滴灌施肥对马铃薯根层土壤养分含量、产量及水分利用效率的影响

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2021.09.003

摘要/Abstract

摘要： 以马铃薯荷兰15号为材料，于2019年进行2次种植试验。设置F1（氮、磷、钾肥施用量分别为240、120、300 kg/hm²）、F2（氮、磷、钾肥施用量分别为180、90、225 kg/hm²）、F3（氮、磷、钾肥施用量分别为120、60、150 kg/hm²）3个施肥量，W1（100%马铃薯需水量）、W2（80%马铃薯需水量）、W3（60%马铃薯需水量）3个滴灌量，以灌溉60%马铃薯需水量和不施肥处理为对照（CK），研究滴灌施肥对马铃薯根层土壤养分含量、产量和水分利用效率的影响，以确定马铃薯优质高产的滴灌施肥模式。结果表明，对于2次试验平均值，W1F3处理0～60 cm土层的硝态氮、有效磷和速效钾含量均达最高，分别较CK提高72.72%、58.00%和69.33%，W1F1处理最低；W1F1处理马铃薯水分利用效率最高，为113.1 kg/(hm²·mm），较CK提高153.5%；W1F1处理产量最高，为26 164 kg/hm²，较CK提高136.98%。综合考虑，马铃薯滴灌施肥的最佳用量组合为W1F1。

关键词: 马铃薯, 滴灌施肥, 土壤速效养分, 产量, 水分利用效率

Abstract: Using potato Holland 15 as the material，two planting tests were carried out in 2019. Three fertilization rates were set as follows：F1（application rates of nitrogen，phosphorus and potassium fertilizers were 240 kg/ha，120 kg/ha and 300 kg/ha respectively），F2（application rates of nitrogen，phosphorus and potassium fertilizers were 180 kg/ha，90 kg/ha and 225 kg/ha respectively） and F3（application rates of nitrogen，phosphorus and potassium fertilizers were 120 kg/ha，60 kg/ha and 150 kg/ha respectively）.Three drip irrigation rates were set as follows：W1（100% potato water requirement），W2（80% potato water requirement）and W3（60% potato water requirement）. With 60% irrigation water requirement and no fertilization treatment as control（CK），the effects of drip irrigation and fertilization on the root layer soil nutrient content，yield and water use efficiency of potato were studied，so as to determine the drip irrigation and fertilization mode for high⁃quality and high⁃yield potatoes.The results showed that for the average of the two tests，the contents of nitrate nitrogen，available phosphorus and available potassium in 0—60 cm soil layer of W1F3 treatment were 72.72%，58.00% and 69. 33% higher than those of CK，while W1F1 treatment was the lowest；W1F1 treatment had the highest wateruse efficiency of 113.1 kg（/ ha·mm），which was 153.5% higher than CK；W1F1 treatment had the highest yield of 26 164 kg/ha，which was 136. 98% higher than CK.By considering comprehensively，the best combination of drip irrigation and fertilization for potato was W1F1.

Key words: Potato, Drip irrigation and fertilization, Soil available nutrients, Yield, Water use efficiency

中图分类号:

S532

郭涛, 邢英英, 姜文婷, 李卓远, 张腾, 密菲瑶, 王秀康. 滴灌施肥对马铃薯根层土壤养分含量、产量及水分利用效率的影响[J]. 河南农业科学, 2021, 50(9): 16-25.

GUO Tao, XING Yingying, JIANG Wenting, LI Zhuoyuan, ZHANG Teng, MI Feiyao, WANG Xiukang. Effects of Drip Irrigation and Fertilization on Root LayerSoil Nutrient Content，Yield and Water Use Efficiency of Potato[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2021, 50(9): 16-25.

