多效唑和氮肥對馬鈴薯產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響

楊妍 徐寧生 潘哲超 李燕山 楊瓊芬 張磊

（1云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，650205，云南昆明；2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部云貴高原馬鈴薯與油菜科學(xué)觀測實驗站，650205，云南昆明）

云南屬于低緯度、高海拔地區(qū)，光照資源豐富，是中國馬鈴薯優(yōu)勢特色產(chǎn)區(qū)。馬鈴薯生產(chǎn)根據(jù)生產(chǎn)季節(jié)分為小春作、大春作、秋作和冬作。云南大春作馬鈴薯種植區(qū)域為中、高海拔地區(qū)，一般3-4月播種，7-9月收獲，生產(chǎn)面積較大[1]。該區(qū)域夏季雨水充沛，降雨量較大，馬鈴薯植株地上部分（源）生長旺盛，株高甚至高達2m，養(yǎng)分無效消耗較大，塊莖（庫）產(chǎn)量和經(jīng)濟效益較低。因此，協(xié)調(diào)馬鈴薯的源庫平衡是生產(chǎn)上一直探索的問題。合理施用氮肥和植物生長調(diào)節(jié)劑是提高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的重要措施。

氮是作物生長發(fā)育必需的礦質(zhì)營養(yǎng)元素，對作物產(chǎn)量的提高具有重要作用，氮素對作物產(chǎn)量的貢獻率達40%～50%[2]，氮肥是提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵。氮肥過高或過低均會導(dǎo)致產(chǎn)量下降，且施用氮肥過量情況下，會加重地下水硝酸鹽污染的風(fēng)險，導(dǎo)致環(huán)境退化[3]。合理施用氮肥可調(diào)控馬鈴薯生育進程、形態(tài)特征及產(chǎn)量品質(zhì)，同時也是提高肥料利用率的關(guān)鍵措施。另外，合理施用植物生長調(diào)劑是馬鈴薯生產(chǎn)上常用的“控旺”措施。多效唑是一種高效低毒的植物生長調(diào)節(jié)劑，對植物生長具有明顯的延緩調(diào)控作用，廣泛應(yīng)用在甘薯、小麥等作物上，具有抑制植株生長、促進分蘗、提高作物產(chǎn)量等特點[4-6]。多效唑在馬鈴薯上提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)的應(yīng)用越來越廣泛[7-8]。盡管氮肥和多效唑是生產(chǎn)上常用的調(diào)節(jié)馬鈴薯源庫分配的手段，但關(guān)于氮肥和多效唑協(xié)同作用對于馬鈴薯產(chǎn)量和經(jīng)濟效益調(diào)控效應(yīng)的研究較少。

本研究以云薯105為研究對象，通過研究不同多效唑濃度和氮素水平條件對馬鈴薯產(chǎn)量的影響，篩選最適合云薯105生產(chǎn)的氮素水平和多效唑濃度，并探討氮肥和多效唑?qū)︸R鈴薯產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的影響，為合理運籌氮肥和化學(xué)調(diào)控技術(shù)措施以實現(xiàn)馬鈴薯高產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于云南省會澤縣待補鎮(zhèn)野馬村云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研發(fā)中心種薯繁育基地進行，海拔2670m，年均氣溫8.2℃，無霜期105d，2019和2020年生長季降水量分別為926.8和1043.4mm。

1.2 試驗設(shè)計

馬鈴薯品種為云薯105。試驗采用裂區(qū)設(shè)計，多效唑為主區(qū)，設(shè)3個濃度，分別為0‰（P0）、1‰（P1）和2‰（P2）；氮肥為副區(qū)，設(shè)5個不同氮素水平，分別為 0（N0）、105（N1）、210（N2）、315（N3）和420kg/hm2（N4），各小區(qū)溶液用量均為750L/hm2。試驗播種方式為單壟單行，行距為0.7m，株距為0.35m，小區(qū)面積為16.8m2（2.8m×6.0m），每個處理重復(fù)3次，共45個小區(qū)。

2019年播種時間為3月13日，噴施多效唑時間為7月16日，收獲時間為9月20日。2020年播種時間為3月24日，噴施多效唑時間為7月7日，收獲時間為10月12日。各處理施純磷（P2O5）192kg/hm2，純鉀（K2O）477kg/hm2，所有處理肥料均作底肥一次性施入，馬鈴薯病害防治和雜草管理參照當(dāng)?shù)伛R鈴薯種植模式。

