摘 要：以馬鈴薯為試驗(yàn)對(duì)象，開展有機(jī)肥部分替代化肥試驗(yàn)，共設(shè)4個(gè)處理，分別為農(nóng)戶習(xí)慣性施肥（N1處理）、減少10%總施肥量+商品有機(jī)肥（N2處理）、減少15%總施肥量+商品有機(jī)肥（N3處理）、減少20%總施肥量+商品有機(jī)肥（N4處理），對(duì)比不同處理下馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)等的變化，為陰山北麓地區(qū)馬鈴薯種植過程中有機(jī)肥部分替代化肥的推廣應(yīng)用提供理論支撐。結(jié)果顯示：有機(jī)肥部分替代化肥不僅能提高作物的產(chǎn)量、品質(zhì)及商品率，還能改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、提高土壤質(zhì)量，且以N4處理的效果最佳，即施用化肥的同時(shí)配施有機(jī)肥能有效增加土壤肥力，實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；有機(jī)肥部分替代；品質(zhì)；土壤質(zhì)量

中圖分類號(hào)：S532 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909（2024）12-77-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.12.017

0 引言

馬鈴薯是烏蘭察布市種植面積最大的農(nóng)作物，且種植歷史悠久。馬鈴薯的生長發(fā)育規(guī)律與烏蘭察布市的自然氣候特點(diǎn)非常吻合，使烏蘭察布市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ?］。經(jīng)過多年的發(fā)展與培育，烏蘭察布市已成為國家重要的種薯、商品薯和加工專用薯的生產(chǎn)基地。作為“中國薯都”，烏蘭察布市的馬鈴薯產(chǎn)業(yè)鏈較為完整。馬鈴薯已成為烏蘭察布市的主要農(nóng)作物，常年種植面積在12萬 hm2［2］以上。今芝等［3］的研究結(jié)果表明，在烏蘭察布市的旱地、水澆地種植馬鈴薯過程中，均存在過量施肥的現(xiàn)象，且水澆地種植的馬鈴薯過量施肥現(xiàn)象尤為突出，尤其是氮肥，有55.6%的農(nóng)戶長期過量施用氮肥。長期過量施用化肥會(huì)導(dǎo)致土壤環(huán)境變差、耕地地力下降、環(huán)境面源污染等問題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致作物的產(chǎn)量降低和品質(zhì)下降。通過合理搭配化肥、有機(jī)肥的比例，能有效改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力，從而實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

烏蘭察布市氣候冷涼，日照充足，屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，海拔為1 000～1 500 m，晝夜溫差大；年平均氣溫為6 ℃，≥10 ℃的有效積溫為1 800～2 500 ℃，無霜期為95～135 d，風(fēng)速為2～6 m/s；全年日照時(shí)數(shù)為2 850～3 250 h，年降水量為150～450 mm，降水主要集中在每年的7—9月，該時(shí)期的降水量占全年降水量的70%左右，雨熱同季。烏蘭察布市的自然環(huán)境不僅使馬鈴薯晚疫病、病毒病等病害的發(fā)生率降低，還有利于馬鈴薯塊莖的膨大和干物質(zhì)的積累，非常適宜馬鈴薯種薯的繁育和商品薯的生產(chǎn)。于烏蘭察布市各縣（市、區(qū)、旗）開展試驗(yàn)，試驗(yàn)地灌排配套，采用膜下滴灌的灌溉方式，土壤為栗鈣土，肥力水平中等，播種前對(duì)耕層土壤養(yǎng)分進(jìn)行檢測(cè)，各試驗(yàn)點(diǎn)養(yǎng)分基本情況見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2020—2021年在烏蘭察布市的11個(gè)縣（市、區(qū)、旗）開展有機(jī)肥部分替代化肥試驗(yàn)（共17個(gè)），采用高壟淺埋滴灌的方式來種植馬鈴薯，并用有機(jī)肥來部分替代化肥，從而實(shí)現(xiàn)化肥總量的減少和馬鈴薯塊莖品質(zhì)的提高。

采用多點(diǎn)試驗(yàn)法，共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理的試驗(yàn)面積均為667 m2。計(jì)算好馬鈴薯整個(gè)生育期總施肥量（每667 m2基肥加追肥共110 kg），在農(nóng)戶常規(guī)施肥總施肥量的基礎(chǔ)上減少化肥用量，各處理減少基肥用量是按照氮磷鉀肥總量減少的，不用對(duì)每種元素單獨(dú)計(jì)算；增施的商品有機(jī)肥用量按照每100 kg含有5 kg有機(jī)肥養(yǎng)分來計(jì)算，并根據(jù)減少的化肥用量來折合成有機(jī)肥，且各處理追肥一致，整個(gè)生育期追施尿素150 kg/hm2，硫酸鉀肥300 kg/hm2。其中，N1處理為農(nóng)戶習(xí)慣施肥（配方肥80 kg）；N2處理為減少10%總施肥量+商品有機(jī)肥（配方肥69 kg+商品有機(jī)肥220 kg）；N3處理為減少15%總施肥量+商品有機(jī)肥（配方肥63.5 kg+商品有機(jī)肥330 kg）；N4處理為減少20%總施肥量+商品有機(jī)肥（配方肥58 kg+商品有機(jī)肥440 kg）。試驗(yàn)所用的有機(jī)肥為商品有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥45%，總養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥5%），且所有數(shù)據(jù)均為多點(diǎn)試驗(yàn)平均值。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

