施氮量對冬馬鈴薯生理性狀及產(chǎn)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(shè)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(chǎn)量的影響。結(jié)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(chǎn)量也明顯增加，但葉片可溶性糖含量則先增加而后下降。當(dāng)施氮量達160 kg/hm2，繼續(xù)增加施氮量，馬鈴薯一些生理指標值和塊莖產(chǎn)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(guān)鍵詞：馬鈴薯；施氮量；生理性狀；產(chǎn)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(xué)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(yǎng)與生理生態(tài)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(yǎng)與生理生態(tài)方面研究。E-mail：jianfengwei@163.com。在馬鈴薯生產(chǎn)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(chǎn)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(yǎng)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(zhì)積累，提高防御酶活性，增強植株抗病性[7]，但馬鈴薯的產(chǎn)量并不隨著施氮量的增加而持續(xù)增加，且當(dāng)施氮量超過一定范圍，其產(chǎn)量不但不增加反而會降低 [8]。馬鈴薯塊莖品質(zhì)與施氮量也密切相關(guān)，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(guān)鍵期，是決定塊莖產(chǎn)量和品質(zhì)的重要時期，其植株營養(yǎng)生長、生理狀況及塊莖增長與氮素養(yǎng)分供給密切相關(guān)[10]。但是，有關(guān)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(shè)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(chǎn)量的影響，為我國南方地區(qū)冬種馬鈴薯科學(xué)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(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究基地進行。供試土壤為黏質(zhì)壤土，耕層0～15 cm，土壤pH值為7.08，有機質(zhì)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(shè)計

試驗設(shè)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(fù)3次，每重復(fù)為1小區(qū)，隨機區(qū)組排列；小區(qū)長8.5 m、寬1.6 m、面積13.6 m2，每小區(qū)劃分成2畦，畦間距0.5 m。播種規(guī)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(nóng)用地膜。種薯出苗穩(wěn)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(xiàn)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(jié)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(shù)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(qū)塊莖鮮質(zhì)量。用Excel 2003和SPSS 18.0進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，用Duncans新復(fù)極差法進行方差分析和多重比較。

2結(jié)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(jié)薯期至塊莖成熟初期平緩下降，此后急劇下降。在各調(diào)查期，葉綠素含量均表現(xiàn)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(jié)薯期至塊莖成熟初期急劇下降，之后趨于平穩(wěn)，但不同處理的可溶性糖含量存在一定差異。在結(jié)薯期和塊莖膨大期，可溶性糖含量均表現(xiàn)為T2>T1>T3>CK，其中結(jié)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(xiàn)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(yīng)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(xù)下降的趨勢。在各調(diào)查期，可溶性蛋白含量均表現(xiàn)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(jié)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(jié)薯期至塊莖成熟初期持續(xù)下降，此后急劇下降。在各調(diào)查期，硝酸還原酶活性均表現(xiàn)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(jié)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(jié)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(diào)查期，根系活力均表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中在結(jié)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(chǎn)量的影響

圖6顯示，施用氮肥可顯著提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量，其中T3的最高，其次是T2、T1，分別比CK增產(chǎn)48.88%、46.30%、29.26%。方差分析顯示，T2、T3塊莖產(chǎn)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(chǎn)量隨施氮量的增加而顯著增加，若繼續(xù)增大施氮量，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量則不再持續(xù)顯著增加。

3討論與結(jié)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(guān)，因此平衡兩者關(guān)系是馬鈴薯生產(chǎn)中提高產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)[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(jié)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(fā)現(xiàn)，當(dāng)施氮量超過160 kg/hm2，馬鈴薯葉片葉綠素含量在多個調(diào)查期則不再持續(xù)顯著增加，這與黃繼川等的研究結(jié)果[5]相似，說明增施氮肥對馬鈴薯葉片葉綠素合成產(chǎn)生的作用還與生育期相關(guān)，過量施氮將不能持續(xù)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(xiàn)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(chǔ)，協(xié)調(diào)好光合產(chǎn)物和施氮量的關(guān)系是實現(xiàn)馬鈴薯高產(chǎn)、高效栽培的重要條件[16]?？扇苄缘鞍资侵参矬w內(nèi)重要的保護物質(zhì)，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(diào)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(chǎn)生的作用還與生育期相關(guān)。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(chǎn)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(chǎn)量。本試驗中，馬鈴薯塊莖產(chǎn)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(jié)果[5，7]相似，但與董茜等、修鳳英等和周娜娜的研究結(jié)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(guān)。因此，適量施氮有利于冬種馬鈴薯增產(chǎn)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(chǎn)量方面，施氮量在0～160 kg/hm2，塊莖產(chǎn)量隨施氮量的增加而顯著增加，但繼續(xù)增施氮肥則不利于持續(xù)提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)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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