山旱区有机肥的施用对马铃薯干物质积累及产量的影响

周维秀 吴征 纳添仓 郭恒

摘要 为了研究青海山旱地有机肥不同施用量对青海主栽品种“青薯9号”和“下寨65”干物质分配及产量的影响，明确该地区有机肥最佳施用量，为提高马铃薯栽培水平及农户种植效益提供理论依据。于2021年开展有机肥不同施用量试验，施肥水平为9 000 kg/hm2（T1）、7 500 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、4 500 kg/hm2（T4）、3 000 kg/hm2（T5），测试其不同处理不同生育期马铃薯总干物质积累、各个器官干物质分配量及产量。结果表明，2个主栽品种在不同生育期干物质积累量呈先增加后降低的趋势，现蕾期至膨大期干物质增长速率最大；有机肥使用量为4 500 kg/hm2，2个品种在膨大期积累量均达到最大值。为了获得高产与高效，推荐有机肥施用量4 500 kg/hm2，主导品种较其他处理增产较显著，较T5处理分别增产46.05%和45.70%，并获得最高的经济效益。

关键词 马铃薯；有机肥；干物质；产量

中图分类号 S532  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）10-0139-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.10.031

Abstract In order to study the effects of different application rates of organic fertilizers on  the dry matter distribution and yield of the main Qinghai cultivars ‘Qingshu 9 and ‘Xiazhai 65 ， and to clarify the optimal application rate of organic fertilizers in this area， in order to provide theoretical basis for improving  the level of potato cultivation and farmers planting benefits  . The test was carried out in 2021 with different application rates of organic fertilizers. The fertilizer levels were 9 000 kg/hm2 （T1）， 7 500 kg/hm2 （T2）， 6 000 kg/hm2 （T3）， 4 500 kg/hm2 （T4）， 3 000 kg/hm2 （T5）， to test the accumulation of total dry matter， the distribution of dry matter of each organ and the yield of potatoes in different growth stages of different treatments. The results showed that the dry matter accumulation of the two main cultivars in different growth stages showed a trend of first increase and then decrease， and the growth rate of dry matter was the largest from bud stage to expansion stage. The amount of organic fertilizer used  was 4 500 kg/hm2， and both varieties had reached their maximum accumulation during the expansion period. In order to achieve high yield and efficiency， it was recommended to apply 4 500 kg/hm2 of organic fertilizer. The dominant variety had a significant increase in yield compared to other treatments， with an increase of 46.05% and 45.70% respectively compared to T5 treatment， and achieved the highest economic benefits.

Key words Potato;Organic fertilizer; Dry matter;Yield

馬铃薯作为我国第四大粮食作物，对我国粮食安全具有重要意义［1-2］。青海省地处高寒冷凉山区，日照时间长、昼夜温差大、自然隔离条件好，马铃薯块茎大、整齐、干物质含量高，表皮光滑、退化轻，是种薯生产的天然家园［3］。马铃薯产业已成为青海的特色及支柱产业，尤其在干旱山区，对发展当地农村经济、增加农民收入、保障粮食安全及调整种植业结构均起着重要作用［4］。

近年来，青海为贯彻新发展理念，将青海打造成绿色有机农畜产品输出地，实现化肥减量增效措施［5-6］。目前实施化肥减量增效措施，主要通过研究有机肥使用，由于有机肥富含多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素，不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，因此使用有机肥不仅可以提高马铃薯产量，还改善马铃薯品质［7-9］，目前在青海不同生态区有机肥的施用量对马铃薯生长及经济效益的影响鲜见报道，该试验种植区域属于青海马铃薯生产的主要生态区，对农户种植效益有很大影响，为此，笔者以当地主导品种为试验材料，研究有机肥施用量对马铃薯产量及经济效益的影响，以期为山旱区有机肥的施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2021年5月5日在青海省西宁市（青海省农林科学院试验地）进行播种，试验地前茬作物为马铃薯，有机肥为青海省有机肥料厂生产，养分含量为（N+P2O5+K2O≥5%，有机质≥45%）。供试马铃薯品种为“青薯9号”和“下寨65”。“青薯9号”（晚熟品种，生育期为120 d左右，芽眼浅，红皮黄肉）；“下寨65”（中早熟品种，生育期为96 d左右，芽眼较深，黄皮白肉）。播前土壤基本养分：全氮0.7 g/kg，全磷1.4 g/kg，全钾23.34 g/kg，速效氮57 mg/kg，速效磷28.4 mg/kg，速效钾122 mg/kg，有机质8.66 g/kg，pH 8.1。根据测试结果，速效氮含量中等，速效磷含量较高，速效钾中等；综合分析，该地基础肥力中等偏上。

1.2 试验设计

采用完全随机区组排列，5个处理，3次重复，小区面积21 m2；试验处理及施肥水平为9 000 kg/hm2（T1）、7 500 kg/hm2（T2）、6 000 kg/hm2（T3）、4 500 kg/hm2（T4）、3 000 kg/hm2（T5），施肥量按照试验设计要求，混合均匀后一次性基施，其他栽培措施和管理条件同当地马铃薯生产管理一致。“青薯9号”种植密度为40 500株/hm2，株距42㎝，行距70㎝，每小区种植6行；“下寨65”种植密度为49 500株/hm2，株距33 cm，行距70 cm，每小区种植6行。

