不同鉀肥及配施對冬作馬鈴薯鎂積累與分配特征的影響

馮劍 黃美華 李英 張帆 曹先維 張新明

摘要[目的]研究不同鉀肥及配施對冬作馬鈴薯鎂積累與分配特征的影響。 [方法]以費烏瑞它脫毒種薯為試驗材料，通過大田試驗研究不同鉀肥品種及配施，即硫酸鉀∶氯化鉀=1∶0、0∶1 及 1∶1對冬作馬鈴薯鎂積累與分配特征的影響。[結(jié)果]在生長中后期，馬鈴薯整株、塊莖鎂積累量均表現(xiàn)為以配施處理最高，氯化鉀處理次之，硫酸鉀處理最低，且配施處理馬鈴薯整株、塊莖鎂積累量均與硫酸鉀處理達顯著差異水平（P<0.05）。隨著生育進程的推進，各處理鎂在莖葉中分配比例逐漸降低，在塊莖中分配比例不斷增加，在齊苗后73 d，鎂在塊莖中分配比例表現(xiàn)為配施>氯化鉀>硫酸鉀，最終塊莖成為鎂的貯存器官，且在供試條件下，平均每生產(chǎn)1 000 kg塊莖，植株需吸收鎂0.40 kg。 [結(jié)論]該研究為廣東省冬作馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)合理施肥提供參考。

關鍵詞冬作馬鈴薯;硫酸鉀;氯化鉀;鎂;積累;分配

中圖分類號S532文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）02-0141-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.042

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）屬茄科（Solanaceae）茄屬（Solanum）一年生草本塊莖植物，是重要的糧菜兼用及工業(yè)原料作物，營養(yǎng)價值全面[1-2]。在我國南方冬作區(qū)，利用冬閑田種植馬鈴薯，既提高了土地利用率還促進了農(nóng)民增收，進一步促進了冬作區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在馬鈴薯生產(chǎn)中肥料的合理施用對于產(chǎn)量及品質(zhì)的形成具有積極作用，研究表明，馬鈴薯是一種對鎂較敏感的作物，鎂的缺乏會使馬鈴薯老葉尖端及邊緣褪綠進而失綠凋落，嚴重時抑制根及塊莖生長以及降低淀粉含量，影響產(chǎn)量和品質(zhì)的形成[3-4]，同時，馬鈴薯又是一種典型的喜鉀但對氯高度敏感的作物[5-6]，鉀肥既可顯著提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[7-9]，又可明顯影響?zhàn)B分吸收利用[10]，常用鉀肥以硫酸鉀和氯化鉀為主，但由于廣泛認為馬鈴薯是忌氯作物，因而較少將氯化鉀作為馬鈴薯的鉀源。關于不同鉀肥品種在馬鈴薯上的應用效果研究主要集中在對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響上[11-14]，而對養(yǎng)分吸收方面的研究鮮見報道，且大量研究表明鉀鎂元素間存在交互作用[15-17]。筆者通過探討不同鉀肥配比對冬作馬鈴薯鎂積累與分配特征的影響，以期為廣東省冬作馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)合理施肥提供參考。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2014—2015年在廣東省惠州市惠東縣平海鎮(zhèn)進行。供試土壤類型為水稻土，質(zhì)地為輕壤土，前茬作物為水稻。土壤耕層0～20 cm測定的土壤基本農(nóng)化性狀：pH 5.65，有機質(zhì)15.7 g/kg，堿解氮117.2 mg/kg，速效磷129.9 mg/kg，速效鉀120.5 mg/kg，交換性鎂47.92 mg/kg。

1.2試驗材料

供試馬鈴薯品種為費烏瑞它（張家口雪川農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司培育一級脫毒種薯）。供試肥料：尿素（N，46%）、過磷酸鈣（P2O5，12%）、硫酸鉀（K2O，50%）、有機肥（腐熟雞糞，N 30.25 g/kg，P2O5 21.08 g/kg，K2O 27.04 g/kg）。

