不同施氮量對稻茬田馬鈴薯干物質·氮素累積及產量的影響

鄔剛　廖華俊　袁嫚嫚　王家嘉　耿維　王家寶　張祥明　閆沖沖　孫義祥

摘要?以費烏瑞它為試驗材料，通過田間試驗研究不同施氮量（N?0、86、124、161、248?kg/hm2）對馬鈴薯干物質累積規律、氮素累積規律、產量和氮肥利用率的影響。結果表明，在塊莖膨大期和成熟期，隨著施氮量的增加，馬鈴薯塊莖的干物質、氮素累積均呈先增加后降低的趨勢。馬鈴薯最高產量在施氮量為124?kg/hm2（N?2處理），與N?0處理相比，N?2處理塊莖產量顯著增加了19.8%。通過曲線回歸分析得出，馬鈴薯的最佳施氮量為137.6?kg/hm2。馬鈴薯氮素吸收利用率以施氮量124?kg/hm2處理最高，為37.1%，其氮肥偏生產力、氮肥農學利用效率和氮肥生理利用效率均以施氮量86?kg/hm2處理最高，分別為293.1、35.7、97.4?kg/kg。在安徽稻茬田馬鈴薯生長中適宜施氮量應控制在130?～150?kg/hm2。

關鍵詞?馬鈴薯;稻茬田;氮肥;氮素累積;產量

中圖分類號?S143.1文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）16-0184-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.16.053

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects?of?Nitrogen?Fertilizer?Application?on?Dry?Matter?Accumulation，Nitrogen?Accumulation?and?Yield?of?Potato?in?Anhui?Rice?Stubble?Field

WU?Gang1，LIAO?Hua?jun2，YUAN?Man?man1?et?al?（1.Soil?and?Fertilizer?Institute，Anhaui?Academy?of?Agricultural?Sciences，Hefei，Anhui?230031;2.Horticultural?Research?Institute，Anhui?Academy?of?Agricultural?Sciences，Hefei，Anhui230031）

Abstract?Using?“Favorite”?varieties?as?material，a?field?experiment?was?carried?out?to?investigate?the?effects?of?different?nitrogen?level?（N?0，86，124，161，248?kg/hm2?）?on?dry?matter?accumulation，nitrogen?accumulation，yield?and?nitrogen?utilization?efficiency?of?potato.The?results?showed?that?the?dry?matter?and?nitrogen?accumulation?of?potato?increased?at?first?and?then?decreased?with?the?increasing?nitrogen?fertilizer?in?the?tuber?bulking?and?maturity?stage.The?highest?yield?of?potato?was?observed?in?nitrogen?124?kg/hm2?level?（N?2）.Compared?with?N?0?treatment，the?yield?of?N?2?treatment?significantly?increased?19.8%.Regression?analysis?showed?that?the?best?nitrogen?application?rate?was?137.6?kg/hm2.The?highest?N?recover?efficiency?of?potato?was?observed?in?nitrogen?124?kg/hm2?level，about?37.1%.The?highest?partial?factor?productivity?of?applied?N，N?agronomic?efficiency?and?N?physiological?efficiency?of?potato?were?observed?in?nitrogen86?kg/hm2?level，about?293.1，35.7，97.4?kg/kg，respectively.The?nitrogen?application?rates?should?be?controlled?by?130-150?kg/hm2?in?potato?production?areas?of?Anhui?rice?stubble?field.

Key?words?Potato;Rice?stubble?fields;Nitrogen?fertilizer;Nitrogen?accumulation;Production

馬鈴薯是我國四大糧食作物之一，在保障糧食安全、保護生態環境穩定等方面發揮重要作用[1]。我國馬鈴薯栽培面積和產量均處于世界第一，但單位面積產量遠低于發達國家平均水平[2]。馬鈴薯品種特性、栽培地區氣候與土壤和農田管理方式的差異是我國馬鈴薯產量較低的主要原因。因此，在馬鈴薯產區摸清馬鈴薯養分需求規律和探索農田養分優化管理技術對提高馬鈴薯產量具有重要意義。氮素是馬鈴薯葉綠素、蛋白質和酶等物質合成的重要基礎，是馬鈴薯生長發育和產量形成的關鍵限制因子[3-4]。氮肥是馬鈴薯氮素的主要來源之一，馬鈴薯吸收氮的37.53%～54.24%來自施用的氮肥[5]。氮肥用量是否合理直接影響馬鈴薯的生長發育、干物質累積、養分累積、產量和土壤氮素平衡[6-11]。由于品種和栽培環境的差異，不同地區馬鈴薯的適宜施氮量存在較大差異[6-9，12]。

