天水旱作区马铃薯氮磷钾效应模型构建及其施肥指标研究

颉炜清 郭华春 方彦杰 徐银萍 佘永新 吕 汰 李芳弟 王 鹏

（1甘肃省天水市农业科学研究所，甘肃 天水 741000；2云南农业大学农学与生物技术学院薯类作物研究所，云南 昆明 650201；3甘肃省农业科学院旱地农业研究所，甘肃 兰州 730070；4甘肃省农业科学院经济作物与啤酒原料研究所，甘肃 兰州 730070；5中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，北京 100081）

马铃薯种植是天水市旱作区的特色优势产业，也是贫困地区农民增收致富的农业支柱产业之一，常年播种面积6 万公顷左右。近年来，随着马铃薯新品种与绿色增产栽培新技术及农机农艺融合等应用，产量和效益均有所提高。但增产还有很大潜力，施肥不平衡是主要限制因素之一。在天水马铃薯生产中，部分主产区不断凸显出一些问题，如因施肥不足而影响产量和品质［1］，而长期氮肥过量施用又会造成土壤pH 值降低［2-4］、增肥不增产、养分利用效率下降［5-7］、土壤板结和面源污染严重等问题［8］。因此，因地制宜建立符合当地不同生态区域特点的施肥指标［9］，合理调整作物相应的推荐施肥量［10］和施用比例［11］以提高肥料利用率，及时掌握土壤质量现状和动态变化，对提高作物产量［12］、改善作物品质［13］、培肥地力［14］以及科学指导施肥具有重要意义。

我国不同区域马铃薯土壤氮素丰缺指标差异较大，缺氮处理相对产量大多介于60%～90%之间［15］，土壤氮磷钾第1～第7级的缺素处理相对产量范围依次为≥100%、90%～100%、80%～90%、70%～80%、60%～70%、50%～60%、<50%［16］；土壤氮、磷、钾缺素区相对产量分别为42.5%、109.8%、115.0%［17］；土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量与相对产量存在较好的对数函数关系［18］。合理施用氮磷钾肥可明显降低施肥成本，提高马铃薯的产量、效益、品质及肥料利用率［19］。我国马铃薯氮、磷和钾肥用量（分别以N、P2O5和K2O 计）平均分别为164.2、100.3、188.0 kg·hm-2，农学效率平均值分别为52.2、58.5、42.3 kg·kg-1［20］。内蒙古阴山地区旱地马铃薯氮、磷、钾平均施用量分别为103.6、75.9、46.0 kg·hm-2［21］。在内蒙古武川县马铃薯低产、中产和高产区间中，养分专家系统（nutrient expert，NE）推荐施肥处理的氮肥（N）用量较农民习惯施肥（practice fertilizer，FP）处理分别减少16、23 和25 kg·hm-2［22］。NE 推荐施肥在北方一作区可以促进马铃薯对氮肥的高效利用［23］。氮、磷、钾肥料效应回归数学模型可确定推荐马铃薯最高施肥量和最佳施肥量［24-25］。目前，国内主要土壤类型和大田作物土壤养分分级指标及不同生态区施肥指标体系已构建［26-31］，而天水旱作马铃薯主产区施肥指标及肥料效应模型尚未建立。因此，本研究采用测土配方施肥技术，研究氮、磷、钾配施对天水旱作区马铃薯产量和经济效益的影响，建立氮、磷、钾养分丰缺指标，明确施肥指标和推荐施肥量，并构建施肥效应函数模型，以期为天水旱作区合理施肥、提产增收、优化肥料配方及平衡施肥提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019—2021 年在天水市秦州区天水市农业科学研究所试验基地（东经104°35′，北纬34°05′）进行，该地属温带半干旱半湿润气候区。土壤类型为黄绵土，土壤pH值7.45，土壤容重1.36 g·cm-3。

