趙穎++史書強(qiáng)+++何志剛++婁春榮

摘要：采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，于遼寧省葫蘆島市綏中縣進(jìn)行大田試驗(yàn)，研究不同灌溉技術(shù)配合不同施肥處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，膜下滴灌技術(shù)配合緩釋肥處理可顯著提高馬鈴薯的肥料利用率，對(duì)馬鈴薯的產(chǎn)量構(gòu)成、土壤養(yǎng)分運(yùn)移均有一定影響；膜下滴灌技術(shù)配合緩釋肥處理的馬鈴薯產(chǎn)量比常規(guī)灌溉施肥提高12.07%，在馬鈴薯關(guān)鍵時(shí)期土壤養(yǎng)分運(yùn)移發(fā)揮重要作用，速效磷、速效氮分別比常規(guī)灌溉施肥提高11.5%、15.5%。膜下滴灌技術(shù)配合緩釋肥不僅顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量，還可節(jié)約水資源，并降低肥料量過(guò)大造成的環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：新型肥料；馬鈴薯；養(yǎng)分吸收；經(jīng)濟(jì)效益；灌溉模式

中圖分類號(hào)：S157.4+1；S532.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2016）02-0130-03

收稿日期：2015-01-05

基金項(xiàng)目：中央財(cái)政重大科技推廣示范項(xiàng)目（編號(hào)：GCNT-LN-13）；遼寧省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目（編號(hào)：2013215001）。

作者簡(jiǎn)介：趙穎（1967—），遼寧沈陽(yáng)人，助理研究員，主要從事農(nóng)作物高效復(fù)種研究。E-mail：1984838601@qq.com。

通信作者：何志剛，碩士，副研究員，主要從事作物高效復(fù)種營(yíng)養(yǎng)調(diào)控研究。E-mail：hezhigang1227@126.com。水分和肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中影響作物生長(zhǎng)的2個(gè)重要因素，合理灌溉和施肥是作物增產(chǎn)增收的主要途徑之一[1]。馬鈴薯因其適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、增產(chǎn)潛力大、糧菜兼用等特點(diǎn)，近年來(lái)在我國(guó)的種植面積不斷擴(kuò)大，已成為第四大糧食作物[2-3]。馬鈴薯在遼寧省西部地區(qū)被大規(guī)模種植，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主要收入來(lái)源之一，但該地區(qū)水資源及其匱乏，農(nóng)業(yè)干旱頻繁發(fā)生，水資源供需矛盾十分凸出；與此同時(shí)，遼西地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)施肥量偏高，遠(yuǎn)超過(guò)其生長(zhǎng)需求，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高，既影響了經(jīng)濟(jì)效益，又因化肥施用過(guò)量造成浪費(fèi)和環(huán)境污染。

傳統(tǒng)馬鈴薯生產(chǎn)中多采用大水漫灌的灌溉方式和一次性基肥的施肥方式，這2種方式不僅浪費(fèi)水資源，且需要很多勞動(dòng)力，難以滿足馬鈴薯集約化生產(chǎn)的要求[4]。鄧蘭生等研究表明，水肥配合施用有利于提高馬鈴薯的水肥利用率，從而提高馬鈴薯產(chǎn)量[5]。緩釋氮肥不僅能夠滿足高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的需要，作為作物全生育期肥料一次性基施，還具有節(jié)省追肥所需的勞動(dòng)力投入、減少肥料用量、提高氮肥利用率、減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)[6]。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)馬鈴薯的研究大多單方面研究其水分或緩釋肥，關(guān)于膜下滴灌配合緩釋肥的研究較少。本研究將新型緩釋肥料與膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用于馬鈴薯大田生產(chǎn)，研究不同灌溉方式配合緩釋肥的效果及其對(duì)作物產(chǎn)量的影響，為膜下滴灌技術(shù)和新型緩釋肥在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2013年3月28日至7月3日在遼寧省葫蘆島市綏中縣小莊子鄉(xiāng)進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)位于遼寧省葫蘆島市西南部（119°34′E～120°31′E，39°59′N～40°37′N），屬溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，全年平均氣溫9.8 ℃、平均無(wú)霜期176 d、多年平均降水量652.5 mm。該地區(qū)地勢(shì)平坦、土質(zhì)肥沃，十分適于種植馬鈴薯。試驗(yàn)地耕層土壤為草甸土，土壤pH值6.7、堿解氮（N）145 mg/kg、速效磷（P2O5）116.8 mg/kg、速效鉀（K2O）145 mg/kg、有機(jī)質(zhì)15.5 g/kg、全氮（N）0.86 g/kg、全磷（P）1.42 g/kg、全鉀（K）25 g/kg。

