劉婉如，陳文淵，賀鵬飛，羅 森，沈 晗，藺 鑫

(延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西延安716000)

馬鈴薯在陜北地區(qū)具有良好的種植基礎(chǔ)，是該地區(qū)近年來發(fā)展的主要經(jīng)濟(jì)作物和特色產(chǎn)業(yè)，年種植面積15.3×104hm2，僅次于玉米、小雜糧[1]。三大糧食作物的平均單產(chǎn)已遠(yuǎn)高于世界平均水平，種植面積短期內(nèi)將保持下降的趨勢，近年來其單產(chǎn)基本沒有增加[2]。馬鈴薯適應(yīng)性廣，生產(chǎn)潛力較大，具有能在干旱半干旱地區(qū)獲得高產(chǎn)的優(yōu)良特性[3]。蔡興奎等[4]研究認(rèn)為我國馬鈴薯生產(chǎn)現(xiàn)處于全面發(fā)展時期，國家將會在馬鈴薯相關(guān)產(chǎn)業(yè)方面投入技術(shù)和科技，結(jié)合相關(guān)政策推動我國馬鈴薯總產(chǎn)量和單產(chǎn)水平的提升。陜北地區(qū)已實(shí)施多年退更還林政策，總耕種面積減少，提高糧食單產(chǎn)是提高該地區(qū)產(chǎn)量的主要途徑[5]。

Datta[6]首次提出產(chǎn)量差的概念，Lobell等[7]在研究中定義當(dāng)前常用的產(chǎn)量的等級為模擬產(chǎn)量潛力、試驗(yàn)產(chǎn)量潛力、高產(chǎn)農(nóng)戶產(chǎn)量和平均農(nóng)戶產(chǎn)量，不同的學(xué)者因所研究的特殊情況會對其中某些等級進(jìn)行替換。范蘭等[8]總結(jié)前人研究資料得出，作物的產(chǎn)量研究尺度分為全球尺度、區(qū)域尺度和田塊尺度三類，本文的研究尺度為田塊尺度，借助試驗(yàn)樣地?cái)?shù)據(jù)探討產(chǎn)量差的限制因子。近年來許多國內(nèi)外學(xué)者研究馬鈴薯產(chǎn)量潛力及產(chǎn)量差的影響因素，積極從水肥配比和農(nóng)業(yè)措施方面進(jìn)行探索。張富倉等[9]馬鈴薯試驗(yàn)田進(jìn)行水肥配比試驗(yàn)，得出的產(chǎn)量均值為53628 kg/hm2，表明該地區(qū)的試驗(yàn)田產(chǎn)量潛力較高，提升的空間較大。特定區(qū)域內(nèi)研究產(chǎn)量差及其限制因素，可以幫助該區(qū)域農(nóng)民采取有針對性的措施，提高作物產(chǎn)量，提升經(jīng)濟(jì)效益。

陜北地區(qū)降雨量小且降雨時期集中，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水主要依靠降雨[10]。馬鈴薯生長中對水分的需求量較大，馬鈴薯不同生育期遭受干旱脅迫時對馬鈴薯產(chǎn)量會產(chǎn)生不同程度的影響，塊莖形成期遭受水分脅迫對產(chǎn)量影響較大[11]。0～100 cm耕作層土壤貯水量與馬鈴薯產(chǎn)量具有顯著的積分回歸關(guān)系，20～40 cm耕作層的土壤貯水量與馬鈴薯產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)最高，是馬鈴薯產(chǎn)量形成的關(guān)鍵層[12]。

杜常亮等[13]設(shè)置設(shè)施栽培馬鈴薯試驗(yàn)，兩年研究結(jié)果表明灌水會對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。高月[14]研究馬鈴薯全株中養(yǎng)分元素含量，得出馬鈴薯氮磷鉀吸收積累量呈“S”型生長曲線變化規(guī)律。穆俊祥等[15]試驗(yàn)表明N、P、K和有機(jī)肥施用對馬鈴薯淀粉含量和淀粉產(chǎn)量均有顯著影響，肥料合理配施可顯著提高馬鈴薯淀粉含量和產(chǎn)量。劉中良等[16]采用“3414”肥料試驗(yàn)設(shè)計(jì)開展早熟馬鈴薯的氮、磷、鉀肥料效應(yīng)研究，結(jié)果表明增產(chǎn)效果從大到小排列為鉀肥>氮肥>磷肥，綜合比較產(chǎn)量和收益得出的最佳肥料用量鉀肥>氮肥>磷肥。張靜等[17]通過對氮、磷、鉀肥與馬鈴薯產(chǎn)量進(jìn)行一元模型擬合，發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀肥對馬鈴薯產(chǎn)量的影響均呈報(bào)酬遞減規(guī)律。張富倉等[9]水肥一體化試驗(yàn)得出結(jié)論為不同的水肥組合對滴灌條件下大田馬鈴薯有顯著性影響，其產(chǎn)量隨著灌水量的增加而增加，隨著施肥量的增加先增大后減小，且最大產(chǎn)量在高水處理和中肥處理獲得。