1.3 样品的采集与测定

在马铃薯主要生育期（苗期、现蕾期、盛花期、膨大期和成熟期），各小区选取代表性植株3株，进行破坏性取样。先将植株用清水冲净，滤纸吸干后，在烘箱内105 ℃杀青30 min，然后在80 ℃烘干至恒重取出，称量各器官干重。

马铃薯成熟后，于2020年10月11日收获，收获整个小区全部的块茎，并且每小区单独进行分级、计数、称重，并计算总产量。

1.4 数据处理

采用Excel 对试验数据进行统计与图表制作，DPS 2005对数据进行独立样本T检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对植株干物质积累的影响

由图1可知，在整个生育期，“青薯9号”马铃薯干物质积累呈先增加后减小的趋势，且在膨大期达到最大值；自苗期至现蕾期，各处理间干物质积累量差异不明显；现蕾期至成熟期，各处理间干物质积累的差异逐渐增大，且在膨大期，T4处理的干物质积累达到最大值，而其余各处理间无明显差异。

由图2可知，从苗期至膨大期，“下寨65”植株干物质积累量逐渐增加；从膨大期至成熟期，干物质积累量又逐渐减小；在膨大期，T4处理的干物质积累量迅速增加且达到最大值，其次是T5，而T3处理的干物质积累量最低。

“青薯9号”和“下寨65”在整个生育期的干物质积累的趋势均呈先增加后下降的趋势，且在膨大期达到最大值；其中T4处理“青薯9号”和“下寨65”的干物质积累量最大。这说明有机肥的合理施用，能够显著提高马铃薯植株的干物质积累量，特别是结薯后期的干物质积累量，为马铃薯块茎产量形成提供物质基础。

2.2 不同处理对马铃薯各器官干物质分配的影响

从表1可以看出，不同有机肥施用量对“青薯9号”根干质量占总植株干质量比例从苗期至成熟期逐渐减低，且从苗期的19.55%～30.61%降低到成熟期的2.59%～4.79%。在整个生育期内，茎干质量占总植株干质量比例总体上呈先增加后降低的趋势，且在盛花期达到最大，为31.27%～41.09%。而叶片所占干物质比例由苗期的36.76%～45.47%增加到现蕾期的40.47%～49.16%，说明在这一时期，马铃薯干物质分配以叶片为主，而现蕾期过后，干物质积累又从40.47%～49.16%降低到成熟期的7.27%～18.54%。在膨大期马铃薯块茎占总植株干物质的比重增大，而根茎叶干物质所占总植株干物质的比例下降。从膨大期到成熟期，块茎干质量迅速增加，占总植株干物质比例增加到47.39%～71.54%。说明随着生长中心的转移，干物质分配由前期的根茎叶转移至块茎。有机肥的不同施用量对马铃薯干物质的分配有不同的影响，膨大期至成熟期，各处理中块茎干质量分配率较T5处理有所增高，其中T4处理增幅最大。

有机肥施用量对“下寨65”植株干物质分配比率的影响见表2。由表2可知，随着生育期的推进，根干质量占总植株干质量的比例从苗期至膨大期逐渐降低，而膨大期至成熟期又开始增大。茎干质量占总植株干质量比例由苗期的39.01%～41.42%降低至成熟期的21.66%～32.37%。叶片所占干物质比例由苗期的41.02%～42.43%增加到現蕾期的41.29%～43.53%，从现蕾期至成熟期呈下降趋势。在整个生育期，各处理块茎干质量占总植株干质量逐渐增大，然后慢慢趋于稳定，在成熟期达到最大值。在现蕾期，各处理块茎所占干物质比例以T5处理最高，T3处理最低；在盛花期，T5处理最高，T3处理次之；在膨大期和成熟期，T3处理和T5处理块茎所占干物质比例高于其他处理。

2.3 不同处理对马铃薯产量的影响

2.3.1 最佳施肥量及产量。有机肥施用对“青薯9号”产量的影响见表3。由表3可知，T4处理的平均产量最高，达44 314 kg/hm2，与T5相比，增产率达46.05%；其次是T1处理和T2处理，较T5增加了30.47%和19.53%；而T3处理的产量最低，为29 539 kg/hm2，与T5相比，减产了2.64%；T2、T3、T4、T5处理间达显著差异（P<0.05）；与T5相比，施4 500 kg/hm2有机肥（T4）增产高达46.05%。说明有机肥施用量为4 500 kg/hm2时，“青薯9号”的增产效果最好。由此可知，有机肥对马铃薯产量具有显著影响，但有机肥的合理施用才是增产增收的关键。

