供氮方式對木薯生理與農(nóng)藝性狀的影響

韋劍鋒+韋冬萍+岑忠用

摘要：為提高氮肥利用效率，以不施氮肥為對照，采用田間試驗，研究施氮量130 kg/hm2全部基施（T1）、50%基施+50%在苗期追施（T2）及25%基施+50%在苗期追施+25%在塊根膨大期追施（T3）3 種方式對木薯新選056生理、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：施氮可以提高木薯葉片生理性狀，其中在苗期T1處理葉片過氧化物酶活性、過氧化氫酶活性及脯氨酸含量較高，而T2處理葉片葉綠素含量和可溶性糖含量較高；在塊根膨大期和塊根成熟期T3處理上述各項生理指標較高，而丙二醛含量較低。施氮后，木薯株高、塊根產(chǎn)量、塊根淀粉含量及淀粉產(chǎn)量分別增加 18.1%～25.4%、4.7%～20.9%、4.9%～12.4%、9.8%～35.9%，且增幅均隨施氮次數(shù)的增加而明顯增加?？梢姡驹囼灄l件下T3處理施氮方式的效果較好。

關(guān)鍵詞：木薯；氮肥；生理性狀；產(chǎn)量；供氮方式；農(nóng)藝性狀

中圖分類號： S533.06 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0127-03

木薯是我國重要的經(jīng)濟作物之一，但我國木薯種植主產(chǎn)區(qū)面臨著嚴重的施肥不平衡問題，制約了木薯生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[1]。因此，研究木薯施肥技術(shù)對實現(xiàn)木薯高產(chǎn)高效栽培和土壤養(yǎng)分可持續(xù)利用具有重要意義。氮素營養(yǎng)是影響木薯生長發(fā)育及決定塊莖產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素，前人為此就木薯氮素吸收特性、氮肥施用量、氮肥施用時期及施用次數(shù)進行了探討，為木薯科學施用氮肥提供了依據(jù)[1-5]。然而，有關(guān)木薯氮肥施用方式的觀點不一，有的認為在植時或植后30 d全量一次施完就能夠滿足全生育期對氮素的需求[1，3]；有的認為分2次施用[4]或分3次施用[5]比較有利于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。因此，木薯氮肥施用次數(shù)及比例須結(jié)合具體栽培條件作適當調(diào)整[2]。作物生理生化代謝狀況與氮素營養(yǎng)供給密切相關(guān)，了解不同氮肥運籌條件下作物生理生化性狀的變化，可為作物氮肥合理施用提供依據(jù)[6-8]。但有關(guān)氮肥施用對木薯生理生化性狀影響的研究未見報道。木薯是廣西河池市大宗經(jīng)濟作物之一，有關(guān)當?shù)啬臼淼蔬\籌的研究也未見報道。本試驗在河池市下屬宜州市設(shè)置田間試驗，研究施氮方式對木薯葉片生理指標和農(nóng)藝性狀的影響，為木薯氮肥合理施用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2014年5月至2015年1月在廣西壯族自治區(qū)宜州市進行。供試土壤為黏質(zhì)沙壤土，耕層0～15 cm，土壤pH值為6.73，有機質(zhì)含量17.4 g/kg，全氮含量1.14 g/kg，全磷含量 0.58 g/kg，全鉀含量2.50 g/kg，堿解氮含量 96.0 mg/kg，速效磷含量23.6 mg/kg，速效鉀含量78.0 mg/kg。

供試木薯品種為新選056；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)計與方法

以不施氮肥為對照（CK），在施用等量氮肥（純氮 130 kg/hm2）基礎(chǔ)上，設(shè)氮肥全部基施（T1）、50%基施+50%在苗期追施（T2）及25%基施+50%在苗期追施+25%在塊根膨大期追施（T3）共3種處理；對照及3種施肥處理在播種時施磷肥（P2O5）65 kg/hm2和鉀肥（K2O）65 kg/hm2。每處理3次重復，每重復為1個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)長6.3 m、寬4.9 m，種植規(guī)格為15 873穴/hm2，株行距為70 cm×90 cm。

