邢 杰，陳煜林，丘智晃，賴忠明，李慧成，姬靜華，鄧蘭生*

（1.內(nèi)蒙古烏蘭察布市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642；3.內(nèi)蒙古鄉(xiāng)喜液體肥料有限公司，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000；4.東莞一翔液體肥料有限公司，廣東 東莞 523135）

馬鈴薯富含碳水化合物，營(yíng)養(yǎng)成分全面，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是為人類提供能量和營(yíng)養(yǎng)的良好食物來(lái)源[1]。馬鈴薯具有較強(qiáng)的抗旱抗災(zāi)能力且產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)也是中國(guó)第四大糧食作物[2,3]。內(nèi)蒙古自治區(qū)中部是中國(guó)馬鈴薯集中種植的熱點(diǎn)區(qū)域之一[4]。烏蘭察布市被譽(yù)為“中國(guó)馬鈴薯之都”，馬鈴薯播種面積和產(chǎn)量均位居全國(guó)前列[5]。據(jù)調(diào)查，烏蘭察布市當(dāng)?shù)伛R鈴薯種植戶均過(guò)分依賴基肥，輕視追肥的重要性，常把60%~70%的肥料作基肥施用，而當(dāng)?shù)亟^大部分土壤均為砂質(zhì)土，保水保肥能力弱，大量的基肥施入土壤中會(huì)導(dǎo)致肥效前勁大而后勁不足[6,7]。實(shí)際生產(chǎn)中，馬鈴薯在塊莖形成階段需要大量的養(yǎng)分，若追肥不到位就會(huì)令其產(chǎn)量下降[8]。本試驗(yàn)針對(duì)基肥濫用與液體肥運(yùn)輸不便的問(wèn)題，探究在田間液體配肥站模式[9]下，不同的施肥方式（底肥+ 追肥結(jié)合，不施底肥全程追肥）對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)與產(chǎn)量的影響，從而在馬鈴薯生產(chǎn)中確定減肥增效、增產(chǎn)增益的方案。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)田概況

試驗(yàn)于 2020 年 4 月 30 日至 9 月 5 日在內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市察哈爾右翼后旗烏蘭哈達(dá)牛明村（N 41°38′1.88′′，E 113°7′22.16′′）進(jìn)行。該區(qū)平均海拔1 900 m，屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，日照充分，年平均日照時(shí)數(shù)2 986.2 h，年平均無(wú)霜期70~102 d，春季干旱多風(fēng)，夏季雨量集中，年平均降雨量292 mm。試驗(yàn)田的土壤質(zhì)地為砂壤土，堿解氮113 mg/kg、有效磷14.5 mg/kg、速效鉀84.7 mg/kg、pH 8.09、EC 值0.260 dS/m（土水比為1∶5）、有機(jī)質(zhì)1.51%。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種：試驗(yàn)品種為‘黃心226’，種薯級(jí)別為原種。該品種為中晚熟品種，生育期100 d左右，株型直立，薯形橢圓，黃皮黃肉，芽眼中等，抗病性好。

