高垄滴灌马铃薯减肥增效生产技术试验

王真，王玉凤，林团荣，王伟，张志成，范龙秋，韩素娥，韩万军，焦欣磊，尹玉和

（乌兰察布市农牧业科学研究院，内蒙古乌兰察布012000）

2019年内蒙古自治区马铃薯种植面积约30万hm2，其中马铃薯滴灌水肥一体化技术，推广面积近20万hm2，平均产量约45 t/hm2[1]。滴灌水肥一体化技术能够减少烂种率[2]、提高肥料利用率、减少水资源浪费[3,4]、便于管理、减少病虫害发生[5]，但内蒙古自治区马铃薯滴灌水肥一体化生产总体上仍存在用水量偏大、化肥用量大且不能科学合理施用、环境友好型肥料推广覆盖面小等问题[6]。在马铃薯生产中增施生物有机肥、中微量元素肥料可提高马铃薯产量和品质[7-9]。本研究以规模化生产为参照，通过合理减施化肥，适量增施有机肥、微肥等手段，以期形成并推广适合内蒙古自治区西部马铃薯主产区的减肥增效生产技术，为内蒙古自治区马铃薯绿色生产提供更多的技术方案。

1 材料与方法

1.1 试验田概况

乌兰察布市气候冷凉，日照充足，属中温带半干旱大陆性季风气候，海拔1 000~1 500 m，无霜期110 d左右；年平均风速2~6 m/s，空气干燥、洁净；全年日照时数2 850~3 250 h，年平均降水量150~450 mm，雨量集中在每年6~8月，降雨量占全年降雨量的70%左右，雨热同季[6]。

试验田设在乌兰察布市农牧业科学研究院平地泉镇试验基地。试验田前茬为休闲地，土壤类型为暗栗钙土，土壤质地为沙壤土，有机质含量1.7%，全氮含量0.25%，速效磷含量5.5 mg/kg，速效钾含量128.0 mg/kg。

1.2 试验材料

1.2.1 供试品种

试验品种为‘青薯9号’，种薯级别为原种。

1.2.2 供试肥料

尿素（总N≥46.4%），硝酸钙镁（Ca+Mg≥10%，硝态N≥13%，CaO≥15%，MgO≥6%），硫酸钾（K2O≥52%，Cl≤1.5%，S≥17.5%），沃夫特有机菌肥（有效活菌数≥5.0亿/g），鲁西复合肥（N∶P2O5∶P2O5=12∶18∶15），金正大水溶性复合肥（N∶P2O∶5K2O=15∶5∶25），乾龙圈大量元素水溶肥（N+P2O5+K2O≥500 g/L；Mn+Zn+B≥2~30 g/L）。

1.3 试验设计

试验共设5个处理（处理5为CK），不设重复，小区面积667 m2，顺序排列。采用高垄滴灌栽培模式，行距90 cm，株距20 cm。播种密度55 500株/hm2。试验具体方案见表1。化肥底肥是普通复合肥，追肥是可溶性滴灌肥。底肥人工撒施，追肥随滴灌水施入，每个处理单独安装施肥器，分别施肥。每个处理正常拌种，田间防治早疫病、晚疫病、气生型茎腐病等病害药剂的使用，视实际情况而定。使用封闭除草剂除草。

表1 试验方案Table 1 Test scheme

1.4 测定项目

出苗率调查，马铃薯出苗后，按照“S”形取样法，每个处理取3点，每点取样面积为5.4 m2（0.9 m×6 m），记录实际出苗时间、出苗率。在马铃薯生长期，调查株高、主茎数。

测产按照“S”形取样法进行，每个处理取3点，面积为5.4 m2（0.9 m×6 m），记录产量，调查大薯重（重量≥150 g）、大薯数、小薯重（重量<150 g）、小薯数、单株结薯数、平均单株薯重。

品质测定：收获时，按照“S”形取样法，每个处理取3点，面积为5.4 m2（0.9 m×6 m）每点随机拾取10个块茎。委托国家食品机械质量监督检验中心对马铃薯试验样品蛋白质、淀粉、干物质、维生素C、还原糖的含量进行测定。

1.5 数据处理

使用Excel 2016对试验相关数据进行录入、整理。试验数据用IBM SPSS Statistics 20.0统计软件进行方差分析（Tukey's-b，P<0.05）。

1.6 试验方法

具体试验方法及施肥用药情况见表2、表3。

表2 各处理不同肥料用量及施用时间Table 2 Treatments of different fertilizer dosage and application time