1.3試驗方法

設置硫酸鉀和氯化鉀配比試驗，鉀肥（K2O）總施用量為312.0 kg/hm2，硫酸鉀∶氯化鉀=1∶0、0∶1及1∶1，分別用硫酸鉀、氯化鉀和配施處理表示，其他肥料用量均一致（表1）。播種時均勻施入基肥和全部有機肥，剩余肥料用于4次追肥。氮磷鉀化肥基、追肥比例見表2。試驗設3次重復，隨機排列，小區(qū)面積19.14 m2（5.8 m×3.3 m），每小區(qū)間設置0.7 m的隔離帶，防止肥料隨雨水滲透至相鄰小區(qū)，影響試驗結(jié)果。

1.4樣品采集與分析

生育期間共取樣6次，分別于齊苗（出苗率達80%時）后3、17、31、45、59和73 d采樣，每個小區(qū)取代表性的馬鈴薯植株3株，帶回室內(nèi)洗凈、晾干。樣品按葉、莖、塊莖分器官稱量鮮重，于105 ℃下殺青30 min后，75 ℃烘干至恒重并稱重，粉碎，放置于密封袋保存供測定分析。

土壤樣品采集與處理：播種前采用“S”型采樣方法采集0～20 cm土層的基礎混合土壤樣品，經(jīng)風干，過2、1和0.149 mm篩，保存于密封袋中供測定分析。

土壤理化性質(zhì)的測定：土壤pH采用電位法測定;有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定;堿解氮采用堿解擴散法測定;速效磷采用0.5 mol/L碳酸氫鈉鉬銻抗比色法測定;速效鉀采用1? mol/L中性醋酸銨浸提;交換性鎂采用1 mol/L乙酸銨交換-原子吸收分光光度法測定;植物樣品鎂含量采用干灰化-原子吸收分光光度法[18]測定。

器官鎂積累量（kg/hm2）=器官干物質(zhì)質(zhì)量（kg/hm2）×器官鎂含量（g/kg）

莖葉鎂積累量（kg/hm2）=莖鎂積累量（kg/hm2）+葉片鎂積累量（kg/hm2）

整株鎂積累量（kg/hm2）=莖葉鎂積累量（kg/hm2）+塊莖鎂積累量（kg/hm2）

積累速率[kg/（hm2·d）]=階段鎂積累量差值（kg/hm2）/階段天數(shù)（d）

各器官鎂分配率=各器官鎂積累量（kg/hm2）/整株鎂積累量（kg/hm2）×100%

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用DPS 8.10統(tǒng)計軟件[19]和Excel 2010進行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同鉀肥及配施對馬鈴薯莖葉鎂積累量的影響

由圖1可知，在整個生育期間，馬鈴薯莖葉鎂積累量均呈先升高后下降的趨勢。硫酸鉀、氯化鉀、配施處理均在齊苗后59 d達到最大值，分別為91.65、119.79、133.68 mg/株，配施和氯化鉀處理與硫酸鉀處理達顯著差異。齊苗后3～31 d，各處理間莖葉鎂積累量整體差異不大，齊苗后45～59 d，配施處理鎂積累量均高于其他處理，這一時期積累充足的鎂對于增強光合作用、促進馬鈴薯生長具有重要作用。

2.2不同鉀肥及配施對馬鈴薯塊莖鎂積累量的影響

由圖2可知，塊莖鎂積累量隨著生育進程的推進呈升高趨勢，其中配施處理的增長量最大。齊苗后17～45 d，硫酸鉀處理鎂積累量均高于其他處理，齊苗后59～73 d則低于其他處理，且與配施處理間差異達顯著水平。齊苗后73 d，各處理塊莖鎂積累量表現(xiàn)為配施>氯化鉀>硫酸鉀。整個生育期，配施處理塊莖鎂積累量均處于較高水平，硫酸鉀的施用效果在生長前期較好，硫酸鉀配合施用氯化鉀有助于生長后期鎂積累。