试验地2019—2021 年马铃薯生育期年均降雨量为424.00 mm，平均气温17.63 ℃，日照时数998.23 h，无霜期142 d。旱作区植株生长期间降雨量在300～600 mm之间。7—8月正值块茎生长阶段，需要充足的水分，2020年降雨量明显高于2021年（图1），6—9月期间降雨量相差92.5 mm。

图1 2019—2021年试验区降水量分布和平均气温及日照变化Fig.1 Precipitation distribution and mean temperture and sunshine variation of the experimental points from 2019 to 2021 year

试验地0～20 cm土层基础肥力状况见表1，土壤中全氮、全磷、全钾平均含量分别为1.06、0.81、20.96 g·kg-1，有机质含量平均为14.12 g·kg-1。依据全国第二次土壤普查养分分级标准，有效氮、有效钾和有机质含量处于低等级，有效磷含量处于中等级。

表1 土壤基础肥力状况Table 1 The soil nutrient fertility status

1.2 试验设计

试验于2019 年进行土壤基础肥力、土壤主要养分状况、土壤养分增产状况、土壤养分贡献状况、土壤养分利用状况等研究。2020—2021 年，建立土壤养分分级指标与推荐施肥量，在基地采用“3414”试验方案进行肥料定位试验，设氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）肥3 个因素，每个因素各设4个水平，按施肥量从低到高分别为0、1、2、3 水平，氮肥施肥量4 个水平分别为0（N0）、90.00（N1）、180.00（N2）、270.00 kg·hm-2（N3），磷肥施肥量4 个水平分别为0（P0）、60.00（P1）、120.00（P2）、180.00 kg·hm-2（P3），钾肥施肥量4个水平分别为0（K0）、120.00（K1）、240.00（K2）、360.00 kg·hm-2（K3），共14个处理，每处理重复3 次，试验小区面积20 m2（6.67 m×3 m），完全随机区组排列。磷肥和钾肥作基肥一次性施入，氮肥按2 水平先施入，剩余的在现蕾期追肥。试验品种为马铃薯天薯11 号原种（天水市农业科学研究所），化肥为尿素（N≥46%）、磷酸二铵（P2O5≥46%、N≥18%）、硫酸钾（K2O≥50%）。马铃薯于4 月中旬播种，种植密度为50 000株·hm-2，10月上旬收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 供试土样取样与测定 土样分别取自天水不同旱作区马铃薯种植核心区的10 个地块（种植前和收获后），各基地分别取一个混合基础土样（5 个小样点），采样深度为0～20 cm。按地块形状以‘X’型混合土样采集法随机取样，每个样点取土1 kg，将各样点土样充分混合并按四分法淘汰至0.5 kg的土样。在实验室将土样摊平，剔除杂质，粉碎，过2 mm筛后装入相应编号的广口瓶中保存备用。

土壤容重测定采用环刀法，土壤有机质含量测定采用外加热重铬酸钾容量法，土壤pH值测定采用电位法，土壤全氮含量测定采用半微量凯氏定氮法，土壤碱解氮含量测定采用碱解扩散法，土壤硝态氮含量测定采用酚二磺酸比色法，土壤铵态氮含量测定采用靛酚蓝比色法，土壤全磷含量测定采用HClO4-H2SO4消煮法，土壤有效磷含量测定采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-钼锑抗比色法，土壤全钾含量测定采用NaOH 熔解-火焰光度法，土壤速效钾含量测定采用钼酸铵提取-火焰光度法［23，32-33］。

1.3.2 参数计算 收获前选取缺肥区与施肥区的植株样品5 株，留烘干样测定全氮、磷、钾的含量。按公式计算以下各指标：

1.3.3 产量测定 各小区收获时测实产，取3 次重复的平均值折算每公顷产量。

1.4 数据处理

使用Excel 2010、SPSS 25.0 等统计分析软件进行数据处理分析和作图。

2 结果与分析

2.1 土壤主要养分状况

按常规方法对2019 年天水旱作马铃薯主产区10个土样点的土壤养分含量状况进行测定评价，结果显示（图2），全氮、有效氮、有机质含量分别为0.82～1.22、32.45～62.81 mg·kg-1、12.28～20.11 g·kg-1，均值分别为1.08、46.88 mg·kg-1、15.22 g·kg-1，均处于低等级；全磷、有效磷含量分别为0.81～1.20 g·kg-1、6.30～18.12 mg·kg-1，均值分别为0.92 g·kg-1、13.32 mg·kg-1，均处于中等级；速效钾含量为145.54～204.04 mg·kg-1，均值165.75 mg·kg-1，处于高等级；pH 值7.18～7.58，中度微偏碱。

