董道峰　陳廣俠　馬蕾　劉芳　楊元軍　王培倫

摘要：山東省屬馬鈴薯中原二季作地區(qū)，產(chǎn)量和效益居全國首位。為了實現(xiàn)合理的養(yǎng)分管理和馬鈴薯生產(chǎn)的高產(chǎn)、高效，調(diào)查了山東省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的土壤營養(yǎng)狀況，在施肥與不施肥條件下分析了肥料利用效率和增產(chǎn)效果。結(jié)果表明：在長期大量施肥的情況下，馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的土壤肥力以滕州最高，造成該地區(qū)施肥增產(chǎn)只有5%左右，抵消肥料投入后與不施肥相比較666.7m2收入反而減少187元，威海與肥城施肥增產(chǎn)20%以上，抵消肥料投入后與不施肥相比較666.7m2收入增加400～500元?？傮w來看，山東省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)施肥過量，肥料利用率低，而且導(dǎo)致土壤和水資源富營養(yǎng)化。所以在馬鈴薯生產(chǎn)中，應(yīng)加強肥水管理，進行科學(xué)施肥。

關(guān)鍵詞：山東??；馬鈴薯；肥料；利用率

中圖分類號：S532.062文獻標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2014）12-0072-04

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.） 是世界上僅次于稻、麥、玉米的四大糧食作物之一。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，2009 年，我國馬鈴薯種植面積達到508.30×104 hm2，平均單產(chǎn)14 420 kg/hm2，總產(chǎn)量達7 328.19×104 t，種植面積和總產(chǎn)量均居世界第一位[1]。發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)對推進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、促進農(nóng)民持續(xù)增收、保障糧食安全具有重要作用。

山東省作為馬鈴薯中原二季作的主要省份之一，播種面積在18×104 hm2左右，占全國總面積的3.5%，平均單產(chǎn)37 500 kg/hm2，總產(chǎn)超過700×104 t，占全國總產(chǎn)的9.5%，產(chǎn)值高達75 000 元/hm2以上[2]，最高產(chǎn)量達到98 010 kg/hm2。但長期盲目過量施肥，造成氮、磷、鉀配比失調(diào)，是本地區(qū)制約馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)提升以及效益提高的重要因素。合理施肥是增產(chǎn)、增效的必要保證[3]，過量施肥不僅破壞土壤的養(yǎng)分平衡，降低生產(chǎn)效率和效益，還會造成環(huán)境污染[4]。平衡施肥可以顯著提高肥料利用率，同時提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)[5～7]。本文調(diào)查研究了山東省三個馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的肥料利用效率及投入產(chǎn)出比，以期為馬鈴薯高產(chǎn)、高效生產(chǎn)及養(yǎng)分管理提供參考。

1材料與方法

1.1試驗地點

田間試驗于2013 年分別設(shè)置在山東省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的滕州市界河鎮(zhèn)、肥城市桃園鎮(zhèn)和威海市高新區(qū)初村鎮(zhèn)。試驗前按五點取樣法取土樣，土壤深度20 cm，按常規(guī)法測定土壤基本理化性質(zhì)[8]：pH值用pH 計測定，水土比為2.5∶1；有機質(zhì)用重鉻酸鉀容量法；全氮用半微量凱氏定氮法；有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀用1 mol/L NH4OAc 浸提-火焰光度法。

1.2試驗材料

試驗用種子為魯引一號G1代脫毒種薯。

1.3試驗方法

試驗設(shè)施肥（按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)的施肥量和施肥方法）和不施肥兩個處理，重復(fù)3次。各試驗區(qū)施肥量見表1，施肥方法為溝施。播種前開10 cm深溝，將肥料均勻撒到溝中，用鉤子將肥料與土壤混合，然后播種。采用一壟雙行栽培，壟距90 cm，小行距15 cm，株距30 cm。播種后培土、覆膜。對照區(qū)不施肥，其它措施與處理區(qū)相同。

1.4數(shù)據(jù)調(diào)查

收獲時各小區(qū)隨機調(diào)查10株馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、植株產(chǎn)量，測定塊莖和植株N、P、K含量。植物全氮測定采用H2SO4-H2O2消煮法，植物全磷測定采用釩鉬黃吸光光度法，植物全鉀測定采用火焰光度法[9]。同時調(diào)查各小區(qū)實際收獲總植株重量、薯塊產(chǎn)量、商品薯重量和非商品薯重量。換算出各小區(qū)收獲時塊莖和植株總N、P、K含量。

1.5計算參數(shù)與方法

氮肥表觀利用率（Apparent recovery efficiency of applied N，REN ）：REN（%）=（U-U0 ）/F×100， U為施肥后作物收獲時地上部的吸氮總量，U0為未施肥時作物收獲期地上部的吸氮總量，F(xiàn)代表氮的投入量。

氮肥偏生產(chǎn)力（ Partial factor productivity from applied N，PFPN）：PFPN = Y/F，Y為施肥后所獲得的作物產(chǎn)量，F(xiàn)代表化肥的投入量。

氮肥農(nóng)學(xué)效率（Agronomic efficiency of applied N，AEN ）：AEN=（Y-Y0 ）/F，Y為施肥后所獲得的作物產(chǎn)量，Y0為不施肥條件下作物的產(chǎn)量，F(xiàn)代表化肥的投入量。

