李 淼 王鳳新* 趙健宇 李 斌 費 娜 房祥國

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院，北京 100083；2.日照市嵐山區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 日照，276807；3.日照市嵐山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，山東 日照，276827)

馬鈴薯是我國的第四大糧食作物，種植面積和產(chǎn)量均居世界首位，但是我國馬鈴薯的單產(chǎn)水平和品質(zhì)遠(yuǎn)不及歐美發(fā)達(dá)國家[1]。水肥是影響馬鈴薯產(chǎn)量與品質(zhì)的2個重要因素，近年來，國內(nèi)外就灌溉施肥技術(shù)對馬鈴薯生長、產(chǎn)量及水肥利用效率的影響進(jìn)行了大量研究[2-4]。馬鈴薯根系較淺，活躍層主要集中在壟頂下方0～40 cm土層深度[5]，因此非常適合采用滴灌這種可以實現(xiàn)水肥精準(zhǔn)控制的灌溉方式，以提高水肥利用效率并降低養(yǎng)分淋失到有效根區(qū)以下的風(fēng)險。在灌水下限一定的條件下，灌水定額會影響土壤濕潤范圍。濕潤范圍過小會影響根系的生長，限制作物對水分和養(yǎng)分的吸收[6]；而濕潤范圍過大也會導(dǎo)致根系土壤缺氧，影響土壤通氣性，同時引發(fā)深層滲漏，造成水分和養(yǎng)分的流失[7]。灌水定額也會影響灌水頻率，高頻灌溉能加速土壤氣體更新，有助于為根系呼吸提供足夠的氧氣[8]。已有研究表明，少量多次的高頻滴灌是促進(jìn)馬鈴薯塊莖生長和提高水分利用效率的一種有效手段，當(dāng)?shù)晤^正下方20 cm處的土壤基質(zhì)勢達(dá)到-25 kPa時，可以作為馬鈴薯滴灌條件下的灌水控制下限，馬鈴薯全生育期灌水定額為5～10 mm時，馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率均達(dá)到了極高的數(shù)值[9]。但是，該研究中的灌水定額全生育期固定，而隨著根系生長和塊莖膨大，馬鈴薯吸水能力逐漸增強，塊莖膨大期至成熟期適度增加灌水定額至20 mm可能有利于進(jìn)一步提高馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率。

馬鈴薯水肥管理中普遍存在著灌溉施肥過多以及重氮輕鉀的問題，不僅降低了水肥利用效率，甚至引發(fā)環(huán)境污染和土壤退化等問題[10-13]。馬鈴薯是喜鉀型作物，合理配施鉀肥能夠促進(jìn)其根系生長、增強根系活力，增加葉綠素含量，促進(jìn)葉片光合產(chǎn)物的合成，從而提高產(chǎn)量[14-15]。作為一種高產(chǎn)、高淀粉作物，馬鈴薯在塊莖生長的較短時期內(nèi)需要大量的鉀素供應(yīng)[16]，鉀供應(yīng)不足被認(rèn)為是限制塊莖產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素[17]。合理的施鉀量能促進(jìn)馬鈴薯在塊莖形成初期干物質(zhì)積累速率的提高，有利于馬鈴薯產(chǎn)量的提高，而過高的施鉀量會延遲最大速率出現(xiàn)的時間，影響后期產(chǎn)量的形成[18]。實現(xiàn)肥料高效利用的基本前提是清楚馬鈴薯的養(yǎng)分需求量。研究發(fā)現(xiàn)，每生產(chǎn)1 000 kg馬鈴薯塊莖需要K2O 4.0～6.0 kg，酸性土壤下需要的K2O量會有所減少[19-20]。馬鈴薯對鉀素的吸收具有明顯的階段性特點，隨生育期的推進(jìn)大多呈“S型”變化，也有研究[21-23]表明呈單峰曲線，吸收最多的時期為塊莖膨大期。滴灌條件下，適量增施鉀肥能夠增加馬鈴薯鉀素累積量[24]。馬鈴薯塊莖產(chǎn)量在一定水平的施鉀量下達(dá)到峰值，并且不會隨著鉀供應(yīng)的增加而進(jìn)一步增加，但是植株鉀素累積吸收量隨著施鉀量的增加而增加，可見馬鈴薯存在奢侈吸鉀的特點[25]。一般認(rèn)為，鉀肥很容易隨著土壤水淋溶到根區(qū)以外。因此，在滴灌條件下應(yīng)該采用少量多次的水肥一體化技術(shù)來提高鉀肥的利用效率。但是，國內(nèi)外在研究鉀肥利用效率時，極少考慮到灌水定額的變化對馬鈴薯根系吸鉀范圍及鉀肥運移的影響。

