马铃薯化肥农药双减绿色生产技术研究

王 真，林团荣，王 伟，王玉凤，罗小波，姚 彬

（1内蒙古乌兰察布市农林科学研究所，内蒙古 乌兰察布 012000；2贵州省农业科学院生物技术研究所，贵阳 550006；3内蒙古和林格尔县农牧局，内蒙古 和林格尔 011500）

0 引言

内蒙古自治区是中国主要的马铃薯产区之一，2019年全区马铃薯种植面积约30万hm（2数据来源于统计局），生产规模在全国排名第六位。内蒙古中西部阴山沿麓马铃薯种植区，以乌兰察布为核心，包括呼和浩特市、包头市、锡林郭勒盟、赤峰市，辐射鄂尔多斯市，此区域是内蒙古马铃薯的主要产区，种植面积占到全区的86.7%。2019年内蒙古马铃薯主要推广滴灌及在滴灌条件下的水肥一体化技术，推广面积近20万hm2，平均产量约4.5万kg/hm2[1]。虽然滴灌系统有节水、省肥的优点[2-4]，但内蒙古马铃薯生产总体上仍存在用水量偏大、化肥用量大、农药使用量大且不能科学合理用药、环境友好型肥料推广覆盖面小等问题[5]。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、菌肥、腐殖酸肥，科学合理减少农药使用次数，正确使用除草剂等手段，以形成并推广控肥增效、控药减害、控水降耗等生产技术，为化肥农药双减技术的推广提供理论指导，为马铃薯绿色生产提供更多的技术支撑。

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，海拔高度1000～1500 m，无霜期110天左右；年平均风速2～6 m/s，空气干燥、洁净；全年日照时数2850～3250 h，年平均降水量150～450 mm，雨量集中在每年6、7、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2.9%，全氮含量0.23%，速效磷含量5.7 mg/kg，速效钾含量140 mg/kg。

1.2 试验品种

供试品种为‘青薯9号’，种薯级别为原种。

1.3 试验设计

试验采用顺序排列，4个处理，每个处理分A、B两种处理方式，无重复，每个处理0.06 hm2（详见表1）。播种密度46305株/hm2，株距24 cm，大垄行距90 cm。灌溉方式为滴灌。

表1 试验处理方案

试验所用复合肥为鲁西复合肥(12-18-15)、有机肥为金正大奥磷丹（有机质≥45%）、菌肥为南京轩凯生物科技有限公司生产的谷乐丰聚谷氨酸微生物菌剂（有效活菌数≥88.0亿/mL）、腐殖酸肥为山西金兰化工股份有限公司所生产的亮彩含腐植酸水溶肥料（主要成份：总氮量≥330 g/L，铵态氮≥52 g/L，硝态氮≥52 g/L，酰胺态氮≥226 g/L，氧化钾≥20 g/L，腐殖酸≥30 g/L）。其他试验用肥料在当地采购；试验所用农药种类根据实际情况选择；封闭除草剂使用德国巴斯夫(BASF)公司开发的二甲戊灵除草剂（田普：450 g/L微囊悬浮剂）。

1.4 化验指标

（1）安全测试：除草剂（二甲戊灵）残留。

（2）品质测试：蛋白质、干物质、淀粉、还原糖、维生素C。

1.5 试验期间气象数据

详见表2。

表2 气象数据统计表

1.6 试验地栽培管理

1.6.1 拌种 72%农用硫酸链霉素600 g/hm2，阿马士（22.4%氟唑菌苯胺）4500 mL/hm2，兑水12 L，拌种2 t。

1.6.2 撒施基肥 5月2日，处理1人工撒施复合肥12-18-15，450 kg/hm2；处理2人工撒施有机肥750 kg/hm2；处理3人工撒施有机肥600 kg/hm2；处理4人工撒施有机肥600 kg/hm2。

1.6.3 播种 5月4日，处理1、处理2、处理3、处理4随播种机沟施复合肥12-18-15，1200 kg/hm2，各处理沟喷阿米西达1200 mL/hm2。

1.6.4 中耕除草 5月29日中耕；6月3日使用除草剂田普(3000 mL/hm2)封闭除草。

1.6.5 追肥及打药 追肥与用药严格按照试验要求进行，详细见表3。

表3 追肥打药一览表

1.6.6 收获期调查 9月18日测产。测产取样按照“S型”取样法进行，每个处理取3点测产，每点选取6 m，调查大薯重、大薯数、小薯重、小薯数等指标。

1.7 数据处理

使用office办公软件Excel 2016对试验的相关数据进行录入、整理。使用统计分析软件SPSS 19.0对数据进行相关的比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对马铃薯结薯数的影响