氮肥生理利用率（Physiological efficiency of applied N，PEN ）：PEN=（Y-Y0）/（U-U0）。

磷肥和鉀肥利用率的計算方法同氮肥。

2結(jié)果與分析

2.1山東省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)肥力狀況

從所調(diào)查的山東省三個馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)土壤肥力狀況（表2）來看，滕州地區(qū)土壤水解氮、有效磷、速效鉀及有機質(zhì)含量最高，威海地區(qū)土壤有效磷和有機質(zhì)含量最低，而肥城地區(qū)土壤水解氮和速效鉀含量最低。滕州地區(qū)土壤pH值最低，只有4.62，酸度最強，威海和肥城地區(qū)土壤酸堿度類似。

2.2施肥對產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，肥城和威海地區(qū)施肥后增產(chǎn)達到20%以上，增產(chǎn)效果明顯，同時商品薯率分別提高1.6和1.1個百分點。滕州地區(qū)施肥比不施肥666.7m2增產(chǎn)224.70 kg，增產(chǎn)5.03%，商品薯率僅提高0.8個百分點。

2.3肥料利用效率

肥料利用效率主要取決于作物的營養(yǎng)需求和土壤、肥料能提供的養(yǎng)分供給量。氮肥表觀利用率（REN）指單位投入的肥料氮所獲得的作物氮積累量的增加量，能很好地反映作物對化肥養(yǎng)分的吸收狀況，是目前國內(nèi)外比較通用的肥料利用率指標(biāo)。氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN）指單位投入的肥料氮所能生產(chǎn)的作物籽粒產(chǎn)量，在一定程度上反映了生產(chǎn)一定產(chǎn)品需要付出的化肥代價，對施肥的宏觀決策有一定指導(dǎo)意義。氮肥農(nóng)學(xué)利用率（AEN）指單位施氮量所增加的作物籽粒產(chǎn)量，是評價氮肥增產(chǎn)效應(yīng)較為準(zhǔn)確的指標(biāo)，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最為關(guān)心的經(jīng)濟指標(biāo)之一。氮肥生理利用率（PEN）是作物地上部每吸收單位肥料中的氮所獲得的籽粒產(chǎn)量的增加量，它說明的是植物體內(nèi)氮素的利用效率。

從三個地區(qū)肥料表現(xiàn)利用率（RE）來看，鉀肥的肥料利用率最高，氮肥次之，磷肥最低（表4）。其中肥城和威海的鉀肥、氮肥利用率明顯高于滕州。三個地區(qū)的磷肥利用率都很低，只有10%左右。

磷肥偏生產(chǎn)力（PFPP）明顯高于氮肥和鉀肥。威海和肥城的磷肥、氮肥偏生產(chǎn)力低于滕州，而鉀肥偏生產(chǎn)力高于滕州。

磷肥的農(nóng)學(xué)利用效率（AEP）明顯高于氮肥和鉀肥。滕州的肥料農(nóng)學(xué)利用效率（AE）明顯低于威海和肥城。

從肥料生理利用率（PE）來看，磷肥最高，氮肥次之，鉀肥最低。肥城和威海的肥料生理利用率明顯高于滕州。

2.4投入產(chǎn)出比

所調(diào)查的三個地區(qū)每666.7m2肥料投入都在600元左右，其中滕州最高，其他投入如種子、農(nóng)藥、灌溉、人工費等都在1 000元以上。肥城施肥增收最為明顯，每666.7m2為1 102.80元；威海略低，為982.77元；滕州只有436.87元。但滕州施肥產(chǎn)投比最高，為4.19，不施肥產(chǎn)投比為5.82。

3討論

肥料利用率是指導(dǎo)施肥和評價施肥效果的重要指標(biāo)之一。目前我國肥料利用率普遍不高， 氮肥為30%～35%， 磷肥為10%～25%， 鉀肥為40%～50%[10，11]，原因主要是施肥過量、施肥方法不合理、NPK比例失調(diào)等。肥料利用率低不僅使生產(chǎn)成本偏高， 而且是環(huán)境污染特別是水體富營養(yǎng)化的直接原因之一。

由于山東省馬鈴薯效益好，農(nóng)民為增加產(chǎn)量，盲目大量增施化肥。過量的肥料長期連年在土壤中積累，使得所調(diào)查馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的土壤肥力遠高于糧食生產(chǎn)田[12]。在這樣的土壤肥力下仍然大量使用化肥，則使得大量肥料隨著灌溉水流失到地下，污染地下水源，嚴(yán)重危害人民的飲用水安全[13～15]。根據(jù)段玉對內(nèi)蒙地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)肥料利用率的研究，每生產(chǎn)1 000 kg馬鈴薯，N、P2O5、K2O的吸收量分別為6.15、1.36、6.17 kg[16]。孔令郁（2004）[7]對云南馬鈴薯最佳經(jīng)濟施肥量研究表明，N、P2O5、K2O 最佳施肥量分別為141.15、104.55、198.90 kg/hm2， 其施用比例1∶0.74∶1.41?？茖W(xué)合理施肥是提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的有效途徑[17]。

根據(jù)土壤營養(yǎng)狀況和馬鈴薯需肥規(guī)律平衡施肥是提高肥料利用率和產(chǎn)量的最佳方式。根據(jù)山東省馬鈴薯生產(chǎn)的現(xiàn)狀，建議采取以下肥水管理措施：第一，根據(jù)不同地區(qū)的土壤肥力，測土配方施肥；第二，改變一次性集中施肥的習(xí)慣，根據(jù)馬鈴薯的需肥規(guī)律施肥，生育前期植株對N肥需求量大，中后期增加K肥的供應(yīng)，減少磷肥的使用量；第三，增加有機肥的使用量，可以保持土壤的持續(xù)肥料，減少肥料流失； 第四，大力推廣膜下滴灌系統(tǒng)，實現(xiàn)精準(zhǔn)化施肥，提高肥水利用率。

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