图/表 4

参考文献

［1］曾凡逵，许丹，刘刚.马铃薯营养综述［J］.中国马铃薯，2015，29（4）：233⁃243.
ZENG F K，LIU D，LIU G.Potato nutrition：A critical review［J］.Chinese Potato Journal，2015，29（4）：233⁃243.
［2］魏峭嵘，曹敏建，石瑛，等.氮素水平对马铃薯全生育期光合特性及产量的影响［J］.基因组学与应用生物学，2017，36（1）：324⁃330.
WEI Q R，CAO M J，SHI Y，et al.Effects of nitrogen application rate on photosynthetic characteristics and yield of potato in the whole growth period［J］.Genomics and Applied Biology，2017，36（1）：324⁃330.
［3］张君. 阴山北麓马铃薯水氮耦合效应及合理利用机制研究［D］.北京：中国农业大学，2018.
ZHANG J.The coupling effects of water and fertilizer and its rational utilization mechanism on potato in the Northern foot of Yinshan Mountain［D］.Beijing：China Agricultural University，2018.
［4］李效文，王友生.不同种植密度和施肥水平对旱作区秸秆覆盖马铃薯生长及产量的影响［J］.中国水土保持，2018（3）：43⁃46，69.
LI X W，WANG Y S.Influence of different planting densities and fertilization levels to the growth and yields of potato with straw mulching in arid crop area［J］.Soil and Water Conservation in China，2018（3）：43⁃46，69.
［5］伍壮生.氮磷钾施肥水平对马铃薯产量及品质的影响［D］.长沙：湖南农业大学，2008.
WU Z S.The effect of different NPK fertilizer combination on the yield and quality of potato［D］.Changsha：Hunan
Agricultural University，2008.
［6］ DARWISH T M，ATALLAH T W，HAJHASAN S，et al.Nitrogen and water use efficiency of fertigated processing potato［J］.Agricultural Water Management，2006，85（1）：95⁃104.
［7］杜嘉，张恒嘉，张明，等.绿洲膜下滴灌调亏马铃薯水分生产函数及灌溉制度优化［J］.干旱地区农业研究，2017，35（1）：158⁃164，177.
DU J，ZHANG H J，ZHANG M，et al.Water production function and optimization in irrigation schedule of potato with mulched drip irrigation under water deficit in oasis region［J］.Agricultural Research in the Arid Areas，2017，35（1）：158⁃164，177.
［8］李炫臻，张恒嘉，邓浩亮，等.膜下滴灌调亏对绿洲马铃薯生物量分配、产量和水分利用效率的影响［J］.华北农学报，2015，30（5）：223⁃231.
LI X Z，ZHANG H J，DENG H L，et al.Study on mulched drip irrigation and regulated deficit irrigation potato cultivation in oasis region ［J］.Acta Agriculturae Boreali⁃Sinica，2015，30（5）：223⁃231.
［9］乌兰，石晓华，杨海鹰，等.苗期水分亏缺对马铃薯产量形成的影响［J］.中国马铃薯，2015，29（2）：80⁃84.
WU L，SHI X H，YANG H Y，et al.Effects of water deficiency at seedling stage on potato yield formation［J］.Chinese Potato Journal，2015，29（2）：80⁃84.
［10］ VAN LOON C D.The effect of water stress on potato growth，development，and yield［J］.American Potato Journal，1981，58（1）：51⁃69.
［11］李国琴，李秉雄，王顺江.农家肥、氮肥、磷肥配施对马铃薯产量的影响［J］.中国马铃薯，2005，19（5）：10⁃13.
LI G Q，LI B X，WANG S J.Effects of stable manure and nitrogenous and phosphorus fertilizer on yield of potato［J］.Chinese Potato Journal，2005，19（5）：10⁃13.
［12］周娜娜，张学军，秦亚兵，等.不同滴灌量和施氮量对马铃薯产量和品质的影响［J］.土壤肥料，2004（6）：11⁃12，16.
ZHOU N N，ZHANG X J，QIN Y B，et al.Effect on different quantities of drip irrigation and nitrogen fertilization for yield and quality of potato［J］.Soil Fertilizer，2004（6）：11⁃12，16.
［13］ WOLI P，HOOGENBOOM G，ALVA A.Simulation of potato yield，nitrate leaching，and profit margins as influenced by irrigation and nitrogen management in different soils and production regions［J］.Agricultural Water Management,2016，171：120⁃130.
［14］亢秀丽，王娟玲，马爱平，等.冬小麦田间集雨模式对土壤水分动态和水分利用效率的影响［J］.水土保持学报，2010，24（4）：167⁃170.
