不同肥料配施对马铃薯产量和品质以及土壤理化性状的影响

师学静，柴同海，邢明振，李伟欣，石垚，王淑平

（根力多生物科技股份有限公司，河北 威县 054700）

马铃薯是重要的粮、菜、饲兼用以及工业原料作物，营养价值高，适应性强，产量高，在全球范围内广泛种植，并在农业生产和人民生活中发挥着重要作用[1]。我国马铃薯种植面积和总产量均居世界首位，但是单产水平普遍较低，块茎品质也较差[2，3]。因此，我国马铃薯优质高效生产具有很大的提升空间，提高马铃薯产量和品质对我国乃至世界马铃薯可持续发展具有现实意义。

合理施肥是影响作物产量和品质的关键因素[4]。长期以来，为了追求高产，马铃薯施肥普遍存在化肥施用量较大，少施甚至不施有机肥和微量元素肥料等现象。而过量施用化肥，易导致土壤盐渍、物理理化性状变差、地下水污染、水体富营养化等环境问题，以及马铃薯产量和品质降低等[5～8]。目前，有机肥替代化肥对马铃薯产量和品质影响的研究已有较多报道[9，10]。研究表明，施用生物有机肥能改善土壤微生物群落的代谢，提高土壤有益微生物数量，降低土壤传播病害的发生；化肥减量后与生物有机肥合理配施，可以促进农作物对养分的吸收与利用，提高产量，从而达到减肥增效的目的。化肥减量配施生物有机肥和土壤修复剂可以延缓和修复土壤生态环境，是构建健康的土壤环境和促进土壤可持续利用，实现马铃薯产业连耕连作的新技术[11，12]。

将生物有机肥、生物蛋白控释肥、土壤调理剂和微生物菌肥混合做基肥施用，研究不同肥料配施模式对马铃薯产量和品质以及土壤理化性状的影响，旨为马铃薯推广生产、农民丰产增收、农业可持续发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在河北省承德市丰宁满族自治县大滩镇老羊圈村进行。丰宁满族自治县年平均气温0.9～6.2℃，无霜期110～145 d，年降水量350～550 mm。试验地土壤类型为栗钙土，0～30 cm耕层土壤基础养分含量为碱解氮79.0 mg/kg、速效磷21.7 mg/kg、速效钾121.4 mg/kg、有机质21.0 g/kg，pH值8.25。

1.2 试验材料

马铃薯品种为黄金薯。试验肥料有根力多生物蛋白控释肥（硫酸钾型）、“72变”土壤调理剂、纯发酵生物有机肥、菌中菌微生物菌肥和普通复合肥（表1），均为张家口根力多生态农业科技有限公司生产。

表1 试验肥料的主要成分含量Table 1 Nutrients of fertilizers tested

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 马铃薯播种前整地时，将基肥均匀撒施于地表，而后翻耕、起垄。试验基肥肥料配施模式设7个处理（表2），其中不施用肥料处理为空白对照（CK0），只施用普通复合肥处理为施肥对照（CK1）。小区面积55 m2，随机区组排列，3次重复。

2019年5月14日播种马铃薯，而后覆膜浇水；各处理统一追肥。播种1个月后，追施根力多（硫酸钾型，N、P2O5、K2O含量分别为15%、10%和17%）1 200 kg/hm2；6月20日齐苗后，追施叶力多（N、P2O5、K2O含量分别为30%、5%和15%）75 kg/hm2；现蕾初期，追施冲劲叶力多（N、P2O5、K2O含量分别为30%、5%和15%）75 kg/hm2＋冲劲果力多（N、P2O5、K2O含量分别为10%、10%和30%）75 kg/hm2；结薯期，追施智优硝酸钾（N、P2O5、K2O含量分别为13.5%、0%和44.5%）150 kg/hm2。马铃薯采取滴灌方式浇水，每次灌水量均为375～450 m3/hm2。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 土壤理化性状。分别在马铃薯播种前、后，每小区均采取对角线五点取样法，每点均垂直采集0～30 cm全土层土样1 kg，之后将其混合均匀；按照四分法一次将对角一半样土舍去，直至所需土样质量达到1 kg左右。土壤理化性状由根力多生物科技股份有限公司理化试验室测定。其中，碱解氮含量测定采用碱解扩散法；速效磷含量测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法；速效钾含量测定采用乙酸铵浸提-火焰光度法；pH值测定采用电位法；有机质含量测定采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法；有效锰含量测定采用原子吸收分光光度法。

