李成晨, 索海翠, 羅煥明, 安康, 劉計濤,王麗, 單建偉, 楊少海, 李小波*

(1.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所, 廣東省農(nóng)作物遺傳改良重點(diǎn)實驗室, 廣州 510640; 2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 廣州 510640)

馬鈴薯是繼水稻、小麥和玉米之后我國第四大主糧作物，其塊莖營養(yǎng)成分齊全，富含鈣、鐵、鋅、磷、鉀、鎂、蛋白質(zhì)、維生素、賴氨酸和色氨酸等人體所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，特別是富含谷物類所缺少的賴氨酸、色氨酸、維生素C和胡蘿卜素，因營養(yǎng)成分遠(yuǎn)高于蘋果，被稱為“地下蘋果”[1]。冬種馬鈴薯是廣東省特色農(nóng)業(yè)，能夠充分利用當(dāng)?shù)氐膮^(qū)位優(yōu)勢、氣候優(yōu)勢、市場優(yōu)勢和冬閑田優(yōu)勢，對粵港澳大灣區(qū)“菜籃子”具有重要作用[2]。

馬鈴薯對肥料的利用率較低，因此，大量施用化肥成為馬鈴薯獲得高產(chǎn)的重要途徑[2-3]。然而，化肥增產(chǎn)效應(yīng)受報酬遞減率的制約，即隨著施肥量增大，投入產(chǎn)出效率和肥料利用率持續(xù)下降[4]。過多的養(yǎng)分流失造成水體與面源污染、土傳病害增多、土壤酸化、有害元素增長等問題，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生態(tài)的健康發(fā)展[5-7]。研究表明，適量減少化肥用量對水稻和小麥的產(chǎn)量不僅無顯著影響，還能提高肥料利用率和肥料偏生產(chǎn)力，減少養(yǎng)分徑流，增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量[8-9]。因此，合理使用化肥對綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展尤為重要。

化肥用量和施用方式影響作物對養(yǎng)分的吸收和利用，特別是肥料深施或者在土壤中集中施肥會在根系區(qū)域形成肥料微域環(huán)境[10]，減少土壤對養(yǎng)分的固定，提高植物對肥料的利用率，但若施肥量過多易造成燒苗[11]。新型的控釋肥可以根據(jù)作物生長季節(jié)釋放養(yǎng)分，但由于土壤類型、氣候變化、作物品種和生育期的差異，控釋肥養(yǎng)分的釋放不能完全符合作物的生長需求。水肥一體化施肥技術(shù)可以根據(jù)作物的生長需求隨時調(diào)整肥料用量，以液體肥的形式將肥料滴在作物根系區(qū)域，減少土壤對養(yǎng)分的固定，提高肥料利用率，增產(chǎn)效果顯著[12]。趙宗海等[13]研究表明，與傳統(tǒng)化肥基施相比，馬鈴薯水肥一體化(基肥50%+追肥50%)的施肥模式下馬鈴薯產(chǎn)量最高，且能增加0—20 cm耕層土壤有機(jī)質(zhì)及有效態(tài)氮、磷、鉀含量。沈建國等[14]連續(xù)兩年對春辣椒采用水肥一體化滴灌減肥30%的施肥模式，顯著促進(jìn)了大棚辣椒的生長，提高了辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)和效益。