安徽是馬鈴薯中原二季作區的典型區域，馬鈴薯可以春秋兩季種植，其中稻作區春馬鈴薯的產量、效益較高[13]。目前安徽稻茬田馬鈴薯研究主要集中在品種的引進和選育[14-18]、栽培模式的優化[19-21]等方面，而針對稻茬田馬鈴薯氮素營養和氮肥優化施用量等方面研究鮮有報道，因此，筆者通過安徽稻茬田馬鈴薯氮肥管理試驗，研究不同氮肥用量對馬鈴薯干物質、氮素累積、氮肥利用效率和產量的影響，旨在明確稻茬馬鈴薯最優施氮量，以期為安徽稻茬田馬鈴薯生產中科學施肥提供理論依據。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況

試驗于2016年在安徽省滁州市定遠縣西卅店鎮東昌科技園進行（117°55′E，32°57′N），試驗地屬于江淮丘陵區，亞熱帶季風氣候，年平均氣溫14.9～15.7?℃，年平均降水量在923～997?mm，土壤類型為黃褐土。耕層0～?20?cm土壤基本理化性質：pH?6.60，有機質23.3?g/kg，全氮?1.27g/kg，速效磷25.9?mg/kg，速效鉀165.5?mg/kg。

1.2?試驗設計

試驗共設5個氮肥水平，分別為0、86、124、161、248?kg/hm2，用量見表1。每處理3次重復，隨機區組排列，小區面積30?m2。氮磷鉀肥分別為尿素（含N?46%）、過磷酸鈣（含?P?2O?5?12%）和硫酸鉀（含K?2O?50%）。氮肥的75%和全部磷鉀肥基施;氮肥的25%于出苗后25?d追施。供試馬鈴薯品種費烏瑞它，種植密度為66?000穴/hm2，于2016年1月15日播種，2016年5月23日收獲。其他田間管理按當地農民習慣進行。

1.3?樣品采集與處理?試驗前采集0～20?cm土層土樣，測定土壤有機質、全氮、pH、速效磷和速效鉀含量。分別在塊莖形成初期（第一花序開始開花）、塊莖膨大期（葉面積達最大值）和成熟期取樣，隨機取5穴，分別測定干物質累積量和植株養分吸收量。馬鈴薯成熟期分別對各小區進行實測產。樣品經H?2SO?4-H?2O?2消化，半微量開氏法測定全氮含量?[22]。

氮累積量=干物質重量×相應的氮養分含量。

氮肥吸收利用率=（施氮區植株吸氮量-空白區植株吸氮量）?/?氮肥用量×100%

氮肥農學利用率（kg/kg）=（施氮區塊莖產量-空白區塊莖產量）?/氮肥用量

氮肥偏生產力（kg/kg）=施氮區塊莖產量/氮肥用量

氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮區塊莖產量-空白區塊莖產量）?/?（施氮區植株吸氮量-空白區植株吸氮量）

1.4?數據分析?用?Exce1?2010進行數據分析和圖表處理，用SPSS?17.0?軟件進行差異顯著性分析。

2?結果與分析

2.1?不同施氮量對馬鈴薯干物質累積的影響

由圖1可知，隨著氮肥用量的增加，不同生育期馬鈴薯的地上部干物質量均表現逐漸增加的趨勢。在塊莖形成期、塊莖膨大期和成熟期，地上部干物質量均以N?4處理最高，但各施氮處理間差異不顯著。與N?0處理相比，N?4處理的地上部干物質量分別顯著增加?45.3%、51.1%和26.2%。

