腐植酸尿素對(duì)鮮食型甘薯生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的影響

井水華，范建芝，馮維清，王洪芹，鄭鵬，段成鼎，黃成星

（濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)寧 272031）

甘薯（Ipomoea batatas L.）高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣，是重要的工業(yè)原料、飼料、新型能源及減災(zāi)作物，是我國(guó)第四大糧食作物，種植面積和產(chǎn)量分別約占世界的40%和70%［1］。在植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素中，氮素是限制作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的首要因素，合理施用氮肥有利于提高作物的合成速率和產(chǎn)量［2，3］。甘薯缺氮?jiǎng)t生長(zhǎng)受阻，產(chǎn)量降低，但過高的氮肥施用量，會(huì)導(dǎo)致莖葉徒長(zhǎng)、延遲結(jié)薯，降低塊根產(chǎn)量［4，5］。在一定范圍內(nèi)，甘薯莖葉重隨施氮量的增加而增加，當(dāng)土壤水解氮含量超過70 mg／kg時(shí)甘薯植株容易徒長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量大幅下降［6，7］。

中國(guó)傳統(tǒng)氮肥如尿素等，其利用率較低，僅為30%～35%，造成氮素的大量流失，對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅［8，9］。提高氮肥利用率是國(guó)家“十三五”節(jié)肥減藥目標(biāo)的核心問題［10］。采用新型肥料，減少施用量，提高利用率顯得尤為重要。腐植酸是一類具有高生物活性的有機(jī)物質(zhì)，具有較強(qiáng)的離子絡(luò)合和吸附能力，對(duì)礦質(zhì)元素的緩釋增效作用明顯，且對(duì)植物的根系生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用。腐植酸作為一種尿素增效劑，與尿素有機(jī)結(jié)合生成腐植酸尿素絡(luò)合物，有效降低氮素釋放速率［11］，從而使氮肥肥效延長(zhǎng)，大大降低氮素的損失，提高氮肥利用率［12］。與普通尿素相比，施用腐植酸尿素可使棉花增產(chǎn)30%、肥效相應(yīng)增加15%左右，作物吸氮量增加10%左右［13］。近年來，控釋尿素、腐植酸尿素等新型尿素產(chǎn)品在玉米、棉花、小麥等作物上的應(yīng)用研究較多［14-18］，但在甘薯生產(chǎn)上的應(yīng)用研究較少。本試驗(yàn)以鮮食型甘薯徐薯32為材料，在當(dāng)?shù)馗适硖锏食Ｒ?guī)施用量的基礎(chǔ)上適當(dāng)減少用量，研究減氮條件下腐植酸尿素、普通尿素對(duì)甘薯生長(zhǎng)、產(chǎn)量形成及肥料利用率的影響，以期為甘薯施肥提供指導(dǎo)，達(dá)到甘薯高產(chǎn)高效和生態(tài)環(huán)境友好的目的。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2018年在濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)地為平原壤土，有機(jī)質(zhì)含量1.62%、全氮1.17 g／kg、速效氮60.9 mg／kg、速效磷106 mg／kg、速效鉀150 mg／kg，pH值5.4。供試品種為鮮食型甘薯徐薯32，由江蘇徐州甘薯研究中心提供。供試肥料：普通尿素（N≥46.4%）、腐植酸尿素（N≥28.4%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在基施硫酸鉀（K2O≥51.0%）300 kg／hm2和過磷酸鈣（P2O5≥12.5%）450 kg／hm2條件下，氮肥施用量設(shè)7個(gè)處理，分別為：T1，當(dāng)?shù)馗适硖锬蛩爻Ｒ?guī)施用量，195.0 kg／hm2；T2，尿素減量，165.0 kg／hm2；T3，尿素減量，147.0 kg／hm2；T4，等氮量腐植酸尿素施用量318.6 kg／hm2（與T1等氮量）；T5，腐植酸尿素減量，269.6 kg／hm2（與T2等氮量）；T6，腐植酸尿素減量，240.2 kg／hm2（與T3等氮量）；CK，不施氮肥。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)面積31.5 m2。行長(zhǎng)5 m，行距90 cm，7行區(qū)，株距25 cm。小區(qū)間設(shè)100 cm過道。供試肥料全部作基肥于起壟前均勻撒施。其他管理措施同一般大田。6月18日栽植，10月18日收獲，生長(zhǎng)期為122 d。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

分別在甘薯栽植后50、80 d和110 d進(jìn)行取樣調(diào)查，每次挖取長(zhǎng)勢(shì)基本一致的植株10株，調(diào)查分枝數(shù)、最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)、單株地上和地下部鮮重，計(jì)算T／R值；將植株按葉、葉柄、莖和塊根分成四部分，混勻后各取100 g樣品烘干，并分別計(jì)算干物率。

收獲時(shí)取中間5行測(cè)產(chǎn)，并調(diào)查單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、薯塊干物率和商品薯率（商品薯塊重量≥100 g）。