图2 旱作主栽区土壤样点养分含量状况Fig.2 Soil sample point nutrient contents in main dry cropping area

2.2 土壤养分增产状况

由表2 可知，土壤中缺肥（氮、磷、钾）与施肥后的土壤养分含量和马铃薯产量有明显差异。无氮区土壤全磷、全钾含量分别为0.80、22.93 g·kg-1，无磷区土壤全氮、全钾含量分别为1.08、23.02 g·kg-1，无钾区土壤全氮、全磷含量分别为1.15、0.78 g·kg-1，氮磷钾区土壤全氮、全磷、全钾含量分别为1.12、0.82、22.40 g·kg-1。施氮磷钾区较无氮区、无钾区、无磷区分别增产30.74%、16.68%、23.08%，无磷区较无氮区和无钾区分别增产12.05%、5.49%；施氮磷钾区、无氮区、无磷区、无钾区分别较CK 增产84.70%、41.27%、58.29%、50.06%；氮肥增产潜力优于钾肥和磷肥，施氮钾肥增产潜力优于氮磷肥和磷钾肥。N、P2O5、K2O 的农学效率分别为34.21、27.73、21.82 kg·kg-1。

表2 2019年土壤养分增产状况Table 2 Soil nutrient conditions to increase production in 2019

2.3 土壤养分贡献状况

由表3 可知，土壤地力贡献率均值为54.39%，属低等肥力水平，地力对马铃薯产量影响较大，施肥增产潜力较大。相对产量均值为N 77.64%、P2O587.57%、K2O 84.22%，表明施氮量是限制马铃薯产量的主要因素，其次是施钾量，再次是施磷量。按基础产量估算法得出的N、P2O5、K2O 土壤供肥量均值分别较土壤养分校正系数法估算得出的土壤供肥量均值高14.81%、9.64%、15.60%。

表3 土壤养分贡献状况Table 3 Soil nutrient contribution status

2.4 土壤养分利用状况

缺素区养分吸收量反映了试验地土壤供应氮磷钾养分的能力。由表4 可知，施肥区（氮磷钾区）、缺素区（无氮、磷和钾区）植株吸收养分量、养分吸收利用率和100 kg 块茎所吸收养分的量均表现为钾>氮>磷，养分校正系数表现为氮>磷>钾。

表4 2019年氮磷钾养分利用状况Table 4 Soil nutrients utilization in 2019

2.5 土壤养分测定值与校正系数的关系

由图3 可知，2019 年土壤碱解氮、有效磷、速效钾与土壤有效养分校正系数的回归曲线均为幂函数模型，曲线拟合度好，经F 检验，相关性均达极显著水平（P<0.01）。随着土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量的增加，其相对应的校正系数均呈下降趋势；土壤校正系数表现为氮>磷>钾，钾素养分校正系数低与土壤钾供应能力强有关。

图3 2019年土壤养分测定值与校正系数的关系Fig.3 Relationship between measured values of soil nutrients and correction coefficients in 2019

2.6 不同处理产量

由表5 可知，在相同处理中，2020 年产量高于2021 年，主要与气象（降雨量、温度等）因素有关。2021年，施肥处理N2P2K2马铃薯平均折合产量最高，为24 436.65 kg·hm-2，较N0P0K0显著增产107.37%；N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0分别较N0P0K0处理增产64.73%、79.01%、78.78%；施肥处理的马铃薯产量较不施肥处理增产7 627.65～12 652.35 kg·hm-2。

