互助地区马铃薯有机肥替代化肥试验研究

余小花

(青海省互助县农业技术推广中心，青海 互助 810500)

农作物的生长需要多种必需的营养元素，尤其是氮、磷等大量元素，是保证农作物产量和品质形成的重要因素。依据农作物生长规律科学施肥、施用多元复合肥，可以调节植物营养、促进农作物生长、培肥地力，实现增产的目标。农业生产中大量使用了氮、磷等化学肥料，有效提升了我国的粮食产量水平。但是，近几十年来，由于施肥不合理，化肥使用过多影响了土壤结构和农作物的吸收效率，进而影响农产品品质；过量施用化肥加剧了环境污染，增加了水体中的硝酸盐的含量，影响水质，对人类的健康危害极大，也在很大程度影响了农业生产[1]。

为促进农业绿色发展，减少化学肥料施用过多对环境的污染，依托青海省化肥农药减量增效行动，针对互助地区马铃薯生产中存在的施肥不合理、化学肥料施用量过大、利用率低等问题开展了有机肥替代化肥试验，通过在马铃薯生产过程中，在等氮量替代条件下，设置有机肥替代化肥小区试验，研究了商品有机肥替代化肥不同施肥量在同等的栽培管理条件下的产量差异以及施用商品有机肥对土壤的改良作用，为马铃薯合理使用有机肥替代化肥提供科学依据，达到化肥减量增效的目的。有机肥替代部分化肥能起到改善土壤理化性状,增加土壤肥力作用，马铃薯商品率显著提高,产量增加1 666.5 kg/hm2,经济效益增加1 023 元/hm2[2]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试作物：作物品种选用下寨65微型马铃薯，粒重15 g左右。

供试肥料：尿素(N≥46.0%)、过磷酸钙(P2O5≥12.0%)、商品有机肥(青海恩泽农业技术有限公司生产，总养分：N+P2O5+K2O≥5.0%；有机质≥45%)

1.2 试验地点基本情况

试验地点设置在青海省互助县台子乡新城村。位于青海省互助土族自治县西北部，距县城9 km，属半浅半脑种植区，地块海拔2 645 m，经度101°58′59.32″，纬度36°54′40.81″，年平均气温3.6 ℃～5.0 ℃，无霜期110～120 d，年平均降水量380～480 mm。选择的试验地地势平整，土层深厚，肥力均匀，排水良好，具有代表性。

本试验地的前茬作物为地膜蚕豆，品种为青蚕14号，施肥水平为当地常规施肥标准，施尿素112.5 kg/hm2；施磷酸二铵150 kg/hm2，全部用做底肥，播种前一次性深施，田间管理为当地大田常规管理，蚕豆产量为280 kg/hm2。

1.3 试验设计

试验按照单因素随机区组设计，共7个处理，分别为：

处理1：常规施肥(尿素335.85 kg/hm2；磷酸二铵718.8 kg/hm2)

处理2：按常规施肥量等氮折算有机肥全量

处理3：30%的常规施肥+70%的常规施肥用有机肥替代

处理4：50%的常规施肥+50%的常规施肥用有机肥替代

处理5：70%的常规施肥+30%的常规施肥用有机肥替代

处理6：无肥区

处理7：省级推荐有机肥施肥量

具体7个处理施肥方案见表1，田间种植图见图1。

表1 马铃薯有机肥替代化肥田间试验不同处理施肥方案

图1 马铃薯田间试验小区排列图

试验设置每小区长为5 m,宽为4 m,小区面积为20 m2，三次重复。株行距为30 cm×60 cm，播种量3 735粒/666.7m2(微型薯)，采用人工方式点播。

在有机肥替代化肥过程中，按照常规施肥量中的氮含量折算出有机肥的等氮全量，再用等氮含量的条件下，用有机肥全量和常规施肥量按不同比例来完成替代。

为了能获得准确、稳定的试验数据，在同一地块上各小区在2～3年内保持不变，土壤、地形等条件基本一致，各处理间有明显的边界分隔。除施肥因素不同外，各处理其他田间管理措施完全相同。

1.4 试验过程

本试验于2019年3月至11月青海省互助县台子乡新城村实施，试验地块海拔2 645 m，经度101°58′59.32″，纬度36°54′40.81″。试验过程：3月份落实试验地块；4月2日进行机械翻地、耙地；4月15日进行小区划线，确定小区及面积；4月16日按照小区排列图及各处理施肥组合进行施肥，采用人工撒施，即撒即翻，各处理间不可错施、漏施(小区排列如图1所示)；4月17日根据确定的株行距进行人工点播；6月6日苗期进行第一次人工除草；6月19日插黄蓝板进行虫害防治；6月30日进行人工培土；7月30日进行第二次人工除草(田间农事操作见表2)；8月份观察记载；9月20日进行考种；9月21日收获；10～11月进行试验分析总结。