1.3 測定項目與方法

馬鈴薯收獲時，每個小區(qū)選3行進行測產(chǎn)。按照商品薯分級標(biāo)準(zhǔn)（單薯重＞150g為大薯，75≤單薯重≤150g為中薯，單薯重＜75g為小薯），計算各級薯數(shù)量及薯重。產(chǎn)量按3次重復(fù)小區(qū)鮮薯產(chǎn)量的均值進行折算。

1.4 數(shù)據(jù)處理

生產(chǎn)效益=總收益–生產(chǎn)成本。采用SPSS 22.0進行方差分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 聯(lián)合方差分析

對2年的試驗結(jié)果聯(lián)合方差分析（表1）表明，年度、多效唑及氮肥對馬鈴薯產(chǎn)量具有極顯著影響（P＜0.01），年度對馬鈴薯產(chǎn)量的影響最大，氮肥次之，多效唑?qū)Ξa(chǎn)量的影響最小。除此之外，氮肥對馬鈴薯的大薯率、中薯率、小薯率和結(jié)薯個數(shù)都有極顯著影響；多效唑?qū)︸R鈴薯大薯率有顯著影響，而對中薯率、小薯率和結(jié)薯個數(shù)影響不顯著。除年度與氮肥的互作效應(yīng)對馬鈴薯產(chǎn)量有極顯著影響以及對中薯率有顯著影響外，年度與多效唑的互作效應(yīng)、多效唑與氮肥的互作效應(yīng)以及年度、多效唑與氮肥的互作效應(yīng)對馬鈴薯產(chǎn)量、大薯率、中薯率、小薯率和結(jié)薯個數(shù)的影響不顯著。

表1 馬鈴薯主要性狀的聯(lián)合方差分析F值Table 1 F value of joint variance analysis on main traits of potato

2.2 多效唑和氮肥對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.2.1 多效唑?qū)︸R鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 方差分析（表1）表明，產(chǎn)量在年度和多效唑濃度上均存在極顯著差異，但年度和多效唑的互作效應(yīng)不顯著。從產(chǎn)量及其構(gòu)成因素（表2）可見，2019和2020年不同多效唑濃度處理下馬鈴薯產(chǎn)量趨勢相同，表現(xiàn)為P2＞P1＞P0。馬鈴薯平均產(chǎn)量P1和P2處理分別比P0處理增加7.01%和9.69%，均達顯著差異水平，但P1和P2處理之間無顯著差異。表明多效唑?qū)︸R鈴薯產(chǎn)量具有顯著影響，隨著多效唑的濃度增加，馬鈴薯的產(chǎn)量也隨之增加。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，P1和P2處理下2年大薯率均值分別比P0處理顯著增加3.62%和3.19%；中薯率P1和P2處理均值分別比P0處理降低6.30%和4.56%，且P1處理顯著降低中薯率；噴施多效唑處理能降低小薯率，但均未到顯著差異水平。從馬鈴薯單株結(jié)薯個數(shù)來看，噴施多效唑處理均可增加馬鈴薯單株結(jié)薯個數(shù)，且2019年P(guān)2處理可顯著提高馬鈴薯單株結(jié)薯個數(shù)。說明多效唑通過增加馬鈴薯大薯率、中薯率和結(jié)薯個數(shù)，進而提高馬鈴薯產(chǎn)量。

表2 2019-2020年多效唑?qū)︸R鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 2 Effects of paclobutrazol on potato yield and its components in 2019-2020