2014年5月4日播種。播種前按種植規(guī)格挖直徑 30 cm、深8 cm的穴，然后將基肥撒施在穴底部，并用厚約 3 cm 細土覆蓋；播種時選取健壯木薯主莖作為種莖，按每4個有效芽將其截成小段，然后平放于穴中，1穴1段，最后用厚約5 cm細土覆蓋。出苗穩(wěn)定后進行間苗，每穴留1～2苗。齊苗后（7月5日）各處理追施鉀肥（K2O）65 kg/hm2及T2、T3處理追施氮肥（純N）65 kg/hm2，塊根開始膨大后（10月7日）T3處理追施氮肥（純N）32.5 kg/hm2，追肥時將肥料撒施于距植株基部四周30 cm處，并培土覆蓋。

1.3 項目測定與方法

于木薯苗期（6月30日）、塊根形成期（7月30日）、塊根膨大期（9月28日）、塊根成熟期（11月25日）采集植株頂端倒數(shù)第4張展開葉測生理指標，其中過氧化物酶（POD）活性用愈創(chuàng)木酚法[9-10]測定，其單位定義為1 g新鮮木薯在波長470 nm處1 min吸光度變化值（OD）表示酶活性大小，即（min·g）-1；過氧化氫酶（CAT）活性用KMnO4滴定法[9-10]測定，其單位定義為1 g新鮮木薯在波長240 nm處1 min吸光度變化值，即（min·g）-1；脯氨酸（Pro）含量用磺基水楊酸法[9]測定；丙二醛（MDA）含量用硫代巴比妥酸法[10]測定；葉綠素含量用丙酮乙醇混合法[11]測定；可溶性糖含量用蒽酮比色法[11]測定。2015年1月1日收獲木薯，測定株高、莖徑、塊根數(shù)、塊根長、塊根直徑、塊根產(chǎn)量、鮮塊根淀粉含量、淀粉產(chǎn)量，其中淀粉含量用氫氧化鋇滴定法[11]測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel 2003和SPSS 18.0軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，應(yīng)用Duncans新復極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對木薯葉片生理性狀的影響

2.1.1 不同處理對木薯葉片過氧化物酶（POD）活性的影響 圖1顯示，生育期內(nèi)葉片POD活性呈折線變化趨勢，其中在塊根形成期最高，其次在塊根成熟期。在苗期至塊根形成期POD活性表現(xiàn)為T1>T2>T3>CK，此后表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中在苗期、塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的POD活性分別比CK高11.9%～21.7%、15.4%～26.6%、11.3%～24.2%、17.9%～30.6%。說明施氮可明顯提高木薯葉片POD活性，其中T1處理在木薯生長中前期的效應(yīng)較明顯，T3處理在木薯生長中后期的效應(yīng)較突出。

2.1.2 不同處理對木薯葉片過氧化氫酶（CAT）活性的影響 圖2顯示，生育期內(nèi)葉片CAT活性呈單峰曲線變化，其中在塊根膨大期最高，其次在塊根成熟期。CAT活性在苗期表現(xiàn)為T1>T2>T3>CK，在塊根形成期表現(xiàn)為T1>T3>T2>CK，此后表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中在苗期、塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的POD活性分別比CK高24.1%～30.4%、17.3%～26.9%、16.7%～34.9%、5.3%～26.0%。說明施氮可明顯提高木薯葉片CAT活性，其中T1處理在木薯生長中前期的效應(yīng)較明顯，T3處理在木薯生長中后期的效應(yīng)較突出。

