水肥一体化技术在马铃薯栽培中的应用

2023-01-11焦欣磊周俊梅

种子科技 2022年13期

焦欣磊，周俊梅

（1.乌兰察布市农林科学研究所，内蒙古乌兰察布 012000；2.乌兰察布市生态环境局，内蒙古乌兰察布 012000）

马铃薯是一种非常重要的粮食作物和蔬菜，具有较高的碳水化合物含量，其能量价值较高。马铃薯生长对水和肥料有着高度依赖性，传统的马铃薯栽种技术中将施肥和灌溉分为两个步骤，现阶段提倡采用水肥一体的马铃薯栽培技术。后者是一种更加优异的农业生产技术，节约用水、提高马铃薯汲取养分的概率，因而其研究价值突出。

1 马铃薯水肥一体化栽培技术的原理

马铃薯的生长离不开水和各种营养物质，在施肥时可使用两种技术。第一种是先将肥料浅埋在靠近马铃薯根系的位置，然后通过灌溉将肥料彻底溶解，形成植物根系易于吸收的溶液。第二种是水肥一体的管理模式，也就是在灌溉马铃薯的同时，将其所需的肥料直接溶解在水中，然后借助水的流动性将各种养料较为均匀地施放到土壤和植物根系的周围，当肥料溶解在水中后会迅速扩散，之后水被土壤所吸收，因此土壤中的养分非常均匀[1]。但需要注意的是，肥料完全溶解于水中需要足够的时间，因此，施放肥料的位置与马铃薯栽培区间应该保持足够距离，为肥料充分溶解创造有利条件。

肥料经过水体作用并被马铃薯所吸收过程可划分为多个阶段，其中最重要的两个步骤是扩散和质流。扩散是指肥料在水的溶解和冲击作用之下实现均匀分布的过程。质流是指植物根系和土壤中营养物质之间的交换过程。土壤中营养物质浓度高，植物体内营养物质浓度低，于是通过细胞壁实现营养物质吸收。

2 马铃薯水肥一体化栽培技术的优势

2.1 提高各类资源利用效率

将施肥和灌溉分开的传统栽培方式对肥料的利用效率较为低下，这是因为农业种植人员在施肥过程中难以做到均匀撒播。如果直接将肥料撒播在地面上，在水的冲击作用下有可能朝着同一方向堆积，进而造成肥料分布不均匀。如果是在地面上挖坑，然后再撒播肥料，在水的浇灌作用下，肥料溶解于水被植物吸收，但是这种栽培方式同样存在明显短板。

如果肥料过于集中，对后期溶解造成了一定难度，如果浇水量不足，很容易导致其无法全面溶解，马铃薯根系吸收作用也会因此而受到严重干扰。而水肥一体灌溉方式提前完成了肥料溶解和扩散，有效避免了肥料不能充分溶解的问题。

水肥一体灌溉形式下，肥料在水体中均匀扩散，因此灌溉过程中就无需考虑肥料是否能充分溶解问题，只需根据土壤墒情合理控制用水量，因而水肥一体栽培模式下可有效减少水资源用量[2]。

2.2 有效降低烂种率

马铃薯虽然埋在土壤下，但依然需借助土壤来吸收氧气，完成某些特定生物活动。如果土壤中水分含量过高，氧气含量就会大幅减少，并且水分聚集还在很大程度上浸泡了马铃薯种子，最终导致其烂种死亡。传统栽培技术下，农业人员为了将肥料彻底融于土壤中，会适当增加灌溉量，这样会使马铃薯被水浸泡，烂种率大幅上升。在水肥一体模式之下，农业栽培人员无需为了溶解肥料而增大灌溉量，具体需要浇多少水完全取决于土壤本身的含水量情况[3]。

2.3 便于农业活动管理

第一，减少了施工工作量。传统栽种模式下由农业种植人员先将肥料撒播在农田里，然后再灌溉，而使用水肥一体栽种技术会直接将肥料撒播在水中，减少了在农田中撒播肥料的环节，因此，有效减少了灌溉施肥工作量，尤其是在大面积栽种情况下。