供試肥料：撒可富高磷高鉀復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O = 12∶18∶15）、液體尿素（N∶P2O5∶K2O = 32∶0∶0）、農(nóng)用硝酸鉀（N∶P2O5∶K2O = 13∶0∶46）、硫酸鉀（N∶P2O5∶K2O = 0∶0∶50）、由內(nèi)蒙古鄉(xiāng)喜液體肥料有限公司配制提供的馬鈴薯專用液體配方肥，包含苗期配方肥（N∶P2O5∶K2O = 5∶5∶5）、中期配方肥（N∶P2O5∶K2O = 6∶3∶6）、后期配方肥（N∶P2O5∶K2O = 4∶3∶7）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在水肥一體化的基礎(chǔ)上探究不同的施肥方式和用量對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及其組成和經(jīng)濟(jì)效益的影響。設(shè)置3 個(gè)處理，處理1（T1）為不施任何底肥，全程通過(guò)滴灌追肥為馬鈴薯提供養(yǎng)分，追肥總養(yǎng)分為398.3 kg/hm2，分12 次追施；處理2（T2）為不施任何底肥，全部通過(guò)滴灌追肥為馬鈴薯提供養(yǎng)分，追肥總養(yǎng)分為531.0 kg/hm2，分12 次追施；對(duì)照組（CK）為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶總養(yǎng)分投入1 200.5 kg/hm2，馬鈴薯在傳統(tǒng)底肥和中耕肥投入情況下，追肥采用液體配方肥加液體尿素和硝酸鉀，共8 次液體肥追肥，4 次清水滴施，根據(jù)目前當(dāng)?shù)氐闹饕贩柿?xí)慣方案設(shè)置。每個(gè)處理分別設(shè)3 個(gè)重復(fù)，共9 個(gè)種植小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積666 m2。試驗(yàn)地于2020 年4 月30 日播種，小區(qū)采用一壟雙行種植，壟距1.8 m，壟寬1.2 m，同行株距0.16 m，每個(gè)小區(qū)10 壟，壟長(zhǎng)37 m，播種密度為 67 500 株/hm2，5 月 30 日出苗，6 月 1 日第 1次中耕，6 月 26 日第 2 次中耕，9 月 5 日收獲。 底肥和中耕肥通過(guò)機(jī)械施入，除中耕肥外的其他追肥隨滴灌水施入，每個(gè)處理單獨(dú)安裝施肥機(jī)（由內(nèi)蒙古鄉(xiāng)喜液體肥料有限公司提供），每個(gè)處理同步進(jìn)行施肥或灌水，每次滴灌各處理的灌水量均保持一致。其他農(nóng)藝措施，如病蟲(chóng)害管理和雜草控制，按照內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站建議的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)，在所有處理中都是相同的。各處理的施肥方案如表1 所示。

表1 不同處理施肥方案Table 1 Fertilization schemes of different treatments

1.4 測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法

耕種前（施底肥前）在試驗(yàn)地通過(guò)“之”字形布點(diǎn)法[10]采集25 個(gè)樣點(diǎn)混合成一個(gè)土壤樣品，自然風(fēng)干后分別過(guò)10 目和100 目篩，用于測(cè)定試驗(yàn)地土壤的本底值。在出苗后23，38，53 和68 d 在每個(gè)小區(qū)取3 點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)隨機(jī)挑選長(zhǎng)勢(shì)均勻的馬鈴薯植株1 株。在田間通過(guò)卷尺測(cè)量馬鈴薯植株地上部分的高度記為株高，通過(guò)數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量馬鈴薯主莖基部最粗處莖的縱橫二向的直徑的平均值記為莖粗，通過(guò)卷尺測(cè)量植株冠層水平方向和垂直方向的距離并取其平均值記為冠幅，通過(guò)計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)馬鈴薯植株的莖節(jié)數(shù)、匍匐莖數(shù)和單株結(jié)薯數(shù)[11]。用SPAD-502 便攜式葉綠素儀測(cè)定第4 片葉子3 個(gè)位點(diǎn)的SPAD 值，取平均值。而后將馬鈴薯植株挖出，用清水清洗干凈并吸干表面水分后，分部位測(cè)定馬鈴薯植株的鮮重，將各部位樣品放入牛皮紙袋，置于105℃烘箱殺青30 min 后，調(diào)至75℃烘至恒重，測(cè)量植株各部位生物量。測(cè)產(chǎn)時(shí)，在各小區(qū)隨機(jī)選取1 個(gè)點(diǎn)，挖取長(zhǎng)3 m，寬1.8 m 地塊中的所有馬鈴薯，對(duì)每一個(gè)馬鈴薯塊莖進(jìn)行單獨(dú)稱重，記錄馬鈴薯單薯重并進(jìn)行馬鈴薯塊莖重量分級(jí)（≤50 g 為小薯、50 g ＜中薯＜ 150 g、≥150 g 為大薯），并計(jì)算各小區(qū)馬鈴薯的總產(chǎn)量和大薯率。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)用IBM SPSS Statistics 26.0 軟件進(jìn)行方差分析和Duncan's 多重比較，并用字母法標(biāo)記，使用Origin 2019 軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響

