王和寿

(宁德市农产品质量安全检验检测中心， 福建 宁德 352100)

甘薯是我国重要的粮食作物，在福建省种植面积和总产量仅次于水稻。近年来，随着社会的发展和人们健康意识的提高，甘薯受到广大消费者的认可，农民种植收益也大幅提高。但在甘薯栽培技术方面，因甘薯具有耐旱、耐瘠、适应性广的特点，多数农户习惯将甘薯种植在地理条件相对较差的边际土地，而且管理方式粗放，肥料施用不科学，偏施、滥施肥料现象普遍存在，从而影响甘薯产量品质，另外滥施肥料还会导致生产成本增加，生态环境污染加剧，使农户种植效益和生态效益得不到进一步提高。目前，我国甘薯新品种的选育工作平稳推进，选育出的甘薯新品种种类较多，但甘薯产量却徘徊不前，其主要原因是缺少科学的配套栽培技术。一个优良的新甘薯品种只有配以科学的配套栽培技术，该品种的增产优势才能得到发挥。因此，在引进新品种之前，需要开展该品种在当地的适应性、生长发育特性和施肥技术等相关试验研究。

普薯32是广东省普宁市农业科学研究所育成的甘薯新品种，具有鲜薯产量高、食味品质好、薯形美观等优点，且胡萝卜素含量高，广受消费者喜欢[1]。普薯32甘薯新品种由于心叶紫红色，成叶叶片较大，在生产上被称为“西瓜红”“大叶红”等名称，也是漳浦“六鳌蜜薯”的品种。目前普薯32在全国各地较广泛栽培，在福建省亦有较大的种植面积，但该品种在宁德地区尚未大面积推广，原因之一是普薯32在该地区生态和土壤环境下的配套栽培技术还有待探索，无法为当地群众提供科学的氮磷钾配施方案。所以加快普薯32在闽东地区的科学配施研究十分必要。当前甘薯平衡施肥的研究报道较多[2-5]，其中“3414”设计方案是3因素、4水平、14个处理优化的不完全实施的正交试验，具有回归最优设计处理少、效率高的优点，被国内外研究人员广泛应用于田间试验。因此本试验采用“3414”试验方案，即氮、磷、钾3个因素、4个水平，共计14个处理方案，研究氮、磷、钾平衡施肥对普薯32产量的影响，试图找到最适宜当地的施肥方案，从而提高产量、节约肥料，为普薯32在宁德地区的推广提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在宁德市蕉城区洋中镇钟洋村实施，供试土壤为壤土，前作为水稻。其土壤肥力状况：pH值5.9；有机质为13.8 g·kg-1，碱解氮为98.5 mg·kg-1，速效磷为15.7 mg·kg-1，速效钾为63.6 g·kg-1。

1.2 试验材料

供试甘薯品种为普薯32。

1.3 试验设计

试验采用“3414”设计，即设3个因素(氮、磷、钾)，4个水平(0、1、2、3)，14个处理组合。在4个施肥水平中，“0”表示不施肥，“2”表示当地种植习惯施肥量，“1”表示0.5倍习惯施肥量，“3”表示1.5倍习惯施肥量。根据当地的一般产量水平，结合当地施肥习惯，并参考本地以往甘薯田间试验结果，拟定了当地最佳施肥量的近似值，即N2P2K2处理组施肥量为：纯氮(N)、五氧化二磷(P2O5)、氧化钾(K2O)分别为150、75、225 kg·hm-2，即施用尿素326.1 kg·hm-2，过磷酸钙625.0 kg·hm-2，硫酸钾416.7 kg·hm-2(表1)。

1.4 田间管理

按试验要求进行整地做畦，每个小区面积13.32 m2，每小区种2畦，每畦种1行，畦带沟宽1 m，四周设2行保护行。种植密度为5.25万株·hm-2。7月1日扦插，1周后施苗肥(尿素)，1个月后施夹边肥(尿素、过氧化钙和硫酸钾)，具体施肥量按试验设计(表1)施用。12月1日收获，生育期153 d。

表1 甘薯平衡施肥试验因素水平Table 1 Experimental factor level of the balanced fertilization of sweet potato

