施氮量對馬鈴薯磷鉀利用和土壤磷鉀含量的影響

摘要：為了提高肥料利用效率，采用田間試驗方法，在基施等量磷肥（P2O5 150 kg/hm2）和鉀肥（K2O 360 kg/hm2）條件下，研究施氮量（0、80、160、240 kg/hm2）對馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）費烏瑞它磷鉀利用和土壤磷鉀含量變化的影響。結(jié)果表明，馬鈴薯干物質(zhì)、全磷及全鉀積累總量隨施氮量的增加而遞增，但施氮量達160 kg/hm2以上時再增施氮肥增加不顯著；增加施氮量，磷肥和鉀肥的肥料效率略呈上升趨勢，但磷肥和鉀肥的收獲指數(shù)、經(jīng)濟效率及生理效率略呈下降趨勢。馬鈴薯收獲后，種植地土壤尤其是0～30 cm土層的速效磷和速效鉀含量顯著增加，但各土層速效磷和速效鉀含量隨施氮量的增加呈遞減趨勢。施氮量還影響干物質(zhì)、全磷及全鉀在馬鈴薯各器官的分配。因此，本研究條件下，N、P2O5、K2O施用量可在160、150、360 kg/hm2基礎上適當減量。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）；施氮量；土壤；磷素；鉀素

中圖分類號：S532；S158.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）15-3842-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.15.009

Abstract： In order to improve fertilizer utilization-efficiency，a field experiment was conducted with equal amount of phosphorus fertilizer（P2O5 150 kg/hm2） and potassium fertilizer（K2O 360 kg/hm2） application， and the effects of N application rates（0，80，160，240 kg/hm2） on the phosphorus，potassium use efficiency of potato cultivar Favorite and the change of soil phosphorus， potassium content of soil were investigated. The results showed that the total dry matter，total P and total K accumulation amount of potato were increased significantly with the N applied， but there were no significant difference between application 160 kg/hm2 and application 240 kg/hm2. The fertilizer efficiency of phosphorus and potassium was increased with the increase of N application rates， but the harvest index， economical efficiency rate，physiology use efficiency of phosphorus fertilizer and potassium fertilizer were decreased slightly. After potato harvest， the content of available phosphorus and available potassium in 0～30 cm soil layer increased significantly， but the content of available phosphorus and available potassium in soil profile were decreased with the increase of N application rates. The N application rates had influence on dry matter， total P and total K distribution in potato organs. Therefore，the N，P2O5，K2O application amount could be reduced appropriately on the basis of 160 kg/hm2，150 kg/hm2，360 kg/hm2 in the present study.

Key words： potato（Solanum tuberosum L.）； nitrogen application rate； soil； phosphorus； potassium

養(yǎng)分是影響馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）生長發(fā)育的最重要因素之一。在馬鈴薯生長周期中，需要量較多的是氮、磷及鉀，但它們在土壤中往往不足，必須加以補充，才能滿足其正常生長需求[1]。生產(chǎn)上不合理施肥，常造成馬鈴薯產(chǎn)量不高、品質(zhì)較差、肥料利用率低及土壤養(yǎng)分失衡[2]。因此，如何合理施肥、實現(xiàn)肥料高效利用已成為目前馬鈴薯研究的重要課題[3]。前人研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)不同地區(qū)、不同品種或不同水肥條件下馬鈴薯高產(chǎn)高效栽培的肥料適宜施用量存在明顯差異，如在甘肅[4]、內(nèi)蒙古[5]、黑龍江[6]、福建[7]馬鈴薯的N適宜用量分別為260、180、150、178 kg/hm2，P2O5適宜用量分別為85、180、75、68 kg/hm2，K2O適宜用量分別為188、225、180、265 kg/hm2。馬鈴薯是廣西重要的糧菜飼兼用作物，多利用冬閑田種植，是廣西實施糧食增產(chǎn)和促進冬季農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。前人對廣西冬馬鈴薯肥料施用量進行了初步探討，結(jié)果推薦克新18號[8]和荷蘭15號[9]的N用量分別為180、225 kg/hm2， P2O5用量分別為180、125 kg/hm2，K2O用量分別為360、450 kg/hm2。費烏瑞它是廣西乃至國內(nèi)主栽早熟馬鈴薯品種之一，但有關(guān)肥料運籌對其養(yǎng)分吸收利用的影響鮮有報道。為此，本試驗設置不同施氮量處理，探討費烏瑞它干物質(zhì)積累、磷鉀養(yǎng)分吸收利用及土壤磷鉀養(yǎng)分平衡狀況，以期為馬鈴薯合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2013年11月至2014年3月在廣西大學農(nóng)學院試驗基地進行。供試土壤為黏質(zhì)壤土，耕層0～15 cm土壤pH為7.08，有機質(zhì)24.6 g/kg，全氮1.08 g/kg，全磷1.28 g/kg，全鉀22.26 g/kg，堿解氮106.2 mg/kg，速效磷161.83 mg/kg，速效鉀200.15 mg/kg。