不同施肥處理對(duì)馬鈴薯的農(nóng)藝性狀存在一定的影響（圖1）。在出苗后23 d，T2 處理株高達(dá)到42.83 cm，明顯高于CK 處理和T1 處理；出苗后38 和53 d，T1 處理的株高明顯矮于另兩組；出苗后68 d，3 個(gè)處理的株高差異消失。在前3 次采樣中，除了出苗后第53 d 的莖粗指標(biāo)，T1 處理的莖粗、莖節(jié)數(shù)和冠幅均較CK 處理和T2 處理??；出苗后68 d，3 個(gè)處理的莖粗和冠幅均無(wú)明顯差異。綜合來(lái)看，株高和莖節(jié)數(shù)均表現(xiàn)為先升后穩(wěn)定的趨勢(shì)，而莖粗和冠幅均表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)，可能是因?yàn)橹仓暝趬K莖膨大期，地上部將大部分養(yǎng)分往塊莖運(yùn)移，從而造成莖粗和冠幅的衰敗。T2處理和CK處理的長(zhǎng)勢(shì)在前期均相對(duì)優(yōu)于T1處理，但隨著時(shí)間的推移，該趨勢(shì)逐漸消失。

圖1 不同施肥處理對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響Figure 1 Effects of different fertilization treatments on agronomic characteristics of potato

2.2 不同施肥處理對(duì)馬鈴薯相對(duì)葉綠素含量的影響

T2 處理的相對(duì)葉綠素含量在出苗后23，38和68 d 這3 個(gè)取樣時(shí)期均顯著高于CK 處理和T1處理（圖2）。但隨著時(shí)間的推移，T2 處理與CK處理的相對(duì)葉綠素含量的差距在逐漸縮小。從整體上看，出苗后第23 d，不施底肥只進(jìn)行液體配方肥追肥的T1 和T2 處理，其肥料用量足夠馬鈴薯的正常生長(zhǎng)所需，但在出苗后第38 和68 d，相對(duì)于CK 處理，T1 處理的肥料投入量不足。另外，3 個(gè)處理的相對(duì)葉綠素含量隨著時(shí)間的推移均表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)（T1 處理出苗后第53 d 的數(shù)值除外）。若將前期肥料投入適當(dāng)后移可能更有利于提高馬鈴薯葉片中后期的相對(duì)葉綠素含量，而光合能力、積累有機(jī)物能力的提高，更有利于馬鈴薯塊莖的形成。

圖2 不同施肥處理對(duì)馬鈴薯相對(duì)葉綠素含量的影響Figure 2 Effect of different fertilization treatments on the relative chlorophyll content of potato