由表4可知，处理4的结薯个数显著高于处理1（对照），处理4与对照相比，复合肥减施450 kg/hm2，增加了商品有机肥(600 kg/hm2)、腐殖酸水溶肥(45 kg/hm2)的施用。处理2与对照相比，减施复合肥450 kg/hm2，增施有机肥750 kg/hm2。处理3与对照相比，复合肥减施450 kg/hm2，增加了商品有机肥(600 kg/hm2)、菌肥(300 kg/hm2)的施用。处理2和处理3的结薯个数与对照无显著差异。可以初步判断，适量增施腐殖酸水溶肥可提高‘青薯9号’的结薯数量。

表4 测产数据统计分析表

各处理A和B之间，结薯个数无显著差异，可见，不同打药次数未对马铃薯结薯个数造成影响。

2.2 不同处理对马铃薯产量的影响

为确认不同施肥、农药使用次数及其交互作用是否对产量有显著影响，特对产量数据做了多因素方差分析。由表5可知，不同肥料处理对产量有显著影响(F=16.910，Sig.=0.000)，而农药处理对产量没有显著影响，Sig.为0.716，大于0.05。不同肥料处理和农药使用次数的交互作用对产量没有显著影响(F=0.416，Sig.=0.744)。可见，只有施肥处理对产量的影响最大。

表5 主体间效应的检验

由表6可知，处理4和处理2的产量显著高于处理1（对照），其中处理4较对照增产14892.7 kg/hm2（增产32.24%），处理2较对照增产6460.2 kg/hm2。处理3与处理1产量间差异不显著。各处理平均较对照增产17.76%。处理2与对照相比，减少了复合肥的施用量，增加了有机肥的使用。处理4与对照相比，在增加有机肥的使用上，结合使用腐殖酸肥料，其产量高于单独施用有机肥的产量，可见腐殖酸肥料对产量的增加有一定的促进作用。处理3与处理1产量间差异不显著。处理3在增加有机肥的使用上，结合使用菌肥，但并没有提高产量。

表6 不同肥料处理产量显著性分析一览表

综合分析可知，适量减施化肥，增施有机肥、菌肥、腐殖酸肥，并不会导致产量下降，相反，可在一定程度上提高产量。就处理2、处理3与对照综合对比来看，增施有机肥的数量越多，产量增加越多。最佳增施有机肥的数量还需后续试验验证。处理4的产量显著高于处理1、处理2和处理3。结合结薯个数分析，可知，处理4的产量增加与其结薯个数多有直接关系。

2.3 不同处理对马铃薯商品率的影响

由表4可知，处理4的商品率显著低于处理2和处理3，与对照相比差异不显著，处理2和处理3的商品率与对照无显著差异。结合表4、表6数据分析可知，增施腐殖酸肥料在增加青薯9号结薯个数，提高产量的同时，其商品率有一定程度的降低。

各处理A和B之间，商品率无显著差异，可见，不同打药次数未对马铃薯商品率造成影响。

2.4 不同处理对马铃薯块茎品质的影响

表7、表8数据均由国家食品机械质量监督检验中心出据。对4个处理的A、B两种处理方式进行蛋白质、淀粉、干物质、维生素C、还原糖5项品质进行了测定，其中蛋白质含量最高的为处理4A，处理1A的蛋白质含量最低为1.33 g/100g，处理4A、2B的蛋白质含量显著高于其他处理，处理1A的蛋白质含量显著低于其他处理；淀粉含量最高的为处理2B、最低的为处理2A，处理2B、3B的淀粉含量显著高于处理1B、3A。其他处理间马铃薯块茎淀粉含量差异不显著；干物质含量最高的为处理2B、最低为处理4B，处理2B、3B的干物质含量显著高于处理1B、3A；维生素C含量最高的处理为处理2B、各处理维生素C含量由高到低依次为：2B>3A>3B>2A>4A>1A>1B>4B；处理1A、2A、3A的还原糖含量为0.2 g/100g，处理1B、2B、3B、4A、4B的还原糖含量为0.1 g/100g。

表7 马铃薯品质测试结果

表8的检测结果显示块茎中未检测到除草剂（二甲戊灵）残留。

表8 安全测试项目结果

多因素方差分析结果显示，不同肥料处理对马铃薯块茎蛋白质含量有显著影响，而农药使用次数对马铃薯块茎蛋白质含量没有显著影响。不同肥料处理、农药使用次数均对马铃薯块茎淀粉、干物质、维生素C含量有显著影响。不同肥料处理对品质的影响如表9所示。处理2与处理4的蛋白质、干物质含量显著高于对照；处理2，3，4的淀粉含量显著高于对照；处理2与处理3的维生素C含量显著高于对照；处理4还原糖含量显著低于其他处理。

