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        魯西南地區(qū)減少化肥用量對馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、商品薯率和干物質(zhì)含量的影響

        2021-08-18 07:43:30楊小華徐寶連喬冰潔
        中國馬鈴薯 2021年3期
        關鍵詞:薯率硫酸鉀馬鈴薯

        吳 靜,楊小華,徐寶連,喬冰潔

        (濟寧市農(nóng)業(yè)科學研究院,山東 濟寧 272131)

        馬鈴薯作為山東省主要作物之一,在省內(nèi)大部分地區(qū)均有種植,且山東省馬鈴薯單產(chǎn)和總產(chǎn)量處在全國前列。目前,山東省馬鈴薯生產(chǎn)屬于高投入高成本生產(chǎn)方式,施肥量大,而且肥料基本是作為基肥一次性施足[1]。施肥環(huán)節(jié)中存在盲目施肥、過量施肥的現(xiàn)象,特別是氮、磷過度施用,增加了生產(chǎn)成本,降低了肥料利用率,造成土地板結、土壤酸化、土壤有益微生物減少等農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題[2,3],這會影響到產(chǎn)品品質(zhì),加重馬鈴薯病蟲害,增加農(nóng)藥用量,相應增加產(chǎn)品和環(huán)境污染。馬鈴薯生長離不開肥料,只有氮磷鉀養(yǎng)分充足且配比合理時,才會有效促進植株地上部生長和塊莖產(chǎn)量的形成[4-6]。過量施用化肥,不僅造成肥料養(yǎng)分浪費,降低肥料利用率,而且影響產(chǎn)品品質(zhì)[7]。

        目前,馬鈴薯生產(chǎn)中肥料用量普遍較高,不但造成肥料浪費,而且污染環(huán)境。因此,本研究設計了三因素三因子的施肥處理,測定并分析不同處理下馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和商品薯率,旨在得出馬鈴薯獲得目標產(chǎn)量時的最少肥料用量。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        試驗在濟寧市農(nóng)業(yè)科學研究院馬鈴薯試驗基地進行,供試馬鈴薯品種為‘荷蘭15’,一級種薯。

        試驗肥料:尿素(N 46.6%),磷肥(重過磷酸鈣P2O545%),硫酸鉀(K2O 51%)。

        供試土壤pH 6.98,有機質(zhì)13.1 g/kg,堿解氮58.6 mg/kg,速效磷48.3 mg/kg,速效鉀128.5 mg/kg。

        1.2 試驗方法

        試驗采用L9(34)正交設計,設氮肥(N)、磷肥(P2O5)、鉀肥(K2O)3個因素,每個因素設置3個水平(表1),試驗設計見表2。以常規(guī)施肥為對照,常規(guī)施肥量為尿素71 kg/667m2,磷酸二銨72 kg/667m2,硫酸鉀73 kg/667m2。小區(qū)面積63 m2,馬鈴薯種植株行距為25 cm×70 cm。試驗播種薯塊為單芽,平均重30~50 g,芽長1~2 cm。馬鈴薯于2019 年2 月28 日種植,6月11日收獲。馬鈴薯生長期間,按照當?shù)卮筇锺R鈴薯生產(chǎn)管理。

        表1 馬鈴薯減肥試驗因素和水平Table 1 Factor and level in potato chemical fertilizer reduction experiment

        表2 馬鈴薯減肥正交試驗方案Table 2 Orthogonal test design in potato chemical fertilizer reduction experiment

        氮肥分三次施用,具體施肥時期和用量為基施40%,出苗期施30%,現(xiàn)蕾期施30%。磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入。

        1.3 測定指標及方法

        產(chǎn)量:收獲期每個處理測定商品薯產(chǎn)量和小區(qū)產(chǎn)量,并折算為667 m2產(chǎn)量。

        商品薯率:小區(qū)收獲的薯塊中商品薯產(chǎn)量(M1)占本小區(qū)馬鈴薯總產(chǎn)量(M2)的百分數(shù),商品薯率(%)=M1/M2×100。商品薯標準:單薯重≥50 g,性狀為橢圓形,表皮光滑,無病斑,無傷口。