2.3 不同施肥處理對(duì)馬鈴薯匍匐莖與塊莖數(shù)的影響

不同處理的馬鈴薯的匍匐莖數(shù)量大致呈現(xiàn)出先增后穩(wěn)的趨勢(shì)，在出苗后第38 d 開(kāi)始趨于穩(wěn)定，說(shuō)明出苗后38 d 內(nèi)是馬鈴薯匍匐莖形成的關(guān)鍵時(shí)期（圖3）。在出苗后第38 d，T1處理的匍匐莖數(shù)量最高，并與CK處理存在顯著性差異，所以匍匐莖的數(shù)量可能與肥料的投入量存在一定的關(guān)系，相對(duì)高的肥料投入量可能會(huì)抑制匍匐莖的形成，但該影響在出苗后第68 d 并不顯著。而在出苗后第23~38 d 是馬鈴薯的單株塊莖數(shù)形成的關(guān)鍵時(shí)間段，并在第53 d 開(kāi)始趨于穩(wěn)定。在出苗第38 d，馬鈴薯的單株塊莖數(shù)表現(xiàn)為T1 ＞T2 ＞CK，這與該時(shí)期各處理之間的匍匐莖數(shù)量的趨勢(shì)基本一致，說(shuō)明馬鈴薯的單株塊莖數(shù)可能與匍匐莖的數(shù)量存在一定的相關(guān)關(guān)系。另外，在出苗后第68 d，各處理的馬鈴薯的單株塊莖數(shù)之間的顯著性差異消失，這與匍匐莖數(shù)量的趨勢(shì)表現(xiàn)一致。

圖3 不同施肥處理對(duì)馬鈴薯匍匐莖與塊莖數(shù)的影響Figure 3 Effects of different fertilization treatments on the number of stolons and tubers of potato

2.4 不同施肥處理對(duì)馬鈴薯生物量的影響

3 個(gè)處理之間的葉干重、莖干重、地下部干重和塊莖干重在4 個(gè)取樣時(shí)期均不存在顯著差異（表2）。但在出苗后68 d，T1處理的葉干重、莖干重和地下部干重僅為CK 處理的58.39%、41.87%和60.00%，為T2 處理的58.66%、39.56%和61.22%。從生物量上看，T1處理始終小于T2處理和CK 處理，但僅在出苗后68 d 與T2 處理存在顯著性差異。隨著馬鈴薯植株的生長(zhǎng)發(fā)育，3 個(gè)處理下馬鈴薯的葉、莖、地下部干重都表現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)，而3 個(gè)處理在出苗后38~53 d，塊莖干重以4.45 g/d 的平均速率增長(zhǎng)，在出苗后53~68 d，則以4.91 g/d 的平均速率增長(zhǎng)，可能是因?yàn)榉柿贤度氲牧坎蛔阋詽M足塊莖干物質(zhì)量的快速積累，地上部和地下部的營(yíng)養(yǎng)大量往塊莖運(yùn)移，導(dǎo)致了地上部和地下部的衰敗，且這也可能是T1處理的地上部和地下部衰敗程度大于CK 處理和T2 處理的原因。

表2 不同處理不同時(shí)期馬鈴薯的生物量Table 2 Potato biomass in different treatments and different periods

2.5 不同施肥處理下馬鈴薯的產(chǎn)量構(gòu)成

T2處理的鮮薯產(chǎn)量達(dá)到56 499 kg/hm2，顯著高于CK處理的46 307 kg/hm2與T1處理的47 853 kg/hm2，T1與T2 處理產(chǎn)量分別較對(duì)照提高3.34%、22.01%。T2處理的大薯產(chǎn)量為43 638 kg/hm2，較CK處理高12.29%，較T1處理高11.90%。另外，T2處理的中薯產(chǎn)量顯著高于CK 處理和T1 處理，分別提高83.87%和47.31%。T1處理的大薯、中薯、小薯的產(chǎn)量與CK處理之間均無(wú)顯著差異，因此，不施底肥只進(jìn)行液體配方肥追肥在減肥66.82%的情況下，并不會(huì)對(duì)馬鈴薯造成減產(chǎn)（圖4）。與CK 處理相比，T1、T2 處理均表現(xiàn)為小薯率減小、中薯率增加、大薯率減少。與CK 處理相比，T2 處理顯著增產(chǎn)，但大薯率降低，中薯率偏高。未來(lái)可以適當(dāng)提高T2 處理后期的肥料投入量，有望進(jìn)一步提高大薯率及大薯產(chǎn)量（表3）。

表3 馬鈴薯大、中、小薯占比Table 3 Proportion of large,medium and small potatoes

圖4 不同處理馬鈴薯產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成Figure 4 Potato yield and yield composition under different treatments

