不同释放期缓控释复合肥和氮磷钾比例施用下冬作马铃薯产量及经济效益

2020-09-26罗其峰张新明陈琳徐鹏举潘松贺春喜曹先维

热带作物学报 2020年8期

罗其峰张新明陈琳徐鹏举潘松贺春喜曹先维

摘要：为了解决广东省种植户普遍存在的冬作马铃薯生育前期供肥过猛、后期脱肥严重和肥料养分供需不平衡等问题，采用随机完全区组设计方法，以‘费乌瑞它品种马铃薯为供试作物，在不同氮磷钾比例下，研究不同释放期缓控释复合肥对冬作马铃薯产量及经济效益的影响。结果表明，当氮磷钾比例为N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶2.0时，配施CRF60d的缓控释复合肥处理的冬作马铃薯的总产量、较CK（无肥处理）增产率、经济效益和较CK增效率都为最高，分别达到56 550 kg/hm2、68.24%、92 575元/hm2和69.12%;其次，当氮磷钾比例为N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶2.0时，配施CRF90d的缓控释复合肥处理的总产量、较CK增产率、经济效益和较CK增效率分别为55 034 kg/hm2、63.73%、88 186元/hm2和61.10%。兼顾产量和经济效益等因素，适宜广东冬作马铃薯主产区的施肥方案为配施释放期60～90 d的缓控释复合肥，且总氮磷钾量应达到N 240 kg/hm2、P2O5 120 kg/hm2、K2O 480 kg/hm2。

关键词：冬作马铃薯;缓控释复合肥;氮磷钾比例;产量;经济效益

中图分类号：S532 文献标识码：A

Abstract： The study was aimed to solve the problems of excessive fertilizer supply in early stage of winter potato growing， short of fertilizer in late stage and imbalance between supply and demand of fertilizer nutrients in Guangdong. A random complete block design was used with potato ‘Favorita as the test variety. The effects of controlled slow release compound fertilizers with different release periods on the yield and economic benefits of winter potato were studied under different NPK ratios. When the ratio of nitrogen， phosphorus and potassium was N∶P2O5∶K2O= 1.0∶0.5∶2.0， the total yield， relative yield increase， economic benefit and relative economic-benefit increase for CRF60d was the highest， being 56 550 kg/hm2， 68.24%， 92 575 yuan/hm2 and 69.12%， respectively， and that for CRF90d with N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶2.0 was 55 034 kg/hm2， 63.73%， 88 186 yuan/hm2 and 61.10%， respectively. Considering the factors such as yield and economic benefits， the suitable fertilization scheme for the main potato producing areas in winter in Guangdong is the controlled slow release compound fertilizer with 60-90 d release period， and the total NPK should reach N 240 kg/hm2， P2O5 120 kg/hm2 and K2O 480 kg/hm2.

Keywords： winter potato; slowly controlled release compound fertilizer; N P K ratio; yield; economic benefits

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.08.012

马铃薯是一种粮食、蔬菜、饲料兼用的重要农作物[1]。广东馬铃薯市场需求量大，且具有优越的气候、土地和区位优势，近年来，广东各马铃薯种植区域积极调整粮食生产结构，利用冬季闲田大力发展冬作马铃薯产业，对促进粮食安全，农业增效、农民增收具有重要的意义。目前，张新明等[2]和代啟贵等[3]研究发现，广东马铃薯产业发展存在种植技术较为落后和种植积极性逐渐下降等问题，主要体现在马铃薯生育期出现早衰、肥效供应不均衡，影响了广东地区马铃薯总体产量以及经济效益。张洪秀等[4]研究表明，目前广东惠东地区农民施肥习惯于重施磷肥、轻施钾肥，氮磷钾肥的合理配比不够重视，施肥技术上存在严重问题;曹先维等[5]研究发现，马铃薯又是一种典型的喜钾肥作物，在生育后期80%左右的钾肥分配到块茎中，对提高作物品质和产量有重要作用。缓控释复合肥是国内肥料科学研究的一种新型肥料[6-7]，具有肥料释放期可控、肥效缓慢释放、养分供应期长和肥料利用率高的特点[8-10]。前人研究发现，缓控释复合肥的使用可以减少肥料营养成分的损失[11-12]，降低成本与生产劳动成本投入，可控释放期与肥效缓慢释放有利于解决马铃薯生育期养分供需的问题，对种植马铃薯有较好的增产效果，明显改善马铃薯品质[13]。本研究以广东冬作马铃薯主产区为研究区域，研究广东冬作马铃薯适宜的肥料释放期和施肥方案，主要解决种植户施肥技术水平不均衡，导致马铃薯生长过程中肥料供需不平衡，产量不稳定的问题。这对指导广东马铃薯主产区科学施肥和促进农民增产增效具有重要的理论与实践意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况试验田设在国家马铃薯产业技术体系广州综合试验站惠东试验示范基地，惠东县平海镇大水坑村陈久红马铃薯地块（22382.51N，1145139.59E），该地区气候类型为南亚热带季风气候。试验地地势平坦，排灌方便，前茬作物为水稻，耕层土壤类型为轻壤土，有机质含量为19.3 g/kg（完全湿烧法），碱解氮97.0 mg/kg（碱解扩散法），有效磷137.4 mg/kg（NH4F-HCL法），速效钾129.6 mg/kg（火焰光度法），pH 6.00。

