王永朝， 宋民斗， 孟 延， 马欢欢

(1.渭南市农业科学研究所，陕西渭南 714000； 2.陕西省大荔县果业发展中心，陕西大荔 715100；3.陕西省渭南市农产品质量安全检验检测中心，陕西渭南 714000)

马铃薯是世界第四大粮食作物、陕西省第三大粮食作物，仅次于小麦和玉米，主要分布在陕北黄土高原的榆林市、延安市及陕南秦巴山区的汉中市、安康市、商洛市，关中地区渭南、宝鸡也有部分种植。截至2019年全省种植面积稳定在 38万hm左右，其中陕北地区的种植面积达23.4万hm，陕南 13.5万hm，关中地区1.2万hm。

自国家实施马铃薯主粮化战略以来，陕西省马铃薯品种结构不断优化，传统种植品种克新1号、费乌瑞它、夏波蒂的种植面积有所下降，冀张薯12、秦芋32等新品种逐渐增加。早大白虽然作为20世纪末辽宁本溪马铃薯研究所选育的国审品种，但由于其产量较高，极早熟，对病毒病耐性较强，在陕西省的种植面积依然比较稳定。以渭南市华州区为例，整区位于秦岭北麓，气候适宜，水分充足，使得早大白马铃薯在当地广泛种植，并以“地膜洋芋”的称号被评为省级“一村一品”示范区。

我国在使用有机肥方面有着悠久的历史，但传统的农家肥速效养分含量低，腐熟过程长，加之容易携带病原菌和虫卵，改革开放后逐渐被工业化肥所取代。随着化肥的大量使用，在如今增产效益越来越不明显的情况下，更多的是造成土壤板结、肥力下降、氮磷盈余风险以及农产品质量安全等多方问题。因此本研究以商品有机肥和不同氮磷钾化肥配施为对象，探索有机无机配施对当地马铃薯生长及养分利用的影响，为当地马铃薯的合理施肥提供参考借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2017年2—6月在陕西省渭南市华州区赤水镇遇仙村(110°02′45″E、34°12′24″N)进行。该地区属渭河流域，四季分明，日照充足，年平均气温17.2 ℃，无霜期210～230 d，年降水量593.1 mm，土壤类型为新积土。试验开始前，测定了耕层0～20 cm土壤的基本指标：有机质含量18.33 g/kg，全氮含量1.57 g/kg，速效磷含量25.02 mg/kg，速效钾含量117.27 mg/kg，pH值7.89。

根据中国马铃薯田块养分分级指标，试验地的土壤有机质比较缺乏，全氮、速效磷、速效钾含量中等。由于马铃薯适宜生长的土壤pH值通常为5.5～6.5，试验地土壤偏碱性，因此试验使用磷酸二铵、硫酸钾等生理酸性肥料进行改良。

1.2 试验方法

1.2.1 供试品种 选用早大白马铃薯作为供试作物，该品种由辽宁省本溪市农业科学研究所选育而成，属早熟品种，品质较好，用于鲜薯食用，在我国广泛种植。

1.2.2 试验设计 按照每生产1 000 kg薯块，植株需吸收氮3.5～5.0 kg，PO2.0 kg，KCl 10.6～12.0 kg，以当地马铃薯平均产量45 000～52 500 kg/hm为参考，结合土壤基础养分测定情况，设置以下7个不同处理：(1)单施有机肥；(2)有机肥+当地农户常规化肥用量；(3)有机肥+配方施肥1；(4)有机肥+配方施肥2；(5)有机肥+配方施肥3；(6)有机肥+配方施肥4；(7)对照(不施肥)。有机肥选用湖北绿旺生物科技有限公司生产的商品有机肥(有机质含量>45%，N+PO+KO≥5%)，氮、磷选用二元复合肥磷酸二铵(N、PO含量分别为18%、46%)，用尿素(N≥46%)补充剩余的氮素，钾肥用硫酸钾(KO≥51%)，每种处理具体用量见表1。