表5 不同处理产量Table 5 Different treatments of yield

2.7 肥料效应

由表6～8可知，不同处理马铃薯施用氮肥、磷肥、钾肥效果均有差异，随着施肥水平的提高，产量、增产率、增加收入、纯收益均呈先增加后降低的趋势。处理6施氮肥较处理2增产25.90%，增加收入7 539.53元·hm-2，纯收益6 114.53 元·hm-2，产投比5.29；处理6 施磷肥较处理4 增产15.84%，增加收入5 012.55 元·hm-2，纯收益4 312.95 元·hm-2，产投比6.16；处理6 施钾肥较处理8 增产16.70%，增加收入5 277.15 元·hm-2，纯收益3 597.15元·hm-2，产投比2.14。施氮肥较不施肥平均增产20.12%，每千克 N 增收马铃薯17.31 kg，增加收入5 857.80 元·hm-2，纯收益4 432.80 元·hm-2，产投比5.19。施磷肥较不施肥平均增产13.11%，每千克P2O5增收马铃薯27.09 kg，增加收入4 147.20元·hm-2，纯收益3 447.60元·hm-2，产投比5.97。施钾肥较不施肥平均增产11.07%，每千克 K2O 增收马铃薯14.01 kg，纯收益1 819.95元·hm-2，产投比2.00。施肥处理6的增产率、增加收入、纯收益和产投比较缺肥处理2、4和8 均有所提高，增产率和增加收入表现为施氮>钾>磷，纯收益表现为施氮>磷>钾，产投比表现为施磷>氮>钾。

表6 2021年“3414”试验氮肥效果分析Table 6 “3414” experiment analysis of nitrogen fertilizer effect in 2021

表7 “3414”试验磷肥效果分析Table 7 “3414” experiment analysis of phosphate fertilizer effect

表8 “3414”试验钾肥效果分析Table 8 “3414” test analysis of potash fertilizer effect

2.8 肥料效应函数构建

经回归分析、方差分析和线性加平台模型进行模拟，分别建立氮磷钾三因素二次肥料效应函数和氮磷、氮钾、磷钾二元二次肥料效应函数及氮磷钾一元二次施肥量与产量之间的效应函数（表9）。建立的三元二次、二元二次、一元二次多项式肥效函数模型均为典型式，通过显著性检验，肥料效应函数拟合程度好。函数式（8）的F值和R2值较函数式（1）高，可采用2021 年构建的肥料效应函数作为旱作区马铃薯氮磷钾肥料效应模型，由（8）式一次项偏回归系数可判别出，氮磷钾肥对产量影响表现为磷肥>钾肥>氮肥，二次项系数和交互项系数表现为磷钾>氮磷>氮钾，说明磷肥是影响马铃薯产量的主要因素，氮、钾肥是影响产量的次要因素。

表9 肥料效应函数与显著性检验Table 9 Fertilizer effect function and significance test

由图4 可知，马铃薯产量随氮、磷和钾肥单施量的增加呈先上升后下降趋势。当氮肥（N）施用量为180 kg·hm-2（N2）时产量最高，大于N2时产量减少；当磷肥（P2O5）施用量为120 kg·hm-2（P2）时产量最高，大于P2时产量减少；当钾肥（K2O）施用量为120 kg·hm-2（K1）时产量最高，大于K1时产量减少。

图4 氮、磷和钾肥单一效应Fig.4 Effect of N single and P and K fertilizer

由图5 可知，磷钾肥施用对氮肥效应有影响。在低（N1）、中氮（N2）水平下，当钾肥施用量为240 kg·hm-2（K2）时，随着磷肥施用量的增加，马铃薯产量随之增加，中磷（P2）较低磷（P1）分别增产160.00、1 009.50 kg·hm-2，增产率分别为0.69%、4.31%。在低氮水平下，当磷肥施用量为120 kg·hm-2（P2）时，马铃薯产量随施钾量的增加而降低，即中钾（K2）较低钾（K1）减产133.05 kg·hm-2，减产率为0.57%；在中氮水平下，马铃薯产量随施钾量的增加而增加，即中钾较低钾增产181.95 kg·hm-2，增产率为0.75%。在中磷、中钾和中氮水平下产量最高，说明中磷和中钾水平有利于氮肥肥效发挥。

