土壤氮鉀配施對鮮食型甘薯產量的影響范文

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《華北農學報》2016年第5期

摘要:

為了探明高肥力土壤氮鉀配施對煙薯25產量和品質的影響，采用二因素三水平完全隨機區組試驗設計，分別設3個N處理(0，45，90kg/hm2)和3個K2O處理(0，75，150kg/hm2)，共計9個氮鉀組合處理，分別于收獲期調查甘薯地上部性狀，測定塊根干鮮質量、Vc、淀粉、蛋白質、蔗糖、葡萄糖、果糖、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn含量。結果表明:高肥力土壤上施用氮肥可增加甘薯蔓長、莖葉鮮質量、T/R值，并提高甘薯塊根內蛋白質、葡萄糖和蔗糖的含量，高肥力土壤上施用氮肥情況下，塊根干鮮質量、淀粉和果糖含量有所降低。施用鉀肥能顯著提高塊根干鮮質量、薯干率及淀粉和葡萄糖的含量;促進了甘薯對Mg的吸收，降低了甘薯對Ca的吸收。在氮鉀互作條件下，甘薯分枝數、結薯數及Vc、蛋白質、蔗糖、葡萄糖、果糖含量與不施肥處理相比均有所提高;鮮薯產量與氮肥、鉀肥的施用存在交互作用，即在不施N、施K2O150kg/hm2時，甘薯產量達到最高，較不施肥處理增產10825．5kg/hm2，增幅為29．2%。同時在施N90kg/hm2、不施K2O時，甘薯產量最低，較不施肥處理減產1435．5kg/hm2，降幅為3．9%。因此，在高肥力土壤，應不施或少施氮肥并配施適量鉀肥以期獲得鮮食型甘薯的高產優質。

關鍵詞:

鮮食型甘薯;高肥力;氮鉀配施;產量;品質

甘薯是我國的四大糧食作物之一，其營養平衡、價值全面，并富含多種有益于人體健康的各種有效成分，如淀粉、蛋白質、可溶性糖、維生素以及鐵、鋅等微量元素［1－2］。甘薯塊根的產量和品質主要受品種固有的遺傳性質影響，還受到栽培措施和自然環境的影響。氮、鉀作為大量營養元素，二者營養平衡及交互作用，對作物營養診斷和合理施肥，提高肥料利用率，增加作物產量，改善作物品質具有重要的意義。國內外有關氮、鉀肥單獨施用及氮、磷配施對甘薯產量和品質影響的研究已廣泛報道［3－8］，但氮鉀互作在甘薯上的研究較少［9－10］，且研究多在中低肥力土壤上進行，而在高肥力土壤上的研究還未見報道。因此，本試驗以煙薯25為試驗材料，研究了氮鉀配施對煙薯25產量及品質的影響，以期為高肥力土壤中鮮食型甘薯優質高產的種植提供理論依據。

1材料和方法

1．1試驗地自然條件

田間試驗于2015年5－10月在青島農業大學現代農業科技示范園進行。該地屬于暖溫帶季風氣候，降水集中，雨熱同季，年平均氣溫11～14℃。土壤類型為砂姜黑土，0～20cm土層有機質含量為19．9g/kg，堿解氮77．9mg/kg，速效磷(P2O5)48．9mg/kg，速效鉀(K2O)164．7mg/kg，pH值(水土比5)5．4。

1．2供試材料

供試甘薯選用煙薯25，為煙臺農科院培育的鮮食型甘薯品種;供試肥料分別為尿素(含氮量≥46.2%)、磷酸(含P2O5量≥61．5%)和硫酸鉀(含K2O量≥50%)。

