微型薯多功能专用肥最大利润施用量及经济效益分析

潘勇刚，秦嘉海，肖占文，赵芸晨，裴晖平，马宏国，何 桤

（1.肃南县环境保护和林业局，甘肃 肃南 734400；2.河西学院农业与生物技术学院，甘肃 张掖 734000；3.甘肃万向德农马铃薯种业有限公司，甘肃 张掖 734000）

采用蛭石作为栽培基质进行马铃薯脱毒微型薯繁殖，由于蛭石是一种不可再生的矿产资源，价格昂贵，重复利用颗粒体积变小，水肥气热比例失调，导致脱毒马铃薯原原种晚疫病发生严重，繁殖效率降低[1～7]，加之蛭石是无机基质，不含营养成分，微型薯生长发育所需要的营养依靠营养液提供，增加了生产成本，制约了微型薯的大面积繁殖。本文针对上述存在的问题，进行技术创新，用牛粪、沙子替代传统的蛭石，将生物复混肥与消毒杀菌剂、保水剂、粘合剂按比例组合，合成集营养、消毒、杀菌、保水为一体的多功能专用肥，替代传统的营养液，不但促进了牛粪、沙子资源的利用和增值，而且降低了生产成本，有效地破解了微型薯生产中存在的问题，为微型薯大面积繁殖提供了技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验时间与地点：试验于2010年、2011年在甘肃河西走廊荒漠化区域非耕地的网棚内进行（甘肃万向德农马铃薯种业有限公司基地），海拔高度1750 m，年均温6.5℃，年均降水量155 mm，年均蒸发量2200 mm，年均日照时数3000 h，无霜期150天。土壤类型是砾质灰棕荒漠土，地形是荒漠化石质戈壁滩。

1.1.2 设施：试验设施是防虫网棚，长60 m，宽25 m，脊高250 cm，边高150 cm；防虫网，孔径40目。

1.1.3 基质：沙子，粒径0.05～1.00 mm；牛粪，粒径2～3 mm， 含有机质 14.50%， 全 N 5.20 g／kg， 全 P 2.18 g／kg，全 K 1.60 g／kg；蛭石，粒径 0.2 ～ 3.0 mm。

1.1.4 农药：多菌灵，上海华望生物科技开发有限公司产品；硫酸链霉素，石家庄瑞田生化有限公司产品；70%安泰生可湿性粉剂，德国拜耳公司产品；70%克露，上海杜邦农化有限公司生产产品；溴甲烷，寿光市辉煌化工有限责任公司产品；20%乙酸铜可湿性粉剂，上海程欣实业有限公司生产产品；68.75%银发利可湿性粉剂，拜耳作物科学公司生产产品。

1.1.5 肥料：CO（NH2）2，含 N 46%；（NH4）2HPO4，含 N 18%，P2O546%；K2SO4，含 K2O 50%；生物菌肥，金肥王股份有限公司生产产品，有效活菌数≥0.2亿个/g，有机质≥20%，总养分≥6%；生物复混肥，河西学院自主研发（生物菌肥、K2SO4、CO（NH2）2、（NH4）2HPO4重量比按 0.03∶0.48：0.40∶0.09 混合， 含 N 8.82%，P2O54.14%，K2O 24.00%，有效活菌数≥50万个/g）。

1.1.6 作物：参试作物是脱毒马铃薯试管苗，品种为大西洋，由甘肃万向德农马铃薯种薯种业有限公司提供。

1.1.7 其它材料：粘合剂 (聚乙烯醇)，粒径0.05～2.00 mm，甘肃兰维新材料有限公司产品。保水剂，吸水倍率645 g/g，粒径1～2 mm，甘肃民乐福民精细化工有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 消毒杀菌剂配制：将多菌灵、硫酸链霉素、安泰生、克露重量比按 0.72：0.15：0.10∶0.03 混合，贮藏于塑料瓶（袋）中备用。

