施氮量對冬馬鈴薯生理性狀及產量的影響

韋冬萍　宋書會++韋劍鋒等

摘要：以馬鈴薯品種費烏瑞它為試材，設施氮量0、80、160、240 kg/hm2共4個水平，研究施氮量對冬馬鈴薯生長中后期若干生理指標及產量的影響。結果表明，隨著施氮量的增加，馬鈴薯葉片中葉綠素含量、可溶性蛋白含量及硝酸還原酶活性均不同程度地增加，根系活力和塊莖產量也明顯增加，但葉片可溶性糖含量則先增加而后下降。當施氮量達160 kg/hm2，繼續增加施氮量，馬鈴薯一些生理指標值和塊莖產量則增加不顯著。本試驗條件下，冬種馬鈴薯施氮量為160 kg/hm2較為適宜。

關鍵詞：馬鈴薯；施氮量；生理性狀；產量

中圖分類號： S532.01文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）11-0122-03

收稿日期：2014-12-02

基金項目：廣西自然科學基金（編號：2013GXNSFBA019050）。

作者簡介：韋冬萍（1982—），女，廣西柳城人，碩士，助理研究員，從事植物營養與生理生態方面研究。E-mail：dpwei-82@163.com。

通信作者：韋劍鋒，碩士，副研究員，從事作物營養與生理生態方面研究。E-mail：jianfengwei@163.com。在馬鈴薯生產中，氮肥是主要限制因子之一。若施氮不足，馬鈴薯正常生長和產量的形成受到抑制；施氮適宜，有助于馬鈴薯植株生長，使植株枝葉繁茂、葉色濃綠，促進光合作用和養分積累[1]；施氮過量，馬鈴薯地上部貪青徒長，植株偏高容易倒伏[2-5]。施氮量對馬鈴薯生育期也有影響，且隨著施氮量的增加生育期延遲 [6]。此外，施氮能夠有效促進馬鈴薯干物質積累，提高防御酶活性，增強植株抗病性[7]，但馬鈴薯的產量并不隨著施氮量的增加而持續增加，且當施氮量超過一定范圍，其產量不但不增加反而會降低 [8]。馬鈴薯塊莖品質與施氮量也密切相關，其中在低氮用量下塊莖粗蛋白含量隨施氮量的增加而增加，但施氮量過多時其含量則降低；在高氮用量下塊莖可溶性糖含量也會降低[5]。也有研究表明，馬鈴薯塊莖淀粉含量與施氮量呈拋物線變化，可溶性糖和還原糖含量隨施氮量的增加而增加[9]。馬鈴薯生長中后期是塊莖形成和膨大的關鍵期，是決定塊莖產量和品質的重要時期，其植株營養生長、生理狀況及塊莖增長與氮素養分供給密切相關[10]。但是，有關氮肥用量對馬鈴薯生長中后期生理性狀影響的研究報道甚少。為此，筆者設置不同施氮量試驗，探討氮肥施用對冬種馬鈴薯生長中后期若干生理指標及產量的影響，為我國南方地區冬種馬鈴薯科學施用氮肥提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2013年11月至2014年3月在廣西大學農業科學研究基地進行。供試土壤為黏質壤土，耕層0～15 cm，土壤pH值為7.08，有機質含量24.6 g/kg，全氮含量1.08 g/kg，全磷含量1.28 g/kg，全鉀含量22.26 g/kg，堿解氮 106.2 mg/kg ，速效磷70.7 mg/kg，速效鉀166.1 mg/kg。

供試馬鈴薯品種為費烏瑞它；供試氮肥為尿素（含N 46.4%），磷肥為過磷酸鈣（含P2O5 12%），鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%）。

1.2試驗設計

試驗設施N量 0（CK）、80（T1）、160（T2）、240 kg/hm2（T3）共4個處理，每處理施磷肥（P2O5）150 kg/hm2及鉀肥（K2O）360 kg/hm2，播種時氮肥、磷肥及鉀肥作基肥一次性施用。每處理重復3次，每重復為1小區，隨機區組排列；小區長8.5 m、寬1.6 m、面積13.6 m2，每小區劃分成2畦，畦間距0.5 m。播種規格為10 萬穴/hm2，株行距為25 cm×40 cm。

2013年9月犁耙整地待用；2013年11月14日播種。播種前先剔除爛薯和病薯，然后將整個小種薯下種，每穴1個種薯。下種后將基肥穴施于種薯間，然后覆蓋約5 cm厚干稻草和厚度為0.002 mm黑色農用地膜。種薯出苗穩定后進行間苗，每穴留1～2棵苗。