1．3試驗設計

采用二因素裂區設計，氮處理為主區，設0，45，90kg/hm2N3個施氮水平;鉀處理為副區，設0，75，150kg/hm2K2O這3個施鉀水平;施P2O560kg/hm2，共9個處理，每個處理重復3次。采用機械起壟覆膜鋪管船型扦插單壟雙行栽培模式，株距0．36m，行距0．15m，壟距1．1m，小區面積145．2m2(6．6m×22．0m)。滴灌帶(一次性邊縫式滴灌帶，滴頭間距30cm)鋪設于2行之間，肥料分別在移栽后40，80，100d共分3次采用滴灌(文丘里施肥器)施入。施入比例見表1。試驗于2015年5月20日定植，定植密度54540株/hm2，試驗期間注意防病、除草，其他田間管理措施按當地常規進行。

1．4測定項目和方法

在收獲期進行甘薯性狀和產量構成各因子的測定并計產。各處理隨機選取地上部1kg左右，洗凈晾干后稱鮮質量并切碎作為樣品;鮮薯選取大小適中的薯塊1kg左右，洗凈晾干并切碎，然后用四分法取200g左右稱重作為樣品，樣品置于烘箱內105℃殺青30min后，60℃烘干稱重［3］。采用不銹鋼植物粉碎機進行粉碎，用于Ca、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu等中微量元素分析;另一部分用于品質指標測定［11］。維生素C采用2，6-二氯靛酚法［11］;蛋白質采用考馬斯亮藍法［12］;淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖采用蒽酮比色法［12］;Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等中微量元素采用原子吸收分光光度法［11］。試驗數據采用Excel和SPSS19．0軟件進行統計分析。

2結果與分析

2．1氮鉀配施對甘薯植株生長性狀的影響

由表2看出，氮肥對甘薯單株最長蔓長、莖葉鮮質量和T/R值(甘薯莖葉鮮質量與地下部鮮質量的比值)影響達到顯著或極顯著水平，鉀肥對最長蔓長的影響達到極顯著水平，氮鉀肥互作對甘薯分枝數、最長蔓長的影響達極顯著水平。在3個氮肥處理下，相同施氮量條件下T/R值隨著施鉀量的增多而降低。在3個鉀肥處理下，分枝數和最長蔓長隨著施氮量的增多而增加。施N90kg/hm2、K2O150kg/hm2的處理下，分枝數最高，較不施肥處理增加了23．8%;施N90kg/hm2、不施K2O的處理下，最長蔓長最高，較不施肥處理增加了63．6cm，增幅為25．1%;施N45kg/hm2、K2O150kg/hm2的處理下，莖葉鮮質量和莖葉干質量最高，較不施肥處理分別增加8679．0，909．0kg/hm2，增幅分別為22．0%和18.4%;不施肥處理的莖葉干率最高，但較其他處理差異不顯著。

2．2氮鉀配施對甘薯產量及構成因素的影響

由表3可以看出，氮肥對甘薯塊根鮮質量、薯干率、塊根干質量的影響均達到極顯著性水平，鉀肥對甘薯塊根鮮質量、塊根干質量和薯干率的影響達到顯著或極顯著水平，氮鉀肥互作對結薯數、塊根鮮質量、薯干率和塊根干質量的影響達到顯著或極顯著水平。塊根鮮質量在不施N和施N90kg/hm2水平下，均隨施鉀量的增多而增加;而結薯數的變化趨勢則不明顯。不施N、施K2O150kg/hm2處理下，結薯數和塊根鮮質量達到最高;分別較不施肥處理增加13．1%，29．2%;不施N、施K2O75kg/hm2的處理下，塊根干質量最高，較最低的增加34．2%。表3還表明，不施N和施K2O150kg/hm2時對提高塊根產量的效應最大，產量為47877．0kg/hm2與不施肥處理相比，塊根鮮質量增產10825．5kg/hm2，增幅達到29．2%。同時在施N90kg/hm2、不施K2O時，甘薯產量最低，較不施肥處理減產1435．5kg/hm2，降幅為3．9%。