KANG X L，WANG J L，MA A P，et al.Influence of rainwater harvesting pattern of winter wheat on soil water dynamic and water use efficiency［J］.Journal of Soil and Water Conservation，2010，24（4）：167⁃170.
［15］段萌，杨伟才，毛晓敏.覆膜和水分亏缺对春小麦光合特性影响及模型比较［J］.农业机械学报，2018，49（1）：219⁃227.
DUAN M，YANG W C，MAO X M.Effects of water deficit on photosynthetic characteristics of spring wheat under plastic mulching and comparison of light response curve models［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery，2018，49（1）：219⁃227.
［16］张磊，李怀胜，刘金霞，等.滴灌水肥一体化下氮磷减施对春小麦产量及养分利用的影响［J/OL］.河南农业科学，2021［2021⁃06⁃02］.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/41. 1092. S. 20210526. 1729. 012. html.
ZHANG L，LI H S，LIU J X，et al.Effects of reduced application of nitrogen and phosphorus on yield and nutrient utilization of spring wheat under drip irrigation of water⁃fertilizer integration［J/OL］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2021［2021⁃06⁃02］.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/41.1092.S.20210526.1729.012.html.
［17］张丽霞，尹钧，武继承，等.滴灌水肥一体化对小麦产量和品质及水肥利用的影响［J］.河南农业大学学报，2021，55（2）：206⁃213.ZHANG L X，YIN J，WU J C，et al.Effects of drip fertigation on wheat yield， grain quality and water⁃fertilizer use efficiency［J］.Journal of Henan Agricultural University，2021，55（2）：206⁃213.
［18］魏永霞，马瑛瑛，刘慧，等.调亏灌溉下滴灌玉米植株与土壤水分及节水增产效应［J］.农业机械学报，2018，49（3）：252⁃260.
WEI Y X，MA Y Y，LIU H，et al.Effects of soil water，plant，water saving and yield increasing of maize under regulated deficit drip irrigation［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery，2018，49（3）：252⁃260.
［19］邓浩亮，孔维萍，张恒嘉，等.不同生育期调亏灌溉对酿酒葡萄耗水及果实品质的影响［J］.中国生态农业学报，2016，24（9）：1196⁃1205.
DENG H L，KONG W P，ZHANG H J，et al.Effect of regulated deficit irrigation at different growth stages on water consumption and fruit quality of wine grape［J］.Chinese Journal of Eco⁃Agriculture，2016，24（9）：1196⁃1205.
［20］张富仓，高月，焦婉如，等.水肥供应对榆林沙土马铃薯生长和水肥利用效率的影响［J］.农业机械学报，2017，48（3）：270⁃278.
ZHANG F C，GAO Y，JIAO W R，et al.Effects of water and fertilizer supply on growth，water and nutrient use efficiencies of potato in sandy soil of Yulin area［J］.Transactions of the Chinese Society of Agricultural
Machinery，2017，48（3）：270⁃278.
［21］毕丽霏，张富仓，王海东，等.水肥调控对滴灌马铃薯生长、品质及水肥利用的影响［J］.干旱地区农业研究，2020，38（1）：155⁃165.
BI L F，ZHANG F C，WANG H D，et al.Effects of regulated water and fertilizer on potato growth，quality，water and fertilizer use efficiency under drip irrigation［J］.Agricultural Research in the Arid Areas，2020，38（1）：155⁃165.
［22］侯伟娜，刘旭，何翠，等. 不同水肥处理对日光温室番茄品质及产量的影响［J］.河南农业大学学报，2014，48（1）：25⁃28.
HOU W N，LIU X，HE C，et al.Effects of different irrigation and fertilization treatments on tomato quality and yield in solar greenhouse［J］.Journal of Henan Agricultural University，2014，48（1）：25⁃28.
［23］孙景生，刘祖贵，张寄阳，等.风沙区参考作物需水量的计算［J］.灌溉排水，2020，21（2）：17⁃20.
SUN J S，LIU Z G，ZHANG J Y，et al.Reference crop evapotranspiration calculation in windy desert area in Inner Mongolia［J］.Irrigation and Drainage，2020，21（2）：17⁃20.
