定西市全膜雙壟溝播馬鈴薯連作養(yǎng)分補(bǔ)給研究

陳　富，張小靜，魏玉琴，姜振宏，賈瑞玲，馬　寧（定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅　定西　743000）

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定西市全膜雙壟溝播馬鈴薯連作養(yǎng)分補(bǔ)給研究

陳富，張小靜，魏玉琴，姜振宏，賈瑞玲，馬寧*
（定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅定西743000）

摘要：通過(guò)對(duì)不同連作年份全膜雙壟溝播馬鈴薯產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分變化分析，開展了養(yǎng)分補(bǔ)給研究試驗(yàn)。結(jié)果表明，為緩解產(chǎn)量下降幅度，第2年連作時(shí)，施肥量應(yīng)為N 225.0 kg/hm2，P2O5187.5 kg/hm2，K2O 150.0 kg/hm2，較對(duì)照（N 180 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2）商品薯率提高5.9個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)量提高14.9%；第3年連作時(shí)，施肥量應(yīng)為N 270.0 kg/hm2，P2O5225.0 kg/hm2，K2O 180.0 kg/hm2，較對(duì)照商品薯率提高13.8個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)量提高28.0%。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；連作；土壤養(yǎng)分；補(bǔ)給

Nutrient Supply to Potato Under Plastic-covered Ridge and Furrow Planting in Continuous Cropping System in Dingxi City

CHEN Fu, ZHANG Xiaojing, WEI Yuqin, JIANG Zhenhong, JIA Ruiling, MA Ning*
(DingxiAcadem y ofAgriculturalSciences,Dingxi,Gansu 743000,China)

Abstrraacctt::An experimenton nutrientsupply to potato underplastic-covered ridge and furrow planting in continuous cropping system was conducted byanalyzing tuberyield and soilnutrients.In order toalleviate yield loss in the second year,fertilizershould beapp lied atthe rate ofN 225.0 kg/ha,P2O5187.5 kg/ha and K2O 150.0 kg/ha.Atthisapplication rate,tuberyieldwas increased by 14.9%andmarketable tuberpercentage by 5.9 percentage points compared w ith the control(N 180 kg/ha,P2O5150 kg/ha and K2O 120 kg/ha).In the third year,the application rate should be atN 270.0 kg/ha,P2O5225.0 kg/ha and K2O 180.0 kg/ha,and the yieldwas increased by28.0%andmarketable tuberpercentage by13.8 percentage pointsoverthatofthe control.

Key Woorrddss::potato;continuous cropping;soilnutrient;supp ly

在馬鈴薯主食化戰(zhàn)略政策的引導(dǎo)及經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下，定西市馬鈴薯種植面積突破20萬(wàn)hm2，良種覆蓋率達(dá)80%左右，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)已成為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。然而，品種單一、高產(chǎn)高效栽培技術(shù)落后、單產(chǎn)水平低等因素已嚴(yán)重影響著馬鈴薯市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)調(diào)查，近年來(lái)隨著耕地面積的減少以及與其他作物爭(zhēng)地矛盾的突出，生產(chǎn)中馬鈴薯連作種植面積逐漸擴(kuò)大，在甘肅省隴中半干旱區(qū)表現(xiàn)尤為突出[1,2]。馬鈴薯連作導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量降低，產(chǎn)量下降[3,4]，故研究全膜雙壟溝播馬鈴薯連作種植下如何確保產(chǎn)量提升十分重要。試驗(yàn)旨在探索定西市現(xiàn)有馬鈴薯種植條件下連作土壤養(yǎng)分補(bǔ)給，重點(diǎn)探索不同連作年份全膜雙壟溝播馬鈴薯產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分變化的聯(lián)系，為當(dāng)?shù)厝るp壟溝播馬鈴薯連作種植提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)時(shí)間與試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)時(shí)間為2013 ～2015年，試驗(yàn)設(shè)在定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院旱作農(nóng)業(yè)科研創(chuàng)新園，經(jīng)度104° 35'29.31"，緯度35°33'26.16"，海拔1 932 m，年均太陽(yáng)輻射591.9 kJ/cm2，日照時(shí)數(shù)2 476.6 h，年均氣溫6.4℃，≥0℃積溫2 933.5℃，≥10℃積溫2 239.1℃，無(wú)霜期140 d。年平均降水370 mm，年蒸發(fā)量1 531mm，干燥度2.53，80%保證率的降水量為365mm，變異系數(shù)為24.3%，為典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。