2.6 不同處理肥料養(yǎng)分用量與經(jīng)濟(jì)效益分析

T1、T2 處理與常規(guī)施底肥的CK 處理相比，N、P2O5、K2O 的用量均大幅度減少。T1 處理較CK 處理減肥802.2 kg/hm2，即減少了66.82%的肥料用量，T2 處理較CK 處理減肥669.5 kg/hm2，即減少了55.77%的肥料用量（表4）。CK、T1和T2處理產(chǎn)值分別為 68 880，70 366 和 81 396 元/hm2，減去肥料成本后，凈收益分別為58 582，61 726 和69 876 元/hm2。與 CK 處理相比，T1 處理產(chǎn)值增加3 144 元/hm2，增益5.37%，T2 處理產(chǎn)值增加11 294 元/hm2增益19.28%（表5）。

表4 不同施肥處理肥料純養(yǎng)分投入Table 4 Nutrient input of fertilizers in different fertilization treatments

表5 不同施肥處理經(jīng)濟(jì)效益比較Table 5 Economic benefits of different fertilization treatments

3 討 論

馬鈴薯出苗后23 d 與出苗后38 d，不施底肥全程液體配方肥追肥的T1 處理（追肥總養(yǎng)分為398.3 kg/hm2）和T2處理（追肥總養(yǎng)分為531.0 kg/hm2）與當(dāng)?shù)刂氐追瘦p追肥的CK 處理（總養(yǎng)分用量為1 200.5 kg/hm2）相比，植株的莖粗、莖節(jié)數(shù)、生物量均相差不大。T1 處理的株高與冠幅明顯小于CK 與T2 處理，有研究表明，相對(duì)較高的氮素水平會(huì)使植物生長(zhǎng)旺盛[12]。在試驗(yàn)中，T1 處理馬鈴薯的苗期肥料總養(yǎng)分投入量（指6 月1 日至6 月22日肥料的總養(yǎng)分投入量）僅為101.3 kg/hm2，遠(yuǎn)低于 CK 的 593.4 kg/hm2與 T2 的 135.0 kg/hm2。因此在馬鈴薯生長(zhǎng)前期，T1處理馬鈴薯的株高與冠幅不如CK 與T2 處理；T2 處理肥料施用量較CK 處理少，但出苗后23 d T2 處理的株高達(dá)到42.83 cm，明顯高于CK 處理，說(shuō)明在不施底肥的情況下，苗期階段追施純養(yǎng)分135.0 kg/hm2的液體配方肥已經(jīng)足以滿足馬鈴薯植株苗期的生長(zhǎng)所需，但由于前期植株還較小，追施液體配方肥時(shí)需遵循少量多次的原則。

馬鈴薯出苗后68 d，T1 和T2 處理的株高、莖粗、莖節(jié)數(shù)、冠幅、生物量、匍匐莖數(shù)、塊莖數(shù)均與CK 處理無(wú)明顯差異。這表明以少量多次的滴灌追肥代替常規(guī)底肥和中耕肥+ 追肥的處理并不影響馬鈴薯植株的正常生長(zhǎng)發(fā)育，與沈?qū)氃频萚13]對(duì)馬鈴薯的研究結(jié)果一致，且可以大幅度提高肥料的利用率，這與鄧蘭生等[14]關(guān)于馬鈴薯滴灌施肥技術(shù)的研究結(jié)果一致。但是，T2 處理的農(nóng)藝性狀優(yōu)勢(shì)在出苗后53 和68 d，與CK 處理逐漸縮小，而這可能是因?yàn)榍捌赥2 處理的生長(zhǎng)較旺盛，而中后期施肥頻次與前期基本一致且追肥用量并沒(méi)有隨其長(zhǎng)勢(shì)適當(dāng)提高，造成肥料投入不足以支撐T2 處理以前期的生長(zhǎng)狀態(tài)繼續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育。