1.2試驗(yàn)材料

供試馬鈴薯品種為中薯5號(hào)。供試肥料含尿素（N）46%、普通過(guò)磷酸鈣（P2O5）12%、硫酸鉀（K2O）50%。常規(guī)馬鈴薯復(fù)合肥（N 18%、P2O5 10%、K2O 15%），尿酶抑制劑（DMP），磷素活化劑（植酸酶）。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)處理。處理1：常規(guī)灌溉施肥，灌溉方式為大水漫灌；施用復(fù)合肥1 500 kg/hm2（N 270 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2）。處理2：常規(guī)灌溉+緩釋肥料，與處理1等養(yǎng)分，施用遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)環(huán)境資源研究所自制肥料（尿素587 kg/hm2、普通過(guò)磷酸鈣1 250 kg/hm2、硫酸鉀450 kg/hm2、尿酶抑制劑DMP 8 g/kg、N和磷素活化劑植酸酶2 g/kg，P通過(guò)吸附劑加入肥料中混勻后制成）。處理3：滴灌施肥，灌溉方式為膜下滴灌；施用復(fù)合肥1 500 kg/hm2（N 270 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2）。處理4：滴灌+緩釋肥料，與處理3等養(yǎng)分，施用遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)環(huán)境資源研究所自制肥料（尿素587 kg/hm2、普通過(guò)磷酸鈣1 250 kg/hm2、硫酸鉀450 kg/hm2、尿酶抑制劑DMP 8 g/kg、N和磷素活化劑植酸酶2 g/kg，P通過(guò)吸附劑加入肥料中混勻后制成）。

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積為30 m2。于2013年3月25日播種，單層地膜。行距80 cm，壟上雙行種植，株距27 cm，密度達(dá)90 000株/hm2，及時(shí)引苗，于2013年6月23日收獲。各處理的管理方式（拔草、松土）相同。底肥一次性施肥，整個(gè)生育期滴灌處理統(tǒng)一用水量每次267 m3/hm2，共用水2 670 m3/hm2，每7 d灌水1次，共灌水10次；常規(guī)灌溉處理采用溝灌，馬鈴薯生長(zhǎng)期間每14 d灌水1次，共灌水5次，總灌溉量為2 670 m3/hm2，與滴灌相同。

1.4研究方法

分別于土壤春季種植前和馬鈴薯不同生育時(shí)期進(jìn)行田間取樣。采用五點(diǎn)混合取樣法，采集0～20 cm耕層土壤，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.5測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.5.1土壤養(yǎng)分狀況采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤中的堿解氮含量，采用鉬銻抗比色法測(cè)定土壤中的有效磷含量，采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定土壤中的有機(jī)質(zhì)含量[7]。

1.5.2生育性狀 分別于苗期和塊莖膨大期測(cè)定植株株高、葉片葉綠素SPAD值。當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣在塊莖膨大后期噴施控制徒長(zhǎng)的藥劑，因此于淀粉積累期未測(cè)量植株株高、葉綠素SPAD值。

1.5.3測(cè)定產(chǎn)量 收獲期每個(gè)小區(qū)選取中間10 m2測(cè)定產(chǎn)量，記錄塊莖產(chǎn)量、地上部莖葉鮮質(zhì)量，最終估算產(chǎn)量；同時(shí)，每個(gè)重復(fù)選取10株馬鈴薯考種，記錄塊莖和地上部莖葉的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量，估算干質(zhì)量產(chǎn)量。

1.6統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 11.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。不同處理間的差異采用單因素方差分析，多重比較采用新復(fù)極差法（Duncan測(cè)驗(yàn)）進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理馬鈴薯植株的生育性狀調(diào)查

馬鈴薯首先生長(zhǎng)地上部，株高增長(zhǎng)很快，隨后轉(zhuǎn)入地上部與地下部共同生長(zhǎng)階段，增長(zhǎng)變緩；在塊莖膨大期，地上部的養(yǎng)分不斷傳送至地下塊莖，株高達(dá)到最高峰；而在淀粉積累期，株高衰減[8]。

由表1可知，在苗期，常規(guī)灌溉+緩釋肥處理、滴灌+緩釋肥處理的株高與葉綠素SPAD值均低于常規(guī)灌溉施肥處理、滴灌施肥處理，可能的原因?yàn)榫忈尫柿锨捌卺尫硼B(yǎng)分不足，除滴灌+緩釋肥處理顯著低于其他3個(gè)處理外，其他各處理間差異不顯著。在塊莖膨大期，隨著作物需水高峰期、養(yǎng)分釋放高峰期的來(lái)臨，滴灌+緩釋肥處理的效果有所呈現(xiàn)，株高、葉綠素SPAD值均明顯高于其他處理，與常規(guī)灌溉施肥處理差異顯著。

