CN107211681B - 一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法,利用滴灌进行补水的同时进行滴灌式追肥管理,可以解决水资源短缺区域马铃薯生产用水问题的同时,实现高效节水灌溉与施肥一体化进行,通过对水肥的精确控制,实现了水肥一体的优化方案;针对马铃薯对水肥的需求与其根系及地上部分生长状况息息相关,追肥按照此规律进行,合理运筹不同的肥料种类,按需施肥,维持根区最佳肥料浓度,针对性更强,吸收更好,从而提供一个成本低廉并且符合作物需求规律的科学施肥方法,达到节肥、省工、增加农民效益的目的。
Description
技术领域
本发明涉及农业栽培技术领域,属于马铃薯栽培技术的一个创新,对于西南冬马铃薯产区降本增效具有重要的作用,具体为一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法。
背景技术
马铃薯作为粮食、蔬菜、饲料和加工原料兼用的重要农作物,不仅有效益高的优势,还有加工产业链长、增产潜力大、分布广、抗旱、耐寒性强、营养价值高、口感好、无副作用、广受欢迎等特点,这些特点赋予马铃薯对解决中国粮食安全问题和促进经济发展方面具有重要意义。中国的马铃薯面积和总产居世界第一。2015年,全国马铃薯统计种植面积达8260万亩,总产量近9500万吨,分别占全球的30%和24%。以云南为代表的西南产区包括云、贵、川、渝三省一市马铃薯总播种面积达到3642万亩,约占全国总播种面积的44%,总产量超过4200万吨,为全国总产量的44.47%,这使得西南地区成为全国最重要的马铃薯产区。马铃薯是云南省第三大粮食作物,2015年云南省马铃薯播种面积837.15万亩,总产量852.3万吨,约占全国马铃薯栽培面积的10%,在全国各省排名中位列第四。在以云南为代表的西南马铃薯产区,一年四季均有马铃薯的种植,其中冬马铃薯的种植效益最好。云南农业大学前校长朱有勇院士曾经形象的概括冬马铃薯的效益是“一亩地,一百天,一万块”,(云南日报2013年4月26日,第五版)。因此,自2010年以来,西南地区冬种马铃薯出现快速增长的态势。2015-2016年,云南省冬马铃薯播种面积在120万亩左右,而专家估计,云南可利用种植冬马铃薯的土地面积在300万亩以上。因此,马铃薯产业,特别是冬马铃薯产业早已成为云南省乃至整个西南地区最具有区域特色和竞争优势的农业产业之一。
从大的政策层面和产业经济分析角度看,冬马铃薯产业前景一片光明,但是依然受到几个方面的制约。其一,部分冬马铃薯生产区域受到水资源短缺的制约,这也是为何很大适宜区域冬马铃薯面积上不去的一个重要原因;其二,生产成本的上升,具体来说是涉农工业产品的价格地板过高,挤压了冬马铃薯的产值,导致薯农收益的下降;其三,农业从业人口的下降,冬马铃薯生产中青壮劳动力短缺,需要集约化、轻简化的栽培技术相互配套。本发明正是针对上述问题开展,以本单位研发的冬早春马铃薯膜下滴灌栽培技术(专利号:ZL 2013 1 0225373.4)的基础上,筛选合适的肥料配组,根据马铃薯作物对水肥的需求,实现水肥一体化,降低马铃薯生产成本,实现减肥减工增效的效果。
冬马铃薯生产,田间管理部分最重要的两个方面是灌溉和施肥。
从灌溉方式来看,冬马铃薯产区传统上采用的是大沟漫灌,整个生育期灌溉次数在5-10次。此种灌溉方式对于马铃薯这种对水分需求比较大的作物来说,可以满足其生育期内对水分的大量需求。但是,其缺陷在于,大田漫灌会造成过量灌溉,肥料大量淋洗到根区以下,造成肥料利用率降低。此外,在水资源短缺地区,大田漫灌对水资源是巨大的浪费,导致薯农不得不减少灌溉次数,一旦在关键时期水分得不到补充,对最终产量的影响也相当巨大。基于上述原因,我单位在借鉴北方旱作区灌溉经验的基础上,研发了一种适合西南地区冬早春马铃薯生产的膜下滴灌模式,并成功申报发明专利一项(专利号:ZL 2013 10225373.4)。该方法在云南冬早春马铃薯生产中大量应用,成为近年来云南省冬早春马铃薯生产的主推技术之一。但是,对于水肥一体化的应用尚未有合适的施肥模式加以支持。
