供氮方式對木薯生理與農藝性狀的影響

韋劍鋒+韋冬萍+岑忠用

摘要：為提高氮肥利用效率，以不施氮肥為對照，采用田間試驗，研究施氮量130 kg/hm2全部基施（T1）、50%基施+50%在苗期追施（T2）及25%基施+50%在苗期追施+25%在塊根膨大期追施（T3）3 種方式對木薯新選056生理、產量及品質的影響。結果表明：施氮可以提高木薯葉片生理性狀，其中在苗期T1處理葉片過氧化物酶活性、過氧化氫酶活性及脯氨酸含量較高，而T2處理葉片葉綠素含量和可溶性糖含量較高；在塊根膨大期和塊根成熟期T3處理上述各項生理指標較高，而丙二醛含量較低。施氮后，木薯株高、塊根產量、塊根淀粉含量及淀粉產量分別增加 18.1%～25.4%、4.7%～20.9%、4.9%～12.4%、9.8%～35.9%，且增幅均隨施氮次數的增加而明顯增加。可見，本試驗條件下T3處理施氮方式的效果較好。

關鍵詞：木薯；氮肥；生理性狀；產量；供氮方式；農藝性狀

中圖分類號： S533.06 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0127-03

木薯是我國重要的經濟作物之一，但我國木薯種植主產區面臨著嚴重的施肥不平衡問題，制約了木薯生產的可持續發展[1]。因此，研究木薯施肥技術對實現木薯高產高效栽培和土壤養分可持續利用具有重要意義。氮素營養是影響木薯生長發育及決定塊莖產量和品質的關鍵因素，前人為此就木薯氮素吸收特性、氮肥施用量、氮肥施用時期及施用次數進行了探討，為木薯科學施用氮肥提供了依據[1-5]。然而，有關木薯氮肥施用方式的觀點不一，有的認為在植時或植后30 d全量一次施完就能夠滿足全生育期對氮素的需求[1，3]；有的認為分2次施用[4]或分3次施用[5]比較有利于高產穩產。因此，木薯氮肥施用次數及比例須結合具體栽培條件作適當調整[2]。作物生理生化代謝狀況與氮素營養供給密切相關，了解不同氮肥運籌條件下作物生理生化性狀的變化，可為作物氮肥合理施用提供依據[6-8]。但有關氮肥施用對木薯生理生化性狀影響的研究未見報道。木薯是廣西河池市大宗經濟作物之一，有關當地木薯氮肥運籌的研究也未見報道。本試驗在河池市下屬宜州市設置田間試驗，研究施氮方式對木薯葉片生理指標和農藝性狀的影響，為木薯氮肥合理施用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2014年5月至2015年1月在廣西壯族自治區宜州市進行。供試土壤為黏質沙壤土，耕層0～15 cm，土壤pH值為6.73，有機質含量17.4 g/kg，全氮含量1.14 g/kg，全磷含量 0.58 g/kg，全鉀含量2.50 g/kg，堿解氮含量 96.0 mg/kg，速效磷含量23.6 mg/kg，速效鉀含量78.0 mg/kg。

供試木薯品種為新選056；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 試驗設計與方法

以不施氮肥為對照（CK），在施用等量氮肥（純氮 130 kg/hm2）基礎上，設氮肥全部基施（T1）、50%基施+50%在苗期追施（T2）及25%基施+50%在苗期追施+25%在塊根膨大期追施（T3）共3種處理；對照及3種施肥處理在播種時施磷肥（P2O5）65 kg/hm2和鉀肥（K2O）65 kg/hm2。每處理3次重復，每重復為1個小區，隨機區組排列，小區長6.3 m、寬4.9 m，種植規格為15 873穴/hm2，株行距為70 cm×90 cm。

2014年5月4日播種。播種前按種植規格挖直徑 30 cm、深8 cm的穴，然后將基肥撒施在穴底部，并用厚約 3 cm 細土覆蓋；播種時選取健壯木薯主莖作為種莖，按每4個有效芽將其截成小段，然后平放于穴中，1穴1段，最后用厚約5 cm細土覆蓋。出苗穩定后進行間苗，每穴留1～2苗。齊苗后（7月5日）各處理追施鉀肥（K2O）65 kg/hm2及T2、T3處理追施氮肥（純N）65 kg/hm2，塊根開始膨大后（10月7日）T3處理追施氮肥（純N）32.5 kg/hm2，追肥時將肥料撒施于距植株基部四周30 cm處，并培土覆蓋。