本研究旨在進(jìn)一步確定馬鈴薯適宜的高效滴灌灌溉制度及在該灌溉制度下的吸鉀規(guī)律及適宜的施鉀量，為進(jìn)一步提高馬鈴薯的產(chǎn)量和水肥利用效率提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2021年03—06月在山東省日照市嵐山區(qū)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)特色馬鈴薯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)試驗示范基地進(jìn)行。試驗區(qū)位于東經(jīng)118°59′，北緯35°25′，海拔高度約131 m；地處溫帶，是典型的暖溫帶濕潤季風(fēng)區(qū)大陸性氣候，年平均氣溫12.7 ℃，年平均降水量874 mm，年平均日照時數(shù)2 533 h，年平均無霜期223 d。試驗區(qū)土壤質(zhì)地為砂壤土，0～80 cm深度土層內(nèi)土壤平均容重1.61 g/cm3，平均田間持水量(體積分?jǐn)?shù))33.44%，春季地下水埋深為1.8～2.0 m。0～40 cm土層范圍內(nèi)土壤基本理化性質(zhì)如下：銨態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.65 mg/kg，硝態(tài)氮8.16 mg/kg，有效磷22.84 mg/kg，速效鉀54.84 mg/kg，總鉀4.81 g/kg，pH6.3，有機(jī)質(zhì)8.92 g/kg。

1.2 試驗設(shè)計及處理

試驗在施用等量氮、磷(N：270 kg/hm2，P2O5：150 kg/hm2)基礎(chǔ)上，設(shè)置灌水定額、施鉀量2個因素。

灌水定額設(shè)置3個水平：W1(5 mm)、W2(10 mm)、W3(塊莖膨大期前5 mm，膨大期開始后20 mm)；施鉀量設(shè)置4個水平：K1(K2O：180 kg/hm2)、K2(K2O：260 kg/hm2)、K3(K2O：340 kg/hm2)、K4(K2O：420 kg/hm2)。試驗共12個處理，每個處理3次重復(fù)，共36個小區(qū)，隨機(jī)布置。

試驗采用機(jī)器起壟、人工種植的高壟種植模式，一壟單行，每個小區(qū)8壟，壟長6 m，壟寬為0.8 m，壟高0.3 m，小區(qū)面積為38.4 m2，株距約為25 cm，種植深度15 cm，采用黑膜覆蓋，膜的寬度為0.9 m，厚度0.01 mm。