        干物質(zhì)含量:馬鈴薯收獲后,采用烘干法測定干物質(zhì)含量[8]。

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        采用Microsoft Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理,利用DPS 17.10進行方差分析。

        2 結果與分析

        2.1 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量和商品薯率的影響

        從表3中看出,馬鈴薯減肥各個處理的馬鈴薯產(chǎn)量均達到3 000 kg/667m2,達到目標產(chǎn)量。在各個處理減少肥料用量的條件下,對照的產(chǎn)量仍然是最高的,達到3 533 kg/667m2。處理7的馬鈴薯產(chǎn)量是減肥處理中最高的,具體施肥量為尿素21 kg/667m2,重過磷酸鈣22 kg/667m2,硫酸鉀98 kg/667m2(化肥用量比對照減少34.7%),達到3 490 kg/667m2,比對照減產(chǎn)1.22%,商品薯率達到96.7%,比對照提高3.75%。其次是處理6,產(chǎn)量達到3 438 kg/667m2,比對照減產(chǎn)2.69%,商品薯率為93.9%,比對照略有提高。處理8的商品薯率最高,為96.8%,比對照提高3.86%。

        表3 馬鈴薯減肥試驗各處理產(chǎn)量比較Table 3 Yield comparisons of different treatments in potato chemical fertilizer reduction experiment

        2.2 不同處理對馬鈴薯干物質(zhì)含量的影響

        從表4中看出,各處理間馬鈴薯干物質(zhì)含量有一定差異,處理7 的馬鈴薯干物質(zhì)含量最高,為17.23%,較對照提高4.49%。對照處理的干物質(zhì)含量最低。從各個處理施肥總量來分析,隨著肥料用量的減少,馬鈴薯的干物質(zhì)含量增加,處理7干物質(zhì)含量最高,隨后馬鈴薯干物質(zhì)含量減少。從處理平均值多重比較結果來看,處理7 與處理8、處理1、處理5、對照之間差異顯著。

        表4 不同處理下馬鈴薯干物質(zhì)含量Table 4 Dry matter content of potato tubers under different treatments

        2.3 正交試驗方差分析

        2.3.1 正交試驗結果

        從表5中可以看出3個因素同一水平的試驗結果之和,以及3個因素同一水平試驗結果的平均值。R值指的是極差,反映了3個試驗因素的水平變化對試驗指標的影響,R值越大,說明試驗指標的反應越敏感,因素的作用越大。比較R值可以得出,對馬鈴薯產(chǎn)量來說,三個因素A(N),B(P2O5),C(K2O)作用大小排列為:C(K2O)>A(N)>B(P2O5),說明K肥對馬鈴薯的產(chǎn)量影響最大,其次是N肥,P肥的影響最小。

        表5 正交試驗結果Table 5 Results of orthogonal test

        根據(jù)表5中各個因素同一水平試驗結果的平均值,選出均值大的組合,即最優(yōu)水平組合為:A2B1C3(尿素56 kg/667m2,重過磷酸鈣22 kg/667m2,硫酸鉀98 kg/667m2),這個組合在原試驗方案中沒有做過,但利用正交試驗能計算出來,作為肥料配施選優(yōu)的參考。

        2.3.2 方差分析表

        F檢驗結果表明(表6),3個因素的F值<F0.05,說明3個因素對產(chǎn)量的影響都不顯著。究其原因可能是本試驗誤差大,且誤差自由度小,檢驗的靈敏度降低,掩蓋了考察因素的顯著性。

        表6 不同處理產(chǎn)量的方差分析Table 6 Analysis of variance for tuber yields of different treatments