供試馬鈴薯為費烏瑞它脫毒二代種；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 試驗設計與田間管理

試驗設施純氮量分別為0、80、160、240 kg/hm2共4個處理，分別以N0、N80、N160、N240表示，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3次，每重復為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。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。播種時將正常種薯整個擺放于表土面上，每穴一個種薯。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0.004 mm黑色地膜。種薯出苗穩(wěn)定后及時進行補苗（小區(qū)播種時用營養(yǎng)袋育苗待用）和間苗，每穴留1～2棵苗。

1.3 測定項目與方法

于馬鈴薯成熟期（2014年3月4日）采集馬鈴薯植株（帶未脫落干枯葉），按莖、葉及塊莖分別烘干、稱質(zhì)量及粉碎；種植前后用直徑2.5 cm土鉆取試驗田0～15、15～30、30～45 cm的土壤風干、粉碎、過篩。用H2SO4-H2O2消煮，分別用鉬銻抗比色法和火焰光度計法測植株全磷（P2O5）、全鉀（K2O）含量；用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測土壤速效磷（P2O5）含量，用NH4OAc浸提-火焰光度法測土壤速效鉀（K2O）含量。計算公式：P2O5、K2O積累量=P2O5、K2O含量×干物質(zhì)量/100；磷素或鉀素收獲指數(shù)（HI）=塊莖中磷素或鉀素積累量/植株磷素或鉀素積累量；磷素或鉀素經(jīng)濟效率（EER）=塊莖干物質(zhì)量/植株磷素或鉀素積累量；磷素或鉀素生理效率（PE）=干物質(zhì)總量/植株磷素或鉀素積累量；磷肥或鉀肥效率（FE）=塊莖干物質(zhì)量/磷肥或鉀肥施用量。應用Excel 2003和SPSS 18.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，應用Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量對馬鈴薯干物質(zhì)積累與分配的影響

由表1可知，馬鈴薯莖稈干物質(zhì)積累量隨施氮量的增加先增加后下降，其中施氮量為160 kg/hm2處理的最高，比CK增加50.97%；葉片干物質(zhì)積累量隨施氮量的增加顯著增加；塊莖干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)積累總量隨施氮量的增加而增加，其中施氮處理的塊莖干物質(zhì)積累量比CK增加25.66%～46.15%，但施氮量為160 kg/hm2與施氮量為240 kg/hm2的處理間差異不顯著，說明提高施氮量未能持續(xù)有效促進馬鈴薯增產(chǎn)。施氮量對馬鈴薯干物質(zhì)分配也有一定影響，其中施氮量為80、160、240 kg/hm2的處理分別促進干物質(zhì)向塊莖、莖稈及葉片分配。

2.2 施氮量對馬鈴薯磷肥與鉀肥利用效率的影響

由表2可知，馬鈴薯磷肥收獲指數(shù)隨施氮量的增加略有下降，但處理間差異不顯著；磷肥經(jīng)濟效率和生理效率隨施氮量的增加先增加后下降，其中施氮量為80 kg/hm2的處理最高；磷肥肥料效率隨施氮量的增加而增加，但施氮量為160 kg/hm2與240 kg/hm2的處理間差異不顯著。馬鈴薯鉀肥收獲指數(shù)隨施氮量的增加而下降，其中施氮量為240 kg/hm2的處理與不施氮的對照間差異達顯著水平；鉀肥經(jīng)濟效率和生理效率隨施氮量的增加先增加后下降，其中施氮量為80 kg/hm2時最高；鉀肥肥料效率隨施氮量的增加而增加，但施氮量為160 kg/hm2與240 kg/hm2的處理間差異不顯著。說明單一增施氮肥未能有效促進磷肥與鉀肥利用效率的提高。