供試馬鈴薯品種為“荷蘭十五號”，種薯質(zhì)量15～20 g，2021年3月9日定植，6月26日收獲。田間灌水采用膜下滴灌方式，1條滴灌帶控制1行作物，滴灌帶布置在壟中央，滴頭流量2.0 L/h，滴頭間距30 cm，操作壓力0.1 MPa。通過表頭式負(fù)壓計指導(dǎo)灌水，選2個重復(fù)在距滴頭正下方土壤深度為20 cm處垂直埋設(shè)負(fù)壓計，灌水下限設(shè)定為土壤基質(zhì)勢達(dá)到-25 kPa，苗期各處理統(tǒng)一灌水20 mm，塊莖形成期開始，按照灌水下限指導(dǎo)灌水，直至收獲前10 d停止灌水。灌溉試驗小區(qū)的灌水量由灌水定額乘以小區(qū)面積計算并通過水表控制，每個小區(qū)裝有獨立的水表和閥門。供試化學(xué)肥料為尿素(含N 46%)、磷酸二銨(含P2O546%)、硫酸鉀(含K2O 52%)。其中30%氮肥、40%鉀肥以及全部磷肥作為底肥一次性均勻施入，5月7日追施24%氮肥及30%鉀肥，5月28日追施24%氮肥及30%鉀肥，6月5日追施22%氮肥[26]，所有追肥均通過施肥器隨灌水施入田間。

1.3 測定項目及方法

1)土壤水分測定。在馬鈴薯苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期、和成熟期每個小區(qū)用烘干法測定滴頭正下方0～80 cm土層土壤含水量，每20 cm為一層。

2)馬鈴薯植株養(yǎng)分測定。測定W2處理下4個鉀肥處理和K4處理下3個灌水處理，共6個處理的植株鉀素累積量。在馬鈴薯塊莖形成期、塊莖膨大期、和成熟期采集植株樣品，每個小區(qū)隨機(jī)選取有代表性的植株10株，洗凈表面泥土，風(fēng)干。將部分植株的莖葉和塊莖分別稱重，放入105 ℃鼓風(fēng)干燥箱中殺青30 min左右，85 ℃下烘干，稱重，粉碎過0.25 mm篩。樣品經(jīng)H2SO4—H2O2消煮，用火焰光度計測定植株全K[27]。

3)產(chǎn)量的測定。收獲時，每個小區(qū)取中間3壟然后測量馬鈴薯產(chǎn)量、塊莖數(shù)量、單株薯重及商品薯率，其中，商品薯是指質(zhì)量大于75 g的馬鈴薯塊莖。

4)作物全生育期耗水量計算。本試驗中，馬鈴薯生育后期出現(xiàn)2次大的降雨，分別在6月14日和6月15日，降雨量為137 mm，占整個生育期降雨量的55%，因此2次大的降雨導(dǎo)致一部分地表徑流和深層滲漏，而在2次降雨前，馬鈴薯生育期內(nèi)降水量較少，且單次降雨量較小，對馬鈴薯生長影響較小，馬鈴薯生長所需水分基本靠灌溉。2次大的降雨之前，可用水量平衡方程計算其耗水量，6月份2次大的降雨后耗水量計算用前一生育期日耗水量乘以天數(shù)進(jìn)行估算，馬鈴薯全生育期耗水量由2部分加和得到，水量平衡方程為：

ET=I-ΔW+P-D-R

式中：ET(Evapotranspiration)為作物騰發(fā)量即耗水量，mm；P為降雨量，mm；I為全生育期灌水量，mm；R為地表徑流量，mm；D為深層滲漏量，mm。在2次大的降雨之前，由于單次降水量和滴灌定額較小，R和D都忽略不計。ΔW為0～80 mm土層播種前后土體貯水量的變化，mm，計算公式為：

式中：i為土壤層數(shù)號；n為土壤總層數(shù)；γi為第i層土壤干容重，g/m3；Hi為第i層土壤厚度，cm；Wi,1為第i層土壤苗期始的土壤質(zhì)量含水率；Wi,2為第i層土壤成熟期末的土壤質(zhì)量含水率。