表3 试验用药管理Table 3 Administration of trial fertilization

1.7 试验期间气象数据

试验期间具体气象数据见表4。

表4 2020年乌兰察布地区气象数据Table 4 Meteorological data of Ulanqab in 2020

2 结果与分析

2.1 不同肥料处理对马铃薯出苗时间及出苗率的影响

当试验田出苗80%以上时，即为出苗，记录出苗时间。由表5可知，处理1~5的出苗时间均为2020年6月9日，出苗率均在85%以上，表明不同的施肥处理没有提前或者延后马铃薯的出苗时间，没有对马铃薯的出苗率造成不利影响。处理3、处理4生物有机肥施用量较大，出苗率也较高，但方差分析结果显示，各处理间出苗率并没有显著差异。未来可在处理4的基础上，进一步优化生物有机肥的施用量，结合滴灌，在苗期增加生物菌剂的使用，增加对马铃薯生育期间及收获后的土壤理化性质的测定，以更深层次的研究生物有机肥对马铃薯出苗率的影响机理。

表5 不同处理的马铃薯出苗时间及出苗率Table 5 Emergence time and rates of potato under different treatments

2.2 不同肥料处理对马铃薯经济性状及产量的影响

由表6可知，试验中不同施肥处理对马铃薯主茎数、株高没有显著影响。处理2大薯数显著高于处理5（CK），处理1与CK大薯数间差异不显著。处理3和处理4的大薯数显著低于处理1和处理2，其中处理4复合肥施用量最少，其大薯数也最少且显著低于对照的大薯数，说明大量减施复合肥，降低了马铃薯的大薯数。处理1、2大薯重显著高于处理5（CK），处理3、4大薯重显著低于处理5（CK）及其他处理。就试验数据来看，大薯重与大薯数呈现正相关。处理1的大薯数与对照相比，无显著差异，但其重量却显著高于对照，表明处理1的大薯单薯平均重量高于对照的大薯平均重量。

表6 不同处理的马铃薯经济性状Table 6 Economic characters of potato under different treatments

处理1、2小薯数显著低于处理5（CK）。处理3、4小薯数显著高于处理5（CK）。处理1、2之间，小薯数没有显著差异。处理4小薯数显著高于其他处理。可见，大量减施复合肥，在减少大薯数的同时，小薯数有所增加。处理2小薯重显著低于处理5（CK）。处理1、3、4小薯重与处理5（CK）相比，差异不显著。结合小薯数结果分析可知，处理1小薯平均单数重高于处理5（CK），处理3、4的小薯平均单数重低于处理5（CK）。

处理1、2单株结薯数显著低于处理3、4、5（CK）。其中处理1未施生物有机肥，处理2底施1 500 kg/hm2生物有机肥，处理5底施1 200 kg/hm2生物有机肥，处理3和处理4分别底施生物有机肥2 250和3 000 kg/hm2。当生物有机肥施用量增加至2 250~3 000 kg/hm2时，马铃薯单株结薯数较未施用生物有机肥的处理平均增加1.16个。初步认为，生物有机肥的施用提高至2 250 kg/hm2以上时，可增加马铃薯的结薯数量。

由表7可知，处理4的产量显著低于处理2和处理5（CK），较对照减产7 819 kg/hm2。处理1和处理2的商品薯率显著高于对照，处理3、4的商品薯率显著低于对照。处理1和处理2的商品薯率高与其结薯数相对较低有直接关系。结合表6结果分析可知，大量减施复合肥（处理3、处理4），不但降低了马铃薯的大薯数量，商品薯率也显著下降。另外，处理3、4商品薯率的下降可能与其结薯数量增加有一定的关系，下一步可在处理3、处理4的基础上，适当增加复合肥的施用量，以期探讨结薯数增加后，相同种植密度下，增施复合肥对产量及商品薯率的影响。也可在处理3的基础上，适当降低‘青薯9号’的种植密度，探究在减肥的同时，增施生物有机肥，合理密植是否会提高马铃薯的产量及商品薯率。

表7 不同处理的马铃薯产量及商品薯率Table 7 Tuber yield and marketable tuber percentage of potato under different treatments