表2 不同处理的肥料施用量Table 2 Fertilizer dosages for different treatments

1.3.2.2 马铃薯产量。马铃薯收获期，每小区均随机选取有代表性的样点3～5个，每个样点均连续选择20株，分别统计单个块茎≤100 g和＞100 g商品马铃薯的块茎数和质量；并测定实际产量。

1.3.2.3 马铃薯品质。马铃薯收获后，每处理均随机选取块茎样品500 g进行品质指标测定。其中，还原糖含量测定采用直接滴定法；淀粉含量测定采用酸水解法；干物质含量测定采用直接干燥法；蛋白质含量测定采用凯氏定氮法；Vc含量测定采用荧光法。

1.3.3 数据处理 利用Microsoft Excel 2007软件进行数据处理；利用IBM SPSS Statistics 22.0统计软件进行数据的方差和相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥模式对土壤理化性状的影响

CK1除土壤碱解氮含量显著增加外，其他指标与CK0差异均不显著（表3）。表明与不施肥相比，只施用普通复合肥仅显著提高了土壤碱解氮含量，而对土壤其他理化性状影响不大。

表3 不同施肥模式对土壤理化性状的影响Table 3 Effects of different fertilizer patterns on soil physical and chemical properties

肥料配施处理的土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量均＞CK1，但各个指标与CK1差异均不显著，其中处理G的有机质含量含量最高；EC与CK1差异均不显著，其中处理G指标值最低，与处理E和F差异不显著，但三者均＜CK1；pH值均＜CK1，除处理C降低显著外，其他处理与CK1差异均不显著；有效锰含量均＜CK1，但与CK1差异均不显著。表明与只施用普通复合肥相比，不同肥料配施均可以改善土壤的理化性状，其中处理G效果最好。处理G的有机质含量最高、EC最低，其他指标与CK1差异均不显著，其中土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量分别较CK1提高了5.64%、27.26%、6.18%和11.35%。

2.2 不同施肥模式对马铃薯商品果质量的影响

CK1的马铃薯单个块茎＞100 g商品马铃薯个数和质量均＞CK0，＜100 g商品马铃薯的个数均＜CK0、质量均＞CK0，但与CK0差异均不显著（表4）。表明与不施肥相比，只施用普通复合肥对马铃薯商品果质量影响不大。

肥料配施处理的单个块茎＞100 g商品马铃薯个数和质量均＞CK1，其中处理G的质量增加显著，而其他处理各指标与CK1差异均不显著；＜100 g商品马铃薯个数均≤CK1，质量除处理D和E＞CK1外其他3个处理均降低，但与CK1差异均不显著。表明与只施用普通复合肥相比，不同肥料配施均可以提高马铃薯商品果质量，其中处理G效果最好。处理G较CK1商品大果增重显著，单个块茎＞100 g商品马铃薯的个数、质量分别增加了37.5%和63.04%。

表4 不同施肥模式对马铃薯商品果质量的影响Table 4 Effects of different fertilizer patterns on commercial tuber quality of potato

2.3 不同施肥模式对马铃薯产量的影响

CK1的马铃薯产量＞CK0，但差异不显著（表5）。表明与不施肥相比，只施用普通复合肥对提高马铃薯产量效果不大。

肥料配施处理的马铃薯产量均＞CK1，增产率为2.08%～14.49%，其中处理G产量最高且与CK1差异达到了显著水平，而其他处理与CK1差异均不显著。表明与只施用普通复合肥相比，不同肥料配施均可以提高马铃薯产量，其中处理G效果明显。不同肥料配施模式处理的马铃薯产量差异均不显著，其中处理E的马铃薯产量居第2位，较CK1增产10.36%。从施肥情况进一步分析2个处理产量差异的原因，发现处理G较处理E增施了菌中菌微生物菌肥15 L/hm2，因此认为，增施微生物菌肥有利于提高马铃薯产量。