图5 不同氮、磷和钾肥的交互效应Fig.5 Interaction effects of under different N，P and K fertilizers levels

氮钾肥的施用对磷肥效应有影响。在低磷（P1）、中磷（P2）水平下，当钾肥用量为K2水平时，马铃薯产量随施氮量的增加而增加，中氮（N2）较低氮（N1）分别增产189.15 和1 038.45 kg·hm-2，增产率分别为0.81%、4.44%；当氮肥施用为N2水平时，马铃薯产量随施钾量的增加而增加，中钾较低钾分别增产1 671.15 和181.95 kg·hm-2，增产率分别为7.68%、0.75%。综上，中氮和中钾水平有利于磷肥肥效的发挥。

氮磷肥的施用对钾肥效应有影响。在低钾（K1）、中钾（K2）水平下，当磷肥用量为P2水平时，马铃薯产量随施氮量的增加而增加，中氮（N2）较低氮（N1）分别增产723.45、1 038.45 kg·hm-2，增产率分别为3.07%、4.44%；当氮肥施用量为N2时，马铃薯产量随施磷量增加而增加，中磷（P2）较低磷（P1）分别增产2 498.70、1 009.50 kg·hm-2，增产率分别为11.49%、4.31%。在中氮、中磷和中钾水平下，马铃薯的产量最高，说明中氮和中磷水平有利于钾肥肥效的发挥。

2.9 施肥量及利润

通过对三元二次回归方程进行典型性判别分析，得出回归模型为典型式，采用边际效应分析求解，由方程求解极值得出N、P、K 的最高施肥量和最佳施用量。不同肥料效应函数均达显著水平以上，数据均可靠。

由表10 可知，2021 年马铃薯氮磷钾肥料效应的最高产量为24 860.32 kg·hm-2，该最高产量下的施肥量分别为N 165.00 kg·hm-2、P2O 159.90 kg·hm-2、K2O 151.50 kg·hm-2，施肥量N∶P2O5∶K2O=1∶0.97∶0.92；各肥料效应达到最高产量均值为24 336.52 kg·hm-2，平均施N 161.55 kg·hm-2、P2O5117.26 kg·hm-2、K2O 211.76 kg·hm-2，施N、P2O5和K2O 的比例为1∶0.73∶1.31；平均施肥利润为34 805.51 元·hm-2；NP 最高产量施肥量N∶P2O5=1∶0.74，PK 最高产量施肥量P2O5∶K2O=1∶3.98，NK 最高产量施肥量P2O5∶K2O=1∶1.51。根据土壤供肥量情况（校正系数估算值）可得出，获得最高产量需补施N 120.98 kg·hm-2、P2O5141.88 kg·hm-2、53.50 kg·hm-2（表10、11）。

表10 马铃薯氮磷钾施肥量Table 10 Nitrogen，phosphorus and potassium fertilizer application of potato

2021 年马铃薯氮磷钾肥料效应的经济最佳产量为24 773.69 kg·hm-2，该经济最佳产量下的氮磷钾施肥量分别为N 153.75 kg·hm-2、P2O5160.50 kg·hm-2、K2O 121.80 kg·hm-2，施肥量N∶P2O5∶K2O=1∶1.04∶0.79；各肥料效应达到经济最佳产量均值为24 318.87 kg·hm-2，平均施N 150.83 kg·hm-2、P2O5111.60 kg·hm-2、K2O 185.63 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.74∶1.23，平均施肥利润为34 933.08 元·hm-2；NP 经济最佳施肥量N∶P2O5=1∶0.72，PK 经济最佳施肥量P2O5∶K2O=1∶3.70，NK 经济最佳施肥量N∶P2O5=1∶1.42。根据土壤中供肥量情况（2021 年校正系数估算值）可得出，获得经济最佳产量需补施N 109.73 kg·hm-2、P2O5140.98 kg·hm-2、23.80 kg·hm-2。