試驗(yàn)地前茬為莜麥，地勢(shì)平坦，地面平整，肥力中等一致，土壤類型為黃棉土，土質(zhì)綿軟，土層深厚，質(zhì)地均勻、疏松、耕性較好，貯水性能良好。土壤耕作層有機(jī)質(zhì)含量13.2 g/kg，堿解氮75.6mg/kg，有效磷19.8mg/kg，速效鉀233.6mg/ kg，pH值8.4。

1.2試驗(yàn)材料

供試作物馬鈴薯采用當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘新大坪’原種；玉米采用當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘中玉9號(hào)’；蠶豆采用當(dāng)?shù)刂髟云贩N‘青海14’。

供試肥料氮素為尿素（N 46%）、磷素為普通過(guò)磷酸鈣（P2O516%）、鉀素為硫酸鉀（K2O 52%），不施有機(jī)肥。

供試地膜為馬鈴薯使用寬為120 cm、厚為0.01mm的黑色地膜；玉米、蠶豆使用寬為120 cm、厚為0.01mm的白色地膜。

1.3試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，共設(shè)5個(gè)處理（表1），3次重復(fù)，15個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。小區(qū)面積為25.2m2（4.2m×6m），小區(qū)間走道50 cm，重復(fù)間50 cm，同一區(qū)組內(nèi)小區(qū)隨機(jī)排列。每小區(qū)6行，每行22株，行距70 cm，株距27 cm，播深10 ～15 cm，4月中下旬播種，試驗(yàn)區(qū)四周有1m保護(hù)行。

氮磷鉀施肥量依據(jù)定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院多年來(lái)試驗(yàn)研究的成果及安定區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心土壤平衡施肥、測(cè)土配方施肥科研成果得到全膜雙壟溝播馬鈴薯種植優(yōu)化施肥量（100%）為：N 180 kg/ hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2；玉米種植優(yōu)化施肥量為：N 180 kg/hm2，P2O5120 kg/hm2，K2O 65 kg/hm2；蠶豆種植優(yōu)化施肥量為：N 45 kg/ hm2，P2O575 kg/hm2，K2O 35 kg/hm2。

表1　試驗(yàn)處理Table 1 Experimental treatment

2　結(jié)果與分析

2.1商品薯性狀分析

表2所示全膜雙壟溝播馬鈴薯連作養(yǎng)分補(bǔ)給試驗(yàn)商品薯性狀分析結(jié)果，≥75 g的薯塊為商品薯。2013年，≥75 g薯塊數(shù)量、商品薯率差異不顯著，這一結(jié)果進(jìn)一步佐證了試驗(yàn)的合理性，因?yàn)榈?年所有處理水平是一致的。2014年，≥75 g薯塊的數(shù)量T5與其余處理差異達(dá)極顯著，T1與T3差異達(dá)顯著水平，產(chǎn)量T1>T5>T4>T3（CK），除T4與T5外其余差異極顯著；第2年連作、施肥量為優(yōu)化施肥量的150%（T5）處理時(shí)，商品薯率較T1下降5.0個(gè)百分點(diǎn)，較T3（CK）提高6.7個(gè)百分點(diǎn)，除T4與T5外其余差異極顯著。2015年，≥75 g薯塊的數(shù)量、產(chǎn)量各處理差異均達(dá)極顯著水平；第3年連作、施肥量為優(yōu)化施肥量的150%（T4）時(shí)商品薯率最高為74.2%，較T2提高1.9個(gè)百分點(diǎn)，較T3（CK）提高13.8個(gè)百分點(diǎn)。連作馬鈴薯T4與T5養(yǎng)分補(bǔ)給處理，≥75 g薯塊數(shù)量、商品薯率、產(chǎn)量指標(biāo)均優(yōu)于連作馬鈴薯T3處理，其主要原因可能是馬鈴薯生長(zhǎng)中后期雨水較和諧，補(bǔ)給養(yǎng)分充分發(fā)揮其功效所致。