本文以陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量和馬鈴薯大田土壤為研究對象，采用野外采樣與室內(nèi)農(nóng)化分析相結(jié)合的方法，研究陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量潛力、產(chǎn)量差和土壤含水量與氮磷鉀含量對產(chǎn)量的影響，明確陜北大田種植馬鈴薯的主要限制因素，以期為陜北地區(qū)馬鈴薯增產(chǎn)提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

陜北部分地區(qū)采樣點(diǎn)：本次采集的馬鈴薯樣地位于陜北部分地區(qū)(36°40′-38°21′N，108°46′-109°44′E)，屬于黃土塬區(qū)的典型黃土丘陵地貌，干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量500 mm左右，年總輻射量5016～5852 MJ/m2，年平均氣溫9 ℃，無霜期156～205 d，土壤類型主要為黃綿土和風(fēng)沙土，肥力水平偏低。供試土壤有機(jī)質(zhì)含量2.16～20 g/kg，硝態(tài)氮含量2.17～20.12 mg/kg，速效磷含量1.49～33.775 mg/kg，速效鉀含量14～475.28 mg/kg。

陜北榆林試驗(yàn)站采樣點(diǎn)：馬鈴薯樣地位于榆林馬鈴薯試驗(yàn)站(109°43′N，38°23′E)，屬于干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量371 mm，年總輻射量606.7×107J/m2，年平均氣溫8.6 ℃，無霜期167 d，土壤為風(fēng)沙土，肥力水平中等。供試土壤有機(jī)質(zhì)含量7.85 g/kg，硝態(tài)氮含量48.9 mg/kg，速效磷含量13.95 mg/kg，速效鉀含量87 mg/kg。

采樣地馬鈴薯品種難以區(qū)分，為排除品種因素的影響，將榆林試驗(yàn)站采樣點(diǎn)中28個品種數(shù)據(jù)計(jì)入陜北地區(qū)采樣點(diǎn)。陜北部分地區(qū)采樣點(diǎn)共計(jì)56個，采樣個數(shù)168；榆林試驗(yàn)站采樣點(diǎn)共計(jì)1個，采樣個數(shù)126。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

陜北部分地區(qū)采樣點(diǎn)：沿陜北地區(qū)各級公路，間隔30～50 km距離，選取面積大于1 hm2的馬鈴薯農(nóng)田，利用定位軟件記錄樣地名稱及經(jīng)緯度，記錄農(nóng)戶在該地塊的種植措施及施肥情況，利用卷尺測量株距和行距，采集馬鈴薯與土壤樣品，做好標(biāo)記密封后帶回實(shí)驗(yàn)室。

陜北榆林試驗(yàn)站采樣點(diǎn)：參照試驗(yàn)站馬鈴薯種植區(qū)塊面積制定采樣數(shù)量，記錄馬鈴薯生育期內(nèi)施肥情況，利用卷尺測量株距和行距，采集馬鈴薯與土壤樣品，做好標(biāo)記密封后帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.3 測定指標(biāo)與方法

產(chǎn)量采集與測定：在陜北地區(qū)馬鈴薯收獲期間，選取樣地中心位置，采集3株連續(xù)且相鄰的馬鈴薯植株，拭去馬鈴薯塊莖表面土壤，用彈簧秤稱取單株薯重，采用小區(qū)測產(chǎn)的方法計(jì)算馬鈴薯產(chǎn)量。因采集區(qū)域地幅遼闊，馬鈴薯種植時間不統(tǒng)一及植株發(fā)育期不同，故采樣期間某地塊50%馬鈴薯植株地上部分未喪失功能，則乘以收獲系數(shù)校正產(chǎn)量。