由圖2可知，從塊莖形成期至塊莖膨大期，馬鈴薯塊莖干物質累積量快速增加，該階段干物質積累量占總累積量的比例達51.4%～68.3%;塊莖膨大期至成熟期，馬鈴薯塊莖干物質累積量緩慢升高，該階段干物質積累量占總累積量的比例達10.4%～30.9%。在塊莖形成期，不同施氮量處理間塊莖干物質累積量差異不顯著;在塊莖膨大期和成熟期，馬鈴薯塊莖干物質量隨著施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢。其塊莖干物質N?2處理最高，較N?0、N?2處理干物質累積量分別增加了24.9%和51.0%。

2.2?不同施氮量對馬鈴薯氮素累積的影響

由表2可知，在塊莖形成期，地上部氮素累積量高于塊莖，隨著施氮量的增加馬鈴薯地上部和塊莖的氮素累積量呈增加趨勢，較不施氮肥處理（N?0）和低氮量處理（N?1），N?4處理地上部氮素累積量顯著增加了81.3%和20.3%，N?2處理塊莖氮素累積量分別顯著增加了39.2%和16.1%;在塊莖膨大期，馬鈴薯地上部氮素累積規律與塊莖形成期類似，但塊莖的氮素累積量隨著氮肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，與N?0和N?3處理相比，N?2處理塊莖氮素累積顯著增加了41.0%和12.9%;在成熟期，塊莖氮素累積量遠大于地上部，其變化規律與塊莖膨大期一致，N?2處理表現最大。較N?1和N?4處理，N?2處理的塊莖氮素累積量顯著增加了92.4%和8.7%。

2.3?不同施氮量對馬鈴薯塊莖產量和氮素吸收利用的影?響

由圖3可知，馬鈴薯塊莖產量隨著施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，適宜的氮肥用量可以增加馬鈴薯的產量，過低和過高的氮肥投入均不利于馬鈴薯產量的提高。費烏瑞它的最高產量為N?2處理，與N?0處理相比，N?2處理塊莖產量顯著增加了19.8%。將馬鈴薯產量與施氮量進行一元二次模擬得出，費烏瑞它的回歸方程為y=-0.223x2+61.44x+22?026.9（F=14.15**，R2=0.702**），其最佳施氮量為137.6?kg/hm2。

由表3可知，馬鈴薯的氮素吸收利用率隨施氮量的增加呈降低趨勢，其氮素吸收利用率以N?1和N?2處理最高，均為36.7%，馬鈴薯在高氮處理下（N?4）氮素吸收利用率最低，表明在低施氮量下，馬鈴薯能充分吸收氮素，而在高氮量下供應的氮肥超過馬鈴薯生長所需，不能被其充分吸收利用，從而造成氮素吸收利用率的降低。馬鈴薯的氮肥偏生產力、氮素農學利用率和氮素生理利用效率均隨著施氮量的增加而顯著降低，且均以N?1處理最大，N?4處理最小。

3?結論與討論

水稻是安徽最主要的糧食作物，播種面積占全省糧食作物播種面積的30%。近年來由于勞動力成本增加、小麥和油菜的效益下滑和小麥成熟期降雨多引起的病害等因素，大大挫傷了農戶種植的積極性，進而造成安徽稻茬田閑置面積越來越大。稻茬馬鈴薯成為安徽冬閑稻田的新型產業。該研究中，在稻茬田起壟栽培下，隨著施氮量的增加，馬鈴薯地上部干物質累積量表現為逐漸增加的趨勢，而塊莖的干物質積累表現為先增加后降低，這與前人的研究結果相似[23-24]。這是由于過多施用氮肥會導致馬鈴薯的營養生長過剩，不利于塊莖的形成和發育。

該研究結果表明，馬鈴薯塊莖產量隨著施氮量的增加呈先升高后降低的趨勢，其最佳施氮量為137.6?kg/hm2，當施氮量超過137.6?kg/hm2時，馬鈴薯產量開始降低，可見在該試驗條件下，施氮量在120～140?kg/hm2時，馬鈴薯即可實現較高產量，繼續增加氮肥用量不再提高馬鈴薯塊莖產量。這與前人的研究結果有所差異[6-7，9，12]，其原因可能與馬鈴薯品種、栽培環境、土壤肥力和水分條件等的差異有關。因此，進一步研究不同馬鈴薯品種和栽培環境對氮肥的響應非常?必要。

安徽農業科學2019年

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