表9 马铃薯品质测试分析

3 讨论

3.1 不同用药次数对马铃薯产量及品质的影响

试验中，不同用药次数对马铃薯的单株结薯数量、块茎蛋白质含量、产量及商品率没有造成显著影响。与处理B(1-4)相比，处理A(1-4)未使用农药赞米尔和瑞凡，处理A和处理B对马铃薯块茎淀粉、干物质、维生素C、还原糖等物质的含量均有影响，但无规律可循。赞米尔的主要成份为戊唑醇和咪鲜胺，有研究表明咪鲜胺可延长番石榴的货架期[7]，戊唑醇对小麦种子萌发相关酶的活性具有促进作用[8]。常用杀菌剂作用于马铃薯植株时，在特定的时间段内对马铃薯植株的正常生理代谢产生了一定的影响，以至于马铃薯块茎各品质指标出现了差异，但相关的研究较少；另外，本试验使用的品种‘青薯9号’较为抗病[9]，通过合理用药，整个生育期并没有早晚疫等病害发生，所以没造成品质的规律性差异。不同药剂对马铃薯品质的影响有待后续试验验证。

3.2 不同施肥处理对马铃薯产量及品质的影响

马铃薯块茎的主要产量、品质指标，与品种特性、土壤、施肥、农药、气候等因素有关[10-12]，有研究表明有机肥能提高马铃薯田的生产力[13]，对马铃薯的农艺性状、产量、品质方面都有有利影响[14]。本试验中处理2增施有机肥量最大，产量显著高于对照，这与前人的研究相符。处理2的还原糖与对照相比无明显差异，其他马铃薯相关品质指标均显著优于对照。

生物菌肥可以改善地力，提高土壤有机质的含量[15]，增加马铃薯产量[16]。本试验中处理3与对照相比，减施复合肥，增加商品有机肥和菌肥的施用，产量与对照相比无显著差异，这与倪玮等[17]的研究结果一致。结合处理2结果分析，可知，商品有机肥只有在达到一定的施用量才会起到一定增产效果，商品有机肥的最佳施用量与土壤基础有机质含量关系较大，不能一概而论，需要具体的试验数据作支撑。菌肥对产量没有造成显著影响，可能的原因较多，其中最重要的是菌种在土壤中的存活率，只有活菌量达到一定数量，菌肥的效果才能凸显。每类菌种只有在合适的环境中才能生存，但可以肯定的是有机质含量较高的土壤，菌株存活的概率会高一些。另外，还有研究表明，微生物菌肥叶面喷施可提高马铃薯产量[17]，这有必要通过后续的试验验证。龙明华等[19]研究发现微生物肥料在提高番茄产量的同时可降低硝酸盐及其他有害元素的含量，从而提高番茄品质；生物菌肥可促进西瓜幼苗的生长，提高西瓜地上部分生长势、提高根系活力、叶绿素含量，增强抗逆性等[20]；刘拴成等[21]的研究表明适量施用菌肥可在一定程度上提高马铃薯淀粉含量。本试验中处理3增加菌肥的施入量后，马铃薯块茎的淀粉和维生素C含量均显著高于对照，说明菌肥可以提高马铃薯品质。

腐殖酸肥可改善土壤理化性质[22]，增强农作物对养分的吸收和利用[23]，提高作物抗逆性[22]，提升作物的产量和品质。处理4在增加了腐殖酸肥的情况下，产量及蛋白质、淀粉、干物质含量均显著高于对照，还原糖含量显著低于对照。说明减施复合肥，适量增加有机肥，腐殖酸肥可提高马铃薯产量，改善马铃薯的综合品质。吴树春等[24]的研究表明，腐殖酸肥料可促进小麦根系生长；陈春艳等[25]的研究表明腐殖酸肥料可增加马铃薯原原种的块茎数。本试验中处理4结薯个数显著高于其他处理，可见，适量使用腐殖酸肥料，可促进马铃薯匍匐茎生长，进而提高马铃薯块茎数量。但是处理4的商品率有所下降，与前人的研究结果不同，可能是‘青薯9号’种植密度过大，块茎分布密集，影响了其正常膨大。就‘青薯9号’来说，可适当降低播种密度，结合相关农艺措施，以获取最好的经济效益。

3.3 马铃薯块茎二甲戊灵残留影响

本试验农残测试结果中，块茎中未检测到除草剂（二甲戊灵）残留，这与陈焕丽等[26]的研究结果一致，该除草剂为马铃薯种植田封闭除草剂，除草效果较好。使用封闭除草剂后，可节省后期拔草人工费用，降低田间病害发生风险，建议在马铃薯种植田大范围使用。

4 结论

本试验研究表明，适量减少化肥，增施有机肥、菌肥、腐殖酸肥可在不同程度上，增加马铃薯产量，提高马铃薯块茎品质，平均较对照增产17.76%。尤其是增施腐殖酸肥后（增产32.24%），效果明显。不同农药处理均达到了防治病害的目的，未对马铃薯块茎产量和品质造成不良影响。未来可在本试验的基础上进一步减少化肥的使用量，适当加大有机肥的投入，配施腐殖酸肥，结合适宜的农技措施，合理的选择栽培密度，科学的使用农药，进一步优化马铃薯减肥减药的种植方案，形成更加绿色高效的马铃薯种植技术，以期丰富我区马铃薯绿色高产技术储备，为马铃薯产业的绿色发展提供技术支持。