李雅飛　馮琰　祁利潘　王磊　王寬　羅亞婷　尹江　盛雅媛

摘要：以馬鈴薯冀張薯12號為試驗材料，設(shè)置10個處理進行隨機區(qū)組試驗，其中T1、T2、T3、T4、T5處理為化肥用量遞減的單一施肥處理，其肥料用量分別為1 950、1 650、1 350、1 050、750 kg/hm2，T6、T7、T8、T9、T10處理則是在施用750 kg/hm2化肥的基礎(chǔ)上配施生物有機肥海聚收海藻復(fù)混肥、多葆復(fù)合微生物肥料、仟金方微生物復(fù)合肥、歸璞微生物菌劑、發(fā)酵雞糞肥。研究在減施化肥的同時配施一定量的生物有機肥對馬鈴薯品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，探索化肥和生物有機肥與馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)性，可為馬鈴薯高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)與實際生產(chǎn)指導(dǎo)。結(jié)果顯示，生物有機肥的配施可在一定程度上提高馬鈴薯的產(chǎn)量。其中，T10處理的產(chǎn)量最高，達到51.75 t/hm2，與單施化肥處理相比，增幅在3.5%～15.7%之間；T9處理次之，為50.19 t/hm2，較單施化肥處理增加0.4%～12.2%。生物有機肥的配施還可以提升馬鈴薯塊莖的品質(zhì)，其中T10處理效果最好，其淀粉、粗蛋白、干物質(zhì)含量較T1～T5單施化肥處理分別增加了6.8%、9.8%、3.0%、2.9%、5.1%，14.4%、35.8%、50.3%、0.8%、16.6%和2.7%、3.2%、2.4%、2.1%、3.4%。綜上所述，減施化肥配施生物有機肥可在一定程度上增加馬鈴薯產(chǎn)量并提高馬鈴薯品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；產(chǎn)量；品質(zhì)；化學(xué)肥料；生物有機肥

中圖分類號：S532.06 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）09-0065-07

馬鈴薯作為四大主糧作物之一［1］，對保證人類糧食安全十分重要，其食用部分為地下塊莖，產(chǎn)量受生長環(huán)境、栽培模式、管理方式、化學(xué)肥料與農(nóng)藥等的調(diào)控。肥料主要作用于土壤，能夠及時補充植株缺乏的元素，在調(diào)節(jié)作物生長發(fā)育的同時促進作物高產(chǎn)［2-7］。近年來，人們?yōu)榱双@得高產(chǎn)，生產(chǎn)中逐漸增大化肥用量。隨著化學(xué)肥料的過度施用，有害物質(zhì)殘留不斷增加，土質(zhì)變差，使得植物生長發(fā)育受限，進而影響產(chǎn)量［8］。謝志良等在棉花種植中發(fā)現(xiàn)，過量施肥會使棉花的根系發(fā)育緩慢、品質(zhì)下降［9-11］。同時也有研究表明，氮肥過量施用會引起馬鈴薯產(chǎn)量下降［12］。

因此，精確化肥用量，優(yōu)化施肥方案，是提高馬鈴薯產(chǎn)量與品質(zhì)的關(guān)鍵之一。在科學(xué)減施化肥的同時配施一定的生物有機肥有助于作物的增產(chǎn)［13-15］。生物有機肥不但能夠抑制土壤病菌的繁殖，還可以促進植物對土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，同時降低土傳病害發(fā)生的風(fēng)險。大量研究表明，生物有機肥不僅可以在一定程度上使土壤質(zhì)量得到改善，且有利于植物的生長發(fā)育［16-25］。

當前，國內(nèi)外關(guān)于在減施化肥的同時配施生物有機肥的相關(guān)研究大多集中于小麥、玉米和水稻等作物上［26-30］，而在馬鈴薯上的研究報道相對較少。因此本試驗以冀張薯12號為試驗材料，在減施化肥的同時配施不同種類的生物有機肥，探索不同濃度的化學(xué)肥料及不同種類的生物有機肥對馬鈴薯的影響，了解減施化肥、配施不同生物有機肥對馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，以期為馬鈴薯的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在河北北方學(xué)院馬鈴薯試驗基地進行，該基地位于河北省張家口市張北縣，海拔為1 600～1 800 m，氣候寒冷、干燥，年降水量約為 300 mm，年平均日照時數(shù)為2 897.8 h。