2．3氮鉀配施對甘薯塊根營養成分影響

由表4可以看出，氮肥和鉀肥對甘薯塊根蛋白質、淀粉、葡萄糖和果糖含量的影響最大，氮鉀肥互作對甘薯Vc(以鮮質量計)、蛋白質(以干質量計)、蔗糖(以干質量計)、葡萄糖(以干質量計)和果糖(以干質量計)的影響均達極顯著水平。單施N可使塊根中Vc含量隨著施肥量的增加而減少，最大降幅為15%，而增施鉀肥可以抑制Vc含量的降低，并提高其含量。蛋白質含量在不施N時隨施K2O的增加而降低，而在施入N后，蛋白質含量隨著施K2O的增多而增加，最大增幅為70．1%。在3個氮水平下，施用鉀肥可以提高塊根中淀粉的含量，最大增加量為5．1%，增幅為1．9%～9．0%。同時在3個鉀水平下，施用氮肥也可以提高塊根中淀粉的含量;在3個氮水平下，蔗糖和葡萄糖的含量均隨施鉀量的增多而增加，單施K2O150kg/hm2時均達到最大，較單施N90kg/hm2處理分別增加74．1%，182.9%。在3個鉀水平下，果糖含量隨著施氮肥的增多而減少，且在施N45kg/hm2水平時，果糖含量隨著施鉀量的增多而減少。

2．4氮鉀配施對甘薯塊根中微量元素的影響

由表5可以看出，氮肥對甘薯塊根Ca、Mn和Cu的影響有顯著或極顯著差異，鉀肥對甘薯塊根Ca、Mg、Mn和Zn的影響達到顯著或極顯著水平;氮鉀互作對甘薯塊根中Mn和Cu的含量影響達到了顯著或極顯著水平。施肥對甘薯塊根Fe含量影響較小。在3個氮水平下，Ca含量隨著鉀肥的增多而減少，最大降幅為63．8%;Mg含量則相反，隨著施鉀的增多而增加，最大增幅為7．4%。在施N0～45kg/hm2，Mn含量隨著施氮量的增加而減少，最大可降低最高量的66.8%;Zn含量在施N0～45kg/hm2，隨著施鉀量的增多而增加，增幅為11．3%～53．2%;而在施K2O90kg/hm2水平下，隨著施鉀量的增多而呈現先降低后升高的趨勢。

3討論

3．1氮鉀配施對甘薯植株生長性狀的影響

施用氮肥能夠增加單株分枝數［13］，這與本試驗3個鉀肥處理下，分枝數和最長蔓長隨著施氮量的增多而增加的結果一致。但在施用鉀肥的基礎上，施氮量過高會使干物質在莖葉中分配多，在塊根中分配少［9］。在高氮水平下適量施鉀會降低塊根膨大后期的地上部干質量，促進干物質向塊根中的分配，增加收獲指數［10］，劉倩［14］研究表明，施鉀可降低甘薯T/R比值，這與本試驗在3個氮肥處理下，T/R值隨著施鉀肥的增多而降低的結果相符。同時，在本試驗條件下氮肥對甘薯單株最長蔓長、莖葉鮮質量影響達到顯著水平，這與后猛等［9］的研究結果一致。因此，在本試驗條件下，增施氮肥會增加甘薯最長蔓長和莖葉鮮質量，提高T/R比值，增加地上部干物質積累，但是阻礙了地上部干物質向地下部的運輸;增施鉀肥能夠降低甘薯的最長蔓長，一定程度上抑制了因施用氮肥而造成的甘薯徒長。