表1 马铃薯不同施肥配比养分用量

采用随机区组排列，每个处理3个重复，由北向南共3个区组，每个小区面积12 m×1.9 m=22.8 m。每小区2垄，每垄垄上种植2行，采用宽窄行种植，宽行距60 cm，窄行距35 cm。播种时株距26 cm，每行种薯量46个，每小区184个。2017年2月16日施肥，所有肥料作为底肥一次性施入，2月19日播种，6月16日收获。

1.3 测定项目

1.3.1 产量构成因素的计算 马铃薯成熟后按照每小区全收折算产量，同时每小区选择具有代表性的植株8株，分别计算以下指标：

单株结薯数=样株结薯总数/样株个数；

单株薯质量=样株总薯质量/样株个数；

大中小薯统计：按照小薯<75 g、75 g≤中薯≤150 g、大薯>150 g统计。

1.3.2 养分含量的测定 样品带回室内后，按照根、茎秆、块茎、叶进行分离，测定全氮、全磷、全钾含量。植株样品放入烘箱于105 ℃ 条件下杀青 30 min，再经70 ℃ 烘干至恒质量，粉碎过筛后采用HSO-HO消煮法进行前处理，半微量凯氏法-全自动定氮仪测定全氮含量，钼锑抗显色-紫外分光光度计测定全磷含量，火焰光度计测定全钾含量。

1.3.3 肥料利用率的计算 肥料农学效率表示单位施肥量与不施肥相比对农作物产量增加的反映，也是评价化肥增产效益较为适宜的指标，计算公式：肥料农学效率(kg/kg)=(施肥区作物产量-对照区作物产量)/施肥量。

肥料偏生产力则反映单位投入的肥料量对作物产量的贡献值，计算公式：肥料偏生产力(kg/kg)=施肥区作物产量/施肥量。

1.4 数据分析

采用Excel 2010 和 SAS 8.0分别进行统计和方差分析。

2 结果与分析

2.1 马铃薯产量因素结果

2.1.1 不同施肥处理对马铃薯产量的影响 成熟期将每小区马铃薯收获后计算产量，结果显示产量最高的为MF处理(图1)，达到58 464.85 kg/hm；产量最低的为CK处理，为44 524.22 kg/hm，二者相差13 940.63 kg/hm，差异达到显著水平(<0.05)。所有施肥处理产量均高于对照，相比对照增幅分别为1.7%、21.6%、31.3%、5.0%、10.8%、5.4%，平均增幅12.6%。与单施有机肥(M)相比，所有有机肥+化肥处理的产量均高于单施有机肥(M)，平均增幅12.9%，MF处理与M处理差异也达到显著水平。

2.1.2 不同施肥处理对马铃薯产量构成因素的影响 由表2可以看出，通过对采样植株的调查，结薯总数及大、中、小薯数不同处理间均没有表现出显著差异，但CK处理的结薯总数低于其他处理。MF处理的结薯总数仅次于MC处理，并且大、中薯数的值最高。从大、中薯率来看，MF处理最高，其次是CK处理，比MF处理低4.15百分点，这与CK结薯总数和小薯数较低有关。从单株薯数和单株薯质量2个构成因素来看，仍表现为CK处理最低，单株薯质量最高的MF处理比CK高0.203 kg，所有施肥处理比CK平均高0.082 kg。与单施有机肥(M)相比，有机肥+化肥处理的单株薯质量均高于M，平均高0.085 kg，并且MF处理与M、CK处理均达到显著差异，这与马铃薯产量的结果相一致。

表2 不同施肥处理对马铃薯样株产量构成因素的影响

2.2 马铃薯养分含量结果

由图2可知，全氮除叶片外，其余器官不同处理的含氮量均没有显著差异，茎秆、块茎、根的含氮量总体接近，范围在3.66～5.88 g/kg。叶片的含氮量整体高于其他器官，不同施肥处理的叶片含氮量范围在8.13～11.73 g/kg，平均9.61 g/kg，是对照(4.40 g/kg)的2.18倍。除MF处理外，其余处理叶片的含氮量均显著高于CK。从全磷结果来看，除茎秆外其余器官不同处理间均没有显著差异，叶片、茎秆、块茎、根的平均含磷量分别为0.86、0.70、0.60、0.79 g/kg。叶片和根的含磷量表现为M(单施有机肥)处理最高，但不同器官的含磷量没有表现出明显规律。全钾的结果表现为茎秆含量最高，平均为49.08 g/kg，叶片略低于茎秆。块茎和根的全钾量明显低于叶片和茎秆，平均值分别为15.01、6.67 g/kg，叶片和根的全钾量均为CK最低。