第二，促进了施肥精准控制。马铃薯施肥通常要分为多个阶段，前期施肥量较少，中期施肥量较多，后期要根据马铃薯生长情况适量施肥。在水肥一体栽培方式下，肥料和水体充分融合，达到了精准施肥的目标，并且由于前期和中期肥料吸收情况较好，可在最大程度上避免后期持续施肥，减少了整体肥料消耗量，节约了马铃薯种植成本。根据农业部门测算，使用水肥一体技术之后，肥料利用效率可提升至少50%以上，有时候甚至可达到70%。

第三，有利于大规模集约化马铃薯栽培作业。农产品价格通常比较低，只有形成了规模效应才能取得良好的经济效益，因此，马铃薯集约化栽培和管理是一种显著趋势。水肥一体栽培技术极大地提高了施肥和灌溉整体效率，实际上主要取决于灌溉速度[4]。

3 马铃薯水肥一体化栽培技术的实施要点

3.1 优选品种，做好栽种前处理工作

马铃薯种植范围较为广泛，其种植区域可分为南方种区、东北种区、西南种区、西北种区以及华北种区等，气候和环境差异显著，国内马铃薯品种也呈现出多样化特点，不同品种马铃薯适用种植区也不同。因此，在选择马铃薯品种之前要考虑到其环境适应性问题。另外，马铃薯在生长过程中会产生一些常见病虫害，严重制约了其产量及品质，目前已经研发出基因防治、生物防治等病虫害防治技术，在培育马铃薯品种时就采用了特定的基因编码技术，使其对特定类型的病虫害产生了免疫力[5]。在选择马铃薯品种时要考虑是否采用新品种，尤其要评估转基因技术是否对人体安全。

第一，切块。一个马铃薯可切割成多个小块，种植马铃薯是将切割后的小块埋在土壤中，在实际操作中要控制好每个块的大小，一般是将其控制在25～35 g。与此同时，每一个切下来小块上还应该存在1～2 个芽眼，两个芽眼之间要保持一定距离，不可靠得太紧。切开后马铃薯块要在短时间内完成种植，否则有可能因为阳光暴晒或者其他因素而丧失活力，严重时可降低其出芽率和成活率。

第二，拌种。切块之后，马铃薯种薯上会产生伤口，病虫害会通过切口部位进入，拌种的目的是利用药液涂抹其表面，进而达到预防病虫害、预防烂种的作用。在马铃薯栽种中，拌种使用的材料包括滑石粉、春雷霉素、甲基硫菌灵等，具体用量要根据马铃薯质量来确定。

第三，催芽。种薯要生长为合适的马铃薯种子，就要在栽种前完成催芽步骤，而催芽要在特定环境下进行，主要是确保催芽时的温度和湿度等，可将暖棚或者室内温暖环境作为催芽场所，时间通常在播种前5～10 d。在催芽过程中要注意控制光照条件，阳光直射会增加种薯死亡率，因此必须从技术上加以避免[6]。

3.2 整地施肥

为了给马铃薯提供良好的生长环境，在播种之前要平整土地，并且使用农家肥提高土壤肥力，如果没有足够的农家肥，也可使用化肥来代替。在整地施肥过程中要注意控制肥料的使用量。在施加农家肥的同时还要将硫酸钾型三元复合肥作为底肥，施用量为1 050 kg/hm2。实际上整地施肥是非常重要的一个环节，对提高土壤肥力和马铃薯成活率具有重要作用。因此，在开展作业过程中坚决不能忽视这一环节。

3.3 播种

3.3.1 选择适宜的播种时间

马铃薯播种时间受季节、温度、降水、土壤墒情等各种因素影响，但季节和温度是最突出的因素。例如，季节决定了未来较长一段时间的气温变化，春季之后天气开始回暖，直到进入夏天，气温基本上呈现出不断走高的趋势，因而如果季节把握错误，将会影响马铃薯后期生长。各个地区气候特点存在很大差异，应该根据当地历年播种习惯和规律，选择出最佳的播种时间[7]。

3.3.2 合理控制播种密度

马铃薯种薯栽种到土地之后将会不断地汲取土壤中的水分和营养物质，如果栽种密度过小，会使植株间出现营养物质和水分争夺的现象，严重时会阻碍种薯生长和发展。另外，任何一种植物生长都要求具备足够的空间，当种薯之间距离过小时，其在后续生长过程中有可能出现相互挤占生长空间的情况。通常马铃薯栽种采用大垄双行覆膜技术，垄和垄之间的距离一般控制在120 cm，马铃薯株间距离一般为25 cm。