調(diào)查廣東省馬鈴薯施肥現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，近年來，由于受種植成本和經(jīng)濟(jì)效益影響，馬鈴薯種植大多采用地膜覆蓋、一次性基施化肥的施肥方式[2]。地膜覆蓋提高了馬鈴薯的商品性，減少了多次施肥、除草的勞動力成本，但給馬鈴薯生長后期追肥帶來困難，因此，大多農(nóng)戶采用增大基施化肥的用量來保障馬鈴薯生長所需養(yǎng)分的供給和馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)。一次性基施大量化肥，一方面易造成燒苗，影響馬鈴薯的出苗率；另一方面肥料養(yǎng)分釋放不符合馬鈴薯生長的需肥規(guī)律，造成馬鈴薯生長后期養(yǎng)分不足。因此，在當(dāng)前種植模式下，研究合理的施肥方式和化肥用量對減少化肥使用、保護(hù)環(huán)境和土壤健康具有重要意義。因此，本研究以馬鈴薯費(fèi)烏瑞它為試驗材料，設(shè)置一次性基施和水肥一體化滴灌追施兩種施肥方式，探討了不同施肥方式和化肥減量對馬鈴薯產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀、肥料利用率和氮素積累的影響，為廣東省合理使用化肥和發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018—2019年在廣東省惠州市惠東縣石橋村農(nóng)田(E 114°49′，N 22°45′，海拔6 m)進(jìn)行，試驗地前茬作物為兩季水稻，供試土壤類型為淺褐色壤土，土壤pH 5.26, 有機(jī)質(zhì)48.1 g·kg-1、堿解氮360.8 mg·kg-1、速效磷160.0 mg·kg-1、速效鉀293.0 mg·kg-1。馬鈴薯生育期日間平均氣溫21.25 ℃，夜間平均氣溫13.25 ℃，累計降雨天數(shù)17.3 d，日平均降水量2.2 mm，空氣平均濕度72%。

1.2 試驗設(shè)計

以內(nèi)蒙古坤元太和農(nóng)業(yè)科技有限公司提供的脫毒種薯-費(fèi)烏瑞它為供試品種。于2018年10月—2019年2月進(jìn)行馬鈴薯冬種。播種壟寬1.2 m，每壟種植兩行，呈“品”字形種植，株距0.22 m，行距0.4 m。播種后覆蓋黑色地膜。試驗設(shè)置：不施肥(CK)、一次性基施化肥100%用量(TCF100)、一次性基施化肥80%用量(TCF80)、水肥一體化滴灌施化肥100%用量(WCF100)、水肥一體化滴灌施化肥80%用量(WCF80)和水肥一體化滴灌施化肥60%用量(WCF60)共6個處理。各處理均基施有機(jī)肥(腐熟的雞糞)6 000 kg·hm-2；化肥按照不同施肥方式使用，但TCF100和WCF100處理具有等量養(yǎng)分含量。TCF100處理施用復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)1 875 kg·hm-2，TCF80處理施用同樣復(fù)合肥1 500 kg·hm-2；水肥一體化滴灌施肥方式采用基施化肥和追施液體化肥的方式進(jìn)行，WCF100基施尿素(46%)415.8 kg·hm-2、過磷酸鈣(12%)1 863.75 kg·hm-2和氯化鉀(60%)287.25 kg·hm-2；WCF80和WCF60處理根據(jù)WCF100施肥用量按比例減施。液體肥在馬鈴薯出苗后30 d開始追施，依次追施的液體肥(購自東莞一翔液體肥料有限公司)包括壯根肥(12-16-10)75 kg·hm-2、旺苗肥(15-10-13)240 kg·hm-2、膨果肥(14-6-18)180 kg·hm-2和壯果肥(11-6-21)180 kg·hm-2。每7 d施肥1次，液體肥隨水混合滴入根際，其中旺苗肥、膨果肥和壯果肥均分3次施用。CK處理不施用化學(xué)肥料，為了方便施肥操作和條件管理，采用裂區(qū)試驗設(shè)計，隨機(jī)排列，每處理重復(fù)4次。

1.3 項目測定及方法

1.3.1農(nóng)藝性狀 出苗后60 d選擇長勢均勻的10株植株，測量地面到植株頂端的垂直高度記作株高；選擇植株第三至第四復(fù)葉頂葉測定葉片SPAD值，每片葉片測量4個不同位置；統(tǒng)計主莖上分枝數(shù)量和地下部的匍匐莖數(shù)量。