2.2.2 氮肥對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 方差分析（表1）表明，產(chǎn)量在年度和氮肥濃度上均存在極顯著差異，且年度和氮肥的互作效應(yīng)達到極顯著水平。由表3可知，2020年不同處理的馬鈴薯產(chǎn)量均高于2019年。2019年，N1、N2、N3和N4處理產(chǎn)量分別比N0處理增加21.10%、34.00%、33.23%和19.06%；2020年，N1、N2、N3和N4處理產(chǎn)量分別比N0處理增加39.86%、67.22%、69.60%和50.94%，增幅均達顯著差異水平，2020年產(chǎn)量增幅顯著大于2019年，這可能與降水量有關(guān)。隨著氮肥濃度的增加，產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢。2年產(chǎn)量均值表明，N1、N2、N3和N4處理產(chǎn)量分別比N0處理增加30.84%、51.27%、52.14%和35.62%，均達顯著差異水平，且N2和N3處理顯著高于其他氮肥處理。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，隨著氮肥濃度的增加，大薯率呈先上升后下降的趨勢，N1、N2、N3和N4處理下大薯率分別比N0處理增加3.50%、13.69%、13.48%和9.75%，均達顯著差異水平，且N2和N3處理大薯率較其他處理增幅達顯著差異水平；N1、N2、N3和N4處理下中薯率分別比N0處理降低5.68%、23.64%、20.40%和13.06%，其中N2和N3處理與其他處理達顯著差異水平；N2、N3和N4處理顯著降低馬鈴薯小薯率。增施氮肥均可增加馬鈴薯單株結(jié)薯個數(shù)，且N1、N2和N3處理增幅達顯著水平。說明N2和N3處理增加馬鈴薯大薯率和單株結(jié)薯個數(shù)，降低中薯率和小薯率，優(yōu)化馬鈴薯產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，有利于提高馬鈴薯塊莖的商品性。

表3 2019-2020年氮肥對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 3 Effects of nitrogen fertilizer on potato yield and its components in 2019-2020

2.3 不同處理的生產(chǎn)成本

不同處理馬鈴薯的生產(chǎn)成本包括尿素、多效唑、人工管理、其他肥料、種子、農(nóng)藥和材料費等。由表4可知，隨著尿素濃度的增加，每個處理間成本增加570.65元/hm2。多效唑的施用人工費提高了300.00元/hm2，隨著多效唑濃度的增加，每個處理間成本增加了50.00元/hm2。各處理其他成本包括機械化和土地租金，平均為9000元/hm2。P0N0處理的生產(chǎn)成本最低，為28 596.29元/hm2，P2N4處理生產(chǎn)成本增加了氮肥、多效唑的費用和人工費，成本最高，較P0N0處理的成本增加2682.61元/hm2。

表4 不同處理間2年平均生產(chǎn)成本Table 4 Two years average production cost of different treatments 元/hm2 yuan/hm2

2.4 不同處理的總收益和經(jīng)濟效益

2.4.1 不同處理的總收益 從2年總收益（表5）來看，由于2020年總體產(chǎn)量和效益高于2019年。噴施多效唑處理均可增加總收益，2019年P(guān)1和P2處理總收益較P0處理分別增加2490.19和4753.16元/hm2，2020年分別增加5874.73和6537.51元/hm2，隨著噴施多效唑濃度的增加，總收益逐漸增加，P2處理總收益達最大。隨著氮肥施用量的增加，總收益呈先上升后下降的趨勢，2019年，N1、N2、N3和N4處理總收益分別比N0處理增加 8158.13、14 525.80、14 131.36 和 8432.76 元/hm2，N2處理增幅最大；2020年分別增加16 287.62、29 694.10、31 064.35和22 495.59元/hm2，N3處理增幅最大，這與產(chǎn)量變化趨勢相同。2019和2020年，P2N2處理總收益分別為58 382.48和75 948.78元，均為2年處理中最大值。

表5 不同處理的總收益Table 5 Total incomes of different treatments 元/hm2yuan/hm2

2.4.2 不同處理的生產(chǎn)效益 由表6可知，不同處理生產(chǎn)效益的變化趨勢與不同處理總收益的變化趨勢大致一致，2020年的生產(chǎn)效益總體高于2019年，而隨著多效唑濃度的增加，2年平均生產(chǎn)效益在P2處理水平達到最高值，為24 056.19元/hm2。不同氮肥處理下，2年平均生產(chǎn)效益在N2處理下為29 467.76元/hm2。2019-2020年，各處理中P2N2處理的生產(chǎn)效益均最高，分別為28 244.89和45 811.19 元/hm2。

表6 不同處理的生產(chǎn)效益Table 6 Production benefits of different treatments 元/hm2 yuan/hm2

