中微量元素在馬鈴薯生產(chǎn)上的應(yīng)用

郝智勇

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院，黑龍江 克山 161606）

中微量元素在馬鈴薯生產(chǎn)上的應(yīng)用

郝智勇*

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院，黑龍江 克山 161606）

植物生長發(fā)育需要大量的營養(yǎng)物質(zhì)，目前生產(chǎn)過程中人們只注重大量元素的施用，而忽略了中微量元素，但其對作物生長發(fā)育的作用是不可忽視的。文中綜述總結(jié)了馬鈴薯生產(chǎn)過程中，中微量元素對馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)以及養(yǎng)分吸收的影響，同時(shí)歸納了馬鈴薯植株對各元素的吸收規(guī)律、施用時(shí)期和方法，為中微量元素在馬鈴薯生產(chǎn)中的施用起到一定的指導(dǎo)作用。

中量元素；微量元素；馬鈴薯；產(chǎn)量；品質(zhì)

Abstrraacctt::A large amount of nutrients are required for plant growth and development.However,more attentions are focused on the application of macronutrients than secondary and trace elements,which play important roles in plant growth and development.In this review,the effects of secondary and trace elements on potato yield,quality and nutrient absorption were summarized.Meanwhile,the characteristics of nutrient absorption and their stages and methods of application were concluded as well.These may provide the guidance for the application of secondary and trace elements in potato production.

Key Worrddss::secondary element;trace element;potato;yield;quality

植物生長發(fā)育必需17種元素，按植物對其需要量的多少，可分為大量營養(yǎng)元素、中量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素，碳、氫、氧、氮、磷、鉀屬于大量營養(yǎng)元素，鈣、鎂和硫?qū)儆谥辛繝I養(yǎng)元素，鐵、錳、硼、鋅、銅、鉬、氯和鎳屬于微量營養(yǎng)元素。這些元素之間不可互相代替。中微量元素雖然需要量較少，但其在提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)方面能起到重要作用，同時(shí)他們也是人體營養(yǎng)結(jié)構(gòu)不能缺少的，另外某些農(nóng)產(chǎn)品獨(dú)特風(fēng)味的形成，也需要他們的參與。作物生長發(fā)育需要這17種元素的參與，缺一不可，但過量施用會影響產(chǎn)量。目前生產(chǎn)上只關(guān)注大量元素（氮、磷、鉀）如何施用以及其施用量和時(shí)期，對中微量元素沒有引起足夠的重視，導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分缺乏。本文總結(jié)了中微量元素對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以及馬鈴薯對各元素吸收分配規(guī)律、中微量元素的需要量，以期為中微量元素的施用起到一定的指導(dǎo)作用。

1 中微量元素在馬鈴薯生產(chǎn)中應(yīng)用效果

1.1 對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

中微量元素的施用對馬鈴薯的生長發(fā)育以及產(chǎn)量品質(zhì)影響[1]的研究報(bào)道較多。硼是植物必需的營養(yǎng)元素之一，能促進(jìn)根系生長，對光合作用的產(chǎn)物—碳水化合物的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)有重要作用。馬旭鳳[2]研究了不同硼肥處理對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，硼肥施用量為7.5 kg/hm2，增產(chǎn)效果最明顯，產(chǎn)量可達(dá)26 333.3 kg/hm2，較對照增產(chǎn)22.9%，硼肥施用量為15 kg/hm2，增產(chǎn)效果次之，產(chǎn)量為24 233.3 kg/hm2，較對照增產(chǎn)13.1%，施用硼肥還能提高馬鈴薯的大中薯率。呂慧峰等[3]在重慶市巫溪和城口2個試驗(yàn)點(diǎn)，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，分別增施錳、鎂、硼、鋅肥，研究結(jié)果表明，2個試驗(yàn)點(diǎn)均是增施鋅肥和錳鎂硼鋅復(fù)合肥的處理馬鈴薯產(chǎn)量最高；錳、硼肥的施用能提高馬鈴薯維生素C含量，而鋅肥和鎂肥的施用卻降低了馬鈴薯維生素C含量。增施鎂、硼、鋅肥均可以提高馬鈴薯淀粉含量，增施錳、鎂、硼肥可以降低馬鈴薯塊莖的磷含量，增施鎂、硼肥可以降低馬鈴薯塊莖鉀含量。各種中微量元素的施用，對提高土壤的養(yǎng)分含量，改善土壤肥力水平也能起到一定的作用。烏學(xué)敏[4]采用多點(diǎn)分散方法，研究了中微量元素肥料對馬鈴薯種植的影響，在多個試驗(yàn)點(diǎn)，施用鋅、硼、鉬、硫肥的處理均起到了增產(chǎn)的作用，增產(chǎn)率分別為8.20%、9.20%、9.68%、7.01%。Pavlista[5]研究認(rèn)為，適當(dāng)?shù)氖┯昧蚍?，不僅可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，而且還能很好的防治瘡痂病。王秀娟等[6]研究了馬鈴薯施用中微量元素對產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響，結(jié)果表明，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，施用中微量元素的植株，長勢較好，生長勢也強(qiáng)，尤以鎂肥和鈣肥的增產(chǎn)效果最好，分別較常規(guī)施肥增產(chǎn)9.2%和10.2%。增施中微量元素還能提高馬鈴薯的商品薯率，其中施用鎂肥和鈣肥的商品薯率分別為88.95%和89.50%。