2013年12月下旬和2014年2月中旬，個別馬鈴薯植株出現晚疫病，然后對全田馬鈴薯噴施50%多菌靈可濕性粉劑和72%霜脲·錳鋅可濕性粉劑700倍液3次，2%氨基寡糖素水劑1次，共計噴藥4次。

1.3測定項目與方法

2014年，于馬鈴薯結薯期（1月20日）、塊莖膨大期（2月6日）、成熟初期（2月24日）、采收期（3月8日）采集馬鈴薯植株頂數第4～5張展開葉，用丙酮乙醇混合液法[11]測葉綠素含量，按文獻[12]方法測硝酸還原酶活性，用考馬斯亮藍比色法[13]測可溶性蛋白含量，用蒽酮比色法[14]測可溶性糖含量；同期采集馬鈴薯植株8～10條無損傷根，采用氯化三苯四氮唑法[15]測根系活力。3月12日，采收馬鈴薯塊莖，測小區塊莖鮮質量。用Excel 2003和SPSS 18.0進行數據處理和統計分析，用Duncans新復極差法進行方差分析和多重比較。

2結果與分析

2.1不同處理對馬鈴薯葉片葉綠素含量的影響

圖1顯示，馬鈴薯葉片葉綠素含量從結薯期至塊莖成熟初期平緩下降，此后急劇下降。在各調查期，葉綠素含量均表現為T3>T2>T1>CK，其中CK與T1、T2、T3的差異均達顯著水平，T1與T2、T3的差異也均達到顯著水平，T2在成熟初期與T3的差異也顯著。說明施用氮肥可明顯提高馬鈴薯中后期葉片葉綠素含量，且葉綠素含量隨施氮量增加而增加。

2.2不同處理對馬鈴薯葉片可溶性糖含量的影響

圖2顯示，馬鈴薯葉片可溶性糖含量從結薯期至塊莖成熟初期急劇下降，之后趨于平穩，但不同處理的可溶性糖含量存在一定差異。在結薯期和塊莖膨大期，可溶性糖含量均表現為T2>T1>T3>CK，其中結薯期CK與T2差異達顯著水平，塊莖膨大期T1、T2與T3、CK差異也達顯著水平。在成熟初期和采收期，可溶性糖含量均表現為T2>T3>T1>CK，其中成熟初期T1與T2、CK與T3差異達顯著水平，采收期CK與T1、T2、T3差異達顯著水平。說明施用氮肥可提高馬鈴薯生長中后期葉片可溶性糖含量，其中T2的效應最為明顯。

2.3不同處理對馬鈴薯葉片可溶性蛋白含量的影響

圖3顯示，馬鈴薯生長中后期葉片可溶性蛋白含量呈持續下降的趨勢。在各調查期，可溶性蛋白含量均表現為T3>T2>T1>CK，其中CK與T1、T2、T3的差異均達顯著水平；T1除成熟初期外，與T2、T3的差異也均達顯著水平；T2在結薯期與T3的差異也顯著。說明施用氮肥可明顯提高馬鈴薯生長中后期葉片可溶性蛋白含量，且其含量隨施氮量增加而增加。

2.4不同處理對馬鈴薯葉片硝酸還原酶活性的影響

圖4顯示，馬鈴薯葉片硝酸還原酶活性從結薯期至塊莖成熟初期持續下降，此后急劇下降。在各調查期，硝酸還原酶活性均表現為T3>T2>T1>CK，其中CK除塊莖膨大期與T2的差異不顯著外，與T1、T2、T3的差異均達顯著水平；T1、T2在結薯期和塊莖膨大期與T3的差異也達顯著水平；T1在塊莖膨大期和塊莖成熟初期與T2的差異也達顯著水平。說

明施用氮肥可明顯提高馬鈴薯生長中后期葉片硝酸還原酶活性，且施氮量越大硝酸還原酶活性越高。

2.5不同處理對馬鈴薯根系活力的影響

圖5顯示，馬鈴薯根系活力從結薯期至塊莖膨大期急劇下降，此后下降平緩，至采收期降至最低。在各調查期，根系活力均表現為T3>T2>T1>CK，其中在結薯期CK、T1與T2、T3的差異達顯著水平；在塊莖膨大期CK與T2、T3與T2、T1的差異達顯著水平；在塊莖成熟初期，除T1與T2的差異不顯著外，其他處理間的差異達顯著水平；在采收期，僅有T3與其他處理的差異達顯著水平。說明馬鈴薯生長中后期根系活力隨施氮量的增加而增加。