从施肥角度讲,在冬马铃薯产区传统上推荐薯农采用“底肥+二次追肥”的模式进行,即底肥使用长效三元复合肥,苗期追施一次(以氮肥为主),薯块膨大期追施一次(以钾肥为主)。由于近年来人工成本上升、劳动力的短缺等原因,在很多地方,农民习惯上还是使用“一炮轰”的模式进行施肥,即将肥料作为底肥一次性施入。这种模式最大的弊病在于,马铃薯生长后期可能会脱肥,导致在薯块膨大的关键时期土壤中没有养分供应,对产量的影响非常大。另一个问题在于,此种不适当的施肥方法会造成薯农盲目追求大量施肥,最终造成肥料成本上升。以云南省德宏州陇川县马铃薯产区的施肥方式为例,薯农一般每亩使用农家乐牌马铃薯专用复合肥(14%:7%:13%)2包(80kg),芭田牌高钾型复合肥(15%:7%:23%)1包(50kg),有机肥1包(50kg),锌硼肥3kg,全部作为底肥施入,肥料成本在665元/亩左右。此外,随着膜下滴灌技术在云南省的大面积应用,许多肥料厂家都推出了水溶肥、液体肥等新型肥料,并在全省各地开展水肥一体化的示范工作。值得注意的是,有些新型肥料确实有较好的增产效果,但是普遍存在的问题是价格高昂。其中,全程使用水溶肥的肥料成本在1000-1500元/亩,而全程使用液体肥的成本高达2000元/亩。高昂的价格限制了薯农使用这些新型肥料的积极性,这也是限制水肥一体化技术推广的最大阻力之一。
如上所述,现有的技术在实际推广过程中遇到较大阻力,主要缺陷在于以下几点:
1.膜下滴灌技术可以解决水资源短缺区域农业用水问题,实现高效节水灌溉,但是尚未提出水肥一体的优化方案;
2.薯农传统的施肥方案存在技术过于粗放,肥料使用过量,不符合国家关于农业生产中的“双减”政策(即减少肥料和农药使用),并且肥料成本也相对较高;
3.新型肥料包括水溶肥、液体肥可以适应水肥一体化的需求,在生产中能够提高肥料利用率,达到增产的效果,但是肥料成本过高,拉低了薯农的收益预期,阻止了薯农使用的积极性;
4.新型肥料过分强调其单一养分高(如高氮型、高钾型),按照肥料企业提供的施肥方法,并没有照顾到马铃薯作物本身对肥料的需求规律。
发明内容
基于上述现有技术的缺陷,本发明旨在寻找一种适合水肥一体化技术应用的肥料组合,通过科学配伍,提供一个成本低廉并且符合作物需求规律的科学施肥方法,达到增加农民效益的目的。
具体来说,本发明一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法,该方法包括以下步骤:
(1)选用中早熟马铃薯品种;
(2)在10月中下旬至11月中下旬完成播种,起垄及滴灌带铺设;
(3)采用选自常规缓释复合肥和马铃薯专用复合肥的一种复合肥与普钙共同施用作为底肥;
(4)在播种后10~15天内第一次滴灌,打开滴灌***灌溉2~3小时,至土壤含水量达到55~65%;
(5)按马铃薯生长过程全程进行滴灌式追水肥七次。
优选的,所述步骤(3)中,所述常规缓释复合肥或马铃薯专用复合肥是纯氮(以N元素计)、纯磷(以P2O5计)、纯钾(以K2O计)含量比为14:7:13的复合肥料。
优选的,所述步骤(3)中,所述底肥还包括农家肥和/或生物有机肥。
优选的,所述步骤(5)中,所述滴灌式追水肥七次,第一次追肥时期为田间出苗率5%-25%的现苗期;第二次追肥时期为田间出苗率50%的出苗期;第三次追肥时期为全苗期或现蕾期;第四次追肥时期为田间覆盖度70%~80%的现花期;第五次追肥时期为开花期或封行期,第六次追肥时期为开花盛期至开花末期之间;第七次追肥时期为薯块膨大期;追肥周期控制在7~10天。
