黃洪明,吳美娟,吳早貴,祝瑋,張慧
(1.蘭溪市農(nóng)作物技術(shù)推廣站,浙江 蘭溪 321100; 2.浙江省種子管理總站,浙江 杭州 310020; 3.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 杭州 310020)
2015年我國提出了實施馬鈴薯主食化戰(zhàn)略,馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來了新的歷史機遇。浙江省馬鈴薯以鮮食為主,常年播種面積在6萬hm2左右,并形成春馬鈴薯、秋馬鈴薯和冬季設(shè)施馬鈴薯等多模式種植格局,產(chǎn)量高、商品性佳、效益好[1]。作為作物生長發(fā)育所必需的三大營養(yǎng)元素的氮、磷、鉀,總施用量以及各元素之間的施用比例對馬鈴薯植株的生長發(fā)育、塊莖產(chǎn)量和品質(zhì)有著直接的影響[2]。據(jù)調(diào)查,春馬鈴薯生產(chǎn)中施肥量大,且以施用普通高濃度三元復(fù)合肥為主。以蘭溪市為例,春馬鈴薯生產(chǎn)一般每667 m2施用硫酸鉀型復(fù)合肥(N、P2O5、K2O含量各15%)125~150 kg作基肥,在覆蓋地膜時再施用尿素10 kg[3],各營養(yǎng)元素的投入與馬鈴薯生長對N、P2O5、K2O 1∶0.5∶2的需求比例嚴(yán)重不符[4],也與當(dāng)?shù)赝寥婪柿λ讲幌喾?,特別是磷的投入量過多。蘭溪市標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田地力監(jiān)測結(jié)果顯示,近年來,農(nóng)田土壤中的有效磷大幅度增加。2008年全市標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田601個土壤樣品有效磷平均值25.54 mg·kg-1,參照酸性土壤速效磷分級標(biāo)準(zhǔn)[4],其中達(dá)到基本不缺磷(≥17 mg·kg-1)的占49.4%,平均值48.79 mg·kg-1;2018年125個土壤樣品有效磷平均值60.80 mg·kg-1,其中,達(dá)到基本不缺磷的占82.4%,平均值64.59 mg·kg-1。磷肥的過量施用,不僅增加了成本,同時,造成磷素流失,是引起面源污染、水體富營養(yǎng)化的重要根源之一[5-6]。為更好地指導(dǎo)春馬鈴薯生產(chǎn)中科學(xué)合理施肥,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)量和生產(chǎn)效益,有效減輕農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響,2017年進(jìn)行了春馬鈴薯不同肥料類型與用量試驗,以期為馬鈴薯科學(xué)用肥提供依據(jù)。
試驗在蘭溪市馬澗鎮(zhèn)三聯(lián)村蘭溪市福陽家庭農(nóng)場進(jìn)行。試驗田土壤屬于壤土類型,pH值4.9,有機質(zhì)含量25.7 g·kg-1,全氮1.36 g·kg-1,速效磷57.8 mg·kg-1,速效鉀74 mg·kg-1。前作為蘭溪小蘿卜,試驗田連續(xù)4年采用春馬鈴薯-單季稻-蘭溪小蘿卜水旱輪作種植模式。供試馬鈴薯品種為中薯5號。供試肥料為硫酸鉀型三元復(fù)合肥(含N、P2O5、K2O均15%)、硫酸鉀(含K2O 51%)和尿素(含N 46%)。
試驗設(shè)6個處理,各處理667 m2施肥量:F1,667 m2施肥量復(fù)合肥125 kg,尿素18.0 kg,硫酸鉀7.5 kg;F2,復(fù)合肥100 kg,尿素26.5 kg,硫酸鉀15.0 kg;F3,復(fù)合肥75 kg,尿素34.5 kg,硫酸鉀22.5 kg;F4,復(fù)合肥50 kg,尿素42.5 kg,硫酸鉀30.0 kg;F5,復(fù)合肥150 kg,尿素10.0 kg;F6,復(fù)合肥100 kg,尿素15.0 kg,硫酸鉀25.0 kg。F1、F2、F3、F4和F5折667 m2施N 27 kg,K2O 22.5 kg,F(xiàn)6折667 m2施N 22 kg,K2O 35.3 kg(降氮增鉀)。其中F5常規(guī)施肥為對照(CK)。小區(qū)面積24 m2,隨機區(qū)組排列,重復(fù)3次。
試驗于2017年12月26日播種。畦寬1.50 m,播4行,穴距0.20 m,折合667 m2播8 890穴,每穴播帶2~3個芽眼的種薯1塊。復(fù)合肥全部作基肥,在播種時撮施于種薯之間。尿素、硫酸鉀于2018年1月22日均勻撒施畦面,噴施除草劑后覆蓋地膜。2月19日出苗,適時分批破膜放苗。其他管理同大田生產(chǎn)。
苗期調(diào)查出苗率。4月26日取樣考查結(jié)薯性狀和收獲密度。每小區(qū)選取15穴,分別考查大薯(≥100 g)、中薯(50~<100 g)、小薯(<50 g)的個數(shù)和重量,分小區(qū)實收計產(chǎn)。
采用Excel、SPSS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。
F1、F2、F3、F4和F5處理施氮量相同,尿素配施量不同,處理間出苗率和收獲密度均存在極顯著差異,隨著尿素施用量增加,出苗率和收獲密度降低(表1)。進(jìn)一步分析表明,F(xiàn)1、F2、F5和F6各處理之間出苗率和收獲密度差異不顯著;F3、