［24］ CHEN Q F，DAI X M，CHEN J S，et al.Difference between responses of potato plant height to corrected FAO⁃56⁃recommended crop coefficient and measured crop coefficient ［J］.Agricultural Science ＆Technology，2016，17（3）：551⁃554．
［25］ WANG X K，GUO T，WANG Y，et al.Exploring the optimization of water and fertilizer management practices for potato production in the sandy loam soils of Northwest China based on PCA［J］.Agricultural Water Management，2020，237：106180.
［26］鲍士旦.土壤农化分析［M］.北京：中国农业出版社，2010.
BAO S D.Soil agrochemical analysis［M］.Beijing：China Agriculture Press，2010.
［27］张绪成，马一凡，于显枫，等.西北半干旱区深旋松耕作对马铃薯水分利用和产量的影响［J］.应用生态学报，2018，29（10）：3293⁃3301.
ZHANG X C，MA Y F，YU X F，et al.Effects of vertically rotary sub⁃soiling tillage on water utilization and yield of potato in semi⁃arid area of northwest China［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2018，29（10）：3293⁃3301.
［28］林治安，赵秉强，袁亮，等.长期定位施肥对土壤养分与作物产量的影响［J］.中国农业科学，2009，42（8）：2809⁃2819.
LIN Z A，ZHAO B Q，YUAN L，et al.Effects of organic manure and fertilizers long⁃term located application on soil fertility and crop yield［J］.Scientia Agricultura Sinica，2009，42（8）：2809⁃2819.
［29］王淑英，胡克林，路苹，等.北京平谷区土壤有效磷的空间变异特征及其环境风险评价［J］.中国农业科学，2009，42（4）：1290⁃1298.
WANG S Y，HU K L，LU P，et al.Spatial variability of soil available phosphorus and environmental risk analysis of soil phosphorus in Pinggu County of Beijing［J］.Scientia Agricultura Sinica，2009，42（4）：1290⁃1298.
［30］赵胜利，龙光强，杨超，等.施氮对玉米//马铃薯间作作物氮累积和分配的影响［J］.云南农业大学学报（自然科学）,2016，31（5）：886⁃894.
ZHAO S L，LONG G Q，YANG C，et al.Effects of nitrogen application on nitrogen accumulation and distribution of crops in maize and potato intercropping［J］.Journal of Yunnan Agricultural University（Natural Science），2016，31（5）：886⁃894.
［31］闫湘，金继运，何萍，等.提高肥料利用率技术研究进展［J］.中国农业科学，2008，41（2）：450⁃459.
YAN X，JIN J Y，HE P，et al.Recent advances in technology of increasing fertilizer use efficiency［J］.Scientia Agricultura Sinica，2008，41（2）：450⁃459.
［32］郑丕尧. 作物生理学导论［M］.北京：北京农业大学出版社，1992.
ZHENG P Y.Introduction to crop physiology［M］.Beijing：Beijing Agricultural University Press，1992.
［33］栾运芳，王建林.脱毒与未脱毒马铃薯叶片光合特性的比较研究［J］.中国农业科学，2002，35（2）：222⁃224.
LUAN Y F，WANG J L.Comparative study on photosynthetic characteristics of leaves of virus⁃free potato and common potat［J］.Scientia Agricultura Sinica，2002，35（2）：222⁃224.
［34］何天久，李其义，吴巧玉，等.氮磷钾对马铃薯产量和品质影响的研究进展［J］.黑龙江农业科学，2014（9）：140⁃144.
HE T J，LI Q Y，WU Q Y，et al.Research progress on impact of nitrogen，phosphorus and kalium on yield and
quality of potatoes ［J］.Heilongjiang Agricultural Sciences，2014（9）：140⁃144.
［35］焦德志. 马铃薯追施硝酸钾增产效果的研究［J］.安徽农业科学，2005，33（9）：1642⁃1765.
JIAO D Z. Effect of topdressing potassium nitrate on potato yield［J］.Journal of Anhui Agricultural Sciences，2005，33（9）：1642⁃1765.
［36］何华，陈国良，赵世伟.水肥配合对马铃薯水分利用效率的影响［J］.干旱地区农业研究，1999，17（2）：62⁃69.
HE H，CHEN G L，ZHAO S W.Effect of different water and fertilizer conditions on water use efficiency of potato［J］.Agricultural Research in the Arid Areas，1999，17（2）：62⁃69.

