鉀肥對(duì)加工型馬鈴薯增產(chǎn)效果和適宜用量的研究

閆芳，張春梅，秦嘉海，王愛勤

（1.河西學(xué)院生態(tài)與綠洲農(nóng)業(yè)研究院，甘肅張掖734000；2.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅張掖734000；3.中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所，甘肅蘭州731000）

鉀肥對(duì)加工型馬鈴薯增產(chǎn)效果和適宜用量的研究

閆芳1,2，張春梅2*，秦嘉海2，王愛勤3

（1.河西學(xué)院生態(tài)與綠洲農(nóng)業(yè)研究院，甘肅張掖734000；2.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，甘肅張掖734000；3.中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所，甘肅蘭州731000）

馬鈴薯屬喜高鉀作物之一。為了確定鉀肥在加工型馬鈴薯生產(chǎn)中施用的可行性以及合適的用量范圍，以‘大西洋’為試驗(yàn)品種，研究了鉀肥與氮磷肥配合施用以及不同施用量硫酸鉀對(duì)‘大西洋’馬鈴薯的增產(chǎn)效果，以期指導(dǎo)馬鈴薯鉀肥的施用。結(jié)果表明，鉀肥與氮磷肥配合施用具有明顯的增產(chǎn)效果，N+P+K配合施用增產(chǎn)效果> N+P施用增產(chǎn)效果>不施肥；不同鉀肥施用量的增產(chǎn)效果各不相同，鉀肥施肥量為255 kg/hm2時(shí)，馬鈴薯增產(chǎn)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益最好。

鉀肥；馬鈴薯；增產(chǎn)效應(yīng)

馬鈴薯是我國(guó)北方冷涼灌區(qū)栽培的主要作物之一。近年來，隨著復(fù)種指數(shù)的提高和N、P化肥的施用，河西走廊的耕種風(fēng)沙土的耕作層速效K平均含量由20世紀(jì)80年代的146.45 mg/kg，降低到現(xiàn)在的126.57 mg/kg[1]，按照土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)為缺鉀的土壤[2]，農(nóng)戶在耕種風(fēng)沙土上種植的加工型馬鈴薯在塊莖膨大期，葉緣焦枯，葉脈間為黃色，葉脈為綠色，究其原因是缺K引起的生理性病害[2,3]。據(jù)資料報(bào)道，每生產(chǎn)1 t馬鈴薯塊莖，馬鈴薯從土壤中吸收N 4.70 kg，P2O51.20 kg，K2O 7.20 kg[4]。河西走廊栽培的馬鈴薯平均產(chǎn)量為37.50 t/hm2，對(duì)K2O吸收總量為270 kg/hm2，而目前土壤供K量為207.89 kg/hm2，（126.57×2.25×土壤鉀利用系數(shù)0.73），根據(jù)土壤養(yǎng)分平衡理論，尚缺K 62.11 kg/hm2[5,6]。為了對(duì)K肥的合理施用做出科學(xué)評(píng)價(jià)，我們于2012年進(jìn)行了K肥對(duì)馬鈴薯的肥效研究，以期為馬鈴薯種植農(nóng)戶合理施肥提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試土壤類型為耕種風(fēng)沙土，采自甘肅省張掖市甘州區(qū)沙井鎮(zhèn)壩廟村一社，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)13.45 g/kg，堿解N 34.27 mg/kg，速效P 6.14 mg/kg，速效K 126.57 mg/kg，pH值8.43。參試肥料為CO（NH2）2，含N 46%；（NH4）2HPO4，含N 18%，P2O546%；K2SO4，含K2O 50%。試驗(yàn)在河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院試驗(yàn)地進(jìn)行。參試作物為馬鈴薯，品種為‘大西洋’。于2012年4月20日種植于盛放好耕種風(fēng)沙土的膠木桶中，口徑30 cm，底徑28 cm，高35 cm，收獲期為9月11日。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)一：試驗(yàn)設(shè)計(jì)3個(gè)處理。