5)水分利用效率(Water use efficiency，WUE)。計算公式為：

WUE=Y/ET

式中：WUE為水分利用效率，kg/(hm2·mm)；Y為單位面積薯塊產(chǎn)量，kg/hm2；ET為全生育期實際耗水量，mm。

6)鉀肥偏生產(chǎn)力(Partial factor productivity from applied K，PFPK)。計算公式[28]為：

PFPK=Y/K

式中：PFPK為鉀肥偏生產(chǎn)力，kg/kg；Y為馬鈴薯單位面積產(chǎn)量，kg/hm2，K為施鉀量，kg/hm2。

7)鉀素吸收效率(K nutrient uptake efficiency，KUPE)。計算公式[28]為：

KUPE=植株總鉀素吸收量/鉀養(yǎng)分投入

8)鉀素利用效率(K nutrient use efficiency，KUE)。鉀素利用效率計算公式[28]為：

KUE=產(chǎn)量/植株總鉀素吸收量

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、制圖和分析，SPSS 25.0統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行方差分析，多重比較采用LSD法(P<0.05為顯著性水平)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水定額和施鉀量對馬鈴薯耗水量的影響

2021年03—06月生育期內(nèi)總降雨量250.2 mm，累積灌水量和降雨量見圖1。不同水肥模式下馬鈴薯耗水量及顯著性分析見圖2和表1。增施鉀肥有增加作物耗水量的趨勢(除W3K2外)，但施鉀對耗水量的影響未達(dá)到顯著水平。而從馬鈴薯全生育期內(nèi)的耗水量看，W3處理馬鈴薯耗水量顯著高于W1和W2處理耗水量，這是由于在后期的灌溉中，單次灌水量的增加使得總灌水量變大，導(dǎo)致耗水量的增加，W3處理的耗水量最大，平均值為337.5 mm，比W1和W2處理下的平均耗水量分別提高23.66%和16.05%。

W1、W2分別表示灌水定額為5、10 mm，W3表示塊莖膨大期前5 mm，膨大期開始后20 mm；K1、K2、K3、K4分別表示施鉀量為180、260、340、420 kg/hm2。下圖表同。W1 and W2 respectively indicate that the irrigation quota is 5，10 mm, and W3 indicate that the irrigation quota is 5 mm before tuber bulking, 20 mm after tuber bulking. K1, K2, K3 and K4 indicate that potassium rates are 180, 260, 340 and 420 kg/hm2, respectively. The same in the following Figures and Tables.

豎直線表示標(biāo)準(zhǔn)偏差，不同小寫字母表示處理間差異顯著。下圖和表同。The vertical lines indicate the standard deviation. Different lowercase letters indicate significant differences between treatments. The same below.

表1 灌溉和施肥對馬鈴薯生長及水肥利用效率的顯著性分析Table 1 Significance analysis of irrigation and fertilization on potato growth and water use efficiency

2.2 不同灌水定額和施鉀量對馬鈴薯鉀素(全K)累積的影響

不同灌水定額和施鉀量對地上部和塊莖鉀素累積的影響見圖3和圖4。在塊莖形成期、塊莖膨大期和成熟期，馬鈴薯各器官鉀素積累量依次為地上>塊莖，塊莖>地上，塊莖>地上。地上部和塊莖鉀素積累量均隨著生育期的推進(jìn)逐漸增加。成熟期時，塊莖中的鉀素積累量占植株鉀素積累量的51.71%～65.26%，最大值為1 770.0 mg/株。相同的灌水定額下，增加施鉀量能夠不同程度的提高地上部和塊莖鉀素積累量，其中地上部鉀素積累量在K2或K3處理下達(dá)到最大值，塊莖鉀素積累量在K4處理下達(dá)到最大值(除W2K4外)。在塊莖膨大期和成熟期，W2K2和W2K3處理地上部鉀素積累量顯著高于W2K1處理33.72%、29.13%和29.03%、31.63%。相同的施鉀量下，在塊莖形成期，W1和W3處理下地上部和塊莖鉀素積累量均大于W2處理；在塊莖膨大期和成熟期，增大灌水定額，馬鈴薯地上部和塊莖鉀素積累量逐漸增加，其中塊莖膨大期時W3K4處理馬鈴薯地上部和塊莖鉀素積累量比W1K4分別提高30.75%和34.39%，達(dá)到了顯著水平。

NS表示處理間無顯著差異。下圖同。NS indicates no significant difference between treatments in the figure. The same below.