1.2.2 牛粪无害化处理：将牛粪晾干，粉碎过0.5～10.00 mm筛，加水150 kg/t，加尿素4 kg/t，将含水量调到 15%，C/N 比调到 20～ 25：1[15]，堆高 2.0～ 2.5 m，覆盖一层塑料棚膜，在夏天室外20～25℃条件下发酵120天（每隔30天捣翻一次），堆内出现白色或灰白色菌丝后风干备用。

1.2.3 栽培基质配制∶将无害化处理的牛粪、沙子、蛭石容积比按 2∶2：1混合，加入消毒杀菌剂 50 g/m3，进行基质消毒处理。

1.2.4 试验处理：

试验Ⅰ：多功能专用肥原料最佳组合的确定。选择粘合剂、保水剂、生物复混肥、消毒杀菌剂为4个因素，每个因素设计3个水平，按正交表L9（34）设计9个处理（表 1），试验小区面积 1 m2（1 m × 1 m），小区四周用砖块筑埂。按表1因子与水平编码括号中的数量称取各种原料混后均匀，每个试验小区单独收获，依据微型薯单粒重，计算出各因素的T值，确定因素间最佳组合，组成多功能专用肥配方。

表 1 L9（34）正交试验设计表

试验Ⅱ：多功能专用肥最大利润施肥量的确定。根据试验Ⅰ筛选的配方，将粘合剂、保水剂、生物复混肥、消毒杀菌剂重量比按 0.0019：0.0042：0.9095：0.0844 组合，配制成多功能专用肥，多功能专用肥施用量设0.00 kg/m2、0.05 kg/m2、0.10 kg/m2、0.15 kg/m2、0.20 kg/m2、0.25 kg/m2、0.30 kg/m27个处理，每个处理重复3次，随机区组排列。

1.2.5 种植方法：试验小区面积 1 m2（1 m×1 m），小区四周用砖块筑埂。2010年、2011年的6月28日定植，将栽培基质平铺在沙网上，厚度为10 cm，用清水把基质浇透，脱毒马铃薯试管苗定植深度4～5 cm，株距5 cm，行距10 cm，密度为200株/m2。定植后1～10天，每天喷两次清水，基质含水量保持85%～90%；定植10天后，每天喷一次清水，基质含水量保持60%～70%，温度调控在18～25℃。定植40天后压苗，压苗15天后培基质一次，厚度2～3 cm。追肥：在脱毒马铃薯试管苗定植30天后将多功能专用肥的40%撒施在栽培基质中，剩余的60%在定植60天后撒施在栽培基质中。定植45～60天将安泰生稀释800倍液叶面喷洒，预防早疫病；克露稀释600倍液叶面喷洒，预防晚疫病；敌杀死与艾美乐混合液1000倍叶面喷洒预防蚜虫。

1.2.6 测定项目与方法：定植后90天，测定株高、茎粗、叶片数、根系长，单株粒重、单粒重、单株粒数，将小区产量单独收获进行统计分析。采用经济学原理进行增产效应和经济效益分析[16]。

1.2.7 数据统计方法：经济性状和产量采用多重比较，LSR检验。依据最大利润施肥量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c求得专用肥最大利润施肥量（x0）[17]，依据肥料效应回归方程式y=a+b x-c x2，求得专用肥最大利润施肥量时的微型薯理论产量（y）[18]。

2 结果分析

2.1 多功能专用肥不同原料最佳组合的确定

2.1.1 不同原料对微型薯单粒重、单株粒重和产量的影响：从2010年微型薯收获时测定结果（表2）可以看出，微型薯单粒重、单株粒重和产量与原料间的效应（R）是 C＞D＞B＞A，说明影响微型薯单粒重、单株粒重和产量的原料依次是生物复混肥＞消毒杀菌剂＞保水剂＞粘合剂。比较各原料不同水平的T值可以看出，TA2＞TA3＞TA1，说明微型薯单粒重、单株粒重和产量随粘合剂施用量的增大而增加，但粘合剂施用量超过2 g/m2后，微型薯单粒重、单株粒重和产量又随粘合剂施用量的增大而降低；TB3＞TB2＞TB1，说明随着保水剂施用量的增加，微型薯单粒重在递增，保水剂适宜用量一般为 4.50 g/m2；TC2＞TC3＞TC1，说明微型薯单粒重、单株粒重和产量随生物复混肥施用量的增大而增加，但生物复混肥施用量超过970 g/m2后，微型薯单粒重、单株粒重和产量又随生物复混肥施用量的增大而降低；TD1＞TD2和TD3，说明微型薯单粒重、单株粒重和产量随消毒杀菌剂施用量的增大而降低，消毒杀菌剂适宜用量一般不要超过90 g/m2。