2.1.3 不同處理對木薯葉片脯氨酸含量的影響 圖3顯示，生育期內(nèi)葉片脯氨酸含量略呈折線變化趨勢，其中在塊根成熟期最高，其次在塊根形成期。脯氨酸含量在苗期表現(xiàn)為T1>T3>T2>CK，此后表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中在苗期、塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的脯氨酸含量分別比CK高9.2%～12.0%、9.9%～22.7%、14.6%～24.4%、6.7%～16.2%。說明施氮可明顯提高木薯葉片脯氨酸含量，其中T1處理在木薯生長前期的效應(yīng)較明顯，T3處理在木薯生長中后期的效應(yīng)尤為突出。

2.1.4 不同處理對木薯葉片丙二醛含量的影響 圖4顯示，生育期內(nèi)葉片丙二醛含量一直增加，到塊根成熟期達到最大值。丙二醛含量在苗期表現(xiàn)為T1>T3>T2>CK，處理間的差異不明顯，在塊根形成期表現(xiàn)為CK>T2>T1>T3，此后表現(xiàn)為CK>T1>T2>T3，其中在塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的丙二醛含量分別比CK低7.9%～13.7%、8.4%～10.2%、10.0%～20.7%。說明施氮可明顯減少木薯生長中后期葉片丙二醛積累，其中T3處理的效應(yīng)最為明顯。

2.1.5 不同處理對木薯葉片葉綠素含量的影響 圖5顯示，生育期內(nèi)葉片葉綠素含量呈單峰曲線變化，其中在塊根膨大期最高。在苗期至塊根形成期葉綠素含量表現(xiàn)為T2>T3>T1>CK，此后表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中在苗期、塊根形成期、塊根膨大期及塊根成熟期3種施氮處理的葉綠素含量分別比CK高19.0%～35.7%、22.7%～38.6%、14.9%～23.8%、16.7%～31.0%。說明施氮可明顯提高木薯葉片葉綠素含量，其中T2處理在木薯生長中前期的效應(yīng)較明顯，T3處理在木薯生長后期的效應(yīng)較突出。

2.1.6 不同處理對木薯葉片可溶性糖含量的影響 圖6顯示，生育期內(nèi)葉片可溶性糖含量呈單峰曲線變化，其中在塊根膨大期最高，其次在塊根成熟期。在苗期至塊根形成期可溶性糖含量表現(xiàn)為T2>T3>CK>T1，處理間的差異不明顯，此后表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中在塊根膨大期和塊根成熟期3種施氮處理的可溶性糖含量分別比CK高8.0%～17.3%、6.4%～19.1%。說明施氮可明顯提高木薯生長中后期葉片可溶性糖含量，其中T2、T3處理的效應(yīng)較為明顯。

2.2 不同處理對木薯農(nóng)藝性狀的影響

2.2.1 不同處理對木薯株高和莖徑的影響 表1顯示，木薯株高和莖徑均表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中施氮處理的株高和莖徑分別比CK增加18.1%～25.4%、2.4%～10.9%，且T3、T2處理與CK處理的差異達顯著水平。說明施氮可促進木薯植株生長，其中氮肥分次施用的效果較好。

2.2.2 不同處理對木薯產(chǎn)量性狀的影響 表1顯示，木薯塊根數(shù)、塊根長、塊根直徑及塊根產(chǎn)量均表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中施氮處理的塊根產(chǎn)量比CK處理增加4.7%～20.9%，處理間塊根數(shù)、塊根直徑及塊根產(chǎn)量的差異均達顯著水平。說明施氮尤其是氮肥分次施用可明顯提高木薯產(chǎn)量性狀。

2.2.3 不同處理對木薯品質(zhì)的影響 表1顯示，木薯塊根淀粉含量和淀粉產(chǎn)量均表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，其中施氮處理的淀粉含量和淀粉產(chǎn)量分別比CK處理增加4.9%～12.4%、9.8%～35.9%，處理間淀粉產(chǎn)量差異達顯著水平。說明施氮尤其是氮肥分次施用有利于提高木薯品質(zhì)。

