有机肥部分替代化肥对马铃薯产量及品质的影响

摘 要：以马铃薯为试验对象，开展有机肥部分替代化肥试验，共设4个处理，分别为农户习惯性施肥（N1处理）、减少10%总施肥量+商品有机肥（N2处理）、减少15%总施肥量+商品有机肥（N3处理）、减少20%总施肥量+商品有机肥（N4处理），对比不同处理下马铃薯产量、品质等的变化，为阴山北麓地区马铃薯种植过程中有机肥部分替代化肥的推广应用提供理论支撑。结果显示：有机肥部分替代化肥不仅能提高作物的产量、品质及商品率，还能改善土壤结构、增加土壤肥力、提高土壤质量，且以N4处理的效果最佳，即施用化肥的同时配施有机肥能有效增加土壤肥力，实现作物增产。

关键词：马铃薯；有机肥部分替代；品质；土壤质量

中图分类号：S532 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2024）12-77-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.12.017

0 引言

马铃薯是乌兰察布市种植面积最大的农作物，且种植历史悠久。马铃薯的生长发育规律与乌兰察布市的自然气候特点非常吻合，使乌兰察布市马铃薯产业有着巨大的发展潜力［1］。经过多年的发展与培育，乌兰察布市已成为国家重要的种薯、商品薯和加工专用薯的生产基地。作为“中国薯都”，乌兰察布市的马铃薯产业链较为完整。马铃薯已成为乌兰察布市的主要农作物，常年种植面积在12万 hm2［2］以上。今芝等［3］的研究结果表明，在乌兰察布市的旱地、水浇地种植马铃薯过程中，均存在过量施肥的现象，且水浇地种植的马铃薯过量施肥现象尤为突出，尤其是氮肥，有55.6%的农户长期过量施用氮肥。长期过量施用化肥会导致土壤环境变差、耕地地力下降、环境面源污染等问题，严重时会导致作物的产量降低和品质下降。通过合理搭配化肥、有机肥的比例，能有效改善土壤结构、增加土壤肥力，从而实现作物增产。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

乌兰察布市气候冷凉，日照充足，属中温带半干旱大陆性季风气候区，海拔为1 000～1 500 m，昼夜温差大；年平均气温为6 ℃，≥10 ℃的有效积温为1 800～2 500 ℃，无霜期为95～135 d，风速为2～6 m/s；全年日照时数为2 850～3 250 h，年降水量为150～450 mm，降水主要集中在每年的7—9月，该时期的降水量占全年降水量的70%左右，雨热同季。乌兰察布市的自然环境不仅使马铃薯晚疫病、病毒病等病害的发生率降低，还有利于马铃薯块茎的膨大和干物质的积累，非常适宜马铃薯种薯的繁育和商品薯的生产。于乌兰察布市各县（市、区、旗）开展试验，试验地灌排配套，采用膜下滴灌的灌溉方式，土壤为栗钙土，肥力水平中等，播种前对耕层土壤养分进行检测，各试验点养分基本情况见表1。

1.2 试验设计

于2020—2021年在乌兰察布市的11个县（市、区、旗）开展有机肥部分替代化肥试验（共17个），采用高垄浅埋滴灌的方式来种植马铃薯，并用有机肥来部分替代化肥，从而实现化肥总量的减少和马铃薯块茎品质的提高。

采用多点试验法，共设4个处理，每个处理的试验面积均为667 m2。计算好马铃薯整个生育期总施肥量（每667 m2基肥加追肥共110 kg），在农户常规施肥总施肥量的基础上减少化肥用量，各处理减少基肥用量是按照氮磷钾肥总量减少的，不用对每种元素单独计算；增施的商品有机肥用量按照每100 kg含有5 kg有机肥养分来计算，并根据减少的化肥用量来折合成有机肥，且各处理追肥一致，整个生育期追施尿素150 kg/hm2，硫酸钾肥300 kg/hm2。其中，N1处理为农户习惯施肥（配方肥80 kg）；N2处理为减少10%总施肥量+商品有机肥（配方肥69 kg+商品有机肥220 kg）；N3处理为减少15%总施肥量+商品有机肥（配方肥63.5 kg+商品有机肥330 kg）；N4处理为减少20%总施肥量+商品有机肥（配方肥58 kg+商品有机肥440 kg）。试验所用的有机肥为商品有机肥（有机质质量分数≥45%，总养分质量分数≥5%），且所有数据均为多点试验平均值。

1.3 测定指标与方法

用考马斯亮蓝G－250染色法［4］来测量蛋白质质量分数，用蒽酮比色法［4］来测量淀粉质量分数，用钼蓝比色法［4］来测量维生素Ｃ质量分数，用３，5－二硝基水杨酸法［5］来测量还原糖质量分数，用《土壤pH值的测定 电位法》（HJ 962—2018）中的方法来测量pH值，用《森林土壤氮的测定》（LY/T 1288—2015）中的方法来测量全氮质量分数，用《土壤检测第7部分：土壤有效磷的测定》（NY/T 1121.7—2014）中的方法来测量有效磷质量分数，用《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》（NY/T 889—2004）中的方法来测量速效钾质量分数。