优选的,所述步骤(5)中,所述第一次追肥、第二次追肥所用肥料种类为磷酸二铵和尿素按2:1混合,其氮磷钾含量为N:P2O5:K2O=21.67%:33.33%:0%;
所述第三次追肥所用肥料种类为磷酸二铵和尿素按1:1混合,其氮磷钾含量为N:P2O5:K2O=27.5%:25%:0%;
所述第四次追肥所用肥料种类为尿素和农用氯化钾按1:1混合,其氮磷钾含量为N:P2O5:K2O=22.5%:0%:30%;
所述第五、六、七次追肥用肥料种类为农用氯化钾,其氮磷钾含量为N:P2O5:K2O=0%:0%:60%。
优选的,所述步骤(5)中,所述第一次追肥用量7.5kg/亩,折合氮磷钾使用量为1.625kg/亩的纯氮(以N元素计),2.5kg/亩的纯磷(以P2O5计);
所述第二次追肥用量10kg/亩,折合氮磷钾使用量为3.25kg/亩的纯氮(以N元素计),5.0kg/亩的纯磷(以P2O5计);
所述第三次追肥用量10kg/亩,折合氮磷钾使用量为2.75kg/亩的纯氮(以N元素计),2.5kg/亩的纯磷(以P2O5计);
所述第四次追肥用量10kg/亩,折合氮磷钾使用量为2.75kg/亩的纯氮(以N元素计),2.5kg/亩的纯钾(以K2O计);
所述第五、六次追肥用量均为10kg/亩,折合为6.0kg/亩的纯钾(以K2O计);
所述第七次追肥用量5kg/亩,折合为3.0kg/亩的纯钾(以K2O计)。
优选的,所述马铃薯品种种薯选自中高海拔区域生产的一级或者二级脱毒种薯,并且休眠已经打破。
优选的,所述步骤(2)中采用大垄双行方式起垄,垄距1.0-1.2m,垄面宽60-70cm,垄高25-30cm,大行距70-80cm,小行距35-40cm,株距25-30cm,种植密度控制在4000-5500株/亩。
优选的,出苗后水分管理与肥料施用同时进行,每次灌溉时间2-3h;出苗期至现蕾期适宜的土壤含水量为60%,发棵期至封行期适宜的土壤含水量为75~80%,薯块膨大期适宜的土壤含水量为60~65%。
优选的,使用选自常规缓释复合肥或马铃薯专用复合肥的一种复合肥40kg/亩和普钙40kg/亩作为底肥,磷酸二铵20kg/亩,尿素20kg/亩,农用氯化钾45kg/亩,锌硼肥3kg/亩随滴灌***分次追施;每亩施用的肥料中大量元素总量为18.54kg纯氮(以N元素计)、18.4kg纯磷(以P2O5计)和33.41kg纯钾(以P2O5计)。氮肥和钾肥吸收率按照80%计,磷肥吸收率按照底肥25%,滴灌追肥40%计,理论上每亩作物吸收的大量元素肥料总量为纯氮14.83kg(以N元素计)、纯磷5.98kg(以P2O5计)和纯钾26.73kg(以P2O5计)。
本发明的种植方法与传统的相比,利用滴灌进行补水的同时进行滴灌式追肥管理,可以解决水资源短缺区域农业用水问题的同时,实现高效节水灌溉与施肥一体化进行,通过对水肥的精确控制,实现了水肥一体的优化方案;针对马铃薯对水肥的需求与其根系及地上部分生长状况息息相关,追肥按照此规律进行,合理运筹不同的肥料种类,按需施肥,维持根区最佳肥料浓度,针对性更强,吸收更好,从而提供一个成本低廉并且符合作物需求规律的科学施肥方法,达到节肥、省工、增加农民效益的目的。
附图说明
图1为马铃薯生长发育过程中的根系及地上部分发育进程时期示意图;图中下方时期1-时期7即滴灌追肥对应的时间;
图2为马铃薯生长发育过程中不同时期氮磷钾肥施用量示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1:
步骤1、品种及种薯选择:根据市场需求,因地制宜选用中早熟(生育期90-100天左右)、抗逆性强、高产、优质的马铃薯品种;种薯选用中高海拔区域生产的一级或者二级脱毒种薯,并且休眠已经打破,播种时薯块带1-2cm壮芽。