3.3.3 播种方式

马铃薯播种可采用人工模式完成，也可采用机械方式，在集约化种植作业中应优先选用机械播种的方式。

第一，机械播种方式标准更加统一，深度控制更加精确，对马铃薯在后期生长可产生显著的促进作用。

第二，机械播种方式效率更高，如果改为人工模式，播种速度将成倍下降，并且人工播种方式还会延误种薯的最佳播种时间。从马铃薯行距和株距控制来看，机械设备可利用统一参数对其加以限制，因而播种符合最初的设计要求。

3.3.4 播种深度

马铃薯种薯播种深度要控制在恰当范围内，过深或过浅都会造成不利影响。例如，当播种深度较大时，马铃薯芽可能无法突破上层覆土，或突破了上层覆土，但是出土时间太晚，正常生长周期被严重压缩。如果栽种深度不足，栽种后马铃薯块会受到环境因素影响，产生发绿现象，使马铃薯品质和最终产量受到严重干扰。根据马铃薯生长特性，栽种深度通常会控制在10～12 cm。

3.4 农田管理

3.4.1 覆土

在马铃薯栽培中进行覆土的主要目的是借助土壤遮蔽减缓水分流失速度，但是需把控好覆土时间。一般情况下，芽高度为5～10 cm 时实施覆土，也可以按照播种后时间来确定最佳覆土时机，通常为播种后的21～26 d。实施覆土操作要遵循基本要求，关于覆土厚度、覆土覆盖范围等全部都要采用统一标准，例如厚度按照要求控制在2～3 cm。采用人工方式来作业时难免会出现覆土不均匀的问题，因而推荐使用机械设备完成这一步骤，可确保作业时的均匀性[8]。

3.4.2 滴灌

滴灌是迄今为止农田灌溉最节水的灌溉技术之一。但因滴灌技术价格较高，一度被称作“昂贵技术”，仅用于高附加值的经济作物中。在水肥一体模式之下，滴灌技术是否适宜采用还有待讨论，主要原因是滴灌在薄膜下进行，滴灌使用的管子相对比较小、比较薄，如果膜下滴灌区域内存在较多虫害，有可能将滴灌使用薄膜彻底咬坏，进而导致灌溉设施在不同部位产生漏水问题，肥料无法在第一时间内均匀被马铃薯植株吸收。如果种植区域病虫害防治效果较为理想，可考虑采用滴灌的方式来实现膜下灌溉[9]。

3.4.3 浇水

马铃薯是一种对水分需求量较大的农作物，在芽苗没有生长出来前，不应对其实施浇水，但是土壤含水量应充足，也就是保证种植区域的土壤墒情充足。在出苗后，马铃薯苗全部出土即可浇水，此时还应该在其表面设置厚膜，做好滴灌准备。以上工作全部完成后方可进行浇水。马铃薯在现蕾开花之后还会二次生长，这一阶段不一定要浇水，但是土壤中应具备足够的墒情，能为其二次生长提供足够水分，如果湿润程度不足，可适当浇水[10]。

3.4.4 追肥

马铃薯在生长过程中对钾肥可能产生较大需求，尤其是在开花后。为了保证钾肥供应，可通过水肥一体方式加以补充，施用的钾肥为硫酸钾型，这种肥料溶解速度非常快，将其放置在水体中可在短时间内就随水流融化和扩散。因此，在必要时可通过水肥一体方式来达成追肥目的。

3.5 病虫害防治

第一，虫害预防。马铃薯虫害具有共性和特性，有些虫害主要分布在特定的地区，还有些虫害在各个区域都广泛存在，在马铃薯栽培过程中应结合各地区特点选用正确的虫害防治措施。通常情况下使用的虫害防治药物包括辛硫磷颗粒剂，使用时将浓度控制在5%，将其装进肥料箱，开沟器和肥料箱用导管连接在一起，这样就可在播种同时将这种保护性物质一并埋入土壤中。当马铃薯进入到生长期之后，可悬挂粘虫板，防治虫害，在具体操作过程中要控制好虫板高度。

第二，病害预防。马铃薯生长到4 月之后，晚疫病发生频率过高，会在马铃薯植株之间可互相传播，一旦发现了这种疾病迹象，就应该优先寻找传染源头，应直接挖除病变严重的马铃薯植株，然后再采用其他药物对其生长区域实施消毒。可杀灭晚疫病的物质为石灰。