2.6不同處理對馬鈴薯產量的影響

圖6顯示，施用氮肥可顯著提高馬鈴薯塊莖產量，其中T3的最高，其次是T2、T1，分別比CK增產48.88%、46.30%、29.26%。方差分析顯示，T2、T3塊莖產量顯著高于T1，但T2與T3的差異不顯著。說明施氮量在0～160 kg/hm2，馬鈴薯塊莖產量隨施氮量的增加而顯著增加，若繼續增大施氮量，馬鈴薯塊莖產量則不再持續顯著增加。

3討論與結論

葉綠素是植物光合作用中參與合成碳水化合物的重要色素。葉綠素含量高低與碳水化合物多少密切相關，因此平衡兩者關系是馬鈴薯生產中提高產量的重要基礎[5，16]。本試驗條件下，馬鈴薯生長中后期葉片葉綠素含量隨施氮量的增加而增加，這與田再民等的研究結果[1]相似，說明增施氮肥能夠促進馬鈴薯葉片葉綠素的合成。但試驗也發現，當施氮量超過160 kg/hm2，馬鈴薯葉片葉綠素含量在多個調查期則不再持續顯著增加，這與黃繼川等的研究結果[5]相似，說明增施氮肥對馬鈴薯葉片葉綠素合成產生的作用還與生育期相關，過量施氮將不能持續促進馬鈴薯葉片葉綠素的合成與積累。作物葉片合成可溶性糖，同時也不斷向地下部分運輸積累而合成淀粉[17]。本試驗中，馬鈴薯葉片可溶性糖含量隨施氮量的增加呈現先增加而后降低的趨勢，其中施氮量為160 kg/hm2的最高。說明適宜的施氮量是馬鈴薯合成和積累較多碳水化合物的基礎，協調好光合產物和施氮量的關系是實現馬鈴薯高產、高效栽培的重要條件[16]?？扇苄缘鞍资侵参矬w內重要的保護物質，較高的可溶性蛋白含量有助于植物體保持較高的氮代謝水平[18]。本試驗中，馬鈴薯生長中后期葉片可溶性蛋白含量隨施氮量的增加而增加，但在多個調查期施氮量為240 kg/hm2的可溶性蛋白含量與施氮量為160 kg/hm2的差異不顯著。說明適宜的施氮量有利于馬鈴薯植株的氮代謝。

硝酸還原酶活性和根系活力是衡量植株生長的主要指標[19]。本試驗條件下，硝酸還原酶活性隨著施氮量的增加而增加，其中施氮量為240 kg/hm2的最高，但在生長后期，施氮量為240 kg/hm2的硝酸還原酶活性與施氮量為160 kg/hm2的差異不明顯，說明增施氮肥對馬鈴薯硝酸還原酶活性產生的作用還與生育期相關。在馬鈴薯生長后期，馬鈴薯植株趨于衰老，生理代謝均降低，氮同化能力也降至最低，適量施氮已滿足馬鈴薯植株生長需要，因而過量施氮對后期硝酸還原酶活性產生的作用不大。在馬鈴薯生長中后期，根系活力隨施氮量的增加而增加，說明增施氮肥有利于延緩馬鈴薯生長后期根系的衰老。

施氮量明顯影響冬馬鈴薯塊莖產量。本試驗中，馬鈴薯塊莖產量隨著施氮量的增加而增加，其中施氮量為240 kg/hm2的最高，但與施氮量為160 kg/hm2的差異不顯著，這與黃繼川等和梁寧珠的研究結果[5，7]相似，但與董茜等、修鳳英等和周娜娜的研究結果[9，10，20]不同，其原因可能與供試馬鈴薯品種、栽培密度、水分管理、土壤肥力及施氮水平等差異有關。因此，適量施氮有利于冬種馬鈴薯增產增效，但施氮過量會造成資源浪費和肥料利用效率降低。

綜上所述，在生理性狀方面，馬鈴薯葉片葉綠素含量、可溶性蛋白含量、硝酸還原酶活性及根系活力隨施氮量增加而增加，可溶性糖含量則隨施氮量增加先增加而后降低。在產量方面，施氮量在0～160 kg/hm2，塊莖產量隨施氮量的增加而顯著增加，但繼續增施氮肥則不利于持續提高馬鈴薯塊莖產量。因此，本試驗條件下，冬種馬鈴薯施氮量為 160 kg/hm2 較為適宜。

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