鈣可以促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)轉(zhuǎn)[7]。鈣濃度過低時(shí)，會影響糖分的積累[8]，還會引起可溶性蛋白質(zhì)含量的下降，大量研究表明，鈣處理可以提高葉片可溶性蛋白質(zhì)的含量，促進(jìn)碳水化合物和蛋白質(zhì)的合成[9-12]，增加維生素C含量[13]。收獲前施用鈣可以降低貯藏期的生理病害率[14]，收獲后鈣處理，可使馬鈴薯在貯藏期的腐爛率大大降低[15]。

1.2 對養(yǎng)分吸收的影響

中微量元素的施用不僅會影響產(chǎn)量和品質(zhì)，還會對養(yǎng)分吸收產(chǎn)生一定的影響。王秀娟等[6]研究了馬鈴薯施用中微量元素對產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響，結(jié)果表明，與不施肥相比，常規(guī)施肥對氮、磷、鉀吸收量明顯在增加，分別增加65.98%、47.37%、53.21%。馬鈴薯植株對氮素的吸收受鎂肥和鈣肥施用的影響，施用后對氮素的吸收量增加，二者還會對鉀素的吸收產(chǎn)生影響，鎂能降低鉀素吸收，鈣對鉀的吸收影響不大。鎂肥的施用，能提高馬鈴薯植株對磷素的吸收，鈣肥會降低植株對磷素的吸收。硼肥和鋅肥的施用，沒有對馬鈴薯植株氮磷鉀的吸收量產(chǎn)生影響。王學(xué)忠[16]研究表明，無論是基施還是追施硼肥，都能提高植株對氮肥和鉀肥的吸收。硫肥的施用，同樣可以促進(jìn)作物對氮磷鉀等養(yǎng)分的吸收[17,18]，促進(jìn)作物體內(nèi)養(yǎng)分平衡[19,20]，因此提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)。

1.3 對光合性能的影響

光合作用能提供作物95%以上的干物質(zhì)，任何作物的生長發(fā)育都需要有機(jī)物質(zhì)，而這些有機(jī)物質(zhì)恰恰是光合作用提供的[21]。錳是植物必需營養(yǎng)元素之一，是葉綠體的組成部分，對作物生長發(fā)育有重要的營養(yǎng)作用，能夠提高馬鈴薯產(chǎn)量，改善馬鈴薯品質(zhì)。賈景麗等[22]以‘早大白’為試驗(yàn)材料，研究了不同濃度的錳浸種處理對馬鈴薯光合性能的影響，結(jié)果表明，苗期、現(xiàn)蕾期、開花期和生育后期，低濃度錳處理均可以提高馬鈴薯的株高和葉面積，還能增加葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，尤其在生育后期增加的更明顯。高濃度的錳處理會對馬鈴薯光合作用產(chǎn)生抑制作用，錳的處理濃度不能高于0.25%MnSO4。鋅元素對于光合作用的影響也較大，鋅是葉綠素的組成成分，對葉綠素的形成和功能起著重要的作用[23]，其能提高葉片光合速率和蒸騰速率[24]，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)[25]。田種存和張洋[26]研究表明，在施用氮磷鉀肥基礎(chǔ)上，施用硼、鋅可以提高馬鈴薯各生育期的葉綠素含量，延長后期光合作用面積和時(shí)間，促進(jìn)塊莖膨大和淀粉積累，同時(shí)還能提高馬鈴薯的株高、大中薯率和產(chǎn)量。Hemantaranjan和Garg[27]認(rèn)為施用鋅肥后，光合作用時(shí)間延長，李芳賢等[28]研究也表明，施用鋅肥之后，植物的光合葉面積變大，從而增強(qiáng)了光合能力，進(jìn)而提高產(chǎn)量。鈣也是植物必需的營養(yǎng)元素之一，植物體內(nèi)鈣濃度在0.1%～5%才能保證植物正常的生長發(fā)育。葉綠體參與鈣的吸收，鈣對提高葉綠體的活性具有重要的作用。李文霞等[29]和辛建華[30]研究都表明，在一定范圍內(nèi)，鈣肥的施用能提高葉綠素含量和凈光合速率，提高產(chǎn)量及商品薯率。