1.2 試驗材料

供試品種是由河北省高寒作物研究所以99-6-36為父本、大西洋為母本，經(jīng)有性雜交選育而成的馬鈴薯品種冀張薯12號［31］。

試驗地為沙質(zhì)壤土，樣本的提取深度設(shè)在0～20 cm之間，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，土壤pH值達到8.0。土壤營養(yǎng)成分：堿解氮含量為4.8 mg/kg、有效磷含量為8.9 mg/kg、速效鉀含量為110 mg/kg、有機質(zhì)含量為10.4 g/kg。

試驗中所用到的肥料包括撒可富復(fù)合肥（化學(xué)肥料）、發(fā)酵雞糞肥、多葆復(fù)合微生物肥料、海聚收海藻復(fù)混肥、歸璞微生物菌劑、仟金方微生物復(fù)合肥。撒可富復(fù)合肥的N、P2O5、K2O含量均為15%；發(fā)酵雞糞肥：N+P2O5+K2O含量≥5%，富含生物蛋白與腐殖酸；多葆復(fù)合微生物肥中有機質(zhì)含量≥20.0%，N+P2O5+K2O含量為8%，有效活菌數(shù)≥0.2億CFU/g；仟金方微生物復(fù)合肥中N、P2O5、K2O含量分別為19%、5%、8%，有效活菌數(shù)≥0.5億CFU/g，有機質(zhì)含量≥15.0%；海聚收海藻復(fù)混肥含有海藻有機質(zhì)與海藻酸，N、P2O5、K2O含量分別為15%、10%、15%；歸璞微生物菌劑：N+P2O5+K2O含量≥5%，含有枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌。

1.3 試驗方法

本試驗共設(shè)置10個處理，每個處理3次重復(fù)，以當?shù)伛R鈴薯生產(chǎn)中習(xí)慣化肥用量（1 950 kg/hm2）為基準，將施肥處理分別設(shè)定為T1～T10，其中處理T6～T10是在減少化肥施用的同時配施不同的生物有機肥，具體見表1。試驗以隨機區(qū)組排列的方式進行，每個小區(qū)種植10行，每行20株，行距與株距分別為0.65 m與0.30 m。播種后統(tǒng)一進行管理。

1.4 數(shù)據(jù)測定與方法

1.4.1 樣品采集與處理

在出苗15 d后，進行第1次取樣，每隔12 d取樣1次，整個生育期共取樣6次，每次取樣時，從每個小區(qū)的同一行中選取5株生長一致的植株，將它們完整地帶回實驗室，用于后續(xù)數(shù)據(jù)的測量與收集。殺青時間與溫度分別為 60 min、105? ℃，烘干溫度為85 ℃。

1.5 測定指標

1.5.1 生長指標

于盛花期從每個小區(qū)挑選20株馬鈴薯植株，對其株高、莖粗、干物質(zhì)含量等進行測定，測定標準為株高：從地面至主莖的第1花序分枝的高度；莖粗：在距離泥土表層2 cm處，用游標卡尺測量其橫截面直徑；干物質(zhì)含量：選取5株馬鈴薯植株樣品，分離根、莖、葉及塊莖后分別裝入帶有標記的牛皮紙袋，隨后放入烘箱中105 ℃殺青60 min，85 ℃ 烘干至恒重，稱量各器官干物質(zhì)重。

1.5.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀

小區(qū)產(chǎn)量：在收獲期，稱量小區(qū)內(nèi)全部塊莖質(zhì)量，計算出1 hm2的產(chǎn)量。

商品薯率：大、中等級的薯塊數(shù)量占總體薯塊數(shù)量的百分比，精確到1%。其中＞150 g為大薯，75～150 g為中薯，<75 g為小薯。

單株結(jié)薯數(shù)：在每個小區(qū)中隨機選取20株馬鈴薯植株對其結(jié)薯數(shù)進行計數(shù)。

單株產(chǎn)量：在每個小區(qū)中隨機選取20株馬鈴薯植株對其塊莖進行分別稱重，從而計算單株產(chǎn)量。

1.5.3 馬鈴薯品質(zhì)指標測定

采用蒽酮試劑比色法［32］測定淀粉含量；考馬斯亮藍G-250法［33-34］測定粗蛋白含量；全自動還原糖測定儀測定還原糖含量。

1.6 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2010、Origin 2018及SPSS 25.0等軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理分析并繪圖［35］。