1.3.2生物量 分別在馬鈴薯出苗后30(30DAE)、60(60DAE)和90 d(90DAE)選取每小區(qū)長勢均勻的4株馬鈴薯植株，分地上部、根部和塊莖于烘箱105 ℃殺青30 min，隨后75 ℃烘干至恒重，測定干物質(zhì)含量。

1.3.3生長速率 生長速率為馬鈴薯某個生育時期(天數(shù))塊莖干物質(zhì)重量的增長量。

1.3.4產(chǎn)量 馬鈴薯成熟后，按照每小區(qū)實際塊莖鮮重質(zhì)量計算產(chǎn)量(kg·hm-2)。

1.3.5植株氮含量測定 收獲時分地上部、根部和塊莖，75 ℃烘干至恒重后稱重，磨碎樣品，采用濃H2SO4-H2O2消煮法消化，凱氏定氮法測定樣品氮含量。

1.3.6養(yǎng)分偏生產(chǎn)力 肥料偏生產(chǎn)力(partial factor productivity of total fertilizer, PFPT)、化肥偏生產(chǎn)力(PFP of chemical fertilizer，PFPC)、氮素偏生產(chǎn)力(PFP of total nitrogen，PFPTN)和化肥氮素偏生產(chǎn)力(PFP of chemical nitrogen，PFPCN)的計算參考張緒成等[15]方法，其計算方法如下。

PFPT= Yd/F

PFPC= Yd/C

PFPTN= Yd/N

PFPCN= Yd/CN

其中，Yd表示馬鈴薯產(chǎn)量(kg·hm-2)；F為總施肥量(kg·hm-2)；C為化肥施用量(kg·hm-2)；N為總氮素施用量(kg·hm-2)；CN為化肥中氮素施用量(kg·hm-2)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖，采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析，使用Duncan’s multiple range test 法進(jìn)行樣本間差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥方式和化肥減施對馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響

不同施肥方式和化肥減施對馬鈴薯株高、葉片SPAD值、分枝數(shù)和莖粗的影響如圖1所示，施肥處理的株高、葉片SPAD值、分枝數(shù)和莖粗均較CK顯著增加。一次性基施模式下， TCF80處理與TCF100處理相比，株高、葉片SPAD值和莖粗均無顯著性差異，但分枝數(shù)顯著減少了6.67%。水肥一體化滴灌施肥方式下，WCF80處理的株高較WCF100處理顯著增加了15.32%，但葉片SPAD值、分枝數(shù)和莖粗無顯著性差異；與WCF100處理相比，WCF60處理的株高顯著增加了12.82%，分枝數(shù)顯著減少了26.56%，但葉片SPAD值和莖粗無顯著差異。

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平差異顯著。Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.圖1 不同施肥處理下馬鈴薯的農(nóng)藝性狀Fig.1 Agronomic characters of potato under different fertilizer treatments

不同施肥方式和化肥減施對馬鈴薯匍匐莖和塊莖數(shù)的影響如圖2所示，與CK相比，施肥對匍匐莖和塊莖數(shù)量均無顯著影響。其中，水肥一體化滴灌方式下， WCF80處理的匍匐莖數(shù)較WCF100處理顯著增加了33.33%；WCF60處理的匍匐莖數(shù)和塊莖數(shù)與WCF100處理間差異不顯著。

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平差異顯著。Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.圖2 不同施肥處理下馬鈴薯的匍匐莖和塊莖數(shù)Fig.2 Number of potato stolons and tubers under different fertilizer treatments

2.2 施肥方式和化肥減施對馬鈴薯植株生物量的影響

不同施肥處理下馬鈴薯生物量的結(jié)果表明(圖3)，隨著植株的生長發(fā)育，馬鈴薯地上部干重、塊莖干重及植株生物量均顯著增加。出苗后30 d，WCF80處理的地上部、根部和塊莖干重及生物量均顯著高于CK、WCF100和TCF80處理。出苗后60 d，與CK相比，施肥處理的地上部、根部和塊莖干重及植株生物量均顯著增加，且不同施肥處理間差異不顯著。出苗后90 d，除WCF60塊莖干重外，施肥處理的馬鈴薯地上部、根部和塊莖干重及生物量均較對照顯著增加。其中，TCF100與TCF80處理間差異不顯著，WCF100和WCF80差異不顯著；但相同施肥量時，WCF80處理的生物量較TCF80處理顯著增加了27.8%。