土壤樣品采集：在馬鈴薯樣地中隨機(jī)選取3個樣點(diǎn)，距馬鈴薯植株根部10～20 cm處，利用取土鉆沿垂直方向取0～20 cm土壤混勻，裝入塑封袋后密封袋口，帶回實(shí)驗(yàn)室濕土?xí)r測定含水量，陰干土壤后依據(jù)測定對土壤粒徑的需求過篩測定有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、速效磷和速效鉀。

土壤樣品測定：含水量(烘干法)；有機(jī)質(zhì)(重鉻酸鉀容量法—外加熱法)；硝態(tài)氮(2 mol/L KCl浸提，210 nm比色法)；速效磷(0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法)；速效鉀(NH4OAc浸提，火焰光度法)[18，19]。

1.4 產(chǎn)量差確定

參照Lobell[20]的分類方法，把采集的陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量數(shù)據(jù)集劃分為四類。第一類記作試驗(yàn)高產(chǎn)，抽取試驗(yàn)站中種植的馬鈴薯產(chǎn)量均值數(shù)據(jù)前5%；第二類記作試驗(yàn)均產(chǎn)，抽取試驗(yàn)站中種植的馬鈴薯產(chǎn)量均值數(shù)據(jù)中間的80%；第三類記作農(nóng)戶高產(chǎn)，抽取陜北地區(qū)馬鈴薯大田產(chǎn)量均值數(shù)據(jù)的前10%；第四類記作農(nóng)戶均量，抽取陜北地區(qū)馬鈴薯大田產(chǎn)量均值數(shù)據(jù)的前80%。

依據(jù)試驗(yàn)高產(chǎn)、試驗(yàn)均產(chǎn)、農(nóng)戶高產(chǎn)、農(nóng)戶均產(chǎn)四種類對產(chǎn)量差定義，YG1為農(nóng)戶高產(chǎn)與農(nóng)戶均產(chǎn)產(chǎn)量差值，YG2試驗(yàn)均產(chǎn)與農(nóng)戶均產(chǎn)產(chǎn)量差值，YG3試驗(yàn)高產(chǎn)與農(nóng)戶均產(chǎn)產(chǎn)量差值。

1.5 數(shù)據(jù)的處理及統(tǒng)計(jì)分析

用Microsoft Excell 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算；SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素和相關(guān)性分析；SigmaPlot14.0繪圖。

2 結(jié)果分析

2.1 陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量潛力與產(chǎn)量差

圖1為陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量潛力與產(chǎn)量差。由圖1可知陜北地區(qū)農(nóng)戶均產(chǎn)組與試驗(yàn)高產(chǎn)、試驗(yàn)均產(chǎn)組和農(nóng)戶均產(chǎn)組之間的馬鈴薯產(chǎn)量間存在顯著差異，試驗(yàn)均產(chǎn)組與農(nóng)戶高產(chǎn)組產(chǎn)量無顯著差異。其中試驗(yàn)高產(chǎn)組產(chǎn)量最高為72678 kg/hm2，農(nóng)戶均產(chǎn)組產(chǎn)量最低僅為19386 kg/hm2，YG3達(dá)到最大值53292 kg/hm2，農(nóng)戶均產(chǎn)組實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)高產(chǎn)組產(chǎn)量的26.7%；試驗(yàn)均產(chǎn)組產(chǎn)量為36083 kg/hm2，YG2為16697 kg/hm2，農(nóng)戶均產(chǎn)組實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)均產(chǎn)組產(chǎn)量的53.7%；農(nóng)戶高產(chǎn)產(chǎn)量為34259 kg/hm2，YG1為14873 kg/hm2，農(nóng)戶均產(chǎn)組實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶高產(chǎn)組產(chǎn)量的56.6%。產(chǎn)量差由大到小排列為YG3>YG2>YG1，其中YG3比YG1和YG2高72%、69%。