2 結(jié)果與分析

2.1 減施化肥配施不同生物有機肥對馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響

由圖1可知，不同處理對馬鈴薯的株高和莖粗有不同的影響。在5個單施化肥處理中，T4處理的株高為77 cm，較T1處理提高7.4%，且高于T2、T3、T5處理；在配施不同生物有機肥后，T10處理的株高達77.67 cm，較T1、T2、T3、T4、T5處理分別增加7.7%、5.6%、6.0%、0.9%、2.6%。而莖粗則與株高的表現(xiàn)大為不同，在5個單施化肥處理中，T1處理的莖粗為15.48 mm，高于其他單施化肥處理，與T2、T3處理具有顯著性差異，而與T4、T5處理差異不顯著；生物有機肥的配施對莖粗的影響由大到小依次為T7、T6、T10、T8、T9，其中T7處理效果最好，莖粗達15.40 mm。

由表2可知，植株的葉面積系數(shù)呈先升后降趨勢，在8月9—22日期間出現(xiàn)最高峰值，該時期的馬鈴薯塊莖加速膨大，植株整體生長旺盛。研究表明，隨著葉面積系數(shù)的增大，馬鈴薯產(chǎn)量增加［36］。雖然收獲期9月4日時不同處理的葉面積系數(shù)不具有顯著性差異，但收獲期T10、T9處理的葉面積系數(shù)均略高于單施化肥處理，這與馬鈴薯產(chǎn)量規(guī)律相符。

2.2 減施化肥配施不同生物有機肥對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

單株結(jié)薯數(shù)和單株結(jié)薯質(zhì)量是構(gòu)成馬鈴薯產(chǎn)量的主要因素。由表3可知，在單施化肥處理中，T4處理的單株結(jié)薯數(shù)與單株產(chǎn)量均排在第1位，分別為4.35個和0.96 kg。在配施生物有機肥的處理中，T9、T7、T10處理的單株結(jié)薯數(shù)較T4處理均有提高，其中單株結(jié)薯數(shù)最多的處理是 T9，為4.77個，較單施化肥處理的T4、T5分別增加9.7%、10.2%；其次為T7處理與T10處理，單株結(jié)薯數(shù)分別為4.55個與4.50個，較T4、T5分別增加4.6%、5.1%與3.4%、3.9%。在配施不同生物有機肥的處理中，有4個處理的單株產(chǎn)量高于T5處理，依次為T10、T9、T7、T8，增幅在1.1%～7.4%之間，其中，T10處理單株產(chǎn)量最大，達到1.01 kg/株，較T4處理和T5處理分別增加5.2%和7.4%。在不同施肥處理中，商品薯率在85.87%～91.01%之間，經(jīng)過對數(shù)據(jù)進行方差分析發(fā)現(xiàn)，施用不同濃度的化學(xué)肥料及配施不同的生物有機肥對馬鈴薯的商品薯率不具有顯著影響。

通過對馬鈴薯的單株結(jié)薯數(shù)、單株產(chǎn)量、商品薯率的綜合分析發(fā)現(xiàn)，T10、T9、T7處理的單株結(jié)薯數(shù)和單株產(chǎn)量較其他的處理均有所增加。

根據(jù)圖2可知，在T1～T5的單施化肥處理中，隨著化肥施用量的減少，產(chǎn)量逐漸下降，在增施5種不同生物有機肥后，產(chǎn)量較單施化肥處理中最低施肥處理T5均有不同程度的增加，增產(chǎn)效果依次為T10、T9、T7、T8、T6。其中T10處理產(chǎn)量為 51.75 t/hm2，較T1、T2、T3、T4、T5處理分別增產(chǎn)3.5%、4.2%、8.9%、10.3%、15.7%；T9處理產(chǎn)量僅次于T10處理，為50.19 t/hm2，較T1、T2、T3、T4、T5分別增產(chǎn)0.4%、1.0%、5.6%、7.0%、12.2%。通過對產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行方差分析發(fā)現(xiàn)，T1～T4處理之間差異不顯著，T1、T2處理與T5處理差異顯著，說明在一定范圍內(nèi)減少化肥的用量對馬鈴薯的產(chǎn)量不具有顯著影響，但當化肥用量降低到一定值時則會導(dǎo)致減產(chǎn)。在配施生物有機肥的處理中，T10處理與T1、T2、T3處理差異不顯著，與T4、T5處理差異顯著，T9處理與T5處理差異顯著，證明生物有機肥在一定程度上具有增產(chǎn)的效果。