圖4 灌水定額(a)和施鉀量(b)對馬鈴薯塊莖鉀素積累的影響Fig.4 Effects of irrigation quota (a) and potassium rate (b) on potassium accumulation in tuber of potato

2.3 不同灌水定額和施鉀量對馬鈴薯產(chǎn)量及構(gòu)成要素的影響

不同灌水定額和施鉀量對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響見表2：灌水對馬鈴薯商品薯率有顯著影響(P<0.05)，施鉀量對馬鈴薯產(chǎn)量有顯著影響(P<0.05)，其中W3K3處理商品薯率和產(chǎn)量均達(dá)到了最大值，分別為94.0%和34 910.7 kg/hm2，W3K2處理單株產(chǎn)量達(dá)到了最大值791.3 g/株。

表2 灌水定額和施鉀量對馬鈴薯產(chǎn)量及構(gòu)成要素的影響Table 2 Effects of irrigation quota and potassium rate on yield and its components of potato

W3處理平均商品薯率顯著高于W1處理，最大值為94.0%，比W1處理最大值提高7.08%。W3處理平均產(chǎn)量顯著高于W2處理，最大值為34 910.7 kg/hm2，比W2處理最大值提高10.42%。在W1處理下，K1、K2、K3與K4處理之間產(chǎn)量差異顯著，其中K3處理較K4處理產(chǎn)量顯著增加20.48%。在W2和W3處理下，各施鉀處理各項指標(biāo)均無顯著差異。相同的灌水定額下，馬鈴薯的產(chǎn)量均在K3處理達(dá)到最大值，3個灌水水平下，K3處理平均產(chǎn)量為32 983.2 kg/hm2，比K1、K2、K4處理分別提高9.53%、5.88%、13.06%。

K3處理平均產(chǎn)量顯著高于K1和K4處理，最大值為34 910.7 kg/hm2，比K1和K4處理最大值分別提高11.94%和11.40%。K2處理平均塊莖數(shù)量顯著高于K4處理，最大值為5.4個/株，比K4處理最大值提高10.82%。在K1、K2處理下，各灌水處理各項指標(biāo)差異均不顯著。在K3處理下，W3處理商品薯率比W1顯著提高9.30%。在K4處理下，W3處理產(chǎn)量顯著高于W1處理，增幅為16.46%。相同的施鉀量下，W1和W3處理馬鈴薯產(chǎn)量均高于W2處理，4個施鉀水平下，W3處理平均產(chǎn)量為32 294.0 kg/hm2，比W1、W2處理分別提高5.84%、8.58%。

2.4 不同灌水定額和施鉀量對水肥利用效率的影響

不同灌水定額和施鉀量對水肥利用效率的影響見表3：馬鈴薯水分利用效率受灌水影響顯著(P<0.05)，鉀肥偏生產(chǎn)力受施鉀量影響極顯著(P<0.01)。W1處理平均水分利用效率比W3處理提高17.43%，達(dá)到了顯著性水平，K3處理平均水分利用效率比K4處理提高15.90%，差異顯著。相同的灌水定額下，馬鈴薯水分利用效率均在K3處理達(dá)到最大值。相同的施鉀量下，水分利用效率隨著總灌水量的增加而減小。相同的灌水定額下，K1處理鉀肥偏生產(chǎn)力最大。相同的施鉀量下，W2處理鉀肥偏生產(chǎn)力最小(除W1K4外)。W3處理平均鉀肥偏生產(chǎn)力高于W1和W2處理，并與W2處理有顯著性差異。不同施鉀處理間鉀肥偏生產(chǎn)力差異顯著，K1處理獲得最大值。在W2灌水定額下，鉀素吸收效率隨著施鉀量的增加而減小，K1處理鉀素吸收效率最大，與其他處理差異顯著；鉀素利用效率在K3處理達(dá)到最大值，但與其他處理沒有顯著性差異，盡管比K4處理提高了34.02%。在K4施鉀量下，W3處理鉀素利用效率最大，較W1和W2處理提高17.74%和19.48%，鉀素吸收效率基本一致，接近40%。