3 討論

3.1 多效唑和氮肥對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

與其他常量營養(yǎng)元素相比，氮對馬鈴薯植物生長和最終產(chǎn)量的影響最大[9]。適量氮肥的施用可促進馬鈴薯植株地上部分的生長，提高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益[10-11]。但過量的氮肥會導(dǎo)致植株過度生長，塊莖產(chǎn)量和干物質(zhì)含量降低[12-13]。張煒等[14]研究表明，馬鈴薯最佳施氮量為261.7kg/hm2，施氮量為180～360kg/hm2時可顯著促進地上部生長，提高商品薯率；黃繼川等[10]研究表明，240kg/hm2的施氮量時馬鈴薯產(chǎn)量最高，而且薯塊大小分級以大薯塊比例最高；李燕山等[15]研究表明，隨氮肥用量的增加，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量呈先增加后降低的趨勢，施氮量為341.7kg/hm2時產(chǎn)量最高。本研究表明，綜合2年試驗結(jié)果，增加氮肥施用量可顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量，施氮量達到210～315kg/hm2時，馬鈴薯產(chǎn)量最高，且顯著提高大薯率和單株結(jié)薯個數(shù)，當(dāng)施氮量為420kg/hm2時，馬鈴薯產(chǎn)量和大薯率顯著降低，施用氮肥過量會導(dǎo)致馬鈴薯莖葉徒長，導(dǎo)致馬鈴薯產(chǎn)量降低，這與前人[14-15]的研究結(jié)果一致。馬鈴薯是地下結(jié)薯作物，若地上部分植株過高，會影響結(jié)薯，從而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。前人[16]研究表明，噴施多效唑可有效緩解地上部分生長過旺的現(xiàn)象，促進光合作用產(chǎn)生的碳水化合物有效向地下轉(zhuǎn)移，促進薯塊膨大，提高馬鈴薯產(chǎn)量。本試驗結(jié)果表明，噴施多效唑可顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量，噴施2‰多效唑處理馬鈴薯產(chǎn)量增幅最大，且可顯著提高2年平均大薯率；方差分析表明，產(chǎn)量在施氮量和多效唑施用量上均存在極顯著差異，但施氮量和多效唑施用量的互作效應(yīng)不顯著，說明施氮量和多效唑施用量是影響馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的獨立因子。

3.2 不同多效唑和氮肥處理的經(jīng)濟效益

產(chǎn)量要素中，大、中薯產(chǎn)量越多，效益越高[17]。本試驗結(jié)果表明，在氮肥濃度為210kg/hm2時，馬鈴薯產(chǎn)量較高，且大薯率較對照顯著提高，小薯率顯著下降，提高了馬鈴薯塊莖的商品性，有利于增加馬鈴薯的經(jīng)濟效益。但在施肥時要記住的一個重要概念是最大的作物產(chǎn)量并不總能帶來最大的經(jīng)濟回報[18]。由于各處理所施用的氮肥和多效唑的量不同，且多效唑的施用導(dǎo)致用工成本增加，2年中各處理的生產(chǎn)成本不同。此外，隨著施氮量的增加，馬鈴薯產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢，但施氮量的增加會增加購買尿素的費用，增加生產(chǎn)成本，所以氮肥濃度越高，成本越高，但產(chǎn)量下降。本研究表明，P2N2處理下馬鈴薯生產(chǎn)成本較對照增加了5.4%，達1541.30元/hm2，但P2N2處理下2年的平均總收益較對照增加85.8%，達31 008.02元/hm2，2年的生產(chǎn)效益也是P2N2處理最高。

4 結(jié)論

不同多效唑和氮肥處理對云薯105的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益影響顯著。從產(chǎn)量方面，根據(jù)2年試驗結(jié)果，當(dāng)噴施2‰多效唑和氮肥施用量在210～315kg/hm2時，馬鈴薯產(chǎn)量達最大值。而經(jīng)濟效益方面，雖然增施氮肥和噴施多效唑較對照增加了人工費用和材料費，達1541.30元/hm2，但因為增加產(chǎn)量和大薯率，從而增加總收益。綜合2年試驗結(jié)果，當(dāng)多效唑濃度為2‰、氮素水平為210kg/hm2時，云薯105的生產(chǎn)效益最高。