化肥减施下优化施肥对广东冬作马铃薯产量和品质的影响

官利兰　何艺超　李水源　冯玉环　张新明　冯健超　岑越彪

摘要 ［目的］ 探究化學肥料减量下优化施肥对南方冬作马铃薯产量和品质的影响，明确该地区更合理科学的施肥量，为广东省冬作马铃薯产业的绿色高效发展提供理论依据。［方法］ 以马铃薯品种费乌瑞它一级脱毒种薯为试验材料，设置优化施肥（化肥减量配施商品有机肥）、常规施肥和空白对照3个处理，研究不同处理对广东冬作马铃薯产量、经济效益、肥料表观利用率和品质的影响。［结果］ 优化施肥处理总产量、商品薯产量分别高于常规施肥处理1 093.8和793.4 kg/hm2，分别增加4.69%和3.78%；优化施肥处理的马铃薯块茎品质参数与常规施肥处理之间差异未达显著水平（P>0.05）。优化施肥处理氮磷钾肥的综合偏生产力为33.52 kg/kg，较常规施肥处理高6.61 kg/kg，增加24.55%；优化施肥处理肥料成本较常规施肥低3 334.2元/hm2，降低19.92%；优化施肥产值为36 446.0元/hm2，显著高于常规施肥处理（P<0.05）。［结论］ 在广东省冬作马铃薯种植中，优化施肥处理施肥方案可达到绿色高效，实现化肥减量的同时保证产量品质的提高与稳定。

关键词 优化施肥；常规施肥；冬作马铃薯；化肥减施

中图分类号 S532文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）08-0152-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.035

Effects of Optimizing Fertilization on Yield and Quality of Winter Potato in Guangdong Province Under Chemical Fertilizer Reduction

GUAN Li-lan1，2，  HE Yi-chao1， LI  Shui-yuan1 et al

（1.Guangdong Enping Agricultural Technology Extension Center，Enping，Guangdong 510520;2.College of Natural Resources and Environment，South China Agricultural University，Guangzhou，Guangdong  510642）

Abstract ［Objective］ The effects of optimizing fertilization on yield and economic benefit of winter potato under chemical fertilizer reduction were discussed in this paper.This study explored the reasonable and scientific fertilization amount in southern potato winter cropping district，and provided theoretical basis for the green and efficient development of winter potato industry in Guangdong Province.［Method］There were three treatments，including optimizing fertilizer，conventional fertilizer and no fertilizer treatment.The effects of three treatments on yield，nutrient content，quality and economic benefit of winter potato in Guangdong Province were studied with Favorlta first level virus-free seed potato as experimental material.［Result］ The optimizing fertilizer treatment has higher total yield，marketable tuber yield and total value and lower fertilizer cost than the other two treatments.The total yield and marketable tuber yield of optimizing fertilizer treatment were 1 093.8 kg/hm2 and 793.4 kg/hm2 higher than conventional fertilizer treatment.There was no significant difference between optimizing fertilizer treatment and conventional fertilizer treatment on potato tuber quality parameters （P>0.05）.The comprehensive partial productivity of nitrogen，phosphorus，and potassium fertilizers of optimizing fertilizer treatment was 33.52 kg/kg，increased by 24.55%，significantly higher than conventional fertilizer treatment.The fertilizer cost of optimizing fertilizer treatment was 3 334.2 yuan/hm2 lower than conventional fertilizer treatment，decreased by 19.92%.The total value of optimizing fertilizer treatment was 36 446.0 yuan/hm2，significantly higher than conventional fertilizer treatment.［Conclusion］ Overall，optimizing fertilizer treatment was a better choice with a good yield，quality and value of winter potato in Guangdong Province.The optimizing fertilizer could reduce chemical fertilizer in winter potato cultivation，achieve green and efficient while ensure the improvement and stability of yield and quality.