葉片的SPAD 值除了能夠反映植株的葉綠素含量外，還能很好地反映植株的營(yíng)養(yǎng)狀況[15]。前3 次采樣時(shí)期，T1 處理的相對(duì)葉綠素含量均與CK處理相近且不存在顯著性差異，而T2 處理的相對(duì)葉綠素含量均高于CK 處理，說(shuō)明與CK 處理的施肥方式相比，T1、T2 處理在分別減肥66.82%、55.77%的情況下仍能保證馬鈴薯前中期的正常營(yíng)養(yǎng)需求，但在后期（出苗后68 d），T1 處理的相對(duì)葉綠素含量顯著低于CK 處理和T2 處理，說(shuō)明T1處理后期的肥料投入不足。童淑媛等[16]研究表明功能葉片的SPAD 值與單株生物量呈顯著正相關(guān)，這與本試驗(yàn)的研究結(jié)果一致，本試驗(yàn)中相對(duì)葉綠素含量在4 個(gè)取樣時(shí)期均最高的T2 處理，其單株生物量也是最大的。

李成晨等[17]研究表明，在總養(yǎng)分肥料用量相同的前提下以滴灌追肥的施肥方式更能促進(jìn)馬鈴薯提高產(chǎn)量，而本試驗(yàn)結(jié)果表明，即使總養(yǎng)分用量減少66.82%（T1）、55.77%（T2）的條件下，以滴灌追肥代替重底肥輕追肥的施肥方式在砂壤土種植馬鈴薯，產(chǎn)量分別提高3.34%、22.01%，經(jīng)濟(jì)效益分別提高了3 144 和11 294 元/hm2。內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市的砂壤耕地通氣透水性好而保水保肥能力較弱，種植戶在種植馬鈴薯時(shí)習(xí)慣將大部分的肥料當(dāng)作底肥使用，而有研究表明，肥料施用量越高，土壤滲漏量就越大[18,19]，這樣氮磷鉀養(yǎng)分均容易被淋失而浪費(fèi)，且磷在土壤中的移動(dòng)性小，容易被土壤固定，會(huì)進(jìn)一步降低底肥中磷的利用率[20,21]。而采用T1、T2 處理少量多次滴灌追肥的施肥方式能夠很好地避免肥料淋失的現(xiàn)象，并且可以大大提高氮磷鉀的有效性[22]。因此T1、T2 處理的肥料用量雖比CK 處理要少得多，但其馬鈴薯的產(chǎn)量可以不造成減產(chǎn)甚至能超過(guò)CK 處理。

本田間試驗(yàn)表明，單從肥料方面考慮，T1 施肥方式在保證產(chǎn)量的同時(shí)肥料的投入量（總養(yǎng)分用量較常規(guī)施肥減少66.82%）和成本投入都最小；而綜合考慮，通過(guò)T2 施肥方式，肥料養(yǎng)分投入量減少（總養(yǎng)分用量較常規(guī)施肥減少55.77%）的同時(shí)，有利于降低小薯率，又能保證獲得高產(chǎn)量（增產(chǎn)10 192 kg/hm2）高效益（除去肥料成本凈收入11 294 元/hm2）。因此，馬鈴薯生產(chǎn)上應(yīng)該選用T2 施肥方式，即不施底肥，總養(yǎng)分用量為531.0 kg/hm2，全程分12 次滴灌追肥，以達(dá)到減肥、增產(chǎn)、增效的效果。但是，本試驗(yàn)中T2 處理的中薯率較高，大薯率較CK 處理低，而且T2 處理在中后期與CK 處理的各項(xiàng)指標(biāo)的差異逐漸縮小，因此未來(lái)可以在T2 處理的基礎(chǔ)上，根據(jù)T2的長(zhǎng)勢(shì)，適當(dāng)提高中后期的肥料投入量[23]，有望降低中薯率，提高大薯率及大薯產(chǎn)量，并進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。