表5 不同施肥模式对马铃薯产量的影响Table 5 Effects of different fertilizer patterns on potato yield

2.4 不同施肥模式对马铃薯品质的影响

CK1的马铃薯除还原糖、淀粉和蛋白质含量与CK0差异不显著外，其他2个指标均显著＜CK0（表6）。表明与不施肥相比，只施用普通复合肥会导致马铃薯品质降低。

肥料配施处理的马铃薯还原糖含量均＜CK1，其中处理D、F和G与CK1差异不显著；淀粉含量均＜CK1，其中处理F和G与CK1差异不显著；水分含量除处理C和F显著＜CK1外，其他处理与CK1差异均不显著；蛋白质含量与CK1差异均不显著，其中处理F指标值最高，处理G次之，二者指标值均达到2%以上；Vc含量均显著＞CK1，其中处理G指标值最高，与处理C和F差异不显著，但三者均显著＞其他2个肥料配施处理。表明与只施用普通复合肥相比，不同肥料配施对马铃薯品质的影响不同，其中处理G效果最好。处理G的马铃薯Vc含量最高，达到152 mg/kg，较CK1提高了28.81%，效果显著；蛋白质含量较高，达到2.02%，较CK1提高了0.08个百分点。

表6 不同施肥模式对马铃薯品质的影响Table 6 Effects of different fertilizer patterns on potato quality

3 结论与讨论

土壤是种植马铃薯的物质基础，其能够为马铃薯生长提供水分、养分和温度[13]，因此，土壤条件对马铃薯种植效果影响较大[14]。本研究条件下，生物有机肥、生物蛋白控释肥、土壤调理剂和微生物菌肥配施较只施用普通复合肥可提高土壤有机质和三大速效养分含量，在一定程度上改善土壤环境，其中处理G效果最好，该处理下土壤有机质含量最高、EC最低，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别提高了11.35%、5.64%、27.26%和6.18%。研究显示，微生物菌剂在土壤中分泌有机酸，使难溶性磷酸盐在酸性条件下溶解，从而提高土壤有效磷含量[15]，活化土壤养分库[16]，提高土壤微生物种群密度[17]，而微生物在生命活动中又不断地促进土壤缓效状态的氮磷钾释放出来，进而改善土壤微生态环境，提高土壤速效氮磷钾含量，促进植物对营养元素的吸收，提高植物体内的养分含量[18]。

有机肥、无机肥和生物肥结合施用，可明显提高蔬菜Vc含量，改善蔬菜品质[19]。施用缓控释肥和生物有机肥对马铃薯产量构成因素影响不显著，但可明显提高马铃薯产量和经济效益，增产率为7.88%～14.92%[20]。本研究条件下，不同肥料配施均可以提高马铃薯产量，其中，处理G〔纯发酵生物有机肥1 800 kg/hm2＋根力多生物蛋白控释肥（硫酸钾型）1 200 kg/hm2＋“72变”土壤调理剂1 200 kg/hm2＋菌中菌微生物菌肥15 L/hm2〕产量最高，较只施用普通复合肥增产14.49%，差异达显著水平；处理E〔纯发酵生物有机肥1 800 kg/hm2＋根力多生物蛋白控释肥（硫酸钾型）1 200 kg/hm2＋“72变”土壤调理剂1 200 kg/hm2〕产量次之，与只施用普通复合肥和处理G差异均不显著。不同肥料配施对马铃薯品质的影响不同，其中处理G效果最好，该处理下马铃薯Vc含量最高，达到152 mg/kg，较只施用普通复合肥明显增加；蛋白质含量较高，达到2.02%。说明在底施生物有机肥1 800 kg/hm2＋根力多生物蛋白控肥（硫酸钾型）1 200 kg/hm2基础上增施适量土壤调理剂和微生物菌肥，能够显著提高马铃薯产量和品质，有利于农民增产增收。

综上分析认为，底施生物有机肥1 800 kg/hm2＋根力多生物蛋白控释肥（硫酸钾型）1 200 kg/hm2＋“72变”土壤调理剂1 200 kg/hm2＋菌中菌微生物菌肥15 L/hm2，能够改善土壤的理化性状，明显提高马铃薯产量和品质。