處理1為不施肥為CK（對(duì)照）。

處理2為N+P配施（尿素900 kg/hm2+磷酸二銨600kg/hm2，折尿素4 g/10 kg土+磷酸二銨2.67 g/10 kg土）。

處理3為N+P+K配施（尿素900 kg/hm2+磷酸二銨600 kg/hm2+硫酸鉀255 kg/hm2；折尿素4 g/ 10 kg土+磷酸二銨2.67 g/10 kg土+硫酸鉀1.14 g/ 10 kg土）。

試驗(yàn)二：每個(gè)處理在施用尿素800 kg/hm2，磷酸二銨600 kg/hm2（折尿素4 g/10 kg土，磷酸二銨2.67g/10kg土）的基礎(chǔ)上，硫酸鉀施用量設(shè)計(jì)為0，85，170，255，340 kg/hm2（折0，0.38，0.76，1.14，1.52 g/10 kg土）5個(gè)處理，以處理1為CK（對(duì)照），每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3 試驗(yàn)方法

稱取過10 mm篩的風(fēng)干土10 kg加入盆缽內(nèi)，每盆澆水5 000 mL，使土壤自然含水量達(dá)到50%，將盆缽置于室外，澆水第5 d后將盆缽內(nèi)土壤進(jìn)行淺耕后播種，播種深度5 cm，每盆播種3株，在盆上覆蓋1層地膜，出苗后去掉地膜，出苗7 d后間苗，每盆留2株，每隔5 d每盆定量澆水3 000 mL，使土壤自然含水量達(dá)到30%。不同處理的肥料折算成盆栽試驗(yàn)的施用量，磷酸二銨、硫酸鉀播種前與土壤混合均勻后做肥底[7-9]，1/3尿素在馬鈴薯現(xiàn)蕾期結(jié)合灌水追施，剩余2/3尿素在馬鈴薯盛花期結(jié)合灌水追施[10,11]。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

馬鈴薯收獲時(shí)測(cè)定經(jīng)濟(jì)性狀，每個(gè)盆缽單獨(dú)收獲，將盆缽產(chǎn)量折合成公頃產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，馬鈴薯莖粗采用游標(biāo)卡尺法測(cè)定，地上部分干重采用105℃烘箱殺青30 min，80℃烘干至恒重。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

邊際產(chǎn)量=后一個(gè)處理產(chǎn)量-前一個(gè)處理產(chǎn)量；邊際產(chǎn)值=邊際產(chǎn)量×產(chǎn)品價(jià)格；邊際施肥量=后一個(gè)處理施肥量-前一個(gè)處理施肥量；邊際成本=邊際施肥量×肥料價(jià)格；邊際利潤(rùn)=邊際產(chǎn)值－邊際成本。硫酸鉀不同施用量與馬鈴薯產(chǎn)量?jī)烧唛g的關(guān)系用SAS軟件統(tǒng)計(jì)分析，用一元二次肥料效應(yīng)數(shù)學(xué)模型擬合。采用經(jīng)濟(jì)學(xué)原理[12]，經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量X0=[（Px/P y）-b]/2c，硫酸鉀經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量時(shí)的馬鈴薯理論產(chǎn)量y=a+bx-cx2。生物學(xué)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀采用直線回歸分析方法，差異顯著性采用多重比較，新復(fù)極差（LSR）檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉀與氮磷配合施用對(duì)馬鈴薯的增產(chǎn)效果