2.3 減施化肥及配施不同生物有機肥對馬鈴薯干物質(zhì)的影響

由圖3可知，馬鈴薯根、莖、葉的干物質(zhì)含量隨著生育期的不斷推進呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，在8月22日前后達到最高峰值，該時期為塊莖形成期至塊莖膨大期，馬鈴薯整體生長旺盛，干物質(zhì)積累量達到峰值；在單施化肥的處理中，對馬鈴薯根和莖的干物質(zhì)含量影響最為明顯的是T4處理，其次是配施生物有機肥的T7、T8、T10處理；而該時期在葉和塊莖的干物質(zhì)積累中，T4處理的影響則遠小于T10處理，T10處理的葉與塊莖干物質(zhì)含量明顯高于其他處理。隨著淀粉積累期的到來，馬鈴薯的莖葉生長趨于停止，絕大部分養(yǎng)分向塊莖運輸，馬鈴薯塊莖的干物質(zhì)含量呈上升趨勢。綜合來看，生物有機肥的配施在一定程度上可提高馬鈴薯塊莖的干物質(zhì)含量，有利于產(chǎn)量的提高。

2.4 減施化肥及配施不同生物有機肥對馬鈴薯品質(zhì)的影響

由圖4可知，在5個單施化肥處理中，T4處理的淀粉、粗蛋白、干物質(zhì)含量最高，分別為12.24%、2.37%、19.96%，較單施化肥處理中的T1、T2、T3、T5處理淀粉含量分別增加3.7%、6.6%、0.1%、2.1%，粗蛋白含量分別增加13.4%、34.7%、49.1%、15.6%，干物質(zhì)含量分別增加0.6%、1.0%、0.4%、1.3%。在配施生物有機肥的處理中，T10處理的淀粉、粗蛋白、干物質(zhì)含量最高，分別為12.60%、2.39%、20.37%，較T1、T2、T3、T4、T5處理分別增加了6.8%、9.8%、3.0%、2.9%、5.1%，14.4%、35.8%、50.3%、0.8%、16.6%和2.7%、3.2%、2.4%、2.1%、3.4%。但不同生物有機肥對淀粉、粗蛋白、干物質(zhì)含量的影響略有不同，不同生物有機肥對淀粉含量的影響由大到小依次為T10、T9、T7、T6、T8，對粗蛋白含量的影響由大到小依次為T10、T8、T9、T6、T7，而對干物質(zhì)含量的影響由大到小依次為T10、T9、T7、T6、T8。在單施化肥處理中，T3處理的還原糖含量最低，為0.15%，較T1、T2、T4、T5處理分別降低34.5%、25.0%、28.6%、25.0%。在配施生物有機肥的處理中，T6處理的還原糖含量最低，為0.17%，其次為T10、T8、T7、T9。但經(jīng)過對數(shù)據(jù)進行方差分析發(fā)現(xiàn)，不同的施肥處理對馬鈴薯塊莖中還原糖含量的影響并不顯著。

在單施化肥的處理中，T4處理的淀粉、粗蛋白、干物質(zhì)含量最高，T3處理的還原糖含量最低， 對應(yīng)的化肥施用量分別為1 050 kg/hm2和1 350 kg/hm2；在配施不同生物有機肥后，淀粉、粗蛋白、干物質(zhì)含量均有一定的增加，其中效果最好的處理為T10。綜合分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵雞糞肥的配施對馬鈴薯塊莖品質(zhì)有一定的改善作用。

3 討論與結(jié)論

在本試驗中，配施不同生物有機肥后的馬鈴薯植株的株高、莖粗、葉面積系數(shù)及各器官干物質(zhì)含量均有所改善，而這對馬鈴薯產(chǎn)量的提高十分有利。穆俊祥等發(fā)現(xiàn)，氮磷鉀和有機肥配施有利于商品薯率的提升［37］。岳超等研究結(jié)果表明，生物有機肥的添加可在一定程度上提高作物產(chǎn)量，增加收益，但對改善馬鈴薯的商品薯率并無明顯效果［38］。本試驗中，10個不同施肥處理下馬鈴薯的商品薯率在85.87%～91.01%之間，經(jīng)過對數(shù)據(jù)進行方差分析發(fā)現(xiàn)，減施化肥、配施生物有機肥對馬鈴薯的商品薯率并無顯著影響，這與岳超等的研究結(jié)果［38］相同。本試驗同時發(fā)現(xiàn)，在單施化肥的處理中，馬鈴薯產(chǎn)量隨著化肥施用量的降低而下降，雖然方差分析結(jié)果表明，在一定程度上減少化肥施用量對馬鈴薯產(chǎn)量的影響不顯著，但當化肥用量由1 950 kg/hm2