表2　商品薯性狀分析Table 2 Analysis on marketable tuber trait

2.2產(chǎn)量分析

從連作對(duì)全膜雙壟溝播馬鈴薯產(chǎn)量的影響結(jié)果（表3）看出，2013年各處理產(chǎn)量差異不顯著。2014年各處理產(chǎn)量差異顯著；第2年連作、施肥量為優(yōu)化施肥量的125%（T4）與150%（T5）產(chǎn)量比較，T5處理較T4處理產(chǎn)量提高了7.0 kg/hm2，T5處理較T1減產(chǎn)8.2%，較對(duì)照（T3）增產(chǎn)14.9%。2015年各處理產(chǎn)量差異均達(dá)極顯著；第3年連作、施肥量為優(yōu)化施肥量的150%（T4）處理較200%（T5）處理產(chǎn)量提高16.9%，T4處理較T2減產(chǎn)4.3%，較對(duì)照（T3）增產(chǎn)28.0%。從連作處理產(chǎn)量變化情況來(lái)看，2年和3年連作土壤養(yǎng)分補(bǔ)給在一定程度上能減輕連作帶來(lái)的產(chǎn)量下降幅度，主要原因可能是養(yǎng)分補(bǔ)給處理能使土壤速效養(yǎng)分基本滿足作物需求。

2013 ～2015年，T3（CK）、T4和T5處理產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，T3的下降幅度最大達(dá)14.8% ～25.8%。

2.3土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化分析

從土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)（圖1）來(lái)看，2013年所測(cè)收獲后的土壤堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)及pH含量各處理處于同一水平，無(wú)明顯差異；2014年（第2年連作）T1處理堿解氮含量最高47.3mg/ kg，速效磷、pH最低，速效鉀僅高于對(duì)照（T3），所檢測(cè)5項(xiàng)指標(biāo)T3（CK）、T4、T5處理含量呈上升趨勢(shì)，施肥量為優(yōu)化施肥量的150%（T5）處理較125% （T4）處理5項(xiàng)指標(biāo)含量提高幅度為0.2% ～2.8%；2015年（第3年連作）所檢測(cè)5項(xiàng)指標(biāo)T3（CK）、T4、T5處理含量直線上升，施肥量為優(yōu)化施肥量的200%（T5）處理較150%（T4）處理堿解氮提高2.9%、速效磷8.6%、速效鉀0.3%、有機(jī)質(zhì)6.0%、pH 0.2，T2處理除pH外其余4項(xiàng)指標(biāo)均高于對(duì)照（T3）。

2013 ～2015年，T3（CK）處理所測(cè)收獲后的土壤堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)呈顯著下降趨勢(shì)，pH呈上升趨勢(shì)，主要原因是連作致使土壤養(yǎng)分失衡。

表3　各處理產(chǎn)量分析Table 3 Yield analysis on different treatments

圖1　土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化Figure 1 Dynam ic changes in soil nutrients

3　討論

全膜雙壟溝播馬鈴薯連作養(yǎng)分補(bǔ)給試驗(yàn)，2013年所測(cè)產(chǎn)量構(gòu)成性狀指標(biāo)數(shù)量、商品薯率差異不顯著，驗(yàn)證了試驗(yàn)所選地塊肥力及田間農(nóng)藝措施科學(xué)合理。