2.2 陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量與土壤水分及養(yǎng)分比較分析

2.2.1 陜北地區(qū)各等級馬鈴薯產(chǎn)量與土壤水分及養(yǎng)分關(guān)系

圖2-a陜北地區(qū)馬鈴薯大田土壤含水量。試驗(yàn)高產(chǎn)、試驗(yàn)均產(chǎn)、農(nóng)戶均產(chǎn)和農(nóng)戶均產(chǎn)各組土壤含水量達(dá)到顯著差異，含水量由高到低依次為農(nóng)戶均產(chǎn)>農(nóng)戶高產(chǎn)>試驗(yàn)均產(chǎn)>試驗(yàn)高產(chǎn)，含水量最高是農(nóng)戶均產(chǎn)組為8.333%，含水量最低是試驗(yàn)高產(chǎn)組為5.427%，隨土壤含水量升高馬鈴薯產(chǎn)量有逐漸降低的趨勢。

圖2-b陜北地區(qū)馬鈴薯大田土壤有機(jī)質(zhì)含量。試驗(yàn)高產(chǎn)、試驗(yàn)均產(chǎn)、農(nóng)戶高產(chǎn)與農(nóng)戶均產(chǎn)各組土壤有機(jī)質(zhì)無顯著差異，試驗(yàn)均產(chǎn)組土壤中有機(jī)質(zhì)含量最低為4.922 g/kg，農(nóng)戶均產(chǎn)組土壤中有機(jī)質(zhì)含量最高6.095 g/kg。試驗(yàn)均產(chǎn)、農(nóng)戶高產(chǎn)和農(nóng)戶均產(chǎn)的產(chǎn)量與土壤中有機(jī)質(zhì)含量仍存在隨產(chǎn)量的減少有機(jī)質(zhì)含量上升的現(xiàn)象，試驗(yàn)高產(chǎn)組土壤有機(jī)質(zhì)含量不符合此變化規(guī)律。

圖2-c陜北地區(qū)馬鈴薯大田土壤硝態(tài)氮含量。農(nóng)戶均產(chǎn)與試驗(yàn)高產(chǎn)、試驗(yàn)均產(chǎn)和農(nóng)戶高產(chǎn)組間土壤中硝態(tài)氮含量具有顯著差異，含量最高為試驗(yàn)均產(chǎn)組5.649 mg/kg，含量最低為農(nóng)戶均產(chǎn)組2.630 mg/kg。土壤硝態(tài)氮含量由高到低為試驗(yàn)均產(chǎn)>農(nóng)戶高產(chǎn)>試驗(yàn)高產(chǎn)>農(nóng)戶均產(chǎn)，試驗(yàn)高產(chǎn)組土壤中硝態(tài)氮含量低于試驗(yàn)均產(chǎn)和農(nóng)戶高產(chǎn)組，產(chǎn)量和土壤中硝態(tài)氮含量變化規(guī)律不明顯。

圖2-d陜北地區(qū)馬鈴薯大田土壤速效磷含量。試驗(yàn)高產(chǎn)、試驗(yàn)均產(chǎn)、農(nóng)戶高產(chǎn)和農(nóng)戶均產(chǎn)各組土壤有機(jī)質(zhì)無顯著差異，土壤中有機(jī)質(zhì)最低試驗(yàn)均產(chǎn)組與最高農(nóng)戶均產(chǎn)組，兩組差值為3.318 mg/kg。土壤中速效磷含量與產(chǎn)量成正比，土壤中速效磷含量較大的地區(qū)，馬鈴薯產(chǎn)量相應(yīng)較大。

圖2-e陜北地區(qū)馬鈴薯大田土壤速效鉀含量。試驗(yàn)高產(chǎn)組與試驗(yàn)均產(chǎn)組土壤中速效鉀含量無差異，農(nóng)戶高產(chǎn)組與農(nóng)戶均產(chǎn)組土壤速效鉀含量無差異，試驗(yàn)組與農(nóng)戶組的差異達(dá)到極顯著。農(nóng)戶組土壤中速效鉀含量均值為49.247 mg/kg，試驗(yàn)組土壤中速效鉀含量均值為9.322 mg/kg，試驗(yàn)組是農(nóng)戶組速效鉀含量的18.9%，土壤中速效鉀含量與馬鈴薯產(chǎn)量成反比。