計(jì)算公式：氮肥農(nóng)學(xué)利用率（kg／kg）＝（施氮區(qū)甘薯塊根產(chǎn)量-不施氮對(duì)照區(qū)甘薯塊根產(chǎn)量）／施氮量；氮肥偏生產(chǎn)力（kg／kg）＝施氮區(qū)甘薯塊根產(chǎn)量／施氮量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)甘薯T／R值的影響

由表1可以看出，隨著甘薯生長(zhǎng)進(jìn)程，各處理T／R值呈下降趨勢(shì)，除110 d時(shí)T6處理T／R值略低于CK外，其它處理整個(gè)甘薯生長(zhǎng)期T／R值均高于CK。同一生長(zhǎng)期同種肥料施用量越多T／R值越大，甘薯生長(zhǎng)50 d和110 d時(shí)，各處理間甘薯T／R值差異不顯著，但生長(zhǎng)80 d時(shí)，T1、T4處理甘薯T／R值與CK差異顯著。同一生長(zhǎng)期，等氮量條件下，腐植酸尿素處理的甘薯T／R值與普通尿素處理差異不顯著。

2.2 不同處理對(duì)甘薯單株鮮重的影響

由表2可以看出，不同生長(zhǎng)時(shí)期，甘薯單株地上部鮮重隨著氮肥施用量的增加而增加，用量越大地上部生長(zhǎng)越快，各施肥處理均高于CK；等氮量條件下，腐植酸尿素處理地上部鮮重高于普通尿素處理，其中T4、T5單株地上部鮮重較高，說明腐植酸尿素能提高單株地上部鮮重。

表1 不同處理對(duì)甘薯T／R值的影響

除110 d時(shí)T1處理甘薯單株地下部鮮重略低于CK外，其它處理在不同生長(zhǎng)時(shí)期均高于CK，說明本試驗(yàn)條件下氮肥最高施用量并未造成甘薯莖葉旺長(zhǎng)。甘薯生長(zhǎng)80～110 d時(shí)，等氮量條件下腐植酸尿素處理的單株地下部鮮重高于普通尿素處理；110 d時(shí)T6、T5處理單株地下部鮮重最高，分別為858.0、849.2 g，比CK提高6.36%、5.27%。

表2 不同處理對(duì)甘薯單株鮮重的影響

2.3 不同處理對(duì)甘薯營(yíng)養(yǎng)器官干物率的影響

由表3可以看出，甘薯生長(zhǎng)50～80 d時(shí)不同處理甘薯葉片的干物率隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的趨勢(shì)，110 d時(shí)達(dá)到最大值。

50 d時(shí)，除T6處理外，其它處理甘薯葉柄干物率均比CK低，但差異不顯著；80 d時(shí)葉柄干物率在整個(gè)生育期處于最低值，施氮各處理均比CK低，除T6處理外，其它處理與CK差異顯著；110 d時(shí)不同氮肥處理葉柄干物率均比CK低，差異未達(dá)顯著水平。

由表4可以看出，甘薯生長(zhǎng)50 d時(shí)不同氮肥處理莖蔓干物率均比CK低，差異不顯著；80 d時(shí)，T3、T6處理莖蔓干物率顯著低于CK，其它處理差異不顯著；110 d時(shí)，除T4處理外，其它處理莖蔓干物率均顯著低于CK。在整個(gè)生長(zhǎng)期，不同處理甘薯莖蔓干物率均呈下降趨勢(shì)，同一生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不同處理甘薯莖蔓干物率均低于CK，說明施用腐植酸尿素和普通尿素降低了甘薯莖蔓干物率。

在整個(gè)生長(zhǎng)期，甘薯塊根干物率隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。同一生長(zhǎng)時(shí)期，各施氮處理的甘薯塊根干物率與CK差異不顯著。

表3 不同處理對(duì)甘薯葉片、葉柄干物率的影響

表4 不同處理對(duì)甘薯莖蔓、塊根干物率的影響

2.4 不同處理對(duì)甘薯農(nóng)藝性狀的影響

由表5可以看出，T1、T4、T5處理平均最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)比CK顯著提高33.67%以上。T1、T2、T4、T5處理平均分枝數(shù)比CK顯著提高18.87% ～36.79%。這表明施用腐植酸尿素、普通尿素均能提高甘薯平均最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)和平均分枝數(shù)；減施氮肥甘薯平均最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)、平均分枝數(shù)呈下降趨勢(shì)；等氮量條件下，腐植酸尿素、普通尿素對(duì)甘薯平均最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)、單株分枝數(shù)影響無顯著差異。

T5、T2處理單株結(jié)薯數(shù)分別比CK 提高9.38%、6.25%，T5處理顯著高于其它處理。等氮量條件下，腐植酸尿素處理單株結(jié)薯數(shù)比普通尿素處理略高，但差異不顯著。不同氮肥處理單株薯重比CK提高1.26%～8.81%，其中T2、T3、T5、T6處理比CK顯著提高6.72%～8.81%。在一定范圍內(nèi)，甘薯單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重隨著氮肥施用量的減少表現(xiàn)出先增加后下降的趨勢(shì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在不降低甘薯單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重情況下，氮肥適宜用量處理為T5、T6、T2。