2.3 不同肥料处理对马铃薯品质的影响

由表8可知，处理4的蛋白质含量显著高于对照，处理1的蛋白质含量显著低于处理5（CK）。施用生物有机肥较未施用生物有机肥的处理，蛋白质含量平均提高12.7%。处理1、2、3的淀粉含量显著低于对照，处理4的淀粉含量与对照无显著差异。处理1、2、3较处理4和处理5的淀粉含量平均减少0.79 g/100 g。各处理的维生素C含量均显著高于对照，处理3的维生素C含量最高，达28.1 mg/100 g。各处理间维生素C含量差异显著，具体原因不详，可在后续试验中，设定单一变量用于探究维生素C含量改变的原因。各处理间还原糖的含量无显著差异。

表8 不同处理的马铃薯品质检测结果Table 8 Qualities of potato under different treatments

3 讨论

综合各方面指标分析可知，处理2是合理减肥条件下最高效的绿色生产技术方案。本试验中，不同的肥料处理对‘青薯9号’的出苗时间、出苗率、主茎数、株高等指标没有造成影响。乾龙圈大量元素水溶肥（N+P2O5+K2O≥500 g/L；Mn+Zn+B≥2~30 g/L）的使用，对马铃薯产量及品质并未造成显著影响。处理4生物有机肥施用量最大，复合肥施用量最少，产量和商品薯率均显著低于处理1、2和处理5（CK）。处理1、2的单株结薯数量显著低于其他处理，但商品薯率显著高于其他处理。由此可知，适量增加生物有机肥的施用量可增加‘青薯9号’的结薯数量；马铃薯块茎中蛋白质和淀粉的含量均有所提升；维生素C含量没有明显的规律可循。但当普通复合肥施用量大幅减少时，马铃薯的产量和商品率均出现不同程度的降低。

生物有机肥可改善土壤的理化性质，从而影响马铃薯的出苗率[10]。张萌等[11]研究表明，加施生物有机肥1 800 kg/hm2，可提高马铃薯出苗率。本试验中处理3和处理4的生物有机肥施用量都大于1 800 kg/hm2，但出苗率与不施生物有机肥没有显著差异。可能是本试验使用的生物有机肥与张萌等[11]施用的生物有机肥种类不同。

马铃薯是一种喜肥作物，其产量的形成与根系土壤中的养分关系密切[12]。本试验中，当肥料施用量降低至复合肥900 kg/hm2及以下时，即使增施生物有机肥2 250~3 000 kg/hm2，马铃薯的产量及商品薯率都显著低于其他处理。虽然马铃薯专用肥配施生物有机肥可在减肥的基础上进一步增加马铃薯产量，提高肥料利用率[13]，但在减肥的同时，施肥量一定要满足马铃薯生长所需要养分量才能保证马铃薯的产量和商品薯率[14]。

方玉川等[15]研究表明，在正常施肥的基础上，增施生物有机肥可增加单株结薯个数，但商品薯率降低。本试验中，当生物有机肥施用量达2 250~3 000 kg/hm2时（处理3、4），马铃薯块茎商品薯率显著低于其他处理。处理3和处理4马铃薯的单株结薯数显著高于不施生物有机肥的处理1，但是处理2的生物有机肥施用量大于处理5，可是结薯数却显著低于处理3、4和5，与处理1无显著差异。可见只有生物有机肥施用量达到一定数量时才会对马铃薯结薯数产生影响。处理1的蛋白质含量显著低于其他处理，增施生物有机肥显著增加了马铃薯块茎蛋白质含量，这与孙小娟[16]的研究结果一致。

罗兴录等[17]认为，生物有机肥具有促进木薯块茎生长和淀粉积累的效应，本试验中，马铃薯块茎淀粉含量与生物有机肥的施用量无显著相关性，但与追施金正大水溶性复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶5∶25）的数量有关。处理1、2和3在马铃薯生育前期，追施水溶肥和尿素，导致N施入过量，延长了马铃薯营养生长的时期，植株同化物未能及时传输至块茎，收获时块茎未达到生理成熟，导致淀粉积累不够。穆俊祥等[18]的研究也表明，当氮肥施用超过一定数量时，马铃薯块茎中的淀粉含量会降低。另外，处理1、2和3 N施入量大，并未造成株高的差异，这与王臣等[19]的研究结果相同。

可见，适量增加有机肥的施用量，减少底肥投入，适当施入微肥，通过少量多次和均衡施肥，在一定程度上可提高马铃薯的产量、商品薯率及品质。但大幅减少化肥的用量，一味的增加生物有机肥，可能会导致马铃薯减产，商品薯率下降。

未来可以在处理2的基础上，进一步优化追肥的数量、种类及时期，增加微量元素的种类，以获得更好的水肥管理技术，在保证产量的前提下，提高商品薯率，增加经济效益。