Key words Optimizing fertilization;Conventional fertilization;Winter Potato;Chemical fertilizer reduction

我国于2015年启动马铃薯主粮化战略，把马铃薯加工成馒头、面条、米粉等主食，把马铃薯作为小麦、稻米、玉米三大主粮外的第四补充［1］。马铃薯生产得到国家高度关注，逐渐成为促进农民增收、保障粮食安全、推动区域经济发展的支柱产业，成为一种富民乡村产业，绿色生态发展是马铃薯产业发展的必由之路。现代农业肥料施用不合理会降低土壤质量并影响环境［2］。当前，我国在优化马铃薯产业结构的同时，要深入开展农药、化肥减量行动［3］。这就要求因地制宜，调整化肥结构，控制化肥用量，减少不合理的肥料投入。走马铃薯高产高效、优质环保、可持续发展之路，促进马铃薯增产、农民增收和生态环境安全。

在农业生产中，主要通过施用化肥来提高产量，在南方黄泥田中研究发现长期施肥可提高水稻籽粒和秸秆产量［4］，但化肥施用总量大与施用强度高，长期过量施用化肥会导致肥料效应报酬递减，地力下降［5］。随着我国集约化农业的发展，在马铃薯生产过程中化肥过量使用的现象也较为普遍［6］。化肥长期配施低量有机肥大豆收获期土壤全氮及微生物量氮含量增加，增加土壤供氮量；同时深层土壤矿质氮累积降低，减少了氮素淋溶风险［7］，等氮30%有机替代施肥模式能够增加马铃薯叶片叶绿素含量，提高叶片净光合速率，改善马铃薯生长后期光合特性，有效延长叶片光合功能期，促进马铃薯产量提升并增加薯块蛋白质含量［8］。在阴山北麓干旱半干旱地区“氮肥减施20%+生物有机肥替代总施氮量的20%”处理能显著提高马铃薯干物质积累量和水氮利用效率，影响马铃薯产量和品质［9］，在陕北旱区不同品种在不同栽培方式下，减施化肥用量50%均可保持较高的产量［10］。

恩平市位于112°18′E，22°11′N，地处广东省西南部，珠江三角洲西南端，北靠大陆丘陵，南临南海，是广东省马铃薯种植的主要区域，年种植面积0.23万～0.27万hm2［11-12］，目前通过有机肥替代部分化肥来实现马铃薯化肥减施的研究较多［13-15］，但通过优化施肥方案实现化肥减施的研究相对较少，且区域环境不同，马铃薯适宜的化肥减施量也存在差异。在恩平市开展冬作马铃薯优化施肥技术，探讨化肥减施下优化施肥对马铃薯产量和品质的影响，为广东省冬作马铃薯产业的绿色高效发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试马铃薯品种为费乌瑞它（Favorita），种薯为一级脱毒种薯。供试肥料包括商品有机肥（N 9.31 g/kg，P2O549.19 g/kg，K2O 12.17 g/kg）、鸡粪（N 34.43 g/kg，P2O5 38.69 g/kg，K2O 39.88 g/kg）、緩释复合肥（14-6-24）、硫酸钾（K2O，52%）、撒可富复合肥（12-4-25）、恩泰克复合肥（12-11-18）、雅冉复合肥（15-15-15）。

1.2 试验地概况

试验在广东省恩平市恩城街道塘劳村（112°17′9″E， 22°13′55″N）开展，气候类型为南亚热带季风气候，前作为水稻。土壤质地为砂壤，碱解氮50.9 mg/kg，有效磷127.2 mg/kg，速效钾26.4 mg/kg。

1.3 试验方法

设置3个处理，分别为优化施肥、常规施肥和空白对照，施肥量见表1，优化施肥处理施肥量低于常规施肥处理，空白对照处理不施肥。优化施肥处理养分由缓释复合肥、硫酸钾、商品有机肥提供，常规施肥处理养分由撒可富复合肥、恩泰克复合肥、雅冉复合肥和鸡粪提供。所有处理均采用黑膜覆盖下一次性施肥。

高垄双行种植，随机区组排列，每个处理设3个重复，每个小区3垄，面积为39 m2（1.3 m×10.0 m×3），中间垄为测产垄，每垄98株。于2020年11月21日播种，按照已集成的“广东冬种马铃薯高产优质高效栽培关键技术”进行病虫害防治。

1.4 测定项目与方法

在成熟收获期马铃薯收获后，于测产垄进行商品薯（≥75 g的无病烂、畸形块茎）、次品薯（包括<75 g的小薯；畸形薯等）的分类称重测产，测产后在每小区测产垄采5 kg左右商品薯作为收获分析样品。

将马铃薯块茎切块后分别装入牛皮纸袋放置在105 ℃恒温烘箱中杀青30 min，后在75 ℃恒温下烘干（4～5 d）至恒重，称重，并记录，计算含水量，粉碎过筛后装入编好的自封袋，放入干燥器保存。