2.2.2 陜北地區(qū)馬鈴薯大田土壤水分及養(yǎng)分含量與產(chǎn)量的關(guān)系

圖3-a陜北地區(qū)馬鈴薯大田中土壤含水量。陜北地區(qū)農(nóng)田土壤含水量范圍在3.218%～15.888%之間，其中60%含水量數(shù)據(jù)分布在4%～8%的范圍內(nèi)，土壤中含水量地區(qū)間差異較大平。產(chǎn)量小于20000 kg/hm2的地區(qū)含水量含量較高且變化范圍較大，產(chǎn)量大于20000 kg/hm2的地區(qū)土壤含水量較為接近，只有極少數(shù)地區(qū)含水量數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。

圖3-b陜北地區(qū)馬鈴薯大田中土壤有機(jī)質(zhì)含量。土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍在2.153～12.485 g/kg，其中60%有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)分布在4～6 g/kg的范圍內(nèi)，大部分地區(qū)土壤中有機(jī)質(zhì)含量較少，累計(jì)投入量不足。產(chǎn)量小于20000 kg/hm2的地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量相對較高，變異系數(shù)較大；產(chǎn)量大于20000 kg/hm2的地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量較為均一。

圖3-c陜北地區(qū)馬鈴薯大田中土壤硝態(tài)氮含量。土壤硝態(tài)氮含量范圍在0.21～20.12 mg/kg，88.9%的硝態(tài)氮含量數(shù)據(jù)7 mg/kg之下。產(chǎn)量為40000 kg/hm2以上的地區(qū)，土壤中硝態(tài)氮含量均在5 mg/kg以下；產(chǎn)量為40000 kg/hm2以下的地區(qū)，土壤中硝態(tài)氮含量波動明顯。

圖3-d陜北地區(qū)馬鈴薯大田中土壤速效磷含量。土壤速效磷含量范圍在1.975～33.775 mg/kg，0～40000 kg/hm2產(chǎn)量階段內(nèi)的土壤速效磷含量差異較大，產(chǎn)量為60000 kg/hm2以上地區(qū)土壤速效磷含量普遍較小。

圖3-e陜北地區(qū)馬鈴薯大田中土壤速效鉀含量。土壤速效鉀含量范圍在5～89.5 mg/kg，速效鉀含量產(chǎn)生兩極分化的現(xiàn)象，43.9%的地區(qū)含量高于40 mg/kg，52.9%的地區(qū)含量低于20 mg/kg，產(chǎn)量為40000 kg/hm2以上地區(qū)土壤速效磷含量均低于20000 mg/kg。

3 討論

分析陜北地區(qū)田間調(diào)查數(shù)據(jù)，得出馬鈴薯試驗(yàn)高產(chǎn)、試驗(yàn)均產(chǎn)、農(nóng)戶高產(chǎn)和農(nóng)戶均產(chǎn)的產(chǎn)量間存在顯著差異，各分組產(chǎn)量與農(nóng)戶均產(chǎn)組產(chǎn)量的差值較大。Haverkort[21]在環(huán)境因素極優(yōu)的情況下，利用模型預(yù)測的馬鈴薯實(shí)際產(chǎn)量為140000 kg/hm2，本次調(diào)查陜北地區(qū)馬鈴薯試驗(yàn)高產(chǎn)組產(chǎn)量可達(dá)72678 kg/hm2，實(shí)現(xiàn)該模型預(yù)測產(chǎn)量的51.9%，表明陜北地區(qū)馬鈴薯試驗(yàn)區(qū)具有較大增產(chǎn)潛力，應(yīng)從管理因素和環(huán)境因素綜合考慮，進(jìn)行試驗(yàn)田種植試驗(yàn)研究該地區(qū)實(shí)際產(chǎn)量的最大值，并以此為目標(biāo)逐步實(shí)現(xiàn)該地區(qū)馬鈴薯增產(chǎn)。鐘鑫等[22]馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的比較優(yōu)勢及其變化趨勢進(jìn)行分析，結(jié)果表明西北、西南和東北三個地區(qū)的馬鈴薯生產(chǎn)綜合比較優(yōu)勢較高。本次調(diào)查陜北地區(qū)馬鈴薯均產(chǎn)為29000 kg/hm2，與徐亞新等[23]匯總多年該地區(qū)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)接近，表明該地區(qū)多年來馬鈴薯產(chǎn)量較為穩(wěn)定，農(nóng)戶種植馬鈴薯措施和種植面積變動幅度不大。本研究中農(nóng)戶高產(chǎn)組與試驗(yàn)均產(chǎn)組產(chǎn)量數(shù)據(jù)無差異，表明整個地區(qū)有實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)均產(chǎn)組產(chǎn)量的基本生態(tài)條件，且部分農(nóng)戶已經(jīng)掌握馬鈴薯高產(chǎn)的技術(shù)要求。