由表1可知，N+P+K配合施用與N+P配施相比較，馬鈴薯株高、莖粗、地上部干重、塊莖重、單株塊莖重和產(chǎn)量分別增加10.85 cm，4.38 mm，96.22 g/株，36.66 g，0.11 kg/株，6.75 t/hm2；與不施肥CK（對(duì)照）比較，分別增加24.76 cm，7.55 mm、165.83 g/株，123.33 g，0.37 kg/株，22.75 t/hm2。N+ P+K配合施用與N+P配施比較，增產(chǎn)17.09%；N+ P+K配合施用與不施肥CK（對(duì)照）比較，增產(chǎn)57.59%；N+P+K配合施用與N+P配施比較，差異達(dá)極顯著水平；N+P配施與CK（對(duì)照）比較，差異達(dá)極顯著水平。說明N+P+K配合施用具有明顯的增產(chǎn)作用（表1）。

2.2 鉀肥對(duì)馬鈴薯植物學(xué)性狀及經(jīng)濟(jì)性狀和增產(chǎn)效果的影響

2.2.1 鉀肥對(duì)馬鈴薯植物學(xué)性狀的影響

馬鈴薯收獲后測(cè)定結(jié)果可以看出，鉀肥施肥量與馬鈴薯株高、莖粗呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.5092和0.9245*。鉀肥施肥量255 kg/hm2時(shí)，與對(duì)照（CK）比較，馬鈴薯株高、莖粗分別增加34 cm和0.13 mm，處理間的差異顯著性經(jīng)LSR檢驗(yàn)達(dá)到極顯著水平（表2）。

表1 N+P+K配施對(duì)馬鈴薯增產(chǎn)效果的影響Table 1 Effects of applying NPK on yield increase of potato

表2 鉀肥不同用量對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 2 Influence of different application rates of potassium fertilizer on potato economic characters

2.2.2 鉀肥對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響

據(jù)表2測(cè)定結(jié)果可知，鉀肥施肥量與馬鈴薯塊莖重、單株塊莖重呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）分別為0.9644**和0.9860**。鉀肥施肥量255 kg/hm2時(shí)，與對(duì)照（CK）比較，馬鈴薯塊莖重、單株塊莖重分別增加113.99 g和0.23 kg/株，處理間的差異顯著性經(jīng)LSR檢驗(yàn)達(dá)到極顯著水平（表2）。

2.2.3 鉀肥對(duì)馬鈴薯增產(chǎn)效果的影響

據(jù)表2測(cè)定結(jié)果可看出，鉀肥施肥量與產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）為0.9116。與CK（對(duì)照）比較，增產(chǎn)率分別為18.70%，31.58%，38.33%，38.96%；單位（1 kg）鉀肥增產(chǎn)量分別為84.70，71.52，57.80，44.11 kg（表2）。

2.3 鉀肥不同用量對(duì)馬鈴薯增產(chǎn)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益的分析

采用經(jīng)濟(jì)學(xué)原理分析可以看出，隨著鉀肥施肥量的增加，馬鈴薯邊際產(chǎn)量由最初的3.60 t/hm2，遞減到了0.12 t/hm2，符合報(bào)酬遞減律。從經(jīng)濟(jì)效益的變化來看，邊際利潤(rùn)由2 591元/hm2，遞減到-193元/hm2，鉀肥施肥量在255 kg/hm2的基礎(chǔ)上，再增加85.00 kg/hm2，收益出現(xiàn)負(fù)值，由此可見，鉀肥施肥量255 kg/hm2時(shí)，馬鈴薯增產(chǎn)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益較好（表3）。

表3 鉀肥不同用量對(duì)馬鈴薯增產(chǎn)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益的分析Table 3 Analysis of different rates of potassium fertilizer on yield increase and economic benefit of potato