2014年（第2年連作）施肥量為優(yōu)化施肥量的125%（T4）時(shí)，商品薯率較高為77.4%，僅次于連作施肥處理最高的施肥量150%（T5），但差異不顯著；產(chǎn)量處于連作處理第2位，與第1位施肥量150%（T5）處理僅低0.01%，幾乎處于同一水平；而連作各處理土壤養(yǎng)分含量所測(cè)5項(xiàng)指標(biāo)與施肥量均呈現(xiàn)正相關(guān)，施肥量為優(yōu)化施肥量的150%（T5）處理較125%（T4）處理5項(xiàng)指標(biāo)含量提高幅度為0.2% ～2.8%，差異均達(dá)極顯著水平。施肥量為優(yōu)化施肥量的125%（T4）處理商品薯率較倒茬（T1）下降5.8個(gè)百分點(diǎn)，較T3（CK）提高5.9個(gè)百分點(diǎn)；產(chǎn)量較倒茬（T1）下降8.2%，較T3 （CK）提高14.9%。從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境綜合效益來(lái)分析，施肥量為優(yōu)化施肥量的125%處理（T4）不管是所呈現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益還是潛在的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)都是值得在定西地區(qū)全膜雙壟溝播馬鈴薯2年連作時(shí)提倡的。

2015年（第3年連作）施肥量為優(yōu)化施肥量的150%（T4）處理，取得了連作處理最高的商品薯率74.2%，而施肥量為優(yōu)化施肥量的200%（T5）處理較T4處理商品薯率下降12.5個(gè)百分點(diǎn)；產(chǎn)量為55 122 kg/hm2，居于連作處理第1位，施肥量為優(yōu)化施肥量的200%（T5）處理較T4處理產(chǎn)量下降16.9%；連作各處理土壤養(yǎng)分含量所測(cè)5項(xiàng)指標(biāo)與施肥量均呈現(xiàn)正相關(guān)。T4商品薯率較T3（CK）提高13.8個(gè)百分點(diǎn)，較T2提高1.9個(gè)百分點(diǎn)；而產(chǎn)量較T2下降4.3%，較T3（CK）提高28.0%。綜合相關(guān)指標(biāo)分析，施肥量為優(yōu)化施肥量的150%處理在經(jīng)濟(jì)效益和潛在土壤污染風(fēng)險(xiǎn)2方面都是3年連作處理的最佳選擇，值得在定西地區(qū)全膜雙壟溝播馬鈴薯3年連作時(shí)提倡。

2013 ～2015年，T3（CK）處理所檢測(cè)5項(xiàng)指標(biāo)除pH外均呈顯著下降趨勢(shì)，這一研究結(jié)果與王娟和劉補(bǔ)成[5]以及秦舒浩等[6]的研究結(jié)果一致；連作第2年處理無(wú)顯著變化，連作第3年處理開始出現(xiàn)顯著下降，表現(xiàn)出明顯的連作障礙。

因此，溝壟和覆膜種植模式能在一定程度上通過(guò)提高土壤養(yǎng)分的有效性及吸收利用率而緩解連作種植對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量形成的不利影響，繼而保持較高的產(chǎn)量水平[7]，同時(shí)應(yīng)加大對(duì)病害的防治力度。在定西市全膜雙壟溝播馬鈴薯第2年連作時(shí)施肥量應(yīng)為N 225.0 kg/hm2，P2O5187.5 kg/hm2，K2O 150.0 kg/ hm2，較對(duì)照（N 180 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2）處理商品薯率提高5.9個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)量提高14.9%；第3年連作時(shí)施肥量應(yīng)為：N 270.0 kg/ hm2，P2O5225.0 kg/hm2，K2O 180.0 kg/hm2，較對(duì)照（T3）處理商品薯率提高13.8個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)量提高28.0%。

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*通信作者（

Corresponding author）：馬寧，研究員，從事作物栽培、蕎麥育種方面研究，E-mail:dxmaning@163.com。

作者簡(jiǎn)介：陳富（1983-），男，碩士，助理研究員，從事土壤農(nóng)化分析、作物栽培方面研究。

基金項(xiàng)目：定西市科技計(jì)劃專項(xiàng)資金（2013206040410）。

收稿日期：2015-09-28

中圖分類號(hào)：S532

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672－3635（2016）01-0020-05