半干旱區(qū)氮肥施用時期及比例對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

王 娟，譚偉軍，，何小謙*，韓儆仁，黃 凱，何萬沖，劉全亮

（1.定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 定西 743000；2.甘肅定西百泉馬鈴薯有限公司，甘肅 定西 743000）

半干旱區(qū)氮肥施用時期及比例對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

王 娟1，譚偉軍1，2，何小謙1*，韓儆仁1，黃 凱1，何萬沖2，劉全亮1

（1.定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 定西 743000；2.甘肅定西百泉馬鈴薯有限公司，甘肅 定西 743000）

為探明半干旱區(qū)氮肥的施用時期及比例對馬鈴薯生長的影響，以馬鈴薯品種‘隴薯10號’為試驗材料，采用單壟壟上微溝播種植方式，研究了全部基施（S1）、播前和塊莖膨大期按6：4施入（S2）2種施氮方式在270（N1），180（N2），90（N3）和0（N4）kg/hm24個施氮量下對馬鈴薯生育期、生長指標(biāo)、產(chǎn)量及水分利用效率（WUE）的影響。結(jié)果表明，施氮方式和施氮量對馬鈴薯的生育期無明顯影響。氮肥全部基施的處理出苗率、分枝數(shù)均高于氮肥分期施入的處理，但對主莖數(shù)無顯著影響，S2N1（播前和塊莖膨大期按6：4施入；施氮量270 kg/hm2）和S2N3（播前和塊莖膨大期按6：4施入；施氮量90 kg/hm2）處理在株高上顯著優(yōu)于其他處理。氮肥分期施入的處理平均產(chǎn)量為40 271 kg/ hm2，較氮肥全部基施的處理平均增產(chǎn)6.3%，各處理中S2N1處理產(chǎn)量最高。氮肥全部基施的處理平均水分利用效率為25.1 kg/hm2·mm，較氮肥分期施入處理高8.2%。

氮肥；施用時期；比例；馬鈴薯；產(chǎn)量

氮是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸、酶和葉綠素及許多有機(jī)化合物的重要組成部分。在馬鈴薯營養(yǎng)生長期，氮能促進(jìn)莖葉生長，影響馬鈴薯的主莖數(shù)和分枝上葉片的葉面積，使同化面積增大，增強(qiáng)抗逆性。在塊莖膨大期，氮能提高光合勢及光合強(qiáng)度，延緩葉片衰老，延長葉片的功能期，促進(jìn)塊莖的形成和生長［1］。氮素施用量是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)體系的重要組成部分，馬鈴薯在不同生育時期的氮素供應(yīng)狀況可通過馬鈴薯營養(yǎng)體和收獲器官的生長而影響塊莖產(chǎn)量和品質(zhì)［2］。適宜的栽培模式結(jié)合氮素的合理施用可以促進(jìn)馬鈴薯的生長。西北半干旱區(qū)馬鈴薯全膜覆蓋壟溝種植技術(shù)是一項集保墑、集雨、增溫為一體的適宜于北部干旱、半干旱區(qū)的抗旱種植技術(shù)，可明顯提高馬鈴薯地上干物重，顯著增加塊莖產(chǎn)量和水分利用效率［3］。馬鈴薯全膜覆蓋壟上微溝技術(shù)是在全膜覆蓋壟溝種植的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，起壟后在壟上營建小溝，并用地膜全地面覆蓋的一項技術(shù)，可以促進(jìn)馬鈴薯對土壤水分的利用，提高降水利用效率和馬鈴薯產(chǎn)量［4］。有研究表明，在相同氮肥水平條件下，適量施用基肥氮，提高追肥比例、推遲追肥時間可以提高馬鈴薯產(chǎn)量［5］。本研究以定西市半干旱區(qū)馬鈴薯種植過程中氮肥的合理施用為目的，在單壟壟上微溝播種植模式下，研究氮肥基施及追施時期、追肥比例對馬鈴薯出苗、水分利用效率和產(chǎn)量的影響，為進(jìn)一步提高肥料利用效率，增加馬鈴薯產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在定西市安定區(qū)香泉鎮(zhèn)試驗基地實施，該地區(qū)海拔2 109 m，年均輻射量592.85 kJ/cm2，年均氣溫6.4℃，≥10℃積溫2 239.1℃，年均降水量415.2 mm，年蒸發(fā)量1 531 mm。供試土壤類型為黃綿土，土壤肥力中等，播前0～20 cm土壤有機(jī)質(zhì)21.90 g/kg，速效氮21.4 mg/kg，速效磷30.5 mg/ kg，速效鉀125.7 mg/kg。