步骤2、播种:在11月中下旬完成播种、起垄及滴灌带铺设;播种建议采用大垄双行播种。垄面宽60cm,垄沟40cm,垄高30-35cm。垄面种植两行马铃薯,行距25-30cm,株距25-30cm,种植深度8-10cm。根据不同的品种,控制播种密度在4000-5500株/亩。
步骤3、水分管理:出苗水:根据土壤墒情,在播种后10~15天内第一次滴灌,打开滴管***灌溉2~3小时,至土壤含水量达到60%左右,保证齐苗;出苗后水分管理:出苗后水分管理主要是与肥料施用同时进行,并且根据植株生长情况、土壤湿度状况、气候状况及时补水,每次灌溉时间控制在2-3h。在马铃薯全生育期灌溉7-8次。
步骤4、肥料使用:按照3000kg/亩的目标产量,每亩作物对大量元素氮(以N计)、磷(以P2O5计)和钾(以K2O计)的吸收量分别为15kg、6kg和27kg;底肥使用农家肥、马铃薯专用复合肥和普钙,追肥选用溶解度较好并且成本较低的常规肥料;根据马铃薯生长过程中对氮磷钾不同需求,合理运筹不同类型肥料;中后期适当使用中量元素肥,增加锌硼锰肥。施肥方法详述:
施肥模式及肥料选择:本发明所述的施肥方法采用底肥+追肥模式,其中底肥采用市场上价格低廉的常规缓释复合肥(氮磷钾含量分别为14%:7%:13%),追肥采用溶解度较好的常规肥料,以满足滴灌需求。选用的常规肥料包括尿素(含氮约45%),也可以使用碳酸氢铵(含氮约16%)、磷酸一铵(含氮10%,含磷50%)和农用氯化钾(白钾,含钾约60%)。
肥料配伍:除了底肥采用一次性施入以外,追肥所用肥料按下表进行配伍,共有4种组合方式。
配组 | 肥料种类及比例 | 氮磷钾含量 | 施入时期 |
配方1 | 磷酸一铵:尿素=2:1 | N:P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>:K<sub>2</sub>O=21.67%:33.33%:0% | 1、2 |
配方2 | 磷酸一铵:尿素=1:1 | N:P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>:K<sub>2</sub>O=27.5%:25%:0% | 3 |
配方3 | 尿素:农用氯化钾=1:1 | N:P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>:K<sub>2</sub>O=22.5%:0%:30% | 4 |
配方4 | 农用氯化钾 | N:P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>:K<sub>2</sub>O=0%:0%:60% | 5、6、7 |
施肥时期及肥料用量:
施肥时间及用量如下表所示,不同的施肥时期也是生长过程中的灌水日期,按照薯苗在田间生长状况来确定。
注:纯氮、纯磷、纯钾分别以N,P2O5和K2O计;施肥日期按照马铃薯生长发育过程推算。DAE(Day after emergence):出苗后天数;具体日期根据生长中期气候情况可以适当调整,一般来说,遇到连续降雨或者霜冻(早期),可以适当调整施肥时间1-2天;第六次施肥时,补充含锌硼等中量元素肥;
实施例2:施肥时期及施肥方案分析:
马铃薯对水肥的需求与其根系及地上部分生长状况息息相关,因此,追肥也也要按照此规律进行。如图1显示了马铃薯生长发育过程中的根系及地上部分发育进程,这对于我们施肥有十分重要的意义。
本发明所述方法按照马铃薯需肥规律进行。前期1、2、3期重施磷肥和氮肥,其中磷肥以促进马铃薯根系建成,氮肥满足植株地上部分快速生长;中期控制氮肥,增施钾肥,以满足植株正常生长所需氮肥需求同时让植株转入块茎生长时期;中后期5、6、7期块茎已经形成,进入块茎膨大期,重施钾肥,促进块茎快速膨大。