2.1.2 多功能专用肥原料最佳组合确定：从微型薯单粒重、单株粒重、产量各因素的T值可以看出，适合微型薯生长发育的原料最佳组合是：A2B3C2D1（粘合剂2 g/m2、保水剂 4.50 g/m2、生物复混肥 970 g/m2、消毒杀菌剂90 g/m2即粘合剂，保水剂、生物复混肥、消毒杀菌剂重量比分别为 0.0019∶0.0042：0.9095∶0.0844）（见表2）。

表 2 L9（35）正交试验分析

2.2 多功能专用肥对微型薯生物学性状的影响

2011年9月28日微型薯收获时测定数据，经回归统计分析可以看出，多功能专用肥施用量与微型薯株高、茎粗、叶片数、根系长呈正相关，其直线回归方程分 别 为 y=11.1039+53.5071x、y=0.5460+0.99500x、y=5.9750+10.8714x、y=2.0839+3.3357x，相关系数（r）分别为 0.7048、0.7961、0.8836、0.8467。 多功能专用肥施用量0.05 kg/m2、0.10 kg/m2、0.15 kg/m2、0.20 kg/m2、0.25 kg/m2时 ，微型薯的4项生物学性状随着专用肥施用量的增加而增大；当专用肥施用量大于0.25 kg/m2时，对4项生物学性状有抑制作用。经多重比较，LSR检验，处理间的差异达到显著和极显著水平（见表3）。

2.3 多功能专用肥对微型薯经济性状和产量的影响

经回归统计分析可以看出，多功能专用肥施用量与微型薯单株粒重、单粒重、单株粒数、产量呈正相关，其直线回归方程分别为y=12.6785+11.9143x、y=4.250+8.0928x、y=1..6904+2.7786x、y=13546+1.2357x，相关系数（r）分别为 0.9642、0.9731、0.8286、0.9558。 多功能专用肥施用量由0.04 kg/m2增加到0.08 kg/m2、0.12 kg/m2、0.25 kg/m2，微型薯单株粒重、单粒重、单株粒数、产量在增加；当多功能专用肥施用量大于0.25 kg/m2时，微型薯单株粒重、单粒重、单株粒数、产量出现递减，说明专用肥适宜用量为0.25 kg/m2。随着多功能专用肥施用量梯度的增加，微型薯的增产量和单位肥料的增产量在递减。经多重比较，LSR检验，处理间的差异显著性达到显著和极显著水平（见表4）。

表3 多功能专用肥对微型薯生物学性状的影响

表4 多功能专用肥对微型薯经济性状和产量的影响

2.4 多功能专用肥对微型薯增产效应和经济效益的分析

采用经济学原理进行分析可以看出，随着多功能专用肥施用量的增加，边际产量由最初的0.10 kg/m2递减到-0.02 kg/m2。从经济效益分析来看，边际利润由最初的5.86元/m2递减到-1.34元/m2，多功能专用肥施用量在0.25 kg/m2的基础上再增加0.05 kg/m2，收益出现负值。由此可见，多功能专用肥适宜用量为0.25 kg/m2时，微型薯增产效应和经济效益较好（见表5）。

2.5 多功能专用肥最大利润施肥量确定

将多功能专用肥施用量与微型薯产量间的关系采用SAS软件统计分析，用一元二次肥料效应数学模型y=a+b x-c x2拟合，得到的回归方程是y=1.31+0.9984x-1.9114x2。对回归方程进行显著性测验，F=13.32**，＞F0.01=11.78，r=0.9883**，说明回归方程拟合良好。多功能专用肥价格（Px）为 2.80元/kg，微型薯价格（Py）为60元/kg，将（Px）、（Py）回归方程的 b 和 c 代入最大利润施肥量计算公式x0=[（Px/Py）-b]/2c,求得多功能专用肥最大利润施肥量（x0）为0.26 kg/m2。将x0代入回归方程y=1.31+0.9984x-1.9114x2，求得微型薯的理论产量（y）为1.69 kg/m2。统计分析结果与田间试验处理6相吻合,说明试验结果对指导微型薯繁殖具有重要的实践意义（见表 5）。

