高海洋,金光輝*,張春雨,劉喜才,姜麗麗,張桂芝,劉淑娜,李 鑫,王鵬程
(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院,黑龍江 大慶 163319;2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院,黑龍江 克山 161600)
在馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,受到很多條件制約,其中土壤肥料養(yǎng)分的影響最為重要。馬鈴薯對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收與塊莖的形成、膨大以及淀粉積累有顯著關(guān)系[5],合理施肥利于馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的提高[6]。馬鈴薯的產(chǎn)量除與不同品種、種薯品質(zhì)、土壤養(yǎng)分狀況、田間管理和氣候條件有關(guān)[7-11],還與施肥數(shù)量及比例有很大關(guān)系。種植馬鈴薯時(shí)應(yīng)按土壤養(yǎng)分狀況所產(chǎn)生的供肥性能,以及對(duì)目標(biāo)產(chǎn)量的需求來(lái)確定馬鈴薯施肥量[12]。目前,試驗(yàn)研究表明肥料增效劑在降低化肥使用量上取得了一些成果[13]。薛照文[14]以常規(guī)施肥作對(duì)照研究了納米碳肥料增效劑對(duì)秋馬鈴薯產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響,結(jié)果表明納米碳肥料增效劑在秋馬鈴薯產(chǎn)量上表現(xiàn)出一定的增產(chǎn)效果,增產(chǎn)0.76%~3.31%,具有明顯的節(jié)肥作用。
本文選用馬鈴薯新品種,研究摻混肥與增效劑混施對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)質(zhì)量的影響。對(duì)株高、莖粗、主莖數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、大中薯率、產(chǎn)量、干物質(zhì)含量、淀粉含量、粘度和糊化溫度以及效益進(jìn)行分析,篩選出最佳施肥方案,為馬鈴薯合理施肥提供理論指導(dǎo)。
1.1.1 供試品種
‘墾薯1號(hào)’,種薯級(jí)別為1級(jí)種,種薯切成每塊40~50 g 的薯塊種植。種薯由黑龍江省二龍山農(nóng)場(chǎng)提供。
1.1.2 供試肥料與增效劑
試驗(yàn)所用肥料為摻混肥,氮磷鉀比例為10∶15∶20,來(lái)自大慶金輝農(nóng)業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限公司;環(huán)保肥料增效劑來(lái)自青島新納生物技術(shù)有限公司。
綜上所述,本研究采用長(zhǎng)期Markov模型進(jìn)行藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)價(jià)的結(jié)果表明,在我國(guó)應(yīng)用阿司匹林進(jìn)行CVD一級(jí)預(yù)防具有10年期藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)優(yōu)勢(shì)。
試驗(yàn)設(shè)在黑龍江省榮軍農(nóng)場(chǎng)第二管理區(qū),屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)半干旱氣候區(qū)。春季風(fēng)大、雨少、空氣干燥,溫度變化劇烈;夏季溫?zé)?,雨量較多,降水集中;秋季涼爽,多晴朗天氣,晝夜溫差較大;冬季漫長(zhǎng),寒冷少雪。土地以壤土為主。年平均氣溫0.5 ℃,年平均有效積溫2 305.9 ℃,無(wú)霜期平均115 d,初霜期出現(xiàn)在9 月16 日前后,終霜期出現(xiàn)在5 月23 日左右,年平均降水量490.0 mm,年均日照2 593 h。土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為156.0,26.1 和202.0 mg/kg,有機(jī)質(zhì)含量為39.2 g/kg,pH 6.2。
試驗(yàn)于2016 年進(jìn)行。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),以當(dāng)?shù)爻R?guī)施肥量40 kg/667m2為對(duì)照。設(shè)3種不同施肥量(30,40 和50 kg/667m2,在不增加總施肥量的情況下,減少10%肥料用量,用10%的增效劑量替代)(表1),共計(jì)4 個(gè)處理。每個(gè)處理為4 行區(qū),行長(zhǎng)3 m,行距0.7 m,單行種植,小區(qū)面積8.4 m2,3 次重復(fù)。5 月10 日播種,肥料作為底肥一次性施入,其他田間管理同常規(guī)大田生產(chǎn),于9月15日收獲。
1.4.1 農(nóng)藝性狀測(cè)定
株高:在馬鈴薯盛花期,測(cè)量植株地上部分長(zhǎng)度,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株,取其平均值。
莖粗:在馬鈴薯盛花期,測(cè)量植株最大莖粗,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株,取其平均值。
主莖數(shù):在馬鈴薯盛花期,進(jìn)行主莖數(shù)的測(cè)定,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株,取其平均值。
單株結(jié)薯數(shù):在馬鈴薯收獲期,測(cè)定單株結(jié)薯數(shù),每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株,取其平均值。