2 结果分析

2.1 有机肥部分替代化肥对马铃薯产量及商品率的影响

由表2可知，有机肥部分替代化肥能减少化肥的使用量，且马铃薯的产量和商品率均有所增加，这说明用有机肥部分替代化肥能提高马铃薯的产量和商品率。由多点试验结果可知，不同处理下，N4处理的马铃薯产量最高（32.60～63.43 t/hm2，平均值为49.17 t/hm2），较N1处理增产7%；其次是N3处理（30.25～63.03 t/hm2，平均值为48.85 t/hm2），较N1处理增产6%；N2处理的马铃薯产量为30.05～59.50 t/hm2 ，平均值为48.01 t/hm2，较N1处理增产4%。N4处理的马铃薯商品率最高（53%～96%，平均值为76%），较N1处理的平均值高6%；其次是N3处理（53%～92%，平均值为73%），较N1处理的平均值高1%；N2处理的马铃薯商品率（45%～95%，平均值为72%），与N1处理的平均值相同；N1处理的马铃薯商品率（48%～94%）平均值为72%。综合来看，N4处理下的马铃薯产量和商品率均优于其他处理。

2.2 有机肥部分替代化肥对马铃薯品质的影响

马铃薯含有丰富的营养成分，维生素C含量远超其他粮食作物，且蛋白质、糖类含量也远超过一般蔬菜［6］。马铃薯营养齐全，结构合理，尤其是蛋白质分子结构与人体基本一致，极易被人体吸收利用，且吸收利用率几乎为100%。通过对试验点的马铃薯品质进行测定（见表3），结果表明：N4处理的马铃薯鲜薯维生素C质量分数最高（较N1处理高43.5 mg/kg），其次是N3处理（较N1处理高41.1 mg/kg），N2处理的马铃薯鲜薯维生素C质量分数较N1处理高11.0 mg/kg；N4处理的马铃薯鲜薯还原糖（以葡萄糖计）质量分数最高（较N1处理高1.3 g/kg），其次是N2处理、N3处理（较N1处理均高0.60 g/kg）；N4处理的马铃薯鲜薯蛋白质和淀粉的质量分数均高于其他处理，较N1处理分别高1.4 g/kg、13.1 g/kg，且N3处理和N2处理的马铃薯鲜薯蛋白质和淀粉质量分数均优于N1处理。综合来看，有机肥部分替代化肥能提高马铃薯品质，且以N4处理为最佳。

2.3 有机肥部分替代化肥对土壤养分含量的影响

对各试验点土壤养分含量进行测定，结果见表4。其中，N2处理、N3处理、N4处理的土壤养分质量分数均高于N1处理，且以N4处理的土壤养分质量分数最高。N4处理的土壤有机质质量分数较N1处理、N2处理、N3处理分别高1.16 g/kg、0.81 g/kg、0.15 g/kg；N4处理的土壤全氮质量分数较N1处理、N2处理、N3处理分别高0.17 g/kg、0.08 g/kg、0.01g/kg；N4处理的土壤有效磷质量分数较N1处理、N2处理、N3处理分别高3.08 mg/kg、1.69 mg/kg、0.86 mg/kg；N4处理的土壤速效钾质量分数较N1处理、N2处理、N3处理分别高5.74 mg/kg、3.45 mg/kg、0.02 mg/kg。综上所述，有机肥部分替代化肥能有效提高土壤品质，且以N4处理为最佳。长期过量施用化肥会加剧土壤盐渍化，土壤出现板结、地力下降，严重时会导致作物品质下降和产量降低。施用化肥的同时合理搭配有机肥，能有效改善土壤结构、增加土壤肥力，从而提高土壤品质。

3 结论及讨论

王西亚等［7］研究发现，我国马铃薯年均氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）肥料养分用量分别为252 kg/hm2、219 kg/hm2和224 kg/hm2，化肥投入量分别为187 kg/hm2、164 kg/hm2和175 kg/hm2，有机肥投入量分别为65 kg/hm2、56 kg/hm2和48 kg/hm2，有机来源的N、P2O5和K2O养分投入量分别占总养分投入量的25.8%、25.6%和21.4%。笔者经研究发现，施用化肥的同时合理配施有机肥，能改善土壤结构、增加土壤肥力，提高土壤品质，还能提高农作物产量与品质，且以N4处理的效果最佳。有机肥具有养分全面、含有大量有机质和作物生长的必需元素、稳肥性好、后效长等优势，化肥属速效肥料，含量较高，施肥效率高，稳肥性较差，有机肥与化肥的配合使用有利于全面调节土壤养分的平衡，二者互为补充，既养好了地、培肥了土壤，避免生态环境受到影响，又提高了农作物的产量和品质。

参考文献：

［1］尹玉和.乌兰察布马铃薯［M］.北京：中国农业科学技术出版社，2021.7.

［2］乌兰察布市统计局.乌兰察布市统计年鉴2021卷［EB/OL］.（2022-01-04）［2024-07-20］.https：//www.wulanchabu.gov.cn/tjnj/454998.html.

［3］今芝，胡卫静，梁宏，等.乌兰察布市马铃薯施肥现状研究［J］.北方农业学报，2019，47（1）：57-62.

［4］高俊凤.植物生理学实验指导［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［5］崔辉梅，石国亮，安君和.马铃薯还原糖含量测定方法的比较研究［J］.安徽农业科学，2006（19）：4821-4823.

［6］邵国莉，谭占明，程云霞，等.12种马铃薯营养品质测定及综合评价［J］.食品与机械，2023，39（10）：146-149，174.

［7］王西亚，盛寅生，何萍，等.我国马铃薯施肥现状与减肥潜力［J］.植物营养与肥料学报，2023，29（11）：2059-2070.