注：不同的希臘字母表示不同生長天數(shù)間在P<0.05水平差異顯著；不同英文字母表示相同生育期下不同施肥處理間在P<0.05水平差異顯著。Note: Different Greek letters indicate significant differences between different growth days at P<0.05 level; different English letters indicate significant differences between fertilization treatments in same growth day at P<0.05 level.圖3 不同施肥處理下馬鈴薯的生物量Fig.3 Biomass of potato under different fertilizer treatments

2.3 施肥方式和化肥減施對馬鈴薯產(chǎn)量和塊莖生長速率的影響

不同施肥方式和化肥減施處理下馬鈴薯的產(chǎn)量結(jié)果表明(圖4)，除WCF60外，施肥處理的產(chǎn)量均顯著高于對照。采用一次性基施的TCF80和TCF100處理間產(chǎn)量差異不顯著；同樣，水肥一體化的WCF80產(chǎn)量為46 513.25 kg·hm-2，與WCF100間差異不顯著；但WCF60處理的產(chǎn)量顯著低于WCF80和WCF100。對不同施肥方式進(jìn)行比較，水肥一體化施肥處理的產(chǎn)量高于一次性基施處理。其中,WCF80處理顯著高于TCF100和TCF80；與相同施肥量的TCF80處理相比，WCF80處理顯著增產(chǎn)31.9%。

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平差異顯著。Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.圖4 不同施肥處理下馬鈴薯的產(chǎn)量Fig.4 Yield of potato under different fertilizer treatments

馬鈴薯塊莖形成期，不同施肥處理下馬鈴薯塊莖的生長速率結(jié)果表明(表1)，出苗31～60 d，馬鈴薯塊莖的平均生長速率較快，隨后平均生長速率降低；與CK相比，施肥處理的塊莖生長速率均顯著高于CK。其中，出苗31～60 d，塊莖的平均生長速率較快，不同施肥處理間均無顯著差異；出苗61～90 d，塊莖的平均生長速率減緩，WCF60處理的生長速率顯著低于TCF100和WCF80處理，其他處理間無顯著差異。

表1 不同施肥下馬鈴薯塊莖的生長速率Table 1 Growth rate of potato tubers under different fertilizer treatments

2.4 施肥方式和化肥減施對馬鈴薯氮含量的影響

不同施肥方式和化肥減施對馬鈴薯氮含量的影響如圖5所示，與CK相比，施肥處理顯著增加了馬鈴薯植株氮含量。其中， TCF80和WCF80處理分別與TCF100和WCF100處理均無顯著差異；但WCF60處理植株的氮含量較WCF100顯著降低。分析不同器官氮含量表明，馬鈴薯植株各部位氮含量由高到低依次為塊莖>地上部>根部。與CK相比，施肥處理塊莖、地上部和根部的氮含量均顯著增加。一次性基施模式下，與全肥處理TCF100相比，TCF80處理塊莖的氮含量顯著減少了19.87%；地上部和根部的氮含量分別顯著增加了39.55%和28.72%。水肥一體化滴灌模式下，與全肥處理WCF100相比，WCF80處理塊莖中的氮含量顯著減少了10.20%，地上部氮含量顯著增加了46.15%，根部氮含量無顯著變化；WCF60處理塊莖中的氮含量顯著降低，地上部和根部的氮含量均無顯著變化。由此表明，化肥施用量減少20%使馬鈴薯塊莖中氮含量顯著減少，但地上部和根部氮含量顯著增加。地上部和根部氮含量的增加對氮素的循環(huán)利用和下茬作物的氮素減施具有重要意義。