1.1.2 试验材料选用广东省马铃薯种植区的主栽品种‘费乌瑞它（‘Favorita）的一级脱毒种薯为试验种，其为黄皮黄肉，早熟、鲜食的马铃薯品种。

供试肥料：CCF（常规复合肥）、CRF60d（缓控释复合肥：释放期为60 d;N 14.3%，P2O5 14.3%，K2O 14.3%）、CRF90d（缓控释复合肥：释放期为90 d;N 14.3%，P2O5 14.3%，K2O 14.3%）、常规尿素（N 46%）、常规硫酸钾（K2O 50%）、过磷酸钙（P2O5 12.0%）、鸡粪（有机质82.99%，N 32.7g/kg，P2O5 39.4 g/kg，K2O 50.6 g/kg）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计试验采用随机完全区组设计，设置不同释放期复合肥，共设2个释放期水平，即：CRF60d和CRF90d;另外设置两个不同氮磷钾纯养分比例，即：N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶1.5（低钾）和N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶2.0（高钾），以无肥处理（CK）为对照。其中，比例为N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶1.5的处理中，CRF60d、CRF90d和常规复合肥分别以T1、T3和T5表示;比例为N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶2.0的处理中，CRF60d、CRF90d和常规复合肥分别以T2、T4和T6表示，具体处理如表1。每个处理设3个重复，共计21个小区，每小区分3垄，长6.5 m，垄面宽0.8 m，沟底宽0.3 m，垄高0.25 m，小区面积3.30 m 6.50 m=21.45 m2，每一垄双行‘品字形种55株马铃薯，共165株，其中一垄为采样垄，另外两垄为测产垄，每小区四周用0.7 m田埂作为隔离带。

试验于2018年11月12日播种，采用“黑膜覆盖+1基免追”，高垄双行‘品字形种植模式，种植密度约为76 923株/hm2。播种时各小区施肥按试验设计方案一次性施用，后期不追肥。2018年11月24日试验总体出苗率超过了75%，选取植株生长状况、茎粗和株高基本一致的植株，按每垄种植55株，每小区按165株进行补苗。齐苗后的田间管理与当地田间管理大致相同，取样时间为2018年12月15日、12月26日和2019年1月6日、1月17日、1月28日、2月8日及2月21日，分别为马铃薯齐苗后的21、32、43、54、65、76、89 d，并于2019年3月2日收获。

1.2.2 测定指标与方法植株样品：在各小区取样垄随机挖取3株马铃薯，测块茎鲜重、茎鲜重（含地上茎、地下茎和匍匐茎）、叶鲜重;再将块茎、叶片、茎的鲜样（约取300 g的鲜样）分别装入信封袋放置在105 ℃恒温烘箱中杀青30 min，后在75 ℃恒温下烘干至恒重。

测产：收获时按照小区测产垄进行测产，并将所收获块茎分为商品薯和次品薯。商品薯标准为：单个薯重≥75 g，且无畸形、无病虫害、无裂口的块茎。次品薯包括单个薯重<75 g的无病虫害的小薯及全部畸形薯、裂薯的块茎。

商品薯率=商品薯产量/总产量×100%;

总成本（元/hm2）=种薯费用+肥料费用+黑膜费用+农药费用+人工费用;

经济效益（元/hm2）=商品薯产量（kg/hm2）×2.2 （元/kg）+次品薯产量（kg/hm2）×0.8（元/kg）总成本（元/hm2）。

1.3 数据处理

采用SPSS 17.0统计软件、Microsoft Excel 2010软件对相关数据进行了统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同释放期复合肥对马铃薯茎叶鲜重的影響