1.2 試驗材料

有機(jī)肥料選用撒可富（N 15%，P2O515%，K2O 15%），常規(guī)肥料選用尿素（N 46%），過磷酸鈣（P2O516%），硫酸鉀（K2O 52%）。供試馬鈴薯品種為‘隴薯10號’原原種。

1.3 試驗設(shè)計與方法

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)為施肥方式，副區(qū)為施氮量。設(shè)2種氮肥施入方式：全部基施，在覆膜時按各處理用量條施（S1）；播前、塊莖膨大期按6:4施入（S2）；4個施氮量，純氮270（N1），180（N2），90（N3）和0（N4）kg/hm2；磷肥和鉀肥全部基施，施肥量分別為180和220 kg/ hm2，共8個處理，3次重復(fù)。試驗處理及肥料施入情況分別見表1、2。試驗采用單壟壟上微溝播種植方式，壟高25 cm，壟寬70 cm，壟溝寬40 cm，壟上微溝深10 cm，馬鈴薯種植在壟面。每小區(qū)種植6壟，小區(qū)長13.88 m，寬7.2 m，小區(qū)面積100 m2，種植密度45 000株/hm2。地膜選用寬120 cm、厚0.008 mm的黑色地膜。在播前用機(jī)械起壟覆膜和施肥，利用穴播器點播。播種時間2015年5月6日，收獲時間10月10日。7月20日補(bǔ)灌1次。試驗期間氣象資料見表3。

表1 試驗處理Table 1 Treatments of the experiment

表2 肥料種類及施入量（kg/hm2）Table 2 Variety and application rate of various fertilizers（kg/ha）

1.4 調(diào)查測定項目

播前和收獲后測定0～200 cm土層土壤水分含量，每20 cm為1層，共計10層。用土鉆取土，烘干法測定，取樣在壟上2穴馬鈴薯株間。

在馬鈴薯生育期測定各處理出苗率；馬鈴薯生長指標(biāo)（主莖數(shù)、株高、分枝數(shù)）；產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀（單株塊莖數(shù)、單株塊莖重、單薯重、商品薯率、小區(qū)產(chǎn)量）。

水分利用效率（WUE，kg/hm2·mm）=Y/ETa，Y為馬鈴薯產(chǎn)量（kg/hm2），ETa為全生育期實際蒸散量（mm）。

補(bǔ)灌量（mm）：作物生育期補(bǔ)充灌溉的水量。

實際蒸散量（ETa，mm）=播前土壤貯水量+降雨量+補(bǔ)灌量－收后土壤貯水量。

貯水量（mm）=重量含水量×土壤容重×土壤層厚度（mm）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2003和SPSS 19.0對各處理數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

表3 試驗期間氣象資料Table 3 Meteorological data during experimentation

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式對馬鈴薯生育期的影響

由表4可知，S1和S2在不同施氮量下均對馬鈴薯的生育期無明顯影響。因為在半干旱區(qū)，馬鈴薯出苗差異更多地體現(xiàn)在露地和覆膜種植的不同模式之間，本試驗的2種施肥方式均是在單壟壟上微溝播種植方式下進(jìn)行的，均覆蓋黑色地膜，所以沒有差異?！]薯10號’屬于晚熟抗旱品種，因本年度早霜來臨時間為10月1日，較往年早，造成‘隴薯10號’生育期提前結(jié)束，施肥方式對其出苗、現(xiàn)蕾、開花沒有造成影響。

表4 各處理物候期Table 4 Phenophase of various treatments

2.2 氮肥不同施入方式對馬鈴薯生長指標(biāo)的影響

由表5可知，S1的出苗率較等氮量的S2處理分別高1.8%、0.2%、4.9%和3.1%，說明氮肥的充足供應(yīng)能在一定程度上影響馬鈴薯的種芽生長，促進(jìn)出苗。氮肥基施處理中S1N3和S1N4處理顯著高于S1N1和S1N2處理；氮肥分期施入處理S2N2顯著高于S2N1、S2N3和S2N4處理。不同施氮方式和施氮量對馬鈴薯主莖數(shù)無顯著影響。然而在分枝數(shù)方面，S1處理平均分枝數(shù)較S2處理高5.1%，且S1N1和S2N1處理之間的差異顯著。氮肥基施處理中S1N2和S1N4處理株高高于S1N1和S1N3處理，氮肥分期施入處理則以S2N1和S2N3處理顯著高于S2N2和S2N4處理。