马铃薯最高产量均值较经济最佳产量均值高16.13 kg·hm-2，最高产量N、P2O5、K2O 施肥量较经济最佳施肥量分别高7.11%、5.42%、14.08%。由氮磷钾肥料效应三元二次函数推导得出的最大施肥量和经济最佳施肥量与一元二次和二元二次肥料效应函数结果较为接近，考虑到氮磷钾配施对马铃薯产量的影响，应采用三元二次函数得出的施肥量。

2.10 推荐施肥量

建立合理的土壤养分分级指标是有效利用土壤养分测试值进行推荐施肥的基础，缺素区相对产量是制定土壤养分分级指标的重要参数。以连续三年平均单产和年递增率为基础，确定天水旱作马铃薯主产区目标产量为30 000 kg·hm-2，并建立土壤养分分级指标与推荐施肥量关系（表11）。根据碱解氮、有效磷、速效钾含量与推荐施肥量间关系，拟合的对数方程分别为y=-448.51ln（x）+1 914（R2=0.976 4）、y=-248.20ln（x）+895.14（R2=0.955 8）、y=-927.40ln（x）+5 044.50（R2=0.995 6）。不同土壤的基础土壤速效养分含量有差异，土壤有效养分含量与推荐施肥量呈负相关，随着土壤养分含量的增加，推荐施肥量减少。建立不同分级范围氮肥和磷肥及钾肥推荐施肥量时，考虑到实际生产中施肥量的值域，对推荐施肥量划分进行适当调整，确定了在不同碱解氮（有效磷、速效钾）分级范围内的推荐施肥量。推荐施肥量计算采用土壤有效养分校正系数法，涉及目标产量、养分吸收量、土壤有效养分含量测试值、校正系数、肥料有效养分含量和利用率等参数。由百公斤块茎需吸收养分量计算可得出，所需养分量为N 120 kg·hm-2、P2O545 kg·hm-2、K2O 270 kg·hm-2。当土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别高于63.02、27.57、226.89 mg·kg-1时，土壤有效养分含量基本满足作物养分需求，可考虑不施肥。但以基础产量法计算（2021 年、表3），需补施N 72.86 kg·hm-2、P2O527.32 kg·hm-2、K2O 163.94 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.37∶2.25；以土壤有效养分系数法计算，需补施N 75.98 kg·hm-2、P2O526.98 kg·hm-2、K2O 172.00 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O=1∶0.36∶2.26。

表11 土壤养分分级指标和肥料推荐施肥量Table 11 The available nutrient classification indexes and fertilizer recommendation rates

3 讨论

土壤养分供应能力是评价土壤肥力的重要指标［34］，随着土壤基础地力的提升，施肥可获得的产量潜力增大［35］，施肥的农学效率反映了施肥效果和投入产出状况［31］。华北地区施氮相对产量平均值最高，东南地区施磷相对产量平均值最高，西北地区施钾相对产量平均值最高［20］。土壤有效养分含量计算中应考虑土壤孔隙度、含水率等［36］。武山县土壤综合肥力处于中等偏上，具体表现为有机质和氮素含量缺乏、磷素和钾素丰富［37］，与本研究结果一致。马铃薯需肥特性研究结果有所差异［21，31，38］，可能与不同地区品种、养分管理水平、栽培条件等有关，但都基本符合马铃薯块茎生长中对养分吸收需求规律。明确我国当前肥料养分利用率现状能够为进一步指导施肥，优化马铃薯肥料用量提供参考［20］，而过量施肥和施肥比例不合理会降低肥料利用率［39］。本研究表明，土壤养分的增产率表现为氮高于钾和磷，土壤供肥量表现为钾高于氮和磷。