由图1可以看出，马铃薯茎叶鲜重随取样时间推移表现出基本一致的变化趋势，都是先增加后减小，齐苗后65 d达到峰值后T1和T3处理减少量多于T5和CK处理;T3处理在齐苗后21 d的茎叶鲜重与T5、CK处理呈显著差异（P<0.05），而齐苗32 d之后，T1、T3、T5处理间茎叶鲜重无显著差异（P>0.05），且均显著高于CK处理（P<0.05）。

由图2可以看出，马铃薯茎叶鲜重随取样时间表现的变化趋势基本一致，都是先增加后减小;T2、T4处理齐苗后21 d和32 d的茎叶鲜重与T6、CK处理呈显著差异（P<0.05）;在此之后，各取样期CK处理的茎叶鲜重均与其他处理有显著差异（P<0.05），其余处理间无显著差异（P>0.05）。

2.2 不同释放期复合肥对马铃薯块茎鲜重的影响

由图3可看出，马铃薯块茎鲜重随取样时间推移而增加，齐苗后89 d出现峰值，T1处理的峰值最高为1010.59 g/株。齐苗后21 d和32 d各处理间的块茎鲜重差异不显著（P>0.05），而齐苗后43 d，CK处理与T3处理差异不显著（P>0.05），除此之外，CK处理的块茎鲜重与T1、T3和T5处理均有显著差异（P<0.05），而其他处理间差异不显著（P>0.05）。

由图4可看出，马铃薯块茎鲜重随取样时间推移而增加;齐苗后89 d出现峰值，T2处理的峰值最高为1002.83 g/株。T2、T4处理齐苗后21 d与T6处理，齐苗后43 d与CK处理的块茎鲜重有显著差异（P<0.05）;齐苗后54 d之后CK处理的块茎鲜重与其他处理有显著差异（P<0.05），而其他处理间的块茎鲜重差异不显著（P>0.05）。

2.3 不同释放期复合肥对马铃薯茎叶干物质含量的影响

由图5可以看出，马铃薯茎叶干物质含量随取样时间推移表现出基本一致的变化趋势，都是先增加后减小。T3处理齐苗后21 d的茎叶干物质含量与T5、CK处理有显著差异（P<0.05）;齐苗32 d后，CK處理与其余处理的茎叶干物质含量均有显著差异（P<0.05），而其余处理间无显著差异（P>0.05）。

由图6可以看出，马铃薯茎叶干物质含量先增加后减小，齐苗后65 d达到峰值。T2处理齐苗后21 d的茎叶干物质含量与同期其他处理有显著差异（P<0.05）;T2、T4处理齐苗后32 d与T6、CK处理有显著差异（P<0.05）;其余取样期的CK处理与T2、T4、T6均有显著差异（P<0.05）。

2.4 不同释放期复合肥对马铃薯块茎干物质含量的影响

由图7可以看出，马铃薯块茎干物质含量随取样时间推移均表现出不断增加的变化趋势，T3峰值最高为187.88 g/株。T1处理齐苗后32 d的块茎干物质含量与T3处理有显著差异（P<0.05）;齐苗65 d之后CK处理的块茎干物质含量与其他处理有显著差异（P<0.05），而其他处理间差异不显著（P>0.05）。

由图8可以看出，马铃薯块茎干物质含量随取样时间推移均表现出不断增加的变化趋势。CK处理齐苗后54 d的块茎干物质含量与T4、T6处理有显著差异（P<0.05）;齐苗65 d之后CK处理的块茎干物质含量与其他处理有显著差异（P< 0.05），而其他处理间差异不显著（P>0.05）。

2.5 不同释放期复合肥对马铃薯总产量及产量构成因子的影响

由表2可知，CK处理的商品薯产量均显著低于其他处理（P<0.05）;低钾处理中T1、T3、T5处理商品薯产量无显著差异（P>0.05），CK处理最低为31 807 kg/hm2，T3处理最高为52 191 kg/hm2;高钾处理中，T2、T4处理的商品薯产量显著高于常规肥T6处理（P<0.05），T2处理商品薯产量最高为54 744 kg/hm2。除CK处理外，其他处理间的商品薯率均无显著差异（P>0.05），T2处理商品薯率最高为96.79%。

各处理中，CK处理的总产量均显著低于其他处理（P<0.05），T2处理最高为56 550 kg/hm2，较CK增产最多（68.24%）;高钾处理中，T2和T4处理的总产量显著高于常规肥T6处理（P<0.05）。低钾处理中，T1、T3、T5处理间的总产量无显著差异（P>0.05），T3处理最高为54 079 kg/hm2，较CK增产60.89%。