用考馬斯亮藍(lán)G－250染色法［4］來測(cè)量蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用蒽酮比色法［4］來測(cè)量淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用鉬藍(lán)比色法［4］來測(cè)量維生素Ｃ質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用３，5－二硝基水楊酸法［5］來測(cè)量還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用《土壤pH值的測(cè)定 電位法》（HJ 962—2018）中的方法來測(cè)量pH值，用《森林土壤氮的測(cè)定》（LY/T 1288—2015）中的方法來測(cè)量全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用《土壤檢測(cè)第7部分：土壤有效磷的測(cè)定》（NY/T 1121.7—2014）中的方法來測(cè)量有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測(cè)定》（NY/T 889—2004）中的方法來測(cè)量速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果分析

2.1 有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及商品率的影響

由表2可知，有機(jī)肥部分替代化肥能減少化肥的使用量，且馬鈴薯的產(chǎn)量和商品率均有所增加，這說明用有機(jī)肥部分替代化肥能提高馬鈴薯的產(chǎn)量和商品率。由多點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果可知，不同處理下，N4處理的馬鈴薯產(chǎn)量最高（32.60～63.43 t/hm2，平均值為49.17 t/hm2），較N1處理增產(chǎn)7%；其次是N3處理（30.25～63.03 t/hm2，平均值為48.85 t/hm2），較N1處理增產(chǎn)6%；N2處理的馬鈴薯產(chǎn)量為30.05～59.50 t/hm2 ，平均值為48.01 t/hm2，較N1處理增產(chǎn)4%。N4處理的馬鈴薯商品率最高（53%～96%，平均值為76%），較N1處理的平均值高6%；其次是N3處理（53%～92%，平均值為73%），較N1處理的平均值高1%；N2處理的馬鈴薯商品率（45%～95%，平均值為72%），與N1處理的平均值相同；N1處理的馬鈴薯商品率（48%～94%）平均值為72%。綜合來看，N4處理下的馬鈴薯產(chǎn)量和商品率均優(yōu)于其他處理。

2.2 有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的影響

馬鈴薯含有豐富的營養(yǎng)成分，維生素C含量遠(yuǎn)超其他糧食作物，且蛋白質(zhì)、糖類含量也遠(yuǎn)超過一般蔬菜［6］。馬鈴薯營養(yǎng)齊全，結(jié)構(gòu)合理，尤其是蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與人體基本一致，極易被人體吸收利用，且吸收利用率幾乎為100%。通過對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)的馬鈴薯品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定（見表3），結(jié)果表明：N4處理的馬鈴薯鮮薯維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高（較N1處理高43.5 mg/kg），其次是N3處理（較N1處理高41.1 mg/kg），N2處理的馬鈴薯鮮薯維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)較N1處理高11.0 mg/kg；N4處理的馬鈴薯鮮薯還原糖（以葡萄糖計(jì)）質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高（較N1處理高1.3 g/kg），其次是N2處理、N3處理（較N1處理均高0.60 g/kg）；N4處理的馬鈴薯鮮薯蛋白質(zhì)和淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于其他處理，較N1處理分別高1.4 g/kg、13.1 g/kg，且N3處理和N2處理的馬鈴薯鮮薯蛋白質(zhì)和淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)均優(yōu)于N1處理。綜合來看，有機(jī)肥部分替代化肥能提高馬鈴薯品質(zhì)，且以N4處理為最佳。

2.3 有機(jī)肥部分替代化肥對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

對(duì)各試驗(yàn)點(diǎn)土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表4。其中，N2處理、N3處理、N4處理的土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于N1處理，且以N4處理的土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高。N4處理的土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較N1處理、N2處理、N3處理分別高1.16 g/kg、0.81 g/kg、0.15 g/kg；N4處理的土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)較N1處理、N2處理、N3處理分別高0.17 g/kg、0.08 g/kg、0.01g/kg；N4處理的土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)較N1處理、N2處理、N3處理分別高3.08 mg/kg、1.69 mg/kg、0.86 mg/kg；N4處理的土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)較N1處理、N2處理、N3處理分別高5.74 mg/kg、3.45 mg/kg、0.02 mg/kg。綜上所述，有機(jī)肥部分替代化肥能有效提高土壤品質(zhì)，且以N4處理為最佳。長期過量施用化肥會(huì)加劇土壤鹽漬化，土壤出現(xiàn)板結(jié)、地力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致作物品質(zhì)下降和產(chǎn)量降低。施用化肥的同時(shí)合理搭配有機(jī)肥，能有效改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力，從而提高土壤品質(zhì)。

3 結(jié)論及討論

王西亞等［7］研究發(fā)現(xiàn)，我國馬鈴薯年均氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）肥料養(yǎng)分用量分別為252 kg/hm2、219 kg/hm2和224 kg/hm2，化肥投入量分別為187 kg/hm2、164 kg/hm2和175 kg/hm2，有機(jī)肥投入量分別為65 kg/hm2、56 kg/hm2和48 kg/hm2，有機(jī)來源的N、P2O5和K2O養(yǎng)分投入量分別占總養(yǎng)分投入量的25.8%、25.6%和21.4%。筆者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，施用化肥的同時(shí)合理配施有機(jī)肥，能改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力，提高土壤品質(zhì)，還能提高農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)，且以N4處理的效果最佳。有機(jī)肥具有養(yǎng)分全面、含有大量有機(jī)質(zhì)和作物生長的必需元素、穩(wěn)肥性好、后效長等優(yōu)勢(shì)，化肥屬速效肥料，含量較高，施肥效率高，穩(wěn)肥性較差，有機(jī)肥與化肥的配合使用有利于全面調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分的平衡，二者互為補(bǔ)充，既養(yǎng)好了地、培肥了土壤，避免生態(tài)環(huán)境受到影響，又提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

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