表2 田间农事操作记载表

1.5 记载标准

1.5.1气候数据来源

试验区的降水、气温数据根据青海省互助县气象局实时发布数据进行统计而来，灾害性天气根据当地实际情况进行记录记载。4月份播种期月降水量达27.2 mm，月平均气温8.8 ℃，无明显灾害性天气；5月份出苗期月降水量达58.8 mm，月平均气温10.5 ℃，温度和水分非常适宜马铃薯出苗，本月无明显灾害性天气；6月份苗期、现蕾期月降水量达168.3 mm，月平均气温13.8 ℃，6月9日出现一次局部冰雹天气，造成试验区马铃薯部分幼茎折断，一周内恢复正常，没有造成严重损害。6月30日出现一次局部小量冰雹天气，对试验区作物无任何伤害；7月份初花期、盛花期月降水量达78.3 mm，月平均气温15.5 ℃，本月无明显灾害性天气；8月份盛花期、膨大期月降水量达107.0 mm，月平均气温15.3 ℃，本月无明显灾害性天气；9月份成熟期月降水量达116.3 mm，月平均气温11.2 ℃，本月无明显灾害性天气。(详见表3)

表3 生育期气候记载表

1.5.2生育期记载标准

为确保试验准确性，播种期在同一天进行；当田间出苗率达70%～80%时，记载为出苗期；当田间50%植株有花蕾时记载为现蕾期；当田间20%～30%的植株开花时记载为初花期；当田间70%～80%的植株开花时记载为盛花期；根据马铃薯生长习性，当马铃薯生长到盛花期时则膨大期开始；当田间80%左右的植株叶片由绿转黄、植株枯萎时适时进行收获。

1.5.3产量测定标准

马铃薯株高测定是从土壤表面开始到主茎顶端的距离记为马铃薯株高；单株马铃薯整穴内无论薯块大小所有的个数记载为单株结薯数；单株马铃薯无论大小所有薯块总重记载为单株块茎重。

1.6 试验土壤样品采集检测

试验开始前，按照测土配方施肥技术规范采集0～20 cm混合土样1个，作物收获后按每个处理采集混合土样各1个，有7个土样，试验前后共采集8个土样，进行化验分析土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾等养分值。样品采集和化验分析严格按相应的农业行业标准开展。

2 试验结果及分析

2.1 气候分析

马铃薯是喜凉不耐寒作物，本试验所选择的种植区属半浅半脑地区，适宜马铃薯种植生长，根据马铃薯生长习性，块茎发芽最低温度为5 ℃～6 ℃，生长最适宜温度15 ℃～17 ℃。结合表3记载来看，本地气候很适宜马铃薯各生育期的生长发育。

2.2 不同处理生育期变化分析

不同处理生育期结果记载于表4。由表4可以看出：试验的7个处理之间的生育期一致没有变化。各处理均正常。

表4 马铃薯生育期记载表 月.日

2.3 生育动态分析

在出苗期，各小区出苗率都基本相同，无明显差别；苗期各小区出现明显的差异，处理5和处理7植株长势良好，叶色深绿。处理6植株瘦小，叶色浅绿。其他处理植株长势较平常；成熟期处理1的常规施肥区和处理5的70%的常规施肥+30%的常规施肥用有机肥替代区植株叶片发黄微绿，处理6空白区植株叶片明显发黄，其他处理施肥区的植株叶片均已发黑发干。

2.4 生物学指标分析(见表5)

表5 各处理生物学指标及经济性状调查表

2.5 小区考种情况(见表6)

表6 马铃薯考种结果表

2.6 小区产量原始资料(见表7)

表7 马铃薯小区产量表

2.7 小区产量结果分析(见表8)

表8 不同处理马铃薯产量结果表

备注：小区产量折合亩产时按80%计算得出。

2.8 土壤养分变化分析

根据土壤养分检测结果，本试验土壤样品的pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾等养分值在试验实施前后的变化情况详见表9。

表9 马铃薯土壤养分变化情况对比表

从表9土壤养分检测数据可以看出，试验实施后，土壤中的有机质、全氮、全磷等指标均有一定幅度的提升，pH、速效钾的指标有一定幅度的降低，实施有机肥替代化肥后土壤理化性状有所提高，耕地质量得到改善。

3 结论与讨论

本试验在整个生产过程中通过对作物各生育期的观察、考种及实际产量测定结果表明，用有机肥替代化肥中，以处理3的30%的常规施肥+70%的常规施肥用有机肥替代和处理4的50%的常规施肥+50%的常规施肥用有机肥替代效果最佳，产量最高；处理1常规施肥和处理5的70%的常规施肥+30%的常规施肥用有机肥替代产量居中，增产不明显；处理2、处理7全部用有机肥的及空白对照产量偏低。本试验由于受上年度的施肥影响，还有待进一步试验研究，本次试验数据仅供参考。为指导大田马铃薯栽培生产中施肥应用，必需通过后续的试验来取得新的施肥参数，并加以校正。