2.6 不同处理的经济效益分析

由表3可知，CK处理的总产值显著低于其他处理（P<0.05），T2、T4处理显著高于T6处理（P< 0.05）;低钾处理中，T1、T3、T5处理间的总产值和经济效益均无显著差异（P>0.05），其中T3处理总产值最高，达到126 203元/hm2，较CK增产63.39%;高钾处理中，T2、T4处理的总产值和经济效益显著高于T6处理（P<0.05），其中T2处理总产值最高，达到132 288元/hm2，较CK增产71.27%。

3 讨论与结论

本研究对黑膜覆盖下冬作马铃薯的缓控释复合肥的适宜释放期和合理肥料施用比例进行了探究。结果表明，在低钾条件下，植株保持生长旺盛，未出现早衰现象，同时茎叶干物质含量稳定增加但后期下降量较少，这可能是缓控释肥供应的养分足以维持植株生长，茎叶干物质有效积累时间延长;但低钾条件不能确保植株生长后期茎叶的干物质向块茎转移，而可能影响收获期马铃薯块茎的产量。在高钾条件下，茎叶鲜重和干物质含量能够随植株生长稳定累积，且在生长后期茎叶干物质下降时期较早，下降量更多。可能是供给植株充足的钾养分可以有效促进茎叶干物质向块茎转移，进而提高收获期块茎的产量。这与陈建国等[14]的研究结果相似;因此能够认为高钾（N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶2.0）条件更适宜广东主产区冬作马铃薯的栽培。由结果可知，缓控释复合肥处理有助于提高茎叶鲜重，而不配施缓控释复合肥引起生育后期茎叶鲜重和干物质转移受阻碍，原因可能是缓控释复合肥肥效缓慢释放、避免前期养分供应过猛影响植株生长，且缓控释复合肥养分供应期长，减少养分在土壤中被分解与淋失，生长后期稳定有效地给植株生长提供养分;相反T6常规复合肥处理生长中后期出现茎叶鲜重下降，可能是肥料养分的流失导致供肥不足的结果，这与前人[15-16]的研究结果基本一致。因此缓控释复合肥能有效缓解广东省种植户普遍存在的冬作马铃薯生育前期供肥过猛、后期脱肥严重和肥料养分供需不平衡的问题。

据卢建武等[17]和尚文艳等[18]研究发现，在氮磷施肥量相同条件下，提高钾肥的施用量有助于马铃薯膨大期的块茎营养物质积累和促进茎叶光合作用贮藏的干物质向地下块茎转移，从而提高马铃薯收获期块茎的产量。由结果可知，配施缓控释复合肥处理的块茎鲜重、干物质含量和总产量显著高于对照处理，主要原因是在缓控释复合肥养分供应下，一方面有助于茎叶生长旺盛，延缓马铃薯茎叶变黄衰老，延长光合作用合成有机物储存在茎叶组织中;另一方面持续高效肥力和高钾的条件保证茎叶干物质向地下块茎运输能力，促进前期茎叶贮藏的干物质向块茎转移，从而有助于地下块茎干物质积累，再者根部吸收土壤中的养分有助于块茎生长和干物质合成，提高马铃薯收获期的产量。但T2和T4处理间的块茎鲜重、干物质含量和总产量均无显著差异，其数值也相差不多，不能说明两个释放期60 d和90 d的缓控释复合肥的最合适性，有待日后探究。在“黑膜覆盖+1基免追”种植模式下，一次性施用肥料不再作追肥处理，大大节省了人工成本投入，提高农民种植马铃薯的积极性，促进种植户增产增效。这结果与韩春生[19]、岳超等[20]和张佩等[21]的研究结论相同。

综上所述，在高钾（N∶P2O5∶K2O=1.0∶0.5∶2.0）条件下，施用缓控释复合肥CRF60d和CRF90d有效促进马铃薯生育前期茎叶干物质积累以及块茎营养物质积累，有助于促进马铃薯生育后期茎叶贮藏的干物质向块茎转移，从而增加块茎生育后期干物质积累进而提高收获期产量，同时可获得良好的经济效益。在广东冬作马铃薯主产区种植‘费乌瑞它系列品种的马铃薯时，施用不同配比氮磷钾肥和不同释放期肥料，其产量、经济效益等也不同。本试验从解决生产实际问题出发，兼顾产量和经济效益等因素，得出适宜广东冬作马铃薯主产区的施肥方案为配施释放期60～90 d的缓控释复合肥，且总氮磷钾量应达到N 240 kg/ hm2、P2O5 120 kg/hm2、K2O 480 kg/hm2。但是，本施肥方案中的缓控释复合肥的最适宜释放期还需进一步探究。

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