1.4.2 產(chǎn)量性狀測(cè)定
大中薯率:根據(jù)單個(gè)馬鈴薯重量的大小分為2 個(gè)等級(jí):小薯(0~75 g,含75 g)、大中薯(75 g以上)。收獲時(shí),每個(gè)處理隨機(jī)選取10 株,每個(gè)處理按照上述分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí),分級(jí)后計(jì)算大中薯的個(gè)數(shù)及重量,得出大中薯所占比率,按每平米折算進(jìn)行分析。
表1 不同施肥量處理Table 1 Treatments of different fertilizer application rates
產(chǎn)量:在馬鈴薯收獲期,收獲中間2行(4.2 m2)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。
1.4.3 質(zhì)量性狀測(cè)定
淀粉及干物質(zhì)含量:在馬鈴薯收獲后,隨機(jī)選取2.5 kg 的樣品,用HD-W10A 型淀粉測(cè)定儀測(cè)定淀粉及干物質(zhì)含量。
淀粉粘度及糊化溫度:參照侯蕾等[15]的研究方法,對(duì)淀粉粘度及糊化溫度進(jìn)行測(cè)定。
數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003 和SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件處理,處理間平均值多重比較采用新復(fù)極差法。
隨著施肥量的增加,株高呈遞增趨勢(shì),處理3 達(dá)到最大值;處理2 和處理3 株高差異不顯著,說(shuō)明施肥量達(dá)到摻混肥與增效劑(36+4)kg/667m2時(shí),繼續(xù)增加施肥量對(duì)株高沒(méi)有顯著影響。在莖粗方面,處理3 與對(duì)照差異較大,但并不顯著。隨著施肥量的增加,主莖數(shù)呈遞增趨勢(shì),處理3達(dá)到最大值;處理2和處理3主莖數(shù)差異不顯著,說(shuō)明施肥量達(dá)到摻混肥與增效劑(36+4)kg/667m2時(shí),繼續(xù)增加施肥量對(duì)主莖數(shù)沒(méi)有顯著影響(表2)。
隨著施肥量的增加,單株結(jié)薯數(shù)呈遞增趨勢(shì),處理3 單株結(jié)束薯最多為11.13 個(gè),但各處理間差異均不顯著(表3)。
表2 不同施肥量(加增效劑)對(duì)馬鈴薯株高、莖粗及主莖數(shù)的影響Table 2 Effects of different fertilizer application rates(addition of synergist)on potato plant height,stem diameter and main stem numbers
表3 不同施肥量(加增效劑)對(duì)馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)的影響Table 3 Effects of different fertilizer application rates(addition of synergist)on potato tuber number per plant
表4 不同施肥量(加增效劑)對(duì)馬鈴薯大中薯率及產(chǎn)量影響Table 4 Effects of different fertilizer application rates(addition of synergist)on large and medium-sized tuber percentage and yield
表5 不同施肥量(加增效劑)對(duì)馬鈴薯淀粉含量和干物質(zhì)含量影響Table 5 Effects of different fertilizer application rates(addition of synergist)on starch and dry matter contents
隨施用量的增加,大中薯率呈現(xiàn)升高趨勢(shì),但各處理間大中薯率沒(méi)有顯著差異,表明增加施肥量與增效劑對(duì)馬鈴薯大中薯率沒(méi)有影響。產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加,處理3 施肥量下產(chǎn)量表現(xiàn)最好,為2 441 kg/667m2。處理3 與對(duì)照相比,馬鈴薯產(chǎn)量增加467 kg/667m2。在添加增效劑方面,處理2 與處理4(CK)相比差異顯著,產(chǎn)量增加280 kg/667m2,說(shuō)明增效劑的使用對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響較大(表4)。
施肥量對(duì)馬鈴薯淀粉含量和干物質(zhì)含量沒(méi)有顯著影響,但馬鈴薯淀粉含量和干物質(zhì)含量隨施肥量的增加均略呈增加趨勢(shì),但處理間差異不顯著(表5)。
隨施用量的增加,糊化溫度呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),處理3 的淀粉糊化溫度達(dá)到最大值69.73 ℃,與對(duì)照處理4 具有顯著差異,但處理2 與處理3 相比,添加增效劑對(duì)馬鈴薯淀粉糊化溫度沒(méi)有顯著影響;在淀粉峰值粘度方面,處理2、3 與處理4(CK)峰值粘度存在顯著差異,處理3 淀粉峰值粘度達(dá)到最大值724.33 BU,顯著高于處理1 和處理4(表6)。
表6 不同施肥量(加增效劑)對(duì)馬鈴薯糊化溫度和峰值粘度影響Table 6 Effects of different fertilizer application rates(addition of synergist)on potato gelatinization temperature and peak viscosity