3 結(jié)論與討論

木薯葉片POD活性、CAT活性及脯氨酸含量變化與木薯的抗逆性和抗衰老特性呈正相關(guān)[12-15]；木薯葉片葉綠素含量高低在一定范圍內(nèi)反映了木薯光合作用的強弱[16-17]；木薯葉片可溶性糖含量變化與木薯光合能力和耐旱性呈正相關(guān)[14-17]。本研究表明，生育期內(nèi)木薯葉片POD活性和脯氨酸含量呈折線變化，CAT活性、葉綠素含量及可溶性糖含量呈單峰曲線變化，這與前人研究木薯的結(jié)果不完全相同[15-16]，原因可能是木薯品種、具體測定日期尤其是測定時土壤水肥條件和氣溫不同。葉片丙二醛積累與莖葉衰老密切相關(guān)，木薯生長中后期葉片丙二醛含量越高，其葉片衰老或脫落越快[12，15]。本研究中生育期內(nèi)木薯葉片丙二醛含量一直呈上升趨勢，與前人研究木薯[15]和花生[7]的結(jié)果一致。研究還發(fā)現(xiàn)，施氮可提高木薯各生長期葉片POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、葉綠素含量及可溶性糖含量，降低生長中后期葉片丙二醛含量，其中氮肥作基肥一次性施用（T1）或氮肥50%基施+50%在苗期追施（T2）的效應(yīng)在苗期較明顯，而氮肥25%基施+50%在苗期追施+25%在塊根膨大期追施（T3）的效應(yīng)在中后期較突出，這與前人研究甘蔗[6]、花生[7]及水稻[8]的結(jié)果相似。說明基肥重施氮肥有利于提高木薯生長前期生理性狀，追肥重施氮肥有利于改善木薯生長中后期生理性狀、提高抗逆性、延緩衰老、增強光合性能。而木薯生長中后期是塊根產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵時期，提高該時期木薯生理性狀有利于木薯增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[12，16-17]。

氮肥合理運籌是促進木薯生長、增加塊莖產(chǎn)量及提高塊莖淀粉含量的重要措施，但由于栽培條件不同，國內(nèi)有關(guān)木薯氮肥施用時期、施用次數(shù)及基追比例的結(jié)論[2-5]不盡一致。本研究表明，施用氮肥可促進木薯植株生長、改善產(chǎn)量性狀、提高淀粉含量，其中氮肥分次施用尤其是氮肥25%作基肥+50%作苗肥+25%作塊根膨大肥施用（T3）的效應(yīng)最好，這與蔣瑞萍等研究木薯氮肥運籌的結(jié)果[4-5]基本一致，與前人研究甘蔗[6]、花生[7]及水稻[8]的結(jié)果也相似。木薯氮肥分次施用有利于增產(chǎn)，其主要原因可能是木薯對氮的吸收呈現(xiàn)“前期低、中期高、后期少”的特點[1，18]，氮肥分次施用補充了木薯各生長階段尤其是生長中后期對氮的需求，從而改善中后期生理性狀、促進植株生長及延緩衰老，進而滿足塊根生長發(fā)育和淀粉積累所需的物質(zhì)條件。另外，木薯是塊根作物，淺施肥的木薯淺生，有利于提高單株結(jié)薯數(shù)和單株薯塊鮮質(zhì)量，而深層施肥使木薯根系處于深層土壤條件下，不利于結(jié)薯和塊根膨大[19]。氮肥追施并培土覆蓋，為木薯塊根生長提供了淺生土壤環(huán)境，從而促進塊根發(fā)育和提高塊根產(chǎn)量性狀。此外，氮肥追施于土壤表面后，隨降雨淋溶下滲，可能更利于木薯根系吸收，從而提高氮肥的吸收利用效率。但具體機理還須從木薯對氮素的吸收積累動態(tài)進行研究?？梢?，本研究條件下，氮肥分次施用尤其是氮肥25%作基肥+50%作苗肥+25%作塊根膨大肥施用（T3）對提高木薯產(chǎn)量及增加淀粉含量的效果最好。

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