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平差異顯著。Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.圖5 不同施肥處理下馬鈴薯的氮含量Fig.5 Nitrogen content of potato under different fertilizer treatments

2.5 施肥方式和化肥減施對氮素偏生產(chǎn)力的影響

不同施肥方式和化肥減施對氮素偏生產(chǎn)力的影響如圖6所示。一次性基施模式下，TCF80處理與TCF100相比，PFPT、PFPC、PFPTN和PFPCN均無顯著差異。水肥一體化滴灌施肥模式下，與WCF100處理相比，WCF80處理的PFPT、PFPC、PFPTN和PFPCN均顯著增加了37.83%、45.49%、45.04%、45.49%；而WCF60與WCF100處理間差異不顯著。在相同施肥量下， WCF80處理的PFPT、PFPC、PFPTN、PFPCN較TCF80分別顯著增加了31.96%、31.97%、31.97%、31.96%。

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平差異顯著。Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.圖6 不同施肥處理下氮素的偏生產(chǎn)力Fig.6 PFP under different fertilizer treatments

2.6 施肥方式和化肥減施對根際土壤pH的影響

不同施肥處理下根際土壤pH如圖7所示。與CK相比，施肥處理顯著降低了馬鈴薯根際土壤pH。相同施肥模式下，TCF80和TCF100處理根際土壤pH差異不顯著；WCF100、WCF80和WCF60間差異不顯著。相同施肥量時，WCF100處理較TCF100處理使根際土壤pH顯著增加 0.46；WCF80處理較TCF80處理顯著增加0.51。由此表明，水肥一體化滴灌施肥可有效緩解化學(xué)肥料對土壤的酸化。

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平差異顯著。Note: Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P<0.05 level.圖7 不同施肥處理下根際土壤pH Fig.7 pH of soil in rhizosphere under different fertilizer treatments

2.7 施肥方式和化肥減施對馬鈴薯生長的PLS-DA分析

PLS-DA是一種偏最小二乘法判別分析方法，該方法結(jié)合了多元線性回歸和主成分分析的優(yōu)點(diǎn)。施肥方式和化肥減施對馬鈴薯生長的PLS-DA分析結(jié)果(圖8)表明，施肥處理與CK存在顯著差異。一次性基施模式下， TCF100和TCF80處理間差異不顯著；水肥一體化滴灌模式下， WCF80與WCF100、WCF60處理間差異顯著。相同施肥量時，WCF80和TCF80處理間也存在顯著差異。由此表明，水肥一體化滴灌施肥方式優(yōu)于一次性基施施肥方式。

圖8 不同施肥處理對馬鈴薯生長的PLS-DA分析Fig.8 PLS-DA Analysis of different fertilization treatments on potato growth

2.8 施肥方式和化肥減施對馬鈴薯生長、塊莖形成及土壤生長環(huán)境因素的主成分分析

施肥方式和化肥減施對馬鈴薯生長、塊莖形成及生長環(huán)境的主成分分析結(jié)果表明(圖9)，共提取了兩個主成分，第一個主成分占52%，第二主成分占13%。與馬鈴薯塊莖形成生長相關(guān)的指標(biāo)主要分布于第一主成分的0.0～0.4范圍內(nèi)，即第一和第四象限；與土壤性質(zhì)有關(guān)的pH分布在第二象限。第一主成分主要綜合了產(chǎn)量、塊莖干重、匍匐莖數(shù)量、塊莖數(shù)量、植株生物量、株高、分枝數(shù)、SPAD、根部干重、地上部干重、根部氮含量、塊莖和地上部氮含量等信息，土壤pH距離第一主成分距離較遠(yuǎn)。