表7 不同施肥量(加增效劑)經(jīng)濟(jì)效益比較分析Table 7 Comparative analysis of economic benefits of different fertilizer application rates(addition of synergist)
由表7 可知,隨施肥量的增加,經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)明顯遞增趨勢(shì),處理3 較處理4(CK)經(jīng)濟(jì)效益增加428 元/667m2,經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)最好;在添加增效劑方面,處理2 與處理4(CK)相比,經(jīng)濟(jì)效益差異顯著,增加271 元/667m2,說(shuō)明增效劑的使用對(duì)經(jīng)濟(jì)效益影響較大。
肥料增效劑之所以環(huán)保,是因?yàn)樘砑永玫奈镔|(zhì)為天然或是植物源的,其最大特點(diǎn)就是少量即可達(dá)到高效,添加量在0.3%~3.0%。馬鈴薯施肥試驗(yàn)中已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)增效劑的相關(guān)研究,如朱永永等[16]對(duì)新型環(huán)保肥料增效劑在旱作馬鈴薯上的應(yīng)用效果研究發(fā)現(xiàn),在旱作區(qū)添加10%的肥料增效劑能夠提高馬鈴薯干物質(zhì)量、干物質(zhì)積累速度、單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重和大中薯率,產(chǎn)量提高水平與對(duì)照相比差異顯著。本試驗(yàn)中,在馬鈴薯株高、主莖數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)等農(nóng)藝性狀方面,增效劑產(chǎn)生積極影響,研究結(jié)果表明增效劑能夠促進(jìn)馬鈴薯植株生長(zhǎng)發(fā)育。董彥旭等[17]針對(duì)新型肥料增效劑對(duì)馬鈴薯肥料減施增效作用展開(kāi)研究,結(jié)果表明,在施肥量相同的條件下,添加不同比例的增效劑均可以提高馬鈴薯產(chǎn)量,其中添加10%總施肥量的增效劑時(shí),馬鈴薯增產(chǎn)幅度可達(dá)14.12%。本試驗(yàn)結(jié)論與董彥旭研究結(jié)果一致,在總施肥量相同情況下,以增效劑代替10%的總施肥量,摻混肥+增效劑(36+4)kg/667m2較摻混肥40 kg/667m2馬鈴薯增產(chǎn)280 kg/667m2,增產(chǎn)幅度達(dá)14.18%。彭軍等[18]研究肥料增效劑對(duì)煙草經(jīng)濟(jì)性狀的影響發(fā)現(xiàn),經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)試驗(yàn)處理產(chǎn)值減去對(duì)照處理產(chǎn)值,其中減量10%復(fù)合肥處理,產(chǎn)值提高1 026.75 元/hm2;減量20%復(fù)合肥,產(chǎn)值提高1 748.7元/hm2。
目前中國(guó)肥料存在不科學(xué)施用等現(xiàn)象,例如肥料配比與施肥量等不能根據(jù)作物需求而施用化肥,造成肥料利用率低,環(huán)境污染,養(yǎng)肥不均衡而農(nóng)作物產(chǎn)出低,經(jīng)濟(jì)效益不理想。在肥料合理配比施用情況下,如何提高肥料利用率,減少化肥施用量成為關(guān)鍵問(wèn)題。根據(jù)化肥增效劑在玉米上的研究分析可知,增效劑具有反消化作用,施用增效劑可增加土壤中NH4+-N 含量,降低NO3--N含量,能夠抑制硝態(tài)氮的分解,供玉米均衡吸收和利用。
陳丹梅等[19]研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期施用化肥,土壤板結(jié),根系發(fā)育不良,肥料利用率降低。環(huán)保肥料增效劑不僅對(duì)肥料在較少施肥量、增加肥料利用率上有影響,對(duì)根際微生物菌群結(jié)構(gòu)也有著重要地位。張國(guó)青等[20]研究發(fā)現(xiàn),環(huán)保肥料增效劑顯著改善土壤真菌種群結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本試驗(yàn)和前人研究分析可知,在不影響作物正常生長(zhǎng)發(fā)育時(shí),肥料增效劑對(duì)降低肥料施用量,提高利用率,改善土壤理化性質(zhì)及生物學(xué)特性上有著顯著作用。另外,本試驗(yàn)只選用了摻混肥一種肥料類型,復(fù)合肥及水溶肥等其他不同肥料類型還有待研究。馬鈴薯為高產(chǎn)型作物,在塊莖膨大期需肥量較大,常規(guī)生產(chǎn)上多進(jìn)行后期追肥,以滿足馬鈴薯后期生長(zhǎng)發(fā)育需求。本試驗(yàn)僅研究了底肥與增效劑混施對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響,追肥與增效劑混施對(duì)馬鈴薯的作用有待研究。
試驗(yàn)得出,在減少化肥施用量的情況下,增效劑對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝性狀具有良好作用,能夠促進(jìn)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育,增加馬鈴薯種植經(jīng)濟(jì)效益,增效劑對(duì)減少化肥施用量起到良好效果。在總施肥量相同情況下,以增效劑代替10%的總施肥量,摻混肥+增效劑(36+4)kg/667m2較摻混肥40 kg/667m2馬鈴薯增產(chǎn)280 kg/667m2,增產(chǎn)幅度達(dá)14.18%,說(shuō)明增效劑的使用對(duì)經(jīng)濟(jì)效益影響較大。同時(shí)明確了10%增效劑與45 kg/667m2摻混肥混施為馬鈴薯最佳施用量。