2.3 氮肥不同施入方式對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

從表6可以看出，氮肥分期施入的處理單株塊莖數(shù)在270，180，90和0 kg/hm24個施氮量下較氮肥基施處理分別高17.3%、6.7%、2.2%和11.9%，以S2N1處理最高，每株達(dá)到6.1個，顯著高于其他各處理。氮肥基施處理中以S1N1處理最高，氮肥分期施入處理中以S2N1處理最高，說明在磷肥和鉀肥施用量一致的情況下，增施氮肥可以增加馬鈴薯單株塊莖數(shù)，且以分期施入效果更好。單株塊莖重也以S2N1處理最高，每株達(dá)到1 041.2 g，顯著高于其他處理。單薯重則以S1N2處理最高，商品薯率以S1N2處理最高。產(chǎn)量方面氮肥分期施入平均產(chǎn)量為40 271 kg/hm2，較氮肥基施平均增產(chǎn)2 396 kg/hm2，增產(chǎn)6.3%。各處理中S2N1的產(chǎn)量最高，達(dá)到50 558 kg/hm2，顯著高于其他各處理，說明氮肥分期施入有助于促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)量形成，主要是因為塊莖膨大期內(nèi)，氮肥施入可以使地上部干物質(zhì)積累量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，有利于為塊莖積累干物質(zhì)提供更多的同化產(chǎn)物，促使地上部干物質(zhì)向塊莖轉(zhuǎn)運，從而提高了塊莖的產(chǎn)量和干物質(zhì)含量。氮肥基施處理以施氮量為180 kg/hm2時最高，隨著施氮量的逐漸減少，產(chǎn)量呈減少趨勢。施氮量為270 kg/hm2時并沒有獲得最高產(chǎn)量，主要原因是前期馬鈴薯吸收氮量少，而氮素過量供應(yīng)會造成氮素的浪費。氮肥分期施入情況下，隨著總施氮量的減少，產(chǎn)量呈遞減的趨勢，說明氮肥分期施入更有助于馬鈴薯對氮素的吸收，提高氮素的利用效率。

表5 各處理出苗率及生長指標(biāo)Table 5 Emergence percentage and growth index of various treatments

表6 各處理產(chǎn)量指標(biāo)Table 6 Yield index of various treatments

2.4 氮肥不同施入方式對馬鈴薯水分利用效率的影響

由表7和表8可以看出，氮肥基施和分期施入對馬鈴薯土壤水分含量的影響無明顯規(guī)律。除0～20和140～160 cm土層外，氮肥基施處理的平均含水量均高于分期施入處理的含水量。0～100和100～200 cm土層中，氮肥基施處理的平均含水量分別為16.9%和18.7%，大于分期施入處理的平均含水量16.0%和17.4%。由表9可以看出，各處理的水分利用率以S1N3最高，達(dá)到31.0 kg/hm2·mm。氮肥基施處理的平均水分利用效率為25.1 kg/hm2·mm，較氮肥分期施入的處理高8.2%，說明在相同水分供應(yīng)、相同種植模式下，氮肥基施能夠提高水分的有效利用，但不能取得高產(chǎn)。

表7 播前土壤含水量Table 7 Soil moisture content before planting

表8 收獲后各處理土壤含水量Table 8 Soil moisture content of various treaments after harvesting

表9 各處理土壤水分利用效率Table 9 Water use efficiency of various treatments

3 討 論

氮素是馬鈴薯生長的主要元素，馬鈴薯生長關(guān)鍵時期氮肥的合理供應(yīng)，能夠促進(jìn)塊莖生長，有利于提高產(chǎn)量。據(jù)報道，確定氮磷鉀肥的施用量并適時追肥，合理調(diào)節(jié)莖葉和塊莖之間關(guān)系，是馬鈴薯塊莖優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵因素［6］，而本研究結(jié)果表明，氮肥全部基施處理平均分枝數(shù)較分期施肥處理高5.1%，在90 kg/hm2施氮量下，分期施肥處理馬鈴薯株高達(dá)到最大值，但對植株主莖數(shù)無明顯影響。