2 中微量元素吸收分配規(guī)律

2.1 鈣

馬鈴薯葉片中的鈣含量呈“S”型曲線變化，在成熟期達(dá)最大值，為31.89 g/kg，莖中鈣含量在苗期最大，為23.83 g/kg，塊莖中鈣在出苗后32 d達(dá)到最大，為2.58 g/kg。鈣在植株體內(nèi)移動性較小，成熟期僅有27.9%的鈣分布在塊莖中。平均每生產(chǎn)1 000 kg塊莖需吸收鈣1.437 6 kg[31]。

2.2 鎂

在馬鈴薯各生育階段，葉片鎂元素含量最高，莖次之，根和塊莖最少。葉片中鎂元素含量在出苗后40和85 d出現(xiàn)2個峰值，成“M”型曲線變化，全生育期內(nèi)葉片鎂元素含量變化在1.212%～1.936%；莖中鎂元素含量在出苗后20 d時(shí)最大，之后開始緩慢下降，出苗64 d時(shí)莖中鎂元素含量最少，全生育期內(nèi)莖鎂元素含量變化在1.447%～1.915%；根中鎂元素含量在出苗后20 d時(shí)達(dá)最大值，全生育期內(nèi)根鎂元素含量變化在0.615%～0.961%；塊莖中鎂元素含量在出苗后75 d達(dá)最大值，全生育期內(nèi)塊莖鎂元素含量變化在0.079%～0.102%。出苗后31～40 d（塊莖形成期），馬鈴薯對鎂素的吸收速率最大，階段積累量也最大。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，鎂元素在各器官的分配也會有變化，但主要以葉、莖為主，根和塊莖中非常少。馬鈴薯塊莖產(chǎn)量為27 849 kg/hm2，需要土壤提供鎂107.51 kg，平均每生產(chǎn)1 000 kg塊莖需吸收鎂3.860 kg[32]。

2.3 硫

全生育期內(nèi)馬鈴薯葉片中硫含量最高，其次是莖，塊莖最少，硫素濃度變化分別為0.209%～0.277%、0.188%～0.218%、0.083%～0.101%，葉片硫素含量在塊莖形成期達(dá)最大值，呈單峰曲線變化。馬鈴薯全生育期對硫素吸收速率最快的時(shí)期是塊莖形成期至塊莖增長期，此階段對硫素的吸收量也是最多的。苗期，73.74%的硫都分配在葉片中，隨生長中心的轉(zhuǎn)移，葉片和莖中的硫逐漸向塊莖中轉(zhuǎn)運(yùn)，成熟期塊莖中硫的分配率達(dá)最大值。每生產(chǎn)1 000 kg塊莖需要吸收硫0.26 kg[33]。

2.4 鐵

馬鈴薯莖葉中鐵元素含量均呈“S”型曲線變化，成熟期達(dá)最大值，葉片、莖中鐵含量分別為1 441.83和893.17 mg/kg，塊莖中鐵含量較少，為109.34～189.73 mg/kg。鐵在馬鈴薯植株體內(nèi)移動性很小，成熟期有30%的鐵分布在塊莖中。每生產(chǎn)1 000 kg塊莖需要吸收鐵78.2 g[31]。

2.5 錳

不同生育時(shí)期內(nèi)馬鈴薯葉片錳含量最高，其次是莖，塊莖中錳含量最少。葉中錳含量呈“N”型曲線變化，出苗后63 d出現(xiàn)峰值，出苗95 d后葉片對錳吸收量又開始增加，而此時(shí)塊莖中錳含量達(dá)到最大值，平均為2.15 mg/株。馬鈴薯植株吸收錳最多最快的時(shí)期是塊莖增長期，平均吸收量為4.36 mg/株。生長初期，錳主要分布在莖葉中，隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，莖葉中錳逐漸向塊莖轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移率最高可達(dá)60%以上。每生產(chǎn)1 000 kg塊莖需要吸收錳7.40 g[34]。

2.6 硼

全生育期內(nèi)馬鈴薯葉片硼含量最高，其次是莖，塊莖最少，含量分別為40.8，27.5和12.9 mg/kg，隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，莖和塊莖中硼元素含量逐漸下降，而葉片中硼含量大幅度的上升。全株和塊莖硼最大吸收量出現(xiàn)時(shí)期為出苗后86 d（淀粉積累期），出苗后55 d左右（塊莖增長初期）吸收硼的速度最快。隨著生長中心向塊莖的轉(zhuǎn)移，硼素也逐漸從莖葉向塊莖轉(zhuǎn)移。有機(jī)肥、氮磷肥能促進(jìn)植株對硼的吸收，每生產(chǎn)1 000 kg塊莖需吸收硼素5.5～6.1 g，平均5.8 g[35]。