按照本发明所述的施肥方案,不同时期氮磷钾肥施用量如图2所示,本方案氮磷钾肥的施用符合马铃薯生长对各重要元素的需求,氮磷钾总量与3吨/亩的目标产量相符合。
实施例3:本发明所述施肥方案应用效果
2016年11月-2017年3月,申请人在云南省德宏州陇川县城子镇进行了不同施肥方案对比试验,试验设置5个施肥方案,分别是:
方案1:按照陇川县2015年冬作摸索出的高产施肥方案,使用农家乐1号2包80kg,芭田高钾复合肥1包50kg,有机肥1包;其中,农家乐1号1包40kg,芭田高钾复合肥半包25kg,有机肥1包作为底肥使用,剩余的1包农家乐1号40kg在全苗后追施,半包芭田高钾复合肥25kg在开花盛期追施;
方案2:按照实施例1所述施肥方法进行;
方案3:以常规复合肥为底肥,追肥使用溶解度较好的常规肥料和水溶肥配合使用;
方案4:以常规复合肥为底肥,追肥使用液体肥和溶解度较好的常规肥料配合使用;
方案5:即对照,使用肥料同方案1一致,但是施肥方式采用传统的“一炮轰”方式,即将所有肥料作为底肥一次性施入。
不同施肥方案所用肥料及成本如下表所示:
每种施肥方案试验地面积在697m2-805m2之间,在每种施肥方案地块中随机选择4块田块作为小区作为田间试验过程中的调查样本,每个小区面积20m2。
2017年3月23日,对各个施肥方案调查小区进行收获测产,并折产为单位面积产量(即亩产),结果如下表所示:
表:不同施肥方案4个调查小区折合产量表(单位:kg/亩)
小区1 | 小区2 | 小区3 | 小区4 | 平均产量 | 与对照相比 | |
方案1 | 3176.2 | 3236.8 | 3345.2 | 2878.1 | 3159.1 | 15.59% |
方案2 | 3109.2 | 3348.8 | 3815.5 | 3678.9 | 3488.1 | 27.63% |
方案3 | 3485.5 | 3114.2 | 3142.8 | 3092.2 | 3208.7 | 17.40% |
方案4 | 3289.6 | 3145.5 | 3318.5 | 2827.8 | 3145.4 | 15.09% |
方案5(CK) | 2526.5 | 3112.2 | 2956.5 | 2337.1 | 2733.1 | 0 |
按照收获当日价格,即大薯2.1元/kg,中薯1.4元/kg,小薯0.3元/kg,折合每个小区的经济效益如下表所示:
表:不同施肥方案4个调查小区折合经济产量表(单位:元/亩)
扣除肥料成本的价格差,本发明所述施肥方法较对照增加效益为1266.98元/亩,经济效益增加比率为29.39%。
按照本发明所述施肥方案,选用常规肥料,可以降低肥料成本,同时增加产出效益。按照上述推荐用肥量,肥料成本约为500-550元/亩,较常规施肥方法,即马铃薯专用复合肥80kg/亩、高钾型复合肥50kg/亩、锌硼肥3kg/亩,成本可以降低50-70元/亩,降幅达到10-15%。较现今市面上推荐使用的各种水溶肥、液体肥的成本,降幅可达到40-50%。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (4)
1.一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法,其特征在于,用于西南冬马铃薯产区,该方法包括以下步骤:
(1)选用中早熟马铃薯品种;
(2)在10月中下旬至11月中下旬完成播种,起垄及滴灌带铺设;