2.3 施氮量對馬鈴薯全磷與全鉀含量的影響

由表3可以看出，施氮處理的莖稈、葉片及塊莖P2O5含量均不同程度地小于CK，其中施氮量為80 kg/hm2的處理與CK的差異均達顯著水平，施氮量為160 kg/hm2處理的莖稈、塊莖P2O5含量與CK間的差異也達顯著水平，說明施氮有降低馬鈴薯各器官P2O5含量的趨勢。施氮量對馬鈴薯各器官K2O含量的影響也有一定差異。其中，莖稈K2O含量隨施氮量的增加先增加而后下降，但處理間差異不顯著；葉片K2O含量隨施氮量的增加而增加，其中施氮量為240 kg/hm2的處理與CK的差異達顯著水平；塊莖K2O含量則不同程度地小于CK，其中施氮量為80 kg/hm2的處理與CK的差異達顯著水平。

2.4 施氮量對馬鈴薯全磷、全鉀積累與分配的影響

由表4可知，馬鈴薯莖稈、葉片及塊莖P2O5積累量及其積累總量隨施氮量的增加而顯著增加，當施氮量達160 kg/hm2以上時，P2O5積累量不再顯著增加，其中各施氮處理的P2O5積累總量比CK增加9.15%～36.98%。馬鈴薯莖稈K2O積累量隨施氮量的增加先增加后下降，其中施氮量為160 kg/hm2的處理最高，比CK增加49.09%，但與施氮量為240 kg/hm2的處理的差異不顯著；葉片、塊莖K2O積累量隨施氮量的增加而增加；馬鈴薯K2O積累總量也隨施氮量的增加而增加，但當施氮量為160 kg/hm2時，之后再增加施氮量，K2O積累總量不再顯著增加，各施氮處理的K2O積累總量比CK增加17.67%～49.14%，說明施氮可促進馬鈴薯對P、K的吸收。施氮量也影響P2O5和K2O在馬鈴薯各器官的分配，其中施氮量為80、160、240 kg/hm2時分別促進了P2O5向塊莖、莖稈及葉片分配，但均抑制了K2O向塊莖分配。

2.5 施氮量對土壤速效磷與速效鉀含量的影響

由表5可知，種植前后土壤P2O5、K2O含量隨土層深度的增加而明顯遞減，種植后各土層P2O5、K2O含量不同程度地大于種植前的，但種植后同一土層P2O5、K2O含量隨施氮量的增加而遞減。其中，種植后各處理在0～15、15～30、30～45 cm土層的P2O5含量分別比種植前增加20.74%～39.23%、16.98%～30.24%、6.59%～7.25%；種植后各處理在0～15、15～30、30～45 cm土層的K2O含量分別比種植前增加8.37%～39.98%、10.02%～47.72%、6.15%～18.32%。說明施磷肥、鉀肥可明顯提高土壤尤其是0～30 cm土層磷與鉀有效養(yǎng)分含量，但增施氮肥會降低土壤尤其是0～30 cm土層磷與鉀有效養(yǎng)分的增加幅度。