F4出苗率和收獲密度大幅度下降,與F1、F2、F5和F6差異達(dá)極顯著水平??梢?,覆蓋地膜前畦面施用尿素會影響種薯發(fā)芽出苗,從而導(dǎo)致出苗率和收獲密度降低,且表現(xiàn)出隨尿素用量增加而降低的趨勢,當(dāng)667 m2尿素配施量增至34.5 kg時,影響尤為明顯。
表1 各處理春馬鈴薯的出苗率、收獲密度和產(chǎn)量
注:同列無相同大小寫字母分別表示組間在0.01和0.05水平差異顯著。
表1可知,配施尿素對馬鈴薯產(chǎn)量有顯著影響,各處理間產(chǎn)量變化趨勢與收獲密度基本相似。其中,F(xiàn)5、F1、F2、F6之間產(chǎn)量差異不顯著,但均與F3、F4處理產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平。進(jìn)一步分析表明,產(chǎn)量(y)與收獲密度(x)之間存在回歸關(guān)系y=45.233+0.273x,可見,收獲密度也直接影響了馬鈴薯的產(chǎn)量。
隨著復(fù)合肥用量下降、尿素用量提高,單穴薯塊數(shù)和單穴薯塊重呈增加趨勢,這與收獲密度的變化趨勢相反,可能是由于密度下降所致(表2)。另外,F(xiàn)6單穴結(jié)薯數(shù)達(dá)4.7個,明顯高于收獲密度無顯著差異的F1、F2和對照F5,可能與增施鉀肥促進(jìn)了薯塊的形成有關(guān)。
表2 各處理春馬鈴薯的結(jié)薯性狀
薯塊分類考查結(jié)果表明,除F6以外,大中薯比例變化趨勢隨著復(fù)合肥用量下降、尿素用量提高而提高,這也與收獲密度變化有關(guān)。F6大薯比例略高于F5、F1和F2,但中薯比例較低,為28.6%,小薯比例較高,達(dá)45.7%,這可能與密度高且結(jié)薯數(shù)相對較多有關(guān),也可能與氮肥用量下降有關(guān)。
復(fù)合肥折算成單位養(yǎng)分的價格高于單質(zhì)肥料,減少復(fù)合肥用量增加單質(zhì)化肥用量可降低肥料成本。表3可知,試驗中以對照F5肥料成本最高,667 m2為485元,隨著單質(zhì)肥料代替復(fù)合肥用量增加,肥料成本降低。生產(chǎn)效益分析表明,單質(zhì)肥料代替復(fù)合肥用量較少的F1、F2,每667 m2生產(chǎn)效益比對照分別增加26元和36元;進(jìn)一步提高單質(zhì)肥料用量,由于產(chǎn)量下降且幅度較大,生產(chǎn)效益降低。F6處理667 m2復(fù)合肥用量比對照減少50 kg,尿素用量僅增加了5 kg,收獲密度與對照相近;同時增加了鉀肥的用量,具有一定的增產(chǎn)效益,試驗中F6比F5每667 m2增加效益180元。
表3 各處理春馬鈴薯的肥料成本及效益
馬鈴薯對磷的吸收少于氮、鉀,N、P2O5、K2O的吸收比例是1∶0.5∶2,因此,過多磷素的投入,不但增加了生產(chǎn)成本,浪費了資源,同時也是農(nóng)業(yè)面源污染的主要因素之一。有關(guān)研究表明,磷是水體生態(tài)系統(tǒng)中初級生產(chǎn)力的重要因子,過剩的磷會導(dǎo)致該水域的富營養(yǎng)化[5-6]。
試驗中通過調(diào)整復(fù)合肥和單質(zhì)肥料的用量,降低了磷素的投入量,F(xiàn)1、F2、F3、F4、F5、F6每667 m2P2O5用量依次為18.75、15.00、11.25、7.50、22.50和15.00 kg。其中,與對照F5產(chǎn)量無顯著差異的F1、F2和F6有較大幅度的降低。
試驗結(jié)果表明,在保持氮、鉀用量不變的前提下,減少復(fù)合肥用量,增加尿素和硫酸鉀的用量,在一定范圍內(nèi)對春馬鈴薯產(chǎn)量和結(jié)薯性狀影響不大,且有利于降低肥料成本,提高生產(chǎn)效益。但復(fù)合肥用量降低到一定程度后產(chǎn)量、效益明顯降低,主要是由于畦面施用尿素過多影響馬鈴薯出苗,導(dǎo)致出苗率和收獲密度下降。
氮、磷、鉀不同配施方式對馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)影響較大[3],試驗中F6降低了N、P2O5的用量,增加了K2O的用量,產(chǎn)量高,結(jié)薯數(shù)多,經(jīng)濟效益好,節(jié)本增效明顯。但該處理大中薯比例偏低,可能與馬鈴薯是典型的喜鉀作物,增施鉀肥促進(jìn)結(jié)薯數(shù)的增加[3,7-9],同時,氮肥用量偏少有關(guān),適當(dāng)增加氮肥用量可能有利于促進(jìn)薯塊膨大,提高大中薯比例和產(chǎn)量。
磷是水體生態(tài)系統(tǒng)中初級生產(chǎn)力的重要因子,過剩的磷會導(dǎo)致水域的富營養(yǎng)化[5-6]。馬鈴薯對磷的吸收量相對較少,且農(nóng)田土壤中有效磷水平較高,在一定范圍內(nèi)調(diào)整復(fù)合肥、尿素和硫酸鉀的施用量,降低磷素的投入量,有利于減輕農(nóng)業(yè)面源污染。試驗中,在不影響產(chǎn)量的情況下,可減少P2O5的投入16.7%~33.3%。
綜上所述,春馬鈴薯生產(chǎn)以每667 m2施復(fù)合肥100~125 kg作基肥,在覆蓋地膜前畦面撒施尿素15 kg、硫酸鉀25 kg,有利于獲得較高的產(chǎn)量,并取得較好的經(jīng)濟和生態(tài)效益。