(3)采用选自常规缓释复合肥和马铃薯专用复合肥的一种复合肥与普钙共同施用作为底肥;所述常规缓释复合肥或马铃薯专用复合肥是纯氮、纯磷、纯钾含量比为14:7:13的复合肥料;所述底肥还包括农家肥和/或生物有机肥;使用选自常规缓释复合肥或马铃薯专用复合肥的一种复合肥40 kg/亩和普钙40 kg/亩作为底肥,磷酸二铵20 kg/亩,尿素20 kg/亩,农用氯化钾45 kg/亩,锌硼肥3 kg/亩随滴灌***分次追施;每亩施用的肥料中大量元素总量为18.54 kg纯氮、18.4 kg纯磷和33.41 kg纯钾;
(4)在播种后10~15天内第一次滴灌,打开滴灌***灌溉2~3小时,至土壤含水量达到55~65%;
(5)按马铃薯生长过程全程进行滴灌式追水肥七次;所述滴灌式追水肥七次,第一次追肥时期为田间出苗率5%-25%的现苗期;第二次追肥时期为田间出苗率50%的出苗期;第三次追肥时期为全苗期或现蕾期;第四次追肥时期为田间覆盖度70%~80%的现花期;第五次追肥时期为开花期或封行期,第六次追肥时期为开花盛期至开花末期之间;第七次追肥时期为薯块膨大期;追肥周期控制在7~10天;其中,所述第一次追肥、第二次追肥所用肥料种类为磷酸二铵和尿素按2:1混合,其氮磷钾含量为N:P2O5:K2O = 21.67%:33.33%:0%;所述第三次追肥所用肥料种类为磷酸二铵和尿素按1:1混合,其氮磷钾含量为N:P2O5:K2O=27.5%:25%:0%;所述第四次追肥所用肥料种类为尿素和农用氯化钾按1:1混合,其氮磷钾含量为N:P2O5:K2O = 22.5%:0%:30%;所述第五、六、七次追肥用肥料种类为农用氯化钾,其氮磷钾含量为N:P2O5:K2O = 0%:0%:60%;所述第一次追肥用量7.5 kg/亩,折合氮磷钾使用量为1.625kg/亩的纯氮,2.5 kg/亩的纯磷;
所述第二次追肥用量10 kg/亩,折合氮磷钾使用量为3.25 kg/亩的纯氮,5.0 kg/亩的纯磷;
所述第三次追肥用量10 kg/亩,折合氮磷钾使用量为2.75 kg/亩的纯氮,2.5 kg/亩的纯磷;
所述第四次追肥用量10 kg/亩,折合氮磷钾使用量为2.75 kg/亩的纯氮,2.5 kg/亩的纯钾;
所述第五、六次追肥用量均为10 kg/亩,折合为6.0 kg/亩的纯钾;
所述第七次追肥用量5 kg/亩,折合为3.0 kg/亩的纯钾;
其中,纯氮含量以N元素计,纯磷含量以P2O5计,纯钾含量以K2O计。
2.根据权利要求1所述的一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法,其特征在于,所述马铃薯品种种薯选自中高海拔区域生产的一级或者二级脱毒种薯,并且休眠已经打破。
3.根据权利要求1所述的一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法,其特征在于所述步骤(2)中采用大垄双行方式起垄,垄距1.0-1.2 m,垄面宽60-70 cm,垄高25-30 cm,大行距70-80 cm,小行距35-40 cm,株距25-30 cm,种植密度控制在4000-5500株/亩。
4.根据权利要求1所述的一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法,其特征在于,出苗后水分管理与肥料施用同时进行,每次灌溉时间2-3h;出苗期至现蕾期适宜的土壤含水量为60%,发棵期至封行期适宜的土壤含水量为75~80%,薯块膨大期适宜的土壤含水量为60~65%。
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CN201710391874.8A CN107211681B (zh) | 2017-05-27 | 2017-05-27 | 一种低本高效的冬马铃薯水肥一体化种植方法 |
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