土壤肥力的高低在一定程度上決定了土壤生產(chǎn)力的高低[24]，通過對陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量測定和馬鈴薯大田土壤理化性質(zhì)試驗(yàn)，研究土壤養(yǎng)分含量對馬鈴薯產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明對馬鈴薯產(chǎn)量影響顯著的因素為含水量、有機(jī)質(zhì)含量、硝態(tài)氮含量和速效鉀含量，其中土壤速效鉀含量的影響因子最大。

土壤貯水量是影響產(chǎn)量的重要因素[25]，本研究得出土壤含水量與產(chǎn)量具有顯著負(fù)相關(guān)，土壤含水量最低的地區(qū)產(chǎn)量最佳，一方面是因?yàn)轳R鈴薯整個生長階段對水分的需求量比較大，收獲前馬鈴薯產(chǎn)量較大地區(qū)對土壤水分供應(yīng)良好，馬鈴薯吸收土壤中水分越多，土壤中殘留水分越少，水分利用效率較高。宋娜等[26]研究結(jié)果是土壤濕潤比較高的處理，馬鈴薯產(chǎn)量及水分利用效率最大。另一方面收獲后馬鈴薯地上部分枯萎，土壤水分蒸散量變大。馬鈴薯成熟期是土壤蒸發(fā)的高峰期，而其他生育期的蒸發(fā)相對平穩(wěn)[27]。

本次研究得出陜北地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量均值為5.56 g/kg，在全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)分類中屬于六級。張立超等[28]研究表明馬鈴薯在生育期內(nèi)吸收有機(jī)質(zhì)含量約19%，僅有少量有機(jī)質(zhì)在下層土壤中積累。本次測定的土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)表明整個陜北地區(qū)土壤中有機(jī)肥含量較低，施入量低且累計(jì)消耗量大。本研究產(chǎn)量與有機(jī)質(zhì)含量整體符合負(fù)相關(guān)變化規(guī)律，試驗(yàn)高產(chǎn)和試驗(yàn)均產(chǎn)組有機(jī)質(zhì)含量無差異，導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因可能是實(shí)驗(yàn)組的施用有機(jī)肥量無差異。

吳金水等[29]研究表明種植作物顯著地改變土壤剖面水分和硝態(tài)氮的分布情況，并使其含量發(fā)生大幅度的季節(jié)變化，該變化產(chǎn)生的原因主要是作物的利用導(dǎo)致。土壤中硝態(tài)氮含量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，魏峭嶸等[30]研究表明隨施氮量增加馬鈴薯產(chǎn)量呈先增后減的趨勢，王秀康等[31]研究表明施氮量越高硝態(tài)氮的淋失量越大，司轉(zhuǎn)運(yùn)等[32]研究證明施氮顯著增加0～100 cm土體不同土層的硝態(tài)氮含量，隨著施氮量增加，土壤硝態(tài)氮含量增大。趙俊曄等[33]利用15N示蹤技術(shù)研究得出小麥在生育期內(nèi)吸收當(dāng)季施氮肥的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于土壤中氮含有量。根據(jù)上述結(jié)論推測陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量較高地區(qū)，大田土壤中累積的氮含量越高，其前期施氮肥量越大；不排除農(nóng)戶投入氮肥量較高，由降水等因素導(dǎo)致肥料損失率過高而馬鈴薯產(chǎn)量降低的可能性。