1.5 收获、考种与数据处理

收获时按大、中、小薯分别称重，大薯单薯重大于250 g，中薯单薯重介于100～250 g，小薯单薯重低于100 g。收获后第2 d采用烘干法进行干率测定，选择250～500 g薯块5个，整块刨丝拌匀后取300 g用80℃烘干至恒重，测定干物率，每个重复测定1次，共3个重复。淀粉率按公式折算，公式为：淀粉率(%)=烘干率(%)×0.86945-6.34587。

1.6 数据分析

试验结果利用DPS软件和Excel 2003版进行统计分析，得到产量的回归方程，求出最高产量，并根据土壤状况推荐合理施用量。

2 结果与分析

2.1 土壤基础肥力与缺素对普薯32产量的影响

甘薯抗逆性强，适应性广，是比较耐贫瘠的作物，在不施肥的情况下也可以有一定的产量。在本试验条件下，不施肥组(N0P0K0)的产量仅为推荐施肥组(N2P2K2)产量的57.3%(表2)，说明当地土壤基础肥力较低，适当增施氮肥、磷肥、钾肥具有显著的增产效应。

表2 土壤基础养分供应能力与缺素对普薯32产量的影响Table 2 Effects of soil basic nutrient supplying capacity and nutrient deficiency on the yield of Pushu 32

缺氮组(N0P2K2)、缺磷组(N2P0K2)和缺钾组(N2P2K0)的产量占推荐施肥组产量的比例可以表明各元素对产量的影响能力(表2)。缺素组的产量占推荐施肥组产量的比例越高，则表明缺失的元素对甘薯产量的影响越小。由表2可知，缺氮组(N0P2K2)、缺磷组(N2P0K2)和缺钾组(N2P2K0)的产量分别为推荐施肥组(N2P2K2)的68.2%、91.4%、86.6%，说明在该地区普薯32栽培过程中，施用氮肥增产效应最大，其次为钾肥，磷肥的增产效应最小。

2.2 氮、磷、钾平衡配施对普薯32产量的影响

由表3可知，经F检验发现，大中薯率、薯块干率和淀粉产量F值均小于F0.05，差异未达显著水平，表明不同施肥处理对普薯32大中薯率、薯块干率和淀粉产量影响不显著。但对鲜薯产量进行F检验发现，F0.05

表3 不同氮磷钾配合施用对普薯32产量的影响Table 3 Effect of the combined application of different nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer on the yield of Pushu 32

利用DPS软件对不同氮磷钾处理水平与鲜薯产量进行数学建模，建立普薯32鲜薯产量与氮磷钾三要素使用量的效应函数为：Y=1612.537+388.284X1+701.9819X2+578.7894X3-262.996X12-150.732X22-206.657X32+62.36765X1X2+250.3017X1X3-207.251X2X3。寻优结果表明，纯N水平X1=1.714 、P2O5水平X2=1.537、K2O水平X3=1.668，即纯N施用量为128.55 kg·hm-2(尿素279.46kg·hm-2)、P2O5施用量为57.64 kg·hm-2(过磷酸钙480.33 kg·hm-2)和K2O施用量为187.65 kg·hm-2(硫酸钾347.50 kg·hm-2)时普薯32产量达到最高，为44 509.7 kg·hm-2。

2.3 氮、磷、钾肥对普薯32的增产效应分析

2.3.1氮肥对普薯32的增产效应 由表4可知，在磷肥和钾肥水平不变的条件下，普薯32鲜薯产量随着N肥施用量的增加而增加，当施用量达到2水平(推荐施肥量)时，鲜薯产量最高，为42 336 kg·hm-2。继续增加氮肥施用量，普薯32产量随之下降。经回归分析，得到普薯32鲜薯产量与施N水平的回归方程为：Y=1933.859+949.719X-246.351X2。根据dY/dX=0时，鲜薯产量最高。即施N水平X=1.928，施氮量为144.6 kg·hm-2时，普薯32鲜薯产量最高，可达42 737.8 kg·hm-2。

表4 氮肥对普薯32的增产效应Table 4 Effect of nitrogen fertilizer on the yield increase of Pushu 32