2.7 鋅

全生育期內(nèi)馬鈴薯莖中鋅含量最高，其次是葉，塊莖最少，平均含量分別為49.8，44.3和27.3 mg/kg。全株鋅出苗后50 d吸收鋅速率最快，出苗后70 d（塊莖增長期）塊莖吸收鋅速率最快，施用鋅肥的關(guān)鍵時(shí)期是在出苗后50 d左右。隨著生長中心的轉(zhuǎn)移，葉片和莖的鋅素逐漸向塊莖轉(zhuǎn)移，收獲時(shí)鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)率達(dá)63%。每生產(chǎn)1 000 kg塊莖需吸收鋅5.3～12.9 g[36]。

2.8 銅

馬鈴薯葉片中銅含量變化為9.95～14.50 mg/kg，平均為12.06 mg/kg，莖中銅含量呈“V”型曲線變化，全生育期平均莖中銅含量為10.08 mg/kg。塊莖中銅含量在成熟期達(dá)到最大值，全期平均為11.46 mg/kg。馬鈴薯葉片中銅素累積吸收量因品種而異，其中‘隴薯3號’呈“S”型曲線變化，‘紫花白’、‘大西洋’呈拋物線趨勢變化。吸收銅元素最快，吸收量最多的時(shí)期是淀粉積累期。馬鈴薯莖葉中的銅素在收獲時(shí)向塊莖轉(zhuǎn)運(yùn)率可達(dá)77.85%～94.61%。每生產(chǎn)1 000 kg鮮塊莖平均吸收銅3.83 g[37]。

2.9 鉬

全生育期內(nèi)各器官鉬的含量以葉片最高，莖次之，塊莖鉬含量最少，平均含量分別為3.20，0.98和0.57 mg/kg。全株及各器官鉬吸收量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，呈“S”型曲線變化。出苗55 d植株對鉬的吸收速率最快，出苗后85 d左右鉬的吸收量達(dá)最大值。收獲期莖葉有31%的鉬都轉(zhuǎn)運(yùn)到了塊莖中，每生產(chǎn)1 000 kg鮮塊莖，平均吸收鉬0.506 g[38]。

3 中微量元素的施用

3.1 中微量元素的施用時(shí)期

根據(jù)植株的生長需要，將中微量元素分次施入，效果最好，如果將其一次性施入，反而會造成減產(chǎn)[39,40]。從出苗到塊莖膨大初期，生育期的每個階段施用都能對產(chǎn)量和品質(zhì)起到一定的作用[41,42]。

3.2 中微量元素的施用方法

施用方法主要有基施、浸種、拌種、土壤追施、噴施，應(yīng)用和研究最多的一種方式是噴施法，其簡便易行，操作性強(qiáng)。

3.3 中微量元素的施用量

植物對中微量元素的需要量不及大量元素多，要嚴(yán)格控制好施用量，施用過多會起到相反的作用，對產(chǎn)量及品質(zhì)不利。邢淑君等[43]研究表明，施用微肥，能提高馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)、大薯數(shù)及產(chǎn)量，微肥施用量越多，上述各指標(biāo)增加的越明顯，但是當(dāng)微肥用量達(dá)到600 g/667m2時(shí)，產(chǎn)量及單株結(jié)薯數(shù)、大薯數(shù)均達(dá)到最大值，繼續(xù)增加微肥施用量，各指標(biāo)反而出現(xiàn)下降趨勢，這說明施用微肥一定要掌握好其施用量，并不是越多越好。

眾所周知，要想達(dá)到提高馬鈴薯產(chǎn)量和改善品質(zhì)的目的，必須要施肥。馬鈴薯是重要的糧、菜、飼兼用作物和工業(yè)原料作物，其產(chǎn)量和品質(zhì)倍受關(guān)注[44]。生產(chǎn)上大量元素的施用比較受到關(guān)注，往往忽略了中微量元素的投入，造成土壤中微量元素的缺乏，限制了馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的提升。近年來，人們在注重農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量的同時(shí)，更加注重其品質(zhì)，因此合理施用中微量元素尤為重要。中微量元素的施用要因地制宜，要充分考慮植株長勢、土壤中各元素含量、土壤質(zhì)地和pH，從而使其發(fā)揮最大作用[45]。

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Application of Secondary and Trace Elements in Potato Production

HAO Zhiyong＊

(Keshan Branch,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Keshan,Heilongjiang 161606,China)

S532

A

1672－3635（2017）05-0307-05

2016-12-26

科技特派員農(nóng)村科技服務(wù)平臺（ZY16B07-2）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程（2014QN003）。

郝智勇（1985-），男，碩士，研究實(shí)習(xí)員，從事馬鈴薯遺傳育種研究。

郝智勇，E-mail:shuangyu_1986@126.com。