        3 討論

        馬鈴薯是一種需肥量高的高產(chǎn)作物,合理使用肥料能增加馬鈴薯產(chǎn)量,提高其品質(zhì),但目前馬鈴薯種植中存在過量施肥的現(xiàn)象,不僅影響馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì),還對環(huán)境造成污染。梁玲玲等[9]試驗表明,相比于習慣施肥(51%的復合肥施用1 500 kg/hm2),推薦施肥處理N、P、K養(yǎng)分總量減少20%,馬鈴薯產(chǎn)量提高13.8%,減少肥料用量的同時配施馬鈴薯專用肥能達到減肥穩(wěn)產(chǎn)的目的。本研究結果顯示,減少肥料用量降低了馬鈴薯的產(chǎn)量,處理7(氮肥21 kg/667m2,重過磷酸鈣22 kg/667m2,硫酸鉀98 kg/667m2)的產(chǎn)量最高,達到3 490 kg/667m2,比對照減產(chǎn)1.22%。這一研究結果與前人研究結果有差異,究其原因,可能是本研究在減少化學肥料的同時,只注重了追肥,沒有增施有機肥或其他馬鈴薯專用肥。雖然減肥使馬鈴薯產(chǎn)量有所下降,但處理7 的肥料用量比對照減少34.7%,商品薯率達到96.7%,高于對照處理的93.2%,在經(jīng)濟效益上還是可觀的。

        馬鈴薯干物質(zhì)中淀粉占70%~80%,蛋白質(zhì)占2%左右,包括18種氨基酸,還含有多種維生素和無機鹽。因此干物質(zhì)含量的多少是評價馬鈴薯品質(zhì)的一個重要指標?;瘜W肥料用量增加,不僅造成了養(yǎng)分流失,降低肥料的利用率,而且降低農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。氮肥施用過量不利于果實的生長發(fā)育,還會延長作物生育期。化肥施用過量,會減少土壤中的有益微生物,而且導致農(nóng)作物抗病蟲害能力降低,從而增加了農(nóng)藥用量,影響作物的食品安全[10,11]。本研究結果顯示,在一定范圍內(nèi)減少肥料用量,馬鈴薯干物質(zhì)含量增加,當施肥量為處理7(氮肥21 kg/667m2,重過磷酸鈣22 kg/667m2,硫酸鉀98 kg/667m2)時,馬鈴薯干物質(zhì)含量最高,達到17.23%,比對照提高4.49%。這說明在馬鈴薯生產(chǎn)中減少肥料用量可以提高馬鈴薯的品質(zhì)。

        馬鈴薯商品薯率直接影響馬鈴薯的外觀質(zhì)量,從而影響經(jīng)濟效益。魏福龍等[12]研究表明,合理施肥,適當追肥能通過增加馬鈴薯二級薯的量來提高馬鈴薯的商品薯率。本研究發(fā)現(xiàn),減少肥料用量,生育期內(nèi)合理追肥明顯提高馬鈴薯的商品薯率,9個減肥處理中,有5個處理的馬鈴薯商品薯率比對照處理高。其中處理8,即施肥方案為氮肥:21 kg/667m2,重過磷酸鈣:16 kg/667m2,硫酸鉀:39 kg/667m2,此方案的馬鈴薯商品薯率最高,達到96.8%,比對照提高3.86%。

        隨著馬鈴薯主食化深入人心,馬鈴薯的需求也越來越大,馬鈴薯高效節(jié)能生產(chǎn)也迫在眉睫,減少肥料用量,提高肥料利用率,制定馬鈴薯專用肥對于目前馬鈴薯生產(chǎn)至關重要。有關研究中表明減少肥料用量能提高馬鈴薯產(chǎn)量,而本研究結果中減少肥料用量,馬鈴薯產(chǎn)量減少,這可能是因為別的研究中在減少肥料用量的同時,增施了馬鈴薯專用肥或者增施有機肥,因此提高了馬鈴薯的產(chǎn)量[13,14]。因此下一步研究在減少化學肥料用量的同時,要增施其他肥料,既能保證馬鈴薯的產(chǎn)量,又能減少化學肥料用量。

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