王立為等［7］認(rèn)為，適宜的施肥量能保證較高的水分利用效率，同時也能保證較高的產(chǎn)量。本研究表明，氮肥基施處理的平均水分利用效率高于氮肥分期施入處理并且均在施氮量為90 kg/hm2時水分利用效率最高。

馮時欽［8］研究表明，在基肥中有適量氮供應(yīng)的條件下，氮肥追施時期對產(chǎn)量的影響較大，在磷鉀肥施用量相同的條件下，馬鈴薯產(chǎn)量隨施氮量的增加呈先增加后降低的變化趨勢。孫磊等［9］研究認(rèn)為，適宜的施肥量和施用時期能夠提高單株塊莖數(shù)和平均塊莖重，提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量及商品薯率。本研究結(jié)果表明，在半干旱區(qū)單壟壟上微溝播種植模式下，磷肥和鉀肥施用量（P2O5180 kg/hm2，K2O 220 kg/hm2）一致的基礎(chǔ)上，增施一定量的氮肥可以增加馬鈴薯的產(chǎn)量，且氮肥分期施入較氮肥基施更有助于促進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)量形成，以純氮270 kg/hm2，播前、塊莖膨大期按6∶4施入產(chǎn)量最高，這與張靜［10］在馬鈴薯試驗上的結(jié)果基本一致。氮肥基施處理隨著氮素的施入產(chǎn)量呈增加的趨勢，當(dāng)達(dá)到180 kg/hm2時產(chǎn)量最高，270 kg/hm2時產(chǎn)量呈下降趨勢，因為馬鈴薯吸收的氮在各生育期的分配量不同，苗期吸氮量占整個生育期氮素吸收的19%，且大部分配在馬鈴薯莖葉中；生育中期（特別是塊莖膨大期）是需肥高峰期，占全生育期吸氮量的56%，此期主要分配在莖葉中；生育后期（淀粉積累期）吸氮量占全生育期吸氮總量的25%，主要分配到塊莖中［11，12］，因此，在塊莖膨大期對馬鈴薯補(bǔ)施一定量的氮肥可以增加馬鈴薯對肥料的吸收，增加產(chǎn)量。

［1］楊秀霞.氮素形態(tài)和水分條件對水稻水分生理和氮素代謝影響的研究［D］.南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

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［12］黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所.中國馬鈴薯栽培學(xué)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1994.

Effect of Nitrogen Application Time and Ratio on Yield of Potato in Semiarid Area

WANG Juan1，TAN Weijun1，2，HE Xiaoqian1*，HAN Jingren1，HUANG Kai1，HE Wanchong1，2，LIU Quanliang1
（1.Dingxi Academy of Agricultural Sciences，Dingxi，Gansu 743000，China；2.Gansu Dingxi Baiquan Potato Co.，Ltd.，Dingxi，Gansu 743000，China）

In order to understand the impact of nitrogen application time and ratio on yield of potato in semiarid area，an experiment was conducted to study the effects on growth period，growth index，water use efficiency（WUE）and yield of nitrogen fertilizer applied at various rates of 270（N1），180（N2），90（N3）and 0（N4）kg/ha，which was used as base fertilizer（S1）or as split fertilizer at a ratio of 6:4 before planting and at tuber bulking stage（S2）.The variety'Longshu 10'was used as plant material，which was grown under a model of mini-ditch planting with plastic mulching in ridges. The method of nitrogen fertilizer application and the quantity of nitrogen fertilizer applied had no significant effect on growth period.Basal nitrogen treatments were higher than split treatments in the rate of seedling emergence and branching number，but had no significant effect on the number of main stems.The treatments of S2N1（split，270 kg/ha）and S2N3（split，90 kg/ha）were better than other treatments in plant height.The average yield of split nitrogen treatments was 40 271 kg/ha，increasing by 6.3%compared with basal nitrogen treatments.The treatment S2N1（split，270 kg/ha）produced the highest yield.The average WUE in basal nitrogen treatments was 25.1 kg/ha·mm，increasing by 8.2%compared with split nitrogen treatments.

nitrogen fertilizer；application time；ratio；potato；yield

S532

B

1672－3635（2016）05-0289-07

2016-08-15

甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院地科技合作項目（2014GAAS08）；甘肅省科技重大專項（1502NKDA003）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金（CARS-10）。

王娟（1980-），女，助理研究員，碩士，主要從事馬鈴薯遺傳育種和栽培研究。

何小謙，研究員，主要從事馬鈴薯脫毒種薯繁育，E-mail:dxhxiaoqian@126.com。