2.4 鉀肥經(jīng)濟(jì)效益最佳施肥量與馬鈴薯的理論產(chǎn)量

將鉀肥不同施用量與馬鈴薯產(chǎn)量間的關(guān)系應(yīng)用肥料效應(yīng)回歸方程y＝a＋bx－cx2擬合，得到的回歸方程是y=19.25+2.822x-0.0022x2，對(duì)回歸方程進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)，F(xiàn)=19.34**，＞F0.01=16.45，r= 0.9865**，說明回歸方程擬合良好。鉀肥價(jià)格（Px）為3 400元/t，2012年馬鈴薯市場(chǎng)平均價(jià)格（Py）為800元/t，將Px、Py、回歸方程的b和c，代入經(jīng)濟(jì)效益最佳施肥量計(jì)算公式x0=[（Px/Py）－b]/2c，求得鉀肥經(jīng)濟(jì)效益最佳施肥量（x0）為255 kg/hm2，將x0代入回歸方程y=19.25+1.436x-0.0055 x2，求得馬鈴薯的理論產(chǎn)量（y）為26.68 kg/hm2，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)處理3基本吻合，說明肥料效應(yīng)回歸方程對(duì)指導(dǎo)農(nóng)戶施肥具有實(shí)踐上的意義（表3）。

3 討論

化肥的施用可以顯著改變土壤的化學(xué)性質(zhì)。氮磷鉀肥的長(zhǎng)期使用提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量,特別N、P、K配合施用和N、P處理的效果對(duì)水稻增產(chǎn)最顯著[13]。棗樹不同時(shí)期合理的氮磷鉀配施比例對(duì)棗樹產(chǎn)量的提高起至關(guān)重要的作用[14]。氮、磷、鉀肥的合理施用能極大地改善小麥的經(jīng)濟(jì)性狀，顯著提高小麥產(chǎn)量[15]。近年來，國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)氮磷鉀合理配施對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響開展了大量研究，其中，弓建國(guó)等[16]的研究結(jié)果與本試驗(yàn)獲得的結(jié)論不一致，這是由于選擇的品種不同及是否施用有機(jī)肥所致。

在本試驗(yàn)當(dāng)中，N+P+K配合施用，相對(duì)不施肥和只施用N+P，對(duì)馬鈴薯具的增產(chǎn)效果差異達(dá)到極顯著水平，即N+P+K配合施用增產(chǎn)效果>N+P施用增產(chǎn)效果>不施肥。本試驗(yàn)的結(jié)果與前人的研究結(jié)果不完全一致，這可能是由于土壤肥力不同和氣候的差別造成的。這些研究結(jié)果表明，今后馬鈴薯的施肥要因品種、土壤、氣候和是否施用有機(jī)肥而異。

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Yield Increase and Optimal Rate for a Processing Potato Variety by Applying Potassium Fertilizer

YAN Fang1,2，ZHANG Chunmei2＊，QIN Jiahai2，WANG Aiqin3
(1.Hexi Ecological and Oasis Agricultural Research Institute,Hexi University,Zhangye,Gansu 734000,China; 2.College of Agriculture and Biology Technology,Hexi University,Zhangye,Gansu 734000,China; 3.Lanzhou Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou,Gansu 731000,China)

Potato is one of the crops favoring potassium.In order to understand the feasibility of potassium fertilizer application on processing potato variety and optimal rate,the experiment was conducted to study the effects of potassium fertilizer and NPK combinations on yield increase of potatoes as well as the effects of different application rates of potassium sulfate on potato yield in orderto guide theapplication ofpotassium fertilizeron potato using'Atlantic'as experimentalmaterial.The results showed that potassium fertilizer and NPK combinations had significantly yield increasing effect on potato,with NPK combinations,NPcombinations and noapplicationin a decreasingorder.In addition,the effects ofdifferentpotassiumapplication rateswas differentfrom each other.When255kg/ha(K2SO4)was used,potato yield and economic benefit were thebest.

potassium fertilizer;potato;yield increase

S532

B

1672－3635（2013）05-0298-04

2013-06-26

甘肅科技支甘項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)1011JKCF180）；甘肅省高等學(xué)校2010年研究生導(dǎo)師科研項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)1009B-05）；甘肅省高校河西走廊特色資源利用省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)XZ1002）。

閆芳（1980-），女，碩士，講師，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)生理研究。

張春梅，博士,副教授,主要從事土壤培肥與改良研究，E-mail:zazcm197828@163.com。