2.3 马铃薯肥料利用率结果

单施有机肥处理(M)由于N+PO+KO总量仅有5%，故不计算肥料农学效率。由表3可知，其他不同施肥处理肥料农学效率各有差异，总体表现为MC处理(有机肥+当地常规化肥用量)的农学效率较高，其次为MF处理，2种处理明显高于其他配方施肥。氮肥的农学效率MF处理最高，磷和钾MC处理最高。肥料偏生产力表现为氮肥中MF处理最高，其次为MC、MF、MF、MF；磷、钾肥的偏生产力仍表现为MC处理最高。无论是肥料农学效率还是偏生产力，MF的结果都相对偏低。

表3 不同施肥处理马铃薯的肥料农学效率和偏生产力

3 讨论与结论

本研究表明，与不施肥相比，所有施肥处理的马铃薯产量均高于不施肥，最大增幅31.3%，平均增幅12.6%，说明施肥对马铃薯的产量起到了促进作用；与单施有机肥相比，所有有机肥+化肥处理的产量也均高于单施有机肥，平均增幅12.9%，说明仅仅依靠有机肥提供的养分还是难以满足马铃薯的生长需要，应更加注重有机无机配施的方式。马铃薯的产量构成因素中，单株薯质量的差异性结果与产量相一致，结薯总数虽然没有显著差异性，但也表现为对照最低。

从马铃薯不同器官的氮磷钾总量来看，不同施肥处理叶片全氮含量显著高于对照。有研究表明，与磷钾或其他中微量元素相比，氮的供应对作物生长的限制更强，叶片中50%以上的氮素会分配到叶绿体中参与光合作用，用以光合作用的氮素越多，后期作物积累的有机物也越多，产量因此也更高，这也是本试验不同处理马铃薯产量变化与叶片含氮量结果相似的原因。作为喜钾作物，不同学者关于马铃薯各器官含钾量的研究有一定差异，梁玲玲等对比不同施肥量对马铃薯的影响后发现，马铃薯不同器官含钾量从高到低依次为块茎>叶片>茎秆>根；张钟等研究发现，马铃薯块茎的吸钾量是根茎叶总和的2.15倍；任珂等对比了有机肥和无机肥对马铃薯养分吸收的影响后发现，叶片和茎秆的全钾量整体高于块茎，含量在25～38 g/kg，块茎含量在15～22 g/kg，这与本试验的结果相近；王小英等在西北农林科技大学测试中心测定的10组不同施肥量的马铃薯块茎含钾量范围在11.1～20.5 g/kg，茎秆和叶在25.6～36.2 g/kg(未发表)。不同的结果可能与试验地本身的土壤养分含量以及马铃薯的品种特性有关。

20世纪七八十年代，由于我国化肥资源紧缺，加上土壤肥力普遍低下，所以化肥的增产效应比较显著，用肥料养分利用率能直观地反映作物对养分的吸收状况。而当前无论是化肥产量还是土壤肥力都发生了很大的变化，很多学者已经不单用肥料养分利用率来说明问题。一方面，养分利用率并不能证明施肥后作物所吸收的养分完全来源于肥料，除非采用同位素法才能精确判断，因此养分利用率在理论上可能存在数值偏高的问题；另一方面，养分利用率低也可能是土壤基础养分含量高所致的，所以不能仅凭利用率的高低来衡量试验的好坏。国际上目前常用的是肥料偏生产力，不需要测定对照区产量和养分吸收量，计算简单。张福锁等研究认为，肥料偏生产力是当下比较适合评价我国肥料效应的指标。本试验结果中，MF处理的氮磷钾肥料偏生产力整体较低，但养分投入量在各处理中最高，这也符合肥料报酬递减律的规律。综合各项结果来看，MF处理，即600 kg/hm有机肥 +300 kg/hmN+300 kg/hmPO+450 kg/hmKO的施肥配比较为理想，可以在当地推广。