本次得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果表明土壤速效鉀含量與產(chǎn)量成顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)性達(dá)到R2=0.1599。盧建武等[34]研究表明鉀在馬鈴薯植株內(nèi)參與物質(zhì)運(yùn)輸和積累，起到重要的作用。馬鈴薯是一種鉀低效作物[35]，即鉀肥施用量大于馬鈴薯生長所需時，馬鈴薯才能從土壤中吸收充足的鉀。本次測定農(nóng)戶組土壤中速效鉀含量普遍較高，產(chǎn)量反而普遍較低，漆輝等[36]研究證明即使不施用鉀肥，土壤速效鉀含量仍保持在一定的水平，但從維系土壤供鉀能力及其可持續(xù)利用的角度出發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍需合理施用鉀肥。康小華等[37]研究結(jié)果為鉀肥施用量過高過低都會導(dǎo)致產(chǎn)量下降，表明陜北地區(qū)產(chǎn)量仍處在峰值之下，可能的原因是上述調(diào)查農(nóng)田中土壤速效鉀未被充分利用。程東娟等[38]研究表明土壤速效鉀含量與馬鈴薯產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，本研究結(jié)果與之相反，原因可能是其處理中采用覆膜顯著增加土壤硝態(tài)氮含量[39]；本次研究區(qū)域施肥配比不統(tǒng)一，其它土壤養(yǎng)分等缺失會對馬鈴薯生長發(fā)育產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)，間接影響馬鈴薯吸收土壤速效鉀；土壤養(yǎng)分配比不合理時，導(dǎo)致作物對某種養(yǎng)分吸收效率下降。據(jù)上述學(xué)者研究結(jié)論推斷陜北地區(qū)大田中速效鉀含量維持中等水平，但馬鈴薯吸收利用效率較低，促進(jìn)速效鉀為馬鈴薯所用是增產(chǎn)的關(guān)鍵之一。本次試驗(yàn)中試驗(yàn)組土壤中速效鉀含量較低，原因可能是該地塊種植前經(jīng)均一化處理，以減少土壤中原有養(yǎng)分對施肥處理的影響，另一方面表明試驗(yàn)組中鉀肥的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于農(nóng)戶組。

本次研究得出土壤中硝態(tài)氮含量與速效磷含量和速效鉀含量顯著相關(guān)，其中硝態(tài)氮與速效磷呈正相關(guān)，與速效鉀呈負(fù)相關(guān)。對氮肥的利用效率產(chǎn)生影響的因素是施氮量、補(bǔ)水量、水肥施用時期分配、有機(jī)肥施用量、施鉀量，高水高氮組合配比效果最佳[40]。韋劍鋒等[41]研究表明單一增施氮肥不利于磷肥和鉀肥的高效利用，深入研究土壤肥效間的相互作用，明確施肥比例。漆輝等[36]研究認(rèn)為施氮量與土壤中速效磷和速效鉀含量呈顯著正相關(guān)，王西娜等[42]認(rèn)為適量施氮會促進(jìn)作物對土壤水氮的利用，提高作物生物量和產(chǎn)量，因此提高氮肥施用水平，并施用磷肥和鉀肥助于土壤中養(yǎng)分的積累，有利于馬鈴薯對水肥的吸收利用。

4 結(jié)論

本次研究陜北地區(qū)馬鈴薯試驗(yàn)高產(chǎn)組產(chǎn)量為72678 kg/hm2，試驗(yàn)均產(chǎn)組產(chǎn)量為36083 kg/hm2，農(nóng)戶高產(chǎn)組產(chǎn)量為34259 kg/hm2，農(nóng)戶均產(chǎn)組產(chǎn)量19386 kg/hm2。陜北地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量差距較大，意味著該地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量潛力巨大。深入研究該地區(qū)產(chǎn)量的影響因素，制定適宜的耕種和施肥措施，逐步消除各級產(chǎn)量差，將會大幅提高該地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量。

本次研究陜北地區(qū)土壤中速效鉀的含量對馬鈴薯產(chǎn)量的影響最大，建議尋找活化該地區(qū)土壤中速效鉀的方式，提高該地區(qū)鉀肥的利用率；合理供給土壤鉀肥，保證土壤的供鉀能力和鉀素的可持續(xù)利用。土壤含水量對馬鈴薯的生長發(fā)育較為重要，特別是陜北特殊的降雨條件，建議在馬鈴薯生育期降雨較少的情況下改善供水情況，保障馬鈴薯生長的基本條件，促進(jìn)產(chǎn)量的提高。土壤中氮元素含量與其它元素含量呈顯著相關(guān)，表明氮肥與其它肥料結(jié)合施用對產(chǎn)量產(chǎn)生重要作用，建議提高氮肥的施入量，提高馬鈴薯對氮肥及其它肥料的吸收利用。土壤含水量是供給馬鈴薯生長發(fā)育的關(guān)鍵，考慮該地區(qū)降水量較低，建議采用滴灌等節(jié)水措施，保持較高含水量以提供馬鈴薯生長所需。