3 討論

3.1 化肥減施和施肥方式對馬鈴薯產(chǎn)量和生長的影響

馬鈴薯產(chǎn)量受土壤養(yǎng)分、氣候條件和管理模式等因素影響[15-16]。而施肥是保證馬鈴薯高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的有效措施[2]。但過量施肥不但影響產(chǎn)量，也會造成土壤和水體的富營養(yǎng)化[2]。田昌等[9]研究發(fā)現(xiàn)，氮肥或氮磷肥減少20%施用量對水稻產(chǎn)量無顯著影響。耿榮等[17]研究表明，化肥減量10%、20%或30%時增施有機(jī)肥(200 kg·667 m-2)對小麥產(chǎn)量無顯著影響。本研究表明，無論是一次性基施，還是水肥一體化滴灌施肥，僅WCF60處理的馬鈴薯產(chǎn)量顯著減少，而TCF80和WCF80處理的馬鈴薯的產(chǎn)量與全肥處理相比均無顯著差異，即化肥施用量減少20%對馬鈴薯產(chǎn)量無顯著影響。且與WCF100(N∶P2O5∶K2O為18∶18∶18 kg)相比， WCF80處理的株高和匍匐莖數(shù)顯著增加，可能是由于化肥減施后的氮磷含量(N∶P2O5∶K2O為15∶15∶15 kg)更接近馬鈴薯生長的需肥規(guī)律(生產(chǎn)3 000 kg鮮薯需要N∶P2O5∶K2O為15∶6∶33 kg)；且水肥一體化滴灌施肥方式較一次性集中施肥更符合馬鈴薯的生長需要，促進(jìn)了馬鈴薯地上部的生長[10]。

肥料的施用方式影響作物對養(yǎng)分的吸收和利用，特別是肥料深施或者在土壤中集中施肥會在根系區(qū)域形成肥料微域環(huán)境[10]，從而誘導(dǎo)根系的生長，引起根系結(jié)構(gòu)和形態(tài)的變化，影響根系對養(yǎng)分的吸收和植株的生長。合理的施肥方式能提高玉米[18-19]、水稻[20-21]、小麥[22-23]和大豆[24-25]等作物的產(chǎn)量和肥料利用效率，減少養(yǎng)分的損失。呂偉生等[10]研究表明，種肥異位同步播施明顯提高了油菜的干物質(zhì)含量，促進(jìn)了根系對氮、磷、鉀等養(yǎng)分的吸收，增加了油菜的產(chǎn)量。本研究表明，在化肥施用量減少20%時，水肥一體化滴灌施肥處理WCF80的產(chǎn)量、塊莖生長速率、干物質(zhì)積累量、植株分枝數(shù)顯著高于一次性基施處理TCF80。由此表明，滴灌施肥方式更有利用促進(jìn)馬鈴薯植株生長，進(jìn)而增加產(chǎn)量。而全肥時，TCF100和WCF100產(chǎn)量差異不顯著，可能是由于化肥施用量較高，出現(xiàn)了馬鈴薯產(chǎn)量的報酬遞減現(xiàn)象，進(jìn)而限制了馬鈴薯產(chǎn)量的增加[26]。

3.2 施肥方式和化肥減施對氮肥偏生產(chǎn)力的影響

科學(xué)的施肥方式是提高肥料利用率、保障作物高產(chǎn)的重要措施[27]。呂偉生等[10]研究發(fā)現(xiàn)，種肥播施模式下的肥料利用率、肥料偏生產(chǎn)力和肥料貢獻(xiàn)率較種肥土表撒施更高，特別是在低肥力條件下效果更為顯著，增幅約為18.3%～18.6%。陳曉影等[19]研究表明，磷肥深施能夠顯著提高植株對磷肥的吸收和利用效率。本研究表明，在化肥施用量減少20%時，水肥一體化滴灌施肥處理WCF80 的PFPT、PFPC、PFPTN、PFPCN較一次性基施處理TCF80顯著提高，可能是由于水肥一體化滴灌減少了土壤對肥料的固定和徑流損失，從而提高了肥料利用率。