表3 灌水定額和施鉀量對水肥利用效率的影響Table 3 Effects of irrigation quota and potassium rate on the use efficiency of water and potassium

3 討 論

3.1 不同灌水定額和施鉀量對馬鈴薯鉀素積累的影響

灌水定額的大小會影響土壤濕潤體的形狀以及土壤水分分布情況，進(jìn)而影響土壤的通氣性。而通氣性的時空變化也會影響根系的結(jié)構(gòu)和活性[6,29]，進(jìn)而影響植物的生長、光合作用、呼吸作用等過程，阻礙植物對養(yǎng)分的吸收和積累，影響最終產(chǎn)量的形成[30-31]。缺鉀或鉀肥用量過多均會引起養(yǎng)分失衡，不利于植株對養(yǎng)分的吸收[32-33]。鉀素與作物的生長發(fā)育關(guān)系密切，對莖葉中碳水化合物的運輸有良好的促進(jìn)作用[14]。白志強等[34]的研究發(fā)現(xiàn)施鉀量控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，對馬鈴薯各器官養(yǎng)分吸收均產(chǎn)生積極的影響。本試驗結(jié)果表明，整個生育期內(nèi)地上部和塊莖鉀素積累量均呈“慢—快—慢”的上升趨勢，吸收最多的時期均在塊莖膨大期，適量增施鉀肥能夠增加馬鈴薯地上部和塊莖的鉀素積累量，這與已有的研究結(jié)果基本一致[18,34-35]。在塊莖膨大期開始后增大灌水定額至20 mm更有利于馬鈴薯鉀素積累，膨大期前把灌水定額從5 mm提高到10 mm就會降低馬鈴薯對鉀素的吸收。這可能是因為馬鈴薯生長前期根系較淺，當(dāng)灌水定額大于5 mm時，土壤濕潤范圍大于馬鈴薯根系生長范圍，不僅影響根區(qū)土壤通氣性，還會造成土壤養(yǎng)分運移到馬鈴薯根區(qū)以外，降低馬鈴薯對鉀素的吸收和積累[36]。