有机肥施用对“下寨65”产量的影响见表4。由表4可知，平均产量从高到低依次为T4、T1、T2、T3、T5。平均产量最高的是施有机肥4 500 kg/hm2（T4），为30 434 kg/hm2，与T5相比增产率高达45.70%；其次为施有机肥9 000 kg/hm2（T1），产量为27 917 kg/hm2，与T5相比增产率为33.65%；然后是施有机肥7 500 kg/hm2（T2），产量为26 260 kg/hm2，与T5相比增产率为25.72%；施有机肥5 000 kg/hm2（T3）时产量为24 281 kg/hm2，与T5相比增产率为16.24%。说明增加有机肥的施用量，能增加“下寨65”的产量，但增产效果不一。综上所述，在一定范围内，增施有机肥可显著提高马铃薯产量。

由此可知，有机肥对“青薯9号”和“下寨65”产量的影响效果最显著的是T4处理，其次是T1。但同一处理对“青薯9号”和“下寨65”产量的影响不同，在同一施肥水平下，“青薯9号”的产量比“下寨65”高。

2.3.2 经济效益。由表5可知，“青薯9号”的总产值和经济效益都表现为T4>T1>T2>T5>T3；T4处理肥料投入成本比T1处理低，从纯收入来看，T4处理的纯收入比T1处理高；T2处理经济效益为22 519元/hm2，较T5提高了8.21%；T3处理的总产值和经济效益最低，经济效益较T5减少了21.93%。说明合理施用有机肥不仅可以节约肥料成本，还可以明显提高“青薯9号”的经济效益。

由表6可知，“下寨65”的总产值和经济效益都表现为T4>T1>T2>T3>T5，虽然肥料投入增加，但所有施肥处理的总产值和经济效益均较T5处理高，说明施肥成本虽然增加，但有利于总产值和经济效益的增加。T1和T4处理的总产值相差不大，但由于T1处理的肥料成本比T4处理高，导致T1处理的经济效益比T4处理低；T2和T3处理的经济效益分别为10 512和9 937元/hm2，较T5增加了11.05%和4.98%。由此可知，T4处理在节约肥料投入的同时，还能使“下寨65”的经济效益最大化。

3 结论与讨论

肥料是粮食生产的物质基础，肥料的合理使用既能满足作物需求，又能保证环境可持续发展［10］。而生物有机肥是一种含有大量活微生物的肥料，可以发挥自生固氮或联合固氮作用，可以溶解土壤中难溶化合物供给作物吸收或分泌生长激素，增加土壤向作物提供营养的能力，促进作物生长［11-12］。

物质生产是作物产量形成的物质基础，干物质积累是物质生产的主要表现［13-14］。该试验分析了5个有机肥施用量对“青薯9号”和“下寨65”干物质积累的影响，其中T4处理在膨大期对“青薯9号”和“下寨65”干物质积累的效果最明显。研究表明［15-16］，在一定的施肥量范围内，增施肥料可以增加植株干物质及养分累积量，该试验研究结果与其一致。在该试验中，马铃薯整个生育期干物质变化为苗期至盛花期，干物质积累缓慢增多，盛花期至膨大期迅速增加，膨大期之后干物质又开始下降。这与张亮等［6，17-18］的研究结果一致，干物质积累量随生育进程呈先升后降“单峰”曲线变化趋势，且在现蕾期以后迅速增加，在膨大期达到最大值。

干物质在作物生长发育的各重要时期会产生不同的变化，不同器官的分配状况与积累程度，可以明显反映植株的生长发育情况［19］。该试验研究了有机肥对“青薯9号”和“下寨65”干物质分配的影响。结果表明，“青薯9号”和“下寨65”的干物质分配前期主要集中于根茎叶，盛花期之后以块茎为主，这说明在马铃薯生长前期，干物质的分配主要以扩大“源”为目的，块茎形成后，干物质的分配主要以扩大“库”为目的，这与前人的研究结果一致［20-21］。但在同一时期，随着有机肥施用量的增加，块茎所占干物质比例没有明显变化，这与前人的研究结果不一致［20］，可能是该试验采用的有机肥是羊板粪，而何万春等［20］选用的有机肥是生物有机肥。

柳玉乐［22］研究发现，有机肥对马铃薯单株结薯数和单株薯重的增加有积极作用。该试验分析了5个有机肥施用量对“青薯9号”和“下寨65”产量的影响，结果表明，T4处理明显提高了“青薯9号”和“下寨65”的产量，其次是T1处理和T2处理。李艳宁等［23］研究表明，合理施用有机肥，能够增加作物产量，该试验研究结果与其一致。但T3处理使得“青薯9号”减产，可能原因是生长后期降水过多导致其减产。总体而言，T4处理的增产效果最好，说明在一定的施肥范围内，增施有机肥能促进马铃薯产量增加，但过量的施肥会对块茎的形成产生不利影响。施用有机肥可以增产，這与前人的研究结果一致［24-29］。

由此可知，在研究马铃薯最佳有机肥施用量的问题时，需要考虑施肥成本，只有这样才能取得最优的经济收益［30］。该研究中2个主导品种的有机肥使用量均为4 500 kg/hm2，效益达到最大，因此对于青海省山旱区在此基础地力条件下，马铃薯栽培中建议施用有机肥4 500 kg/hm2。

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