[1]	樊一凡, 张艳艳, 王艺媚, 李俊周, 杜彦修, 孙红正, 彭廷, 赵全志, 张静. 不同播期温光条件对籼稻产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 17-27.
[2]	杜雪丽, 柯璐瑶, 柳展, 代明珠, 周宇, 李剑兴, 徐玖亮. 叶面喷施镁对紫米产质量、花青素及代谢物含量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 28-36.
[3]	徐春燕, 张倩, 王雅娴, 王红雨, 盛开, 王宜伦. 商品有机肥对砂质潮土理化性状、冬小麦产量及养分积累的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 56-64.
[4]	杨明达, 张素瑜, 李帅, 郑东方, 杨慎骄, 关小康, 王同朝. 不同播种灌溉方式对夏玉米出苗、干物质积累及转运和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 22-31.
[5]	马仲炼, 龚健福, 马永翠, 田虹, 刘德福, 杨顺强. 外源褪黑素对苦荞生理特性、产量及品质的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 41-47.
[6]	孔凡丹, 周利军, 郑美玉, 张作合, 杨则已, 吴娟. 秸秆覆盖对黑土区土壤微生物量、酶活性及大豆产量的影响[J]. 河南农业科学, 2024, 53(1): 87-95.
[7]	李敏, 郭雷风, 王瑞利. 无人机遥感在马铃薯田间表型研究中的应用[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 24-32.
[8]	鲁晓民, 郭书磊, 张新, 魏良明, 张前进, 曹丽茹, 刘海静, 邓亚洲, 张震, 王振华. 不同密度下玉米茎秆抗倒伏相关性状的产量构成分析[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 44-55.
[9]	连延浩, 杜飞波, 薛博, 王志强, 任永哲, 林同保, 李森. 垄作结合一次性施肥对冬小麦氮素利用及经济效益的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(9): 56-65.
[10]	徐丽娜, 安治良, 陈士林, 张怀胜, 进茜宁, 王平喜. 种植密度对玉米茎秆强度和穗部性状的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 11-17.
[11]	赵立尚, 王香生, 高楠楠, 韩鹏彬, 李杰, 任永哲, 林同保, 王志强, 连延浩. 2 种基因型小麦间作对籽粒灌浆特性及产量的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 18-25.
[12]	解文孝, 姜秀英, 吕军, 潘争艳, 韩勇, 王庆新, 李建国. 不同叶位功能叶片对不同穗型水稻籽粒灌浆特性及稻米品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 36-44.
[13]	张立成, 李娟, 章明清, 辜祖超. 有机肥替减化肥对赤红壤菜-稻轮作区甘蓝产量和养分利用的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(8): 87-95.
[14]	豆丹丹, 孙建军, 王德新, 郭玉玺, 郭新海, 丁超明. 播期对早中稻产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 12-23.
[15]	范晓庆, 赵心月, 王钰文, 张靓瑶, 袁进成, 刘颖慧, 瓮巧云. 青贮玉米和饲用油菜间作对饲草作物产量和品质的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(7): 40-51.