2.3不同鉀肥及配施對馬鈴薯整株鎂積累量的影響

由圖3可知，配施和氯化鉀處理馬鈴薯整株鎂積累量在整個生育期間均呈先升高后下降的趨勢。配施和氯化鉀處理最大值均在齊苗后59 d，而硫酸鉀處理延遲14 d，硫酸鉀、氯化鉀、配施處理最大積累量分別為167.90、201.08、217.60 mg/株，配施處理的鎂積累量增長幅度最大。齊苗后3～31 d，各處理間整株鎂積累量差異不顯著，齊苗后45～73 d，配施處理鎂積累量均處于最高水平，氯化鉀處理次之，硫酸鉀處理最低，這一時期配施處理鎂積累量均與硫酸鉀處理差異顯著。硫酸鉀與氯化鉀配施更有助于馬鈴薯整株在生長后期對鎂的積累，在該試驗條件下，不同鉀肥配比處理的田塊平均每生產(chǎn)1 000 kg塊莖，植株需吸收鎂 0.40 kg。

2.4不同鉀肥及配施對馬鈴薯各器官鎂分配比例的影響

由圖4可知，鎂在馬鈴薯各器官的分配隨生育期推進而發(fā)生相應的變化。各處理下鎂在葉片中的分配比例隨生育期的推進整體均呈逐漸降低趨勢，分配比例以苗期（齊苗后3 d）最高，成熟期（齊苗后73 d）最低，為75.61%～34.47%;鎂在莖中的分配比例整體呈逐漸降低趨勢，為33.32%～6.55%;塊莖形成后，生長中心由莖葉轉(zhuǎn)為莖葉與塊莖并進階段，鎂在塊莖中的分配比例呈持續(xù)上升趨勢，為12.51%～58.46%，齊苗后73 d，各處理鎂在塊莖中分配比例表現(xiàn)為配施>氯化鉀>硫酸鉀。在馬鈴薯全生育期內(nèi)，最終塊莖成為鎂的貯存器官。

3結(jié)論與討論

該研究結(jié)果表明，硫酸鉀利于馬鈴薯生長前期鎂積累，氯化鉀及配施更利于馬鈴薯生長中期和后期鎂積累。且各處理馬鈴薯塊莖、整株鎂積累量差異主要產(chǎn)生在生長后期，硫酸鉀處理塊莖、整株鎂積累量均低于其他處理，并與配施處理達顯著差異（P<0.05），

這與前人研究結(jié)果一致。郭熙盛等[20]研究鉀肥品種與用量對黃瓜養(yǎng)分吸收和分配的影響，結(jié)果表明，氯化鉀處理黃瓜營養(yǎng)體、整株鎂積累量比硫酸鉀處理高，付謹?shù)萚21]研究表明，氯化鉀處理水稻秸稈鎂積累量高于硫酸鉀處理。郭熙盛等[22]在不同鉀肥品種及用量對花椰菜養(yǎng)分吸收與分配的影響研究中發(fā)現(xiàn)，在同一用量水平下，硫酸鉀處理花椰菜各部位及整株鎂積累量均高于氯化鉀處理，氯化鉀和鎂吸收之間有拮抗作用，氯化鉀會降低鎂吸收量，這與該試驗結(jié)果不同，可能是不同作物之間的生理營養(yǎng)特性存在一定差異以及鉀肥的施用量不同，具體原因有待進一步研究。

郭熙盛等[20]研究表明，同一水平下，硫酸鉀處理對黃瓜果實鎂分配率高于氯化鉀處理，這與該試驗結(jié)果不同，其原因可能是作物種類間的差異，黃瓜收獲的是未完全成熟的產(chǎn)品，其果實積累養(yǎng)分元素的比例可能與其他作物存在一定差異。該試驗中，配施處理用氯化鉀部分替代硫酸鉀，相應地降低了硫酸根離子濃度，而馬鈴薯鎂積累量具有較大增幅，進一步提高氯化鉀的比例是否仍有利于馬鈴薯鎂積累值得在田間試驗中進一步研究。

綜上所述，不同鉀肥品種離子的化學特性和植物生理特點間存在一定密切關系，離子間相互作用關系會影響作物對養(yǎng)分的吸收。該試驗條件下，單施氯化鉀對鎂吸收積累效果優(yōu)于硫酸鉀，但硫酸鉀和氯化鉀按1∶1配施更有利于植株對鎂的吸收積累，且鎂在塊莖中具有更高的分配率。

參考文獻

[1] 黃鳳玲，張琳，李先德，等.中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J].農(nóng)業(yè)展望，2017，13（1）：25-31.