3 小結(jié)與討論

本研究表明，施氮量在0～160 kg/hm2，馬鈴薯莖稈、葉片、塊莖及其干物質(zhì)積累總量隨施氮量的增加而顯著增加；施氮量超過160 kg/hm2，馬鈴薯干物質(zhì)積累總量及莖稈、塊莖干物質(zhì)積累量不再顯著增加。這與前人[10-12]研究其他地區(qū)馬鈴薯結(jié)果相似。說明適量施用氮肥有利于促進馬鈴薯生長和產(chǎn)量的形成，過量施氮會成為無效施肥。研究還發(fā)現(xiàn)，施氮量為80 kg/hm2，馬鈴薯磷肥和鉀肥的收獲指數(shù)、經(jīng)濟效率及生理效率最高；施氮量超過160 kg/hm2，馬鈴薯磷肥和鉀肥的肥料效率增加甚微。說明單一增施氮肥不利于磷肥和鉀肥的高效利用。劉向梅等[6]、陳必靜[13]及陳洪等[14]研究也認為，馬鈴薯采用最佳施肥量及N、P、K配合施用增產(chǎn)效果顯著、肥料利用率高、經(jīng)濟效益最好。因此，馬鈴薯生產(chǎn)應根據(jù)具體品種對養(yǎng)分的需求，并結(jié)合種植密度、土壤肥力狀況，盡量做到“按需施肥、配方施肥”，以實現(xiàn)高產(chǎn)高效栽培[1]。

施氮量、施氮時期及施氮種類明顯影響馬鈴薯磷素和鉀素吸收與積累[6，15-17]。本研究結(jié)果表明，馬鈴薯P2O5和K2O積累總量隨施N量的提高呈增加趨勢，但施氮量超過160 kg/hm2時，馬鈴薯莖稈、葉片、塊莖P2O5積累量及其積累總量，以及馬鈴薯塊莖K2O積累量及其積累總量不再明顯增加。這與前人[5-6，15，18]研究其他地區(qū)馬鈴薯的結(jié)果不完全一致。究其原因，可能與氮磷鉀基礎養(yǎng)分狀況、氮磷鉀施用水平及比例、馬鈴薯品種需肥特性差異等有關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)，施氮處理的馬鈴薯各器官P2O5含量及塊莖K2O含量均小于不施氮處理的，這可能是施氮后馬鈴薯莖葉的磷素轉(zhuǎn)移效率較高[6]和塊莖顯著增長產(chǎn)生稀釋效應[17]的緣故。此外，施氮處理的馬鈴薯葉片K2O含量均大于不施氮處理的，這可能與鉀肥施用過量引起葉片奢侈吸收且未有效轉(zhuǎn)移有關(guān)[6]。因此，適宜的氮磷鉀供應可協(xié)調(diào)養(yǎng)分由莖葉向塊莖轉(zhuǎn)運，以促進塊莖膨大、增加干物質(zhì)積累及提高當季肥料利用效率[6，14]。

施肥量不足會引起馬鈴薯種植地有效養(yǎng)分含量下降[18]；施用有機肥或有機肥與配方肥混施可明顯提高馬鈴薯種植地土壤速效養(yǎng)分含量，并促進土壤養(yǎng)分平衡[2，19]；稻草與鉀肥配施也可使土壤速效鉀含量提高45.40%～282.34%[20]。本研究結(jié)果表明，馬鈴薯收獲后種植地土壤尤其是0～30 cm土層速效磷、速效鉀含量明顯增加。說明所施磷肥和鉀肥已完全滿足馬鈴薯生長對磷鉀養(yǎng)分的需求，并有明顯盈余。出現(xiàn)這一現(xiàn)象，可能一方面是磷肥和鉀肥施用量已超過了馬鈴薯對磷鉀的吸收量，另一方面是播種時覆蓋的稻草分解后補充了土壤磷鉀含量。因此，在保證獲得高產(chǎn)的前提下，磷肥和鉀肥仍可減量施用，以確保土壤養(yǎng)分平衡和提高肥料利用效率，但具體減少量有待研究。另外，盈余的養(yǎng)分對許多后季作物有明顯的殘效[18]。因此，為充分利用在不同土層盈余的磷肥和鉀肥，后季生產(chǎn)中可采用淺根作物與深根作物套種，以提高肥料綜合利用效率。

綜合以上分析，施氮量明顯影響馬鈴薯干物質(zhì)積累、磷鉀養(yǎng)分吸收及土壤磷鉀養(yǎng)分平衡。為了獲得較高的肥料利用效率和減少肥料浪費，本試驗條件下，N、P2O5、K2O施用量應在160、150、360 kg/hm2基礎上適當減量。

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