1.3 項目測定與方法

于木薯苗期（6月30日）、塊根形成期（7月30日）、塊根膨大期（9月28日）、塊根成熟期（11月25日）采集植株頂端倒數第4張展開葉測生理指標，其中過氧化物酶（POD）活性用愈創木酚法[9-10]測定，其單位定義為1 g新鮮木薯在波長470 nm處1 min吸光度變化值（OD）表示酶活性大小，即（min·g）-1；過氧化氫酶（CAT）活性用KMnO4滴定法[9-10]測定，其單位定義為1 g新鮮木薯在波長240 nm處1 min吸光度變化值，即（min·g）-1；脯氨酸（Pro）含量用磺基水楊酸法[9]測定；丙二醛（MDA）含量用硫代巴比妥酸法[10]測定；葉綠素含量用丙酮乙醇混合法[11]測定；可溶性糖含量用蒽酮比色法[11]測定。2015年1月1日收獲木薯，測定株高、莖徑、塊根數、塊根長、塊根直徑、塊根產量、鮮塊根淀粉含量、淀粉產量，其中淀粉含量用氫氧化鋇滴定法[11]測定。

1.4 數據處理

應用Excel 2003和SPSS 18.0軟件進行數據處理和統計分析，應用Duncans新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對木薯葉片生理性狀的影響

2.1.1 不同處理對木薯葉片過氧化物酶（POD）活性的影響 圖1顯示，生育期內葉片POD活性呈折線變化趨勢，其中在塊根形成期最高，其次在塊根成熟期。在苗期至塊根形成期POD活性表現為T1>T2>T3>CK，此后表現為T3>T2>T1>CK，其中在苗期、塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的POD活性分別比CK高11.9%～21.7%、15.4%～26.6%、11.3%～24.2%、17.9%～30.6%。說明施氮可明顯提高木薯葉片POD活性，其中T1處理在木薯生長中前期的效應較明顯，T3處理在木薯生長中后期的效應較突出。

2.1.2 不同處理對木薯葉片過氧化氫酶（CAT）活性的影響 圖2顯示，生育期內葉片CAT活性呈單峰曲線變化，其中在塊根膨大期最高，其次在塊根成熟期。CAT活性在苗期表現為T1>T2>T3>CK，在塊根形成期表現為T1>T3>T2>CK，此后表現為T3>T2>T1>CK，其中在苗期、塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的POD活性分別比CK高24.1%～30.4%、17.3%～26.9%、16.7%～34.9%、5.3%～26.0%。說明施氮可明顯提高木薯葉片CAT活性，其中T1處理在木薯生長中前期的效應較明顯，T3處理在木薯生長中后期的效應較突出。

2.1.3 不同處理對木薯葉片脯氨酸含量的影響 圖3顯示，生育期內葉片脯氨酸含量略呈折線變化趨勢，其中在塊根成熟期最高，其次在塊根形成期。脯氨酸含量在苗期表現為T1>T3>T2>CK，此后表現為T3>T2>T1>CK，其中在苗期、塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的脯氨酸含量分別比CK高9.2%～12.0%、9.9%～22.7%、14.6%～24.4%、6.7%～16.2%。說明施氮可明顯提高木薯葉片脯氨酸含量，其中T1處理在木薯生長前期的效應較明顯，T3處理在木薯生長中后期的效應尤為突出。

2.1.4 不同處理對木薯葉片丙二醛含量的影響 圖4顯示，生育期內葉片丙二醛含量一直增加，到塊根成熟期達到最大值。丙二醛含量在苗期表現為T1>T3>T2>CK，處理間的差異不明顯，在塊根形成期表現為CK>T2>T1>T3，此后表現為CK>T1>T2>T3，其中在塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的丙二醛含量分別比CK低7.9%～13.7%、8.4%～10.2%、10.0%～20.7%。說明施氮可明顯減少木薯生長中后期葉片丙二醛積累，其中T3處理的效應最為明顯。

2.1.5 不同處理對木薯葉片葉綠素含量的影響 圖5顯示，生育期內葉片葉綠素含量呈單峰曲線變化，其中在塊根膨大期最高。在苗期至塊根形成期葉綠素含量表現為T2>T3>T1>CK，此后表現為T3>T2>T1>CK，其中在苗期、塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的葉綠素含量分別比CK高19.0%～35.7%、22.7%～38.6%、14.9%～23.8%、16.7%～31.0%。說明施氮可明顯提高木薯葉片葉綠素含量，其中T2處理在木薯生長中前期的效應較明顯，T3處理在木薯生長后期的效應較突出。

2.1.6 不同處理對木薯葉片可溶性糖含量的影響 圖6顯示，生育期內葉片可溶性糖含量呈單峰曲線變化，其中在塊根膨大期最高，其次在塊根成熟期。在苗期至塊根形成期可溶性糖含量表現為T2>T3>CK>T1，處理間的差異不明顯，此后表現為T3>T2>T1>CK，其中在塊根膨大期和塊根成熟期3種施氮處理的可溶性糖含量分別比CK高8.0%～17.3%、6.4%～19.1%。說明施氮可明顯提高木薯生長中后期葉片可溶性糖含量，其中T2、T3處理的效應較為明顯。