降至750 kg/hm2時，馬鈴薯的產(chǎn)量也由49.98 t/hm2降至44.73 t/hm2，減產(chǎn)達5.25 t/hm2，即使是在T1～T4不具有顯著性差異的4個處理中，馬鈴薯產(chǎn)量也降低了3.08 t/hm2。隨著生物有機肥的配施，馬鈴薯的產(chǎn)量較最低施肥量750 kg/hm2的處理均有所增加，其中T10、T9處理下的馬鈴薯產(chǎn)量較最高施肥量T1處理分別增加了1.77、0.21 t/hm2。這意味著生物有機肥的配施在增加產(chǎn)量、帶來更高收益的同時，不僅降低了有害物質(zhì)殘留的風(fēng)險，更有利于綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，結(jié)果可為馬鈴薯生產(chǎn)栽培過程中肥料的使用提供一定參考依據(jù)。

土壤是一個多樣性的生態(tài)環(huán)境，由許多不同類型的細菌、病毒以及大量的有益微生物組成，這些細菌、病毒與微生物彼此交互影響。當處于特定的環(huán)境條件時，有益的微生物可以抵抗有害的病原體，但如果采用化學(xué)預(yù)防措施，這些有益的微生物就會被完全消滅，從而引發(fā)更多的有毒或者更加危險的病原體，最終使得疾病的情況變得越來越糟糕。大量科學(xué)研究都證實了生物有機肥中的有益菌能夠提高土壤質(zhì)量，且生物有機肥的使用還可以使有害菌數(shù)量降低，從而盡可能地降低土傳病害發(fā)生率，劉峰等的試驗均證實了生物有機肥可在一定程度上提高馬鈴薯植株對土傳病害的抵抗力，降低晚疫病等病害的發(fā)病率［39-44］。因此在實際生產(chǎn)中要盡量避免對有益微生物的傷害。

同時，王文麗等的研究結(jié)果也表明，生物有機肥的使用可提高馬鈴薯塊莖的品質(zhì)，有利于馬鈴薯淀粉、干物質(zhì)、粗蛋白含量的增加［45-48］，這與本試驗結(jié)果相似，本試驗中，配施生物有機肥的5個處理馬鈴薯的淀粉、干物質(zhì)、粗蛋白含量均在一定程度上有所增加，其中配施發(fā)酵雞糞肥的處理（T10處理）效果最佳，較單施化肥處理的淀粉、干物質(zhì)、粗蛋白的平均含量分別增加了2.7%、3.4%、16.59%，說明生物有機肥配施對改善馬鈴薯塊莖品質(zhì)具有一定效果。

產(chǎn)量是馬鈴薯實際生產(chǎn)中最受關(guān)注的重要因素之一。在本試驗中，施用不同濃度的化肥與不同種類生物有機肥的配施對馬鈴薯產(chǎn)量的影響大不相同。在單施化肥的5個處理中馬鈴薯的產(chǎn)量隨著化肥用量的減少而遞減，但隨著生物有機肥的配施，馬鈴薯的產(chǎn)量較單施化肥處理中最低化肥用量處理（T5處理）均有所增加，其中T10處理產(chǎn)量最高，為51.75 t/hm2，較T5處理增產(chǎn)7.02 t/hm2。但不同的化學(xué)肥料濃度與不同種類的生物有機肥對馬鈴薯的單株結(jié)薯數(shù)、單株結(jié)薯質(zhì)量、商品薯率也具有不同的影響。生物有機肥的配施有利于馬鈴薯塊莖品質(zhì)的提升，其中T10處理下的馬鈴薯塊莖品質(zhì)最佳，其淀粉、粗蛋白、干物質(zhì)含量較T1、T2、T3、T4、T5單施化肥處理分別增加了6.8%、9.8%、3.0%、2.9%、5.1%，14.4%、35.8%、50.3%、0.8%、16.6%和2.7%、3.2%、2.4%、2.1%、3.4%。因此在化肥施用量為750 kg/hm2的基礎(chǔ)上配施發(fā)酵雞糞肥不僅有利于馬鈴薯產(chǎn)量的增加，還有利于提升馬鈴薯塊莖的品質(zhì)。

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收稿日期：2023-08-10

基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（編號：CARS-09）；河北省重點研發(fā)計劃（編號：21326320D）；河北省農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金（編號：21626316D）。

作者簡介：李雅飛（2000—），女，河北承德人，碩士研究生，主要從事馬鈴薯栽培生理研究。E-mail：Li-yafei868@163.com。

通信作者：馮 琰，碩士，副研究員，主要從事馬鈴薯新品種選育及高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。E-mail：fengyannm@sina.com。