2.2不同處理對(duì)馬鈴薯各生育期土壤堿解氮、速效磷含量的影響

由表2可知，在苗期，常規(guī)灌溉施肥和常規(guī)灌溉+緩釋肥處理土壤中速效氮、速效磷養(yǎng)分的釋放顯著高于其他2個(gè)處理，表明前期施肥量過(guò)大導(dǎo)致肥料大量流失。常規(guī)灌溉+緩釋肥處理低于常規(guī)灌溉施肥處理，表明土壤水分含量較高時(shí)，常規(guī)灌溉方式使肥料大量流失。滴灌施肥處理、滴灌+緩釋肥處理明顯低于常規(guī)灌溉施肥處理，且差異顯著。在塊莖膨大期，滴灌+緩釋肥處理土壤中的速效氮、速效磷養(yǎng)分顯著高于其他處理?？梢?jiàn)，塊莖膨大期滴灌+緩釋肥處理進(jìn)入養(yǎng)分釋放高峰，速效磷分別比常規(guī)灌溉施肥處理、常規(guī)灌溉+緩釋肥處理提高20%、12.5%，速效氮分別比常規(guī)灌溉施肥處理、常規(guī)灌溉+緩釋肥處理提高32.2%、18.2%，差異達(dá)到顯著水平。在淀粉積累期，滴灌+緩釋肥處理土壤中的速效氮與其他處理差異不顯著，速效磷則明顯高于其他處理，且差異顯著。

綜合不同時(shí)期，滴灌+緩釋肥處理底肥中的氮、磷養(yǎng)分在植物生育前期釋放較少，而在植物生育高峰期釋放相對(duì)較多，常規(guī)灌溉施肥處理則相反。滴灌+緩釋肥處理的養(yǎng)分釋放趨勢(shì)更能滿足作物生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求，對(duì)有效提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量具有潛在促進(jìn)作用。

2.3不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

由表3可知，滴灌+緩釋肥處理在地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量均高于常規(guī)灌溉施肥處理，滴灌+緩釋肥處理的總干物質(zhì)量、塊莖質(zhì)量分別比常規(guī)灌溉施肥處理平均提高 5.60%、28.68%，表明滴灌+緩釋肥處理的土壤養(yǎng)分供給更符合馬鈴薯生長(zhǎng)周期內(nèi)對(duì)養(yǎng)分的需求，從而使結(jié)薯率最高。產(chǎn)量、綜合經(jīng)濟(jì)效益分別平均提高12.07%、10 139元/hm2。

3結(jié)論與討論

馬鈴薯是重要的糧蔬兼用作物，具有種植區(qū)域廣、種植水平和產(chǎn)量差異大等特點(diǎn)。在馬鈴薯生產(chǎn)中，肥料投入是最主要的成本構(gòu)成之一，合理的水肥管理則是獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要保證[9]。據(jù)調(diào)查，在遼寧省西部馬鈴薯早熟種植地區(qū)，肥料成本約占總生產(chǎn)成本的30%，而肥料和勞動(dòng)力成本構(gòu)成則超過(guò)總成本的50%。傳統(tǒng)種植方式常有施肥過(guò)量、比例不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，加之大水漫灌等過(guò)量灌溉和不合理灌溉措施，極易導(dǎo)致肥料大量流失，降低養(yǎng)分利用率[8，10]。章明奎等對(duì)砂質(zhì)土壤的養(yǎng)分積累和遷移特點(diǎn)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)砂土中的養(yǎng)分極易隨水遷移，高濃度養(yǎng)分在短時(shí)間內(nèi)即可沿剖面遷移至地下水，或隨地表徑流遷移至周圍水體[11]；因此，馬鈴薯施肥宜少量多次，避免高量一次性施肥。本研究采用滴灌技術(shù)配合緩釋肥技術(shù)，按照馬鈴薯不同生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)養(yǎng)分的需求規(guī)律進(jìn)行供肥，最大限度減少因肥料過(guò)量灌溉而隨灌溉水滲漏至深層土壤，以保持作物根層適宜的水、肥、氣條件，為作物根系的生長(zhǎng)提供良好環(huán)境，最終達(dá)到增產(chǎn)、增收的目的。研究結(jié)果表明，滴灌處理明顯優(yōu)于常規(guī)灌溉處理，緩釋肥處理優(yōu)于常規(guī)施肥處理。在整個(gè)生育期，滴灌配合緩釋肥料處理的氮、磷養(yǎng)分釋放比較合理，明顯優(yōu)于常規(guī)灌溉施肥處理。常規(guī)灌溉施肥處理前期釋放養(yǎng)分較高，后期養(yǎng)分供應(yīng)不足，而膨大期的營(yíng)養(yǎng)吸收對(duì)產(chǎn)量影響較大。滴灌配合緩釋肥處理的養(yǎng)分釋放趨勢(shì)更能滿足作物生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求，對(duì)有效提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量具有潛在促進(jìn)作用。在當(dāng)前施肥水平和技術(shù)配套條件下，膜下滴灌配合施用緩釋肥是一種較為安全、減投增效、有利于可持續(xù)發(fā)展的措施，可達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)約成本的目的。

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