过量，施肥方法不合理，NPK比例失调等，造成了生产成本高、品质下降、环境污染严重。陈瑞英[10]研究认为，马铃薯块茎中淀粉含量随施氮量增加而降低;高亚军等[11]研究认为，施氮是土壤中硝态氮积累的主要原因。

近些年山东省马铃薯主产区马铃薯产量高，生长期短，经济效益好，农民为了追求高产，大量增施化肥，造成氮肥利用率低。本调查结果表明，氮肥的偏生产力随着施氮量的增加呈降低趋势，这与前人的研究结果一致[12-14]。韦剑峰等[15]对广西冬闲田马铃薯研究表明，氮肥55%基施+30%齐苗期追施+15%现蕾期追施效果最好。而山东省的肥料施用基本上以基施为主，占到总施肥量的78%～93%，因此科学合理的施肥是提高马铃薯品质以及氮肥利用率的主要措施。

根据山东省马铃薯生产现状，建议采取以下施肥措施：第一，根据不同地块、不同前茬作物进行配方施肥，确保NPK比例均衡;第二，减少基肥量，增加追肥次数和追肥量，满足不同生育期对养分的需求;第三，采用有机肥替代部分化肥，改良土壤理化性状，提高肥料利用率。

参 考 文 献：

[1] 王培伦，董道峰，杨元军，等.2012年山东省马铃薯产业现状、存在问题及发展建议[C]//马铃薯产业与农村区域发展.2013： 1-126.

[2] 霍晓云，姬青云，滑小赞，等.氮、磷、钾肥不同用量对马铃薯产量的影响[J].山西农业科学，2011，39（10）：1064-1066.

[3] 吴巍，赵军.植物对氮素吸收利用的研究进展[J].中国农学通报，2010，26（13）：75-78.

[4] 刘克礼，高聚林，孙会忠，等.马铃薯源的供应能力与库容量的关系[J].中国马铃薯，2004，18（1）：4-9.

[5] Rodrigues M A，Coutinho J，Martins F，et al. Quantitative side-dress nitrogen recommendations for potatoes based upon crop nutritional iddicds[J]. Europenn Journal Agronomy，2005，23：79-88.

[6] Kumar P，Pandey S K，Singh B P，et al. Influence of source and time of potassium application on potato growth，yield，economies and crisp quality[J].Potato Research，2007，50：1-13.

[7] 聂向荣.不同氮肥水平下马铃薯品质变化及氮素营养诊断的研究[D]. 呼和浩特：内蒙古农业大学， 2009.

[8] 于静，熊兴耀，高玉林，等.中国马铃薯不同产区氮肥利用率的比较分析[J].中国蔬菜，2019（7）：43-50.

[9] 高月亮，华珞，蔡典雄，等.氮肥利用及其提高利用率的途径与方法[J].首都师范大学学报（自然科学版），2006，27（4）：57-61.

[10]陈瑞英.水氮互作对马铃薯产量和氮素吸收利用特性的影响[D]. 呼和浩特：内蒙古农业大学，2011.

[11]高亚军，李生秀，李世清，等.施肥与灌水对硝态氮在土壤中残留的影响[J].水土保持学报，2005，19（6）：61-64.

[12]李利.不同施氮量对马铃薯氮素吸收、积累及利用的影响[J].山西农业科学，2012，40（12）：1291-1295.

[13]梁潇，张胜，蒙美莲，等. 追氮对膜下滴管马铃薯氮素吸收积累规律及利用效率的影响[J].中国马铃薯，2013，27（1）：42-47.

[14]宋明亮.施氮对紫色马铃薯氮利用率及产量和品质的影响[D].成都：四川农业大学，2015.

[15]韦剑峰，宋书会，梁振华，等.供氮方式对马铃薯氮肥利用效率及氮素去向的影响[J].核农学报，2016，30（1）：0178-0183.