[2] KAPARAJU P，RINTALA J.Anaerobic codigestion of potato tuber and its industrial byproducts with pig manure[J].Resources，conservation and recycling，2005，43（2）：175-188.

[3] 蒙美蓮，胡志全，劉夢蕓，等.馬鈴薯空心塊莖解剖結(jié)構及營養(yǎng)特點[J].華北農(nóng)學報，2000，15（1）：42-46.

[4] 黃繼川，彭智平，于俊紅，等.不同鎂肥用量對冬種馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學，2014（7）：74-76.

[5] 李玉影.馬鈴薯需鉀特性及鉀肥效應[J].中國馬鈴薯，1999，13（1）：9-12.

[6] VAN ITTERSUM M K，SCHOLTE K.Shortening dormancy of seed potatoes by a haulm application of gibberellic acid and storage temperature regimes[J].American potato journa，1993，70（1）：7-19.

[7] 徐德欽，郭志平.增施鉀肥對馬鈴薯產(chǎn)量品質(zhì)和相關生理指標的影響[J].上海交通大學學報（農(nóng)業(yè)科學版），2010，28（4）：379-381，384.

[8] 龔成文，馮守疆，趙欣楠，等.不同鉀肥品種對甘肅中部地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31（3）：112-117.

[9] 曹先維，湯丹峰，陳洪，等.高產(chǎn)冬種馬鈴薯的鉀素吸收、積累、分配特征研究[J].熱帶作物學報，2013，34（1）：33-36.

[10] 侯云鵬，楊建，孔麗麗，等.施鉀對春玉米產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及分配的影響[J].玉米科學，2015，23（4）：124-131.

[11] 高翔，李成亮，張民，等.鉀肥種類及用量對馬鈴薯生長和品質(zhì)的影響[J].水土保持學報，2014，28（2）：143-148.

[12] 畢詩婷，孫磊，田靜儇，等.不同鉀肥及配施方式對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].作物雜志，2016（1）：115-119.

[13] 黃美華，馮劍，徐鵬舉，等.氯化鉀與硫酸鉀配施對馬鈴薯干物質(zhì)及產(chǎn)量效益的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學，2016（3）：101-105.

[14] 王麗麗，張勝，蒙美蓮，等.施鉀對膜下滴灌馬鈴薯產(chǎn)量·品質(zhì)及鉀素利用效率的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2014，42（3）：731-734.

[15] 李國良，姚麗賢，付長營，等.香蕉鉀鎂配施效應研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學，2007（1）：45-47.

[16] 楊苞梅，李進權，姚麗賢，等.鉀鈣鎂營養(yǎng)對香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)及貯藏性的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2010，18（2）：290-294.

[17] 郭秀珠，姜武，黃品湖，等.鉀鎂肥配施對楊梅品質(zhì)和礦質(zhì)營養(yǎng)的影響[J].中國南方果樹，2017，46（3）：72-75.

[18] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：271-275.

[19] TANG Q Y，ZHANG C X.Data Processing System（DPS）software with experimental design，statistical analysis and data mining developed for use in entomological research[J].Institute insect science，2013，20（2）：254-260.

[20] 郭熙盛，朱宏斌，葉舒婭，等.鉀肥品種與用量對黃瓜養(yǎng)分吸收和分配的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)大學學報，2004，31（4）：398-401.

[21] 付謹，鄭詩樟，樊俊，等.幾種鉀肥對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2010，49（8）：1826-1830.

[22] 郭熙盛，吳禮樹，朱宏斌，等.不同鉀肥品種和用量對花椰菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2007，13（3）：464-470.