合理施肥可提高肥料利用率，增加产量和经济效益，制定不同地块不同生产目标下的推荐施肥量标准尤为重要，对生产上有一定的科学指导意义。天水旱作马铃薯不同主产区基础土壤养分含量不同，根据马铃薯生产实际和施肥经验，实际肥料补给量、土壤养分测定值、目标产量及植株养分吸收量等因素综合分析，建立养分分级指标，合理确定适宜的推荐施肥量，可为生产上合理施肥提供参考依据。适宜施肥量要充分考虑土壤基础肥力情况，在实际生产中应将土壤养分测试结果与肥料效应函数相结合来推荐作物施肥量。本研究发现，两年测土配方施肥效应函数模型所获得的最优施肥量均以处理N2P2K2产量最高，与试验设计相符，建立的函数效应模型可应用于生产中。由肥料效应函数得出的最高产量下的氮磷钾施肥量和施肥比例与前人研究结果有所差异［32-33，40-41］，这可能与品种、栽培模式、气候环境等条件不同有关。

典型肥效函数模型在生产实践中有较高的应用价值，由肥料效应方程得出的平均最高产量施肥量和经济最佳产量施肥量均高于用养分平衡法得出的推荐施肥量，施肥产量结果基本接近。在目标产量确定后，应用建立的肥料效应方程可推算出施肥量，不需要开展田间试验和土壤测试等，但目标产量应在肥料效应方程所能达到最高产量之内。以土壤有效养分系数法得出的施肥量要考虑土壤养分测试值、土壤养分平衡、校正系数、养分吸收量、肥效等因素，在计算施肥量时需要参数较多，需大量田间试验和样品分析测定数据，易出现误差，对最终结果影响较大；但精确度更高，容易理解，易于操作，针对性强。因此，在马铃薯生产中，将土壤有效养分含量测试结果与肥料效应函数相结合来确定作物推荐施肥量更切合实际。

适量施用氮磷钾肥在一定范围内能增加马铃薯产量及效益，过量施肥则会导致产量减少、效益下降。因此，在实际生产上要综合配比平衡施用适量的氮、磷、钾肥，用地与养地结合，培肥地力以提高作物产量，发挥肥料最大的生产潜力和经济效益。本试验初步评价了马铃薯旱作主产区的土壤养分含量状况，得出的施肥效应函数为典型模型，可为旱作马铃薯生产中肥料适宜施用量确定提供理论依据和技术参考。但有关马铃薯缺氮（磷、钾）相对产量与土壤碱解氮（速效钾、有效磷）含量的关系尚需进一步研究。同时，本研究存在土壤养分丰缺指标研究试验点数少，相关数据采集与配方试验点次设置少，钾肥施用量水平偏高等不足，也需进一步深入研究探讨。

4 结论

本研究结果表明，旱作马铃薯主栽区土壤基础养分状况整体地力属中低级水平，总体上表现为低氮（N）、中磷（P2O5）、高钾（K2O）、低有机质（OM），养分含量表现为钾>氮>碳>磷，微偏碱。土壤有效养分校正系数与碱解氮、有效磷及速效钾含量之间呈显著幂指数负相关关系，随着土壤碱解氮（有效磷、速效钾）含量的增加，其相对应的校正系数呈下降趋势。应结合生产实际，通过土壤养分测试值建立合理的土壤养分分级指标，确立不同分级范围适宜的推荐施肥量。试验区氮、磷、钾合理配施可有效提高马铃薯产量及经济效益，优化施肥方案（N2P2K2）有利于达到高产种植目的，产量≥24 773 kg·hm-2、施肥利润≥34 472 元·hm-2的推荐施肥量为施氮（N）量153～165 kg·hm-2、施磷（P2O5）量159～160 kg·hm-2、施钾（K2O）量121～151 kg·hm-2，根据土壤中供肥量情况需补施氮（N）109～121 kg·hm-2、磷（P2O5）141～142 kg·hm-2、钾（K2O）23～53 kg·hm-2。