表5 多功能专用肥对微型薯增产效应和经济效益的影响

3 结论

（1）影响微型薯产量的原料依次是生物复混肥>消毒杀菌剂>保水剂>粘合剂；原料间最佳组合是粘合剂2 g/m2、保水剂 4.50 g/m2、生物复混肥 970 g/m2、消毒杀菌剂90 g/m2；原料间粘合剂、保水剂、生物复混肥、消毒杀菌剂重量比是 0.0019：0.0042：0.9095：0.0844。

（2）随着多功能专用肥施用量的增加，微型薯生物学性状和经济性状在增大；当多功能专用肥施用量超过0.25 kg/m2时，对微型薯的生物学性状和经济性状有抑制作用。

（3）经回归统计分析，多功能专用肥最大利润施肥量为0.26 kg/m2，微型薯的理论产量为1.69 kg/m2，统计分析结果与田间试验处理6相吻合。

[1]陈瑶春.不同基质对脱毒马铃薯试管苗炼苗成活率的影响[J].中国马铃薯，2002，16（3）：164 ～ 165.

[2]吕典秋，李学湛，等.马铃薯脱毒微型薯栽培基质筛选和栽培技术的研究[J].杂粮作物，2002，22（1）：46 ～ 47.

[3]祝红艺，柴岩，等.几种脱毒小薯培养基质的比较研究[J].吉林农业科学，2000，25（5）：51 ～ 53.

[4]董淑英，崔潇，李谨，等.基质类型对微型薯生产的影响[J].山东农业科学，2008，（9）：35 ～ 36.

[5]扬万林.马铃薯脱毒微型薯生产技术[J].中国马铃薯，2001，15（4）：231 ～ 233.

[6]王芳.无土基质栽培生产微型薯的关键技术[J].作物杂志，2008，（5）：97 ～ 99.

[7]胡振兴，等.脱毒马铃薯试管苗栽培基质的优化比较试验[J].中国马铃薯，2007，（4）：219 ～ 210.

[8]林丛发，魏泽平，罗仰奋，等.马铃薯脱毒试管苗繁育及脱毒种薯生产技术[J].中国马铃薯，2000，（4）：225 ～ 226.

[9]肖旭峰，刘明月.不同基质配比对马铃薯微型薯生长发育的影响[J].江西农业大学学报，2008，30（3）：460 ～ 463.

[10]卞春松，金黎平，谢开云，等.不同基质对马铃薯微型高效生产的影响[J].种子，2003，（5）：103 ～ 105.

[11]孔德贵，杨列文，孙强，等.不同栽培方式对微型马铃薯产量影响的试验研究[J].中国种业，2004，（10）：123 ～ 124.

[12]秦嘉海，陈广全.糠醛渣混合基质在番茄无土栽培中的应用[J].中国蔬菜，1997，（4）13 ～ 15.

[13]秦嘉海，金自学，刘金荣.含钾有机废弃物糠醛渣改土培肥效应研究[J].土壤通报，2007，38（4）：705 ～ 708.

[14]秦嘉海，张春年.糠醛渣的改土增产效应[J].土壤通报，1994，25（5）：237 ～ 238.

[15]李国学.固体废物堆肥与有机复混肥生产[M].北京：化学工业出版社，2000.98～162.

[16]浙江农业大学.植物营养与肥料[M].北京：中国农业出版社，1988，268 ～ 269.

[17]陈伦寿,李仁岗.农田施肥原理与实践[M].北京：中国农业出版社，1983，185 ～ 186.

[18]于秀林，任雪松.多元统计分析[M].北京：中国统计出版社，1999，166～ 170.