3.2 不同灌水定額和施鉀量對馬鈴薯產(chǎn)量及水肥利用效率的影響

喬麗仿[37]研究表明，在同一試驗站的馬鈴薯產(chǎn)量為42.7～56.9 t/hm2。本試驗中馬鈴薯產(chǎn)量普遍不高，可能與本試驗區(qū)與之相比土壤含氮量較低，施氮量不能滿足作物生長需要有關(guān)。氮肥不足不僅會影響植株對鉀的吸收，還會導(dǎo)致作物生長受阻，干物質(zhì)量減少，進(jìn)而影響馬鈴薯產(chǎn)量[38-40]。本試驗結(jié)果表明，相同的灌水定額下，增加施鉀量能夠增加馬鈴薯產(chǎn)量，但鉀肥施用量過多，馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率又開始下降，均在K3處理達(dá)到最大值。說明土壤水分充足的條件下，適宜的施鉀量可以促進(jìn)塊莖膨大，增加馬鈴薯產(chǎn)量，施鉀量不足或者過多都會導(dǎo)致馬鈴薯不同程度的減產(chǎn)，這與殷文等[41]、趙歡等[18]的結(jié)論相似。相同的施鉀量下(除W1K4外)，W1和W3處理下馬鈴薯的產(chǎn)量和鉀肥偏生產(chǎn)力均大于W2處理，可能是因為試驗區(qū)土壤基礎(chǔ)肥力較低，速效鉀含量較少，W2處理下塊莖膨大期前灌水定額較大，植物根系較小，使得鉀素運移到植物根區(qū)以外，加劇了鉀素虧缺，不利于馬鈴薯塊莖的膨大和干物質(zhì)積累，進(jìn)而影響馬鈴薯產(chǎn)量，表明在塊莖膨大期前滴灌灌水定額應(yīng)小于10 mm，少量多次灌溉更有利于馬鈴薯產(chǎn)量的增長。相同的灌水定額下，馬鈴薯水分利用效率隨著施鉀量的增加先增加后減小，均在K3處理下達(dá)到最大值。相同的施鉀量下，水分利用效率最大值出現(xiàn)在W1處理，最小值出現(xiàn)在W3處理，說明增大灌水定額會降低水分利用效率，W1處理的平均水分利用效率最高，比W3處理顯著提高17.43%，與W2處理無顯著差異，這與張富倉等[42]的研究結(jié)論一致。侯翔皓等[28]研究表明，鉀素利用效率為250～473 kg/kg，鉀素吸收效率為36%～64%。本研究中鉀素吸收效率與其基本一致，但鉀素利用效率偏低，這是因為馬鈴薯產(chǎn)量偏低造成的。施鉀量不超過340 kg/hm2時增施鉀肥、塊莖膨大期開始后增大灌水定額至20 mm均能夠提高鉀素利用效率。隨著施鉀量的增加，鉀素吸收效率顯著降低，但增大灌水定額并不會顯著降低鉀素吸收效率，三種灌水定額下，鉀素吸收效率均基本接近40%，可見本試驗中鉀肥吸收效率不高，這可能是因為試驗中氮肥施用量過少，導(dǎo)致氮鉀配施比例失衡，氮肥施用不足影響了鉀素的吸收。相同的灌水定額下，馬鈴薯鉀肥偏生產(chǎn)力隨著施鉀量的增加而減小，適量增施鉀肥雖然能夠提高馬鈴薯的產(chǎn)量，但產(chǎn)量的增加速率低于肥料的增加速率，導(dǎo)致K1處理下的鉀肥偏生產(chǎn)力最高，這與馮志文等[4]、Wang等[43]的研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

本研究通過測定馬鈴薯生育期內(nèi)土壤水分、植株鉀素含量和塊莖產(chǎn)量等指標(biāo)，分析不同灌水定額和施鉀量對馬鈴薯耗水量、鉀素積累吸收、塊莖產(chǎn)量和水肥利用效率的影響，主要結(jié)論如下：

1)馬鈴薯全生育期吸鉀規(guī)律呈現(xiàn)出“慢—快—慢”的S型變化特征，在塊莖膨大期鉀素吸收最快、最多，占整個生育期內(nèi)鉀素累積量的42.36%～55.87%。

2)灌水定額增加，耗水量增大，水分利用效率降低。雖然差異不顯著，但增大灌溉定額的W2比W1產(chǎn)量有所降低。與W2相比，W3能夠顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量。在K4處理下，與W1和W2相比，W3的鉀素利用效率提高17.74%和19.48%，且鉀素吸收效率基本不變。

3)馬鈴薯產(chǎn)量、水分利用效率在施鉀量為180～340 kg/hm2范圍內(nèi)均有隨施鉀量增加而增大的趨勢，當(dāng)施鉀量達(dá)到K4時產(chǎn)量和水分利用效率顯著降低。在W2處理下，馬鈴薯鉀素利用效率在K3最大，雖然差異不顯著，但比其他處理提高12.17%～34.02%。

4)綜合考慮馬鈴薯的耗水、產(chǎn)量、鉀素累積以及水肥利用效率，塊莖膨大期前滴灌灌水定額應(yīng)小于10 mm，在塊莖膨大期前灌水定額為5 mm，膨大期開始后增大為20 mm，施鉀量340 kg/hm2可作為本試驗條件下馬鈴薯較為適宜的灌水施肥組合。