3．2氮鉀配施對甘薯產量的影響

施氮會顯著降低單株薯重，從而降低甘薯產量［15－16］。適量施氮會增加單株薯塊數，增加產量［3］，在收獲期，單株薯重隨著施氮量的增加而顯著增加，而單株結薯數和塊根產量隨著施氮量的增加而顯著降低［10］。但在高肥力條件下，施氮易引起地上部徒長，使干物質分配在地上部多，分配在塊根少［17］，這與本試驗研究結果一致。劉倩［14］研究表明，施鉀可提高甘薯的薯塊重，增加結薯數，施鉀對甘薯的增產效果主要來自單薯重的增加，并且在食用型甘薯品種上高鉀處理的增產幅度高于低鉀處理。也有研究表明，施用鉀肥能夠顯著增加甘薯產量，但過高的鉀肥用量會降低增產效果［18］。在本試驗條件下，不施N，鮮薯產量隨施K2O的增加而增加，即在高肥力土壤上繼續施用鉀肥依然有增產空間。在對作物的產量上，氮鉀配施具有正交互作用。適量的氮鉀配施可提高馬鈴薯平均單窩重、大薯塊單窩重和產量［19］。本試驗將肥料分3次滴灌施入，提高了作物根區的養分濃度。在不施N、施K2O150kg/hm2時，甘薯產量達到最大，這與江燕［10］的研究結果相符。這是因為江燕試驗地的基礎肥力與本試驗地基礎相差不大，土壤中速效氮和速效鉀含量均在70mg/kg以上。但是也有研究表明在施用氮肥75kg/hm2、鉀肥300kg/hm2時，食用型甘薯塊根產量最大［8］。這可能是因為其試驗地有機質含量較高，土壤對肥料的緩沖能力較大，故繼續施用一定量的氮肥仍然有增產效果，并且施用較高量的鉀肥，一定程度上抑制甘薯的徒長，協調了庫-源關系。在甘薯生產中，增施鉀肥是提高甘薯產量的有效手段之一［18，20］。因此，在本試驗條件下，不施N、施K2O150kg/hm2可使甘薯獲得高產，產量為47877．0kg/hm2，即在高肥力土壤上繼續增施鉀肥仍有一定的增產效果。

3．3氮鉀配施對甘薯塊根營養成分的影響

普遍認為，適量施用氮肥能夠顯著提高甘薯塊根中的Vc含量，但是過量施用氮肥卻會降低其含量。這與本試驗結果基本相符，但在本試驗條件下，Vc含量受到氮鉀的正交互效應的影響，降低并不顯著，原因有待進一步研究。劉倩［14］研究認為增施鉀肥能夠提高濟黑1號和煙薯25號塊根中的可溶性糖含量，降低薯塊中可溶性蛋白含量，降低薯塊中淀粉的含量。唐忠厚等［20］研究發現，施N有利于碳氮代謝，氮肥處理與空白相比，明顯提高了蛋白質含量。這與本試驗施鉀75～150kg/hm2水平時相符，但與單施氮肥各處理結果相反，而在高肥力條件下，施氮減少塊根中的淀粉含量［21］，這與本試驗結果基本一致。葡萄糖的含量隨施鉀量的增多而增加，單施K2O150kg/hm2時含量達到最大值，這與柳洪鵑［7］的觀點相符，而與后猛等［19］研究存在出入。綜合評價施用氮肥能夠降低淀粉、葡萄糖和果糖含量，但有助于提高蛋白質含量;增施鉀肥有利于鮮食型甘薯糖類物質的積累;氮鉀配施能夠提高甘薯塊根中Vc和蔗糖含量，但內在的影響機制需進一步探索。因此，在高肥力條件下，不施N、施K2O150kg/hm2可獲得較高的糖類物質和淀粉含量。但是要獲得高含量的Vc和蛋白質，則需配施一定量的氮肥。Ca、Mg、Zn、Fe、Cu、Mn等中微量元素是生命活動所必需的，參與多種代謝過程［22］，中微量元素含量的多寡是作物品質的重要指標，然而施用氮鉀肥對中微量元素的研究多在黃瓜［23］、油菜［24］、辣椒［25］、結球甘藍［26］等蔬菜作物，而對甘薯塊根中微量元素含量的研究相對較少，尤其是對鮮食型甘薯品種。本試驗表明，增施鉀肥可促進甘薯對Mg和Zn的吸收;降低了甘薯對Ca的吸收;氮鉀配施對甘薯Fe的吸收影響不大。因此，在高肥力條件下，不施N、施K2O150kg/hm2可以使甘薯獲得較高含量的中微量元素，但是會降低Ca含量，實踐中應按甘薯的品質需求進行有選擇的施用氮肥。

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作者:王萌 房增國 梁斌 曾路生 李俊良 單位:青島農業大學資源與環境學院