適當(dāng)?shù)臏p少化肥用量不僅對作物產(chǎn)量無顯著影響，還可提高肥料農(nóng)學(xué)效率和肥料偏生產(chǎn)力。田昌等[9]研究表明，磷肥施用量減少20%對水稻產(chǎn)量無顯著影響，還提高了肥料利用率。耿榮等[17]研究顯示，肥料施用量減少10%～30%，對小麥產(chǎn)量無顯著影響。本研究發(fā)現(xiàn)，水肥一體化滴灌施肥模式下，與WCF100相比，WCF80處理的PFPT、PFPC、PFPTN、PFPCN顯著提高，與前人研究結(jié)果相一致。但一次性基施施肥模式下， TCF80與TCF100處理在產(chǎn)量和肥料偏生產(chǎn)力(PFPT、PFPC、PFPTN、PFPCN)上無顯著差異，這可能與馬鈴薯自身肥料利用率低的特性有關(guān)[28]。馬鈴薯根系較少，吸收土壤中養(yǎng)分的能力較差[27-29]，其根系結(jié)構(gòu)和種植密度與水稻、玉米、小麥等作物大不相同[14, 20, 30-31]。一次性基施模式下，馬鈴薯的肥料利用率較低，且由于化肥對土壤的酸化作用，使得部分養(yǎng)分元素被固定，從而影響馬鈴薯塊莖膨大期對養(yǎng)分的吸收。為了產(chǎn)量和收益，農(nóng)戶不斷增加肥料施用量[2]。但是，過量施用化肥不僅未能使作物顯著增產(chǎn)，還給生態(tài)環(huán)境造成污染。與傳統(tǒng)施肥方式相比，水肥一體化滴灌施肥模式在馬鈴薯根際區(qū)域進(jìn)行施肥，彌補(bǔ)了馬鈴薯根系少、吸收差的缺點(diǎn)，提高了肥料利用率，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 施肥方式和化肥減施對土壤pH的影響

土壤pH不僅影響土壤有效態(tài)養(yǎng)分的釋放，也影響作物的生長。長期過量施用化肥可能造成土壤酸化、板結(jié)，導(dǎo)致土壤有效態(tài)養(yǎng)分被固定，難以被作物吸收利用，造成一些元素在作物體內(nèi)富集或缺乏，威脅人體健康[32]。本研究發(fā)現(xiàn)，與不施肥處理相比，施肥處理顯著降低土壤pH，其中一次性基施的施肥方式對土壤pH影響較大；而水肥一體化滴灌施肥方式對土壤pH的影響顯著低于一次性基施施肥方式。由此表明，水肥一體化滴灌施肥方式可以有效緩解化肥對土壤的酸化作用，有利于作物根系對土壤養(yǎng)分(特別是磷)的吸收，提高養(yǎng)分利用率。

3.4 化肥減施和施肥方式對馬鈴薯植株氮養(yǎng)分的再分配

養(yǎng)分的循環(huán)利用是減少化肥用量的主要策略之一。增加作物秸稈中的養(yǎng)分含量對可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義[33]。羅上軻等[34]研究發(fā)現(xiàn)，氮肥施用量減少25%，玉米籽粒中的氮含量顯著降低5.51%，而葉片和莖桿中的氮含量增加。德木其格等[35]研究表明，減少氮肥施用量能顯著增加葉片和莖稈的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)速率。楊鵬等[36]研究發(fā)現(xiàn)，化肥減量并配施有機(jī)肥能顯著提高甘藍(lán)品質(zhì)。王秀康等[37]研究發(fā)現(xiàn)，氮肥減施下配施有機(jī)肥減少了水稻田的氮素流失，提高了水稻增產(chǎn)潛力。本研究顯示，化肥減少20%(TCF80和WCF80)，馬鈴薯塊莖中的氮素含量顯著降低，而地上部氮素含量顯著增加；特別是水肥一體化施肥模式下(WCF80)，地上部氮素含量增加了6.60%。由此表明，減少化肥施用量增加了馬鈴薯地上部的氮含量，有利于馬鈴薯植株莖稈還田時增加土壤氮含量，從而減少下茬作物的氮肥施用。