與CK相比，腐植酸尿素、普通尿素均能提高甘薯商品薯率，除T2外，其它處理商品薯率比CK提高3.79% ～9.53%，差異均達(dá)極顯著水平，其中T5處理商品薯率最高，為97.11%。

表5 不同處理對(duì)甘薯農(nóng)藝性狀的影響

2.5 不同處理對(duì)甘薯產(chǎn)量的影響

由圖1可以看出，不同氮肥處理的甘薯鮮薯產(chǎn)量比CK顯著增產(chǎn)6.51% ～19.35%，其中T5、T6處理鮮薯產(chǎn)量較高，分別比CK增產(chǎn)19.35%、17.60%。等氮量條件下，腐植酸尿素處理的鮮薯產(chǎn)量比普通尿素處理增產(chǎn)1.38% ～3.31%。T2、T3、T5、T6處理甘薯鮮薯產(chǎn)量比T1顯著提高8.47%～12.06%。

由圖2可以看出，不同氮肥處理的甘薯商品薯產(chǎn)量比CK顯著增產(chǎn)11.37%～30.72%，其中，T5處理最高，比CK增產(chǎn)30.72%；其次是T3和T6處理，分別比CK增產(chǎn)23.13%、22.05%。等氮量條件下，腐植酸尿素處理的甘薯商品薯產(chǎn)量比普通尿素處理最高增產(chǎn)11.70%。T2、T3、T5、T6處理甘薯商品薯產(chǎn)量比T1顯著提高5.08% ～17.38%。

圖1 不同處理對(duì)甘薯鮮薯產(chǎn)量的影響

圖2 不同處理對(duì)甘薯商品薯產(chǎn)量的影響

2.6 不同處理對(duì)甘薯氮肥農(nóng)學(xué)利用率、偏生產(chǎn)力的影響

由表6可以看出，甘薯的氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力隨著氮肥施用量的減少呈上升趨勢(shì)，T5、T6處理氮肥農(nóng)學(xué)利用率較高，分別為81.50、83.09 kg／kg，T3、T6處理氮肥偏生產(chǎn)力較高，分別為547.69、555.23 kg／kg。等氮量條件下，腐植酸尿素處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率比普通尿素提高9.99%～52.98%，氮肥偏生產(chǎn)力提高1.38% ～3.31%。

表6 不同處理對(duì)甘薯氮肥農(nóng)學(xué)利用率、氮肥偏生產(chǎn)力的影響

3 討論與結(jié)論

已有研究表明甘薯地上部和地下部協(xié)調(diào)生長(zhǎng)及其與塊根產(chǎn)量的關(guān)系受氮肥的影響［19-23］，在一定范圍內(nèi)，增施氮肥可提高甘薯干物質(zhì)生產(chǎn)能力和塊根產(chǎn)量，而施氮量過高會(huì)延遲結(jié)薯，氮素主要分配于地上部莖葉中，氮素營(yíng)養(yǎng)過剩，導(dǎo)致地上部旺長(zhǎng)，塊根產(chǎn)量降低［24-27］。本試驗(yàn)所用氮肥最高施用量并未造成甘薯莖葉旺長(zhǎng)，施氮量越高，T／R值平衡點(diǎn)出現(xiàn)延后趨勢(shì)，但氮肥種類對(duì)甘薯T／R值影響不顯著；施用腐植酸尿素或普通尿素均能降低甘薯生長(zhǎng)中期葉柄干物率，對(duì)莖蔓干物率影響不大，提高甘薯平均最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)和平均分枝數(shù)，顯著提高商品薯率。腐植酸尿素比普通尿素提高甘薯單株地下部鮮重效果更好，在不降低單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重條件下，施用腐植酸尿素可以達(dá)到減少氮肥施用量的效果。

在一定氮肥施用量條件下，腐植酸尿素、普通尿素均能提高鮮薯和商品薯產(chǎn)量，適當(dāng)減少氮肥施用量，二者表現(xiàn)出顯著增產(chǎn)趨勢(shì)。與當(dāng)?shù)氐食Ｒ?guī)施用量（純氮90.0 kg／hm2）相比，氮肥用量減少15.38% ～24.61% 時(shí)，鮮薯產(chǎn)量顯著提高8.47%～12.06%，商品薯產(chǎn)量顯著提高5.08% ～17.38%；等氮量條件下，腐植酸尿素處理的鮮薯產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量分別比普通尿素處理最高增產(chǎn)3.31%、11.70%。

腐植酸尿素能比普通尿素提高氮肥農(nóng)學(xué)利用率和偏生產(chǎn)力。與等氮量普通尿素相比，腐植酸尿素處理的氮肥農(nóng)學(xué)利用率提高9.99%～52.98%，氮肥偏生產(chǎn)力提高1.38%～3.31%。

綜上所述，腐植酸尿素比普通尿素更能促進(jìn)甘薯增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，且能達(dá)到節(jié)肥增效、減少對(duì)環(huán)境污染的目的。