2.2 不同處理對木薯農藝性狀的影響

2.2.1 不同處理對木薯株高和莖徑的影響 表1顯示，木薯株高和莖徑均表現為T3>T2>T1>CK，其中施氮處理的株高和莖徑分別比CK增加18.1%～25.4%、2.4%～10.9%，且T3、T2處理與CK處理的差異達顯著水平。說明施氮可促進木薯植株生長，其中氮肥分次施用的效果較好。

2.2.2 不同處理對木薯產量性狀的影響 表1顯示，木薯塊根數、塊根長、塊根直徑及塊根產量均表現為T3>T2>T1>CK，其中施氮處理的塊根產量比CK處理增加4.7%～20.9%，處理間塊根數、塊根直徑及塊根產量的差異均達顯著水平。說明施氮尤其是氮肥分次施用可明顯提高木薯產量性狀。

2.2.3 不同處理對木薯品質的影響 表1顯示，木薯塊根淀粉含量和淀粉產量均表現為T3>T2>T1>CK，其中施氮處理的淀粉含量和淀粉產量分別比CK處理增加4.9%～12.4%、9.8%～35.9%，處理間淀粉產量差異達顯著水平。說明施氮尤其是氮肥分次施用有利于提高木薯品質。

3 結論與討論

木薯葉片POD活性、CAT活性及脯氨酸含量變化與木薯的抗逆性和抗衰老特性呈正相關[12-15]；木薯葉片葉綠素含量高低在一定范圍內反映了木薯光合作用的強弱[16-17]；木薯葉片可溶性糖含量變化與木薯光合能力和耐旱性呈正相關[14-17]。本研究表明，生育期內木薯葉片POD活性和脯氨酸含量呈折線變化，CAT活性、葉綠素含量及可溶性糖含量呈單峰曲線變化，這與前人研究木薯的結果不完全相同[15-16]，原因可能是木薯品種、具體測定日期尤其是測定時土壤水肥條件和氣溫不同。葉片丙二醛積累與莖葉衰老密切相關，木薯生長中后期葉片丙二醛含量越高，其葉片衰老或脫落越快[12，15]。本研究中生育期內木薯葉片丙二醛含量一直呈上升趨勢，與前人研究木薯[15]和花生[7]的結果一致。研究還發現，施氮可提高木薯各生長期葉片POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、葉綠素含量及可溶性糖含量，降低生長中后期葉片丙二醛含量，其中氮肥作基肥一次性施用（T1）或氮肥50%基施+50%在苗期追施（T2）的效應在苗期較明顯，而氮肥25%基施+50%在苗期追施+25%在塊根膨大期追施（T3）的效應在中后期較突出，這與前人研究甘蔗[6]、花生[7]及水稻[8]的結果相似。說明基肥重施氮肥有利于提高木薯生長前期生理性狀，追肥重施氮肥有利于改善木薯生長中后期生理性狀、提高抗逆性、延緩衰老、增強光合性能。而木薯生長中后期是塊根產量和品質形成的關鍵時期，提高該時期木薯生理性狀有利于木薯增產穩產[12，16-17]。

氮肥合理運籌是促進木薯生長、增加塊莖產量及提高塊莖淀粉含量的重要措施，但由于栽培條件不同，國內有關木薯氮肥施用時期、施用次數及基追比例的結論[2-5]不盡一致。本研究表明，施用氮肥可促進木薯植株生長、改善產量性狀、提高淀粉含量，其中氮肥分次施用尤其是氮肥25%作基肥+50%作苗肥+25%作塊根膨大肥施用（T3）的效應最好，這與蔣瑞萍等研究木薯氮肥運籌的結果[4-5]基本一致，與前人研究甘蔗[6]、花生[7]及水稻[8]的結果也相似。木薯氮肥分次施用有利于增產，其主要原因可能是木薯對氮的吸收呈現“前期低、中期高、后期少”的特點[1，18]，氮肥分次施用補充了木薯各生長階段尤其是生長中后期對氮的需求，從而改善中后期生理性狀、促進植株生長及延緩衰老，進而滿足塊根生長發育和淀粉積累所需的物質條件。另外，木薯是塊根作物，淺施肥的木薯淺生，有利于提高單株結薯數和單株薯塊鮮質量，而深層施肥使木薯根系處于深層土壤條件下，不利于結薯和塊根膨大[19]。氮肥追施并培土覆蓋，為木薯塊根生長提供了淺生土壤環境，從而促進塊根發育和提高塊根產量性狀。此外，氮肥追施于土壤表面后，隨降雨淋溶下滲，可能更利于木薯根系吸收，從而提高氮肥的吸收利用效率。但具體機理還須從木薯對氮素的吸收積累動態進行研究。可見，本研究條件下，氮肥分次施用尤其是氮肥25%作基肥+50%作苗肥+25%作塊根膨大肥施用（T3）對提高木薯產量及增加淀粉含量的效果最好。

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