Vc含量采用固蓝B盐分光光度法测定，淀粉含量采用碘比色法测定，还原糖采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定，可溶性糖采用蒽酮比色法测定［14］。

1.5 数据统计分析 采用Excel 2010和DPS14.10软件［16］对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 优化施肥对马铃薯总产及商品薯、商品薯率的影响

由表2可知，优化施肥处理总产量、商品薯产量分别高于常规施肥处理1 093.8和793.4 kg/hm2，分别增产4.69%和3.78%，常规施肥处理和空白对照处理之间差异达显著水平（P<0.05）。商品薯率优化施肥与常规施肥处理间差异未达显著水平（P<0.05），均显著高于空白对照处理。优化施肥处理较空白对照增产量为8 871.1 kg/hm2，增产率为57.03%。说明优化施肥可保证商品薯率，提高产量。

2.2 优化施肥对马铃薯经济效益的影响

由表3可知，优化施肥处理肥料成本为13 405.8元/hm2，较常规施肥低3 334.2元/hm2；优化施肥产值为36 446.0元/hm2，显著高于常规施肥处理，较空白对照增加产值15 814.4元/hm2。从经济效益考虑，优化施肥处理具有优势。

2.3 优化施肥对马铃薯肥料偏生产力的影响

由表4可知，优化施肥处理氮磷钾偏生产力较常规施肥处理高6.61 kg/kg，与常规处理间差异达极显著水平（P<0.01），由此可见，优化施肥处理肥料养分的利用水平较高，可实现肥料投入的减少，未利用肥料养分对环境的压力降低。

2.4 优化施肥对马铃薯块茎品质的影响

由表5可知，常规施肥处理和优化施肥处理块茎还原糖含量显著高于空白对照，2个处理间差异不显著。优化施肥处理干物质、可溶性糖、VC、淀粉含量与常规施肥处理间无显著差异，优化施肥可保持马铃薯块茎优良品质。

3 讨论

该研究中，在南方冬作区马铃薯优化施肥（化肥减施配施商品有机肥）较常规施肥仍可保证马铃薯品质，同时实现总产量和商品薯产量的增加。适量减少化学肥料的投入量对马铃薯产量和品质的影响不大。化肥减量20%对马铃薯产量无显著影响［17］。在其他作物上也有相似的研究结果，在巢湖流域稻麦轮作区，磷肥减量20%仍可保证作物稳产，同时显著提高微量元素Fe、Cu和Zn的含量和生物有效性［18］。在常规施肥的基础上，氮肥减施0～40%没有显著降低水稻产量，氮肥减施0～30%没有显著影响小麦和玉米产量［19］。该研究中优化施肥处理肥料氮磷钾偏生产力较常规施肥处理高6.61 kg/kg，适当降低肥料施用量可以提高马铃薯肥料偏生产力，这与张成龙等［20］的研究结果一致。青薯9号马铃薯化肥减量60%配施有机肥氮、磷、钾肥料偏生产力及总肥料偏生产力也相对最高［21］。化肥减施提高肥料偏生产力在其他作物上也有相同的研究结论，在设施栽培条件下番茄基肥减40%的肥料偏生产力比常规施肥高17.1%［22］。在毛里湖稻区，水稻氮（N）、磷（P）减量氮肥偏生产力和磷肥偏生产力显著高于常规施肥［23］。

4 结论

综上所述，优化施肥处理较空白对照处理平均增产8 871.10 kg/hm2，增产57.03%，增产量较常规施肥处理高1 093.8 kg/ hm2，优化施肥处理马铃薯块茎的品质与常规施肥处理一致。优化施肥处理较常规施肥处理肥料成本低3 334.2元/hm2，产值高1 449.8元/hm2，可实现增收节支。优化施肥处理氮磷钾偏生产力水平较高，可实现肥料减施。

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基金项目 国家现代农业产业技术体系专项（CARS-9-ES14）；国家重点研发计划项目（2018YFD0200801）；2020年度广东省科技专项资金（“大专项+任务清单”）项目。

作者简介 官利兰（1988—），女，广东梅州人，高级农艺师，硕士，从事养分资源管理研究。*通信作者，副教授，博士，从事土壤肥力与养分资源综合管理研究。

收稿日期 2023-05-30