2.3.2磷肥对普薯32的增产效应 由表5可知，在氮肥和钾肥不变的情况下，不同磷肥水平对普薯32产量的影响明显，普薯32产量随磷肥施用量的增加而增加，当施用量达到1水平(0.5倍推荐施用量)时，产量最高，为48 351.0 kg·hm-2。继续增加磷肥，普薯32产量随之下降。经回归分析，得到施磷水平与普薯32鲜薯产量回归方程为：Y=2643.213+599.929X-208.091X2。得出施磷水平X=1.218时，即施P2O5量为45.7 kg·hm-2，普薯32鲜薯产量可达45 975.0 kg·hm-2。在各小区中，普薯32鲜薯产量高的处理组是N2P1K2，即氮肥和钾肥在常规水平下，磷肥在常规水平1/2时，即可达到最高产量，说明在该地区普薯32生长对磷肥需求量相对不高，过多的磷肥对产量增加无益。

表5 磷肥对普薯32的增产效应Table 5 Effect of phosphorus fertilizer on the yield increase of Pushu 32

2.3.3钾肥对普薯32的增产效应 由表5可知，在氮肥和磷肥不变的情况下，不同钾肥水平对普薯32产量的影响明显，普薯32产量随钾肥施用量的增加而增加，当施用量达到2水平(推荐施用量)时，产量最高，为42 336.0 kg·hm-2。继续增加钾肥，普薯32产量随之下降。经回归分析，得到施钾水平与普薯32鲜薯产量回归方程为：Y=2 766.325-187.105X+34.47142X2。根据dY/dX=0时，为最高产的施肥量，可以得出施钾水平X=2.714，即施钾量为305.32 kg·hm-2时，普薯32鲜薯产量可达 37 686.4 kg·hm-2。

表6 钾肥对普薯32的增产效应Table 6 Effect of potassium fertilizer on the yield increase of Pushu 32

3 讨论与结论

“3414”试验设计是三因素四水平肥料试验，具有因子全、水平多、设计少、效率高的优点，一个试验可完成空白、单因子、二因子、三因子分析，结合土壤化验、植株分析，可以完成土壤供肥能力、肥料利用率等数据的分析，具有很强的实用性和可操作性[6-9]。本试验模拟的普薯32鲜薯产量与氮、磷、钾三要素施用量效应函数的寻优结果，当纯N施用量为128.55 kg·hm-2(尿素279.46 kg·hm-2)、P2O5施用量为57.64 kg·hm-2(过磷酸钙480.33 kg·hm-2)和K2O施用量为187.65 kg·hm-2(硫酸钾347.50 kg·hm-2)时普薯32产量达到最高，为44 509.7 kg·hm-2。这一结果与前人研究的结果趋势一致[2-5]，但结果也存在一定的差异，这与试验地土壤的肥力等因素有关，但主要原因是不同品种甘薯养分吸收量显著不同，养分吸收的数量和比例存在较大的差异[10-12]。

相关研究表明甘薯产量形成过程中，施氮具有最明显的增产效果，其次是钾肥，合适的氮钾肥配施，即可充分利用氮肥对甘薯茎叶生长的促进作用，也可充分发挥钾肥对光合产物向地下部转运的优势，提高块根产量[13-14]。在本试验条件下，氮肥对产量的效应研究结果表明，当氮肥施用量为144.6kg·hm-2时，普薯32最高产量可达42 737.8 kg·hm-2，这与每生产1 000 kg甘薯需要从土壤中吸收4～5 kg纯氮的理论值[15]相比略为偏低，说明本试验地土壤提供的氮肥也对产量形成有较大的贡献。在甘薯生产中也普遍存在大量施用钾肥以提高产量的现象，本试验条件下钾肥对甘薯产量的效应研究中，发现钾肥施量为305.32 kg·hm-2时，产量可达37 686.4 kg·hm-2，在推荐的氮、磷、钾肥比例(约为2∶1∶3)中，远高于氮和磷的施用量，这可能与本试验土壤中速效钾含量(63.6 g·kg-1)偏低有关。另外相关研究认为磷肥对产量的贡献相对较低，但其却对甘薯根的形成与生长具有非常重要的作用，特别是淀粉型甘薯对磷的需求量相对较高[10-12]。在本试验条件下，磷肥施用量在3水平(1.5倍推荐施肥量)时，即P2O5施用量达到112.5 kg·hm-2时，甘薯薯块干率最高，达30.89%。