施氮對不同耐氮性甘薯品種干物質積累與分配及產量的影響

孫美迪+段文學+張海燕+解備濤+汪寶卿+王慶美+張立明

摘要：選取長蔓型品種濟薯26和短蔓型品種徐薯32為供試品種，在田間條件下，設置不同施氮量處理（純氮量分別為0、120、240 kg/hm2），研究施氮量對不同耐氮性甘薯品種干物質積累與分配及產量的影響。結果表明，兩品種耐氮性存在差異，不施氮條件下，濟薯26塊根產量顯著高于徐薯32， 施氮條件下則相反，濟薯26施氮條件下減產幅度均顯著高于徐薯32。隨施氮量增加，兩品種地上部干重和T/R值均顯著提高，塊根干重顯著降低。施氮促進兩品種生長前期干物質向側枝莖葉的分配，生長中期向側枝生長點的分配，生長末期向側枝莖葉和側枝生長點的分配。較高氮素條件下，濟薯26干物質分配于主莖生長點和側枝葉的比例高于徐薯32。隨生育進程進行，兩品種塊根干物質分配比例增加，隨施氮量增加，塊根干物質積累分配比例顯著降低。在較高氮素條件下，徐薯32塊根干物質分配比例顯著高于濟薯26。在本試驗條件下，施氮促進干物質向側枝莖葉和側枝生長點的分配，減少向塊根的分配，不利于提高塊根產量。在土壤肥力高的地塊應考慮種植耐氮性較高的品種。

關鍵詞：施氮；甘薯；干物質積累與分配；產量

中圖分類號：S531.062文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2017）03-0078-06

AbstractA field experiment was conducted using the long-vine sweet potato cultivar Jishu 26 and the short-vine sweet potato cultivar Xushu 32 as materials. Three levels of nitrogen fertilizer of 0， 120 and 240 kg/hm2 were designed， which were defined as N0， N1 and N2 treatment， respectively. The dry matter accumulation， distribution and root yield were investigated. The results showed that the two cultivars exhibited different nitrogen resistance. The root yield of Jishu 26 was significantly higher than that of Xushu 32 under N0 treatment， whereas the root yield showed opposite trend under N1 and N2 treatment. The yield reduction range of Jishu 26 was significantly higher than that of Xushu 32 under nitrogen application treatment. With the increase of nitrogen rate， the dry weight at above-ground and T/R ratio in both cultivars significantly increased， while the root dry weight significantly decreased. Nitrogen fertilizer could promote the dry matter distribution in stem and leaves of lateral branch at early growth stage， in branch growth point at middle growth stage and in all parts of lateral branch at late growth stage， respectively. Compared with the cultivar Xushu 32， Jishu 26 showed higher dry matter distribution in growth point of main stem and in leaves of lateral branch under higher nitrogen levels. The ratio of dry matter distribution in tuber roots increased with the progress of development. With the increase of nitrogen rate， the ratio of dry matter distribution in tuber roots significantly decreased. The cultivar Xushu 32 exhibited higher dry matter distribution in tuber roots under higher nitrogen levels. Nitrogen application in this research promoted the dry matter distribution in lateral branches and reduced the dry matter distribution in tuber roots， which was not beneficial for improving tuber root yield. In soils with high fertility， cultivars with higher nitrogen resistance should be considered.

KeywordsNitrogen fertilizer； Sweet potato； Dry matter accumulation and distribution； Yield

甘薯高產、穩(wěn)產、適應性廣，不僅是我國第四大糧食作物，也是重要的工業(yè)原料、飼料及新型能源作物[1，2]。氮是甘薯生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素，在干物質積累和轉運、磷鉀元素吸收、塊根形成與膨大等方面有重要作用，是影響甘薯地上部形態(tài)建成和產量的主要因素[3]。前人就氮肥對甘薯產量影響的研究結果并不一致，部分研究者認為施氮無增產作用或減產[4，5]，也有研究者認為施氮增產[6]。在一定范圍內增施氮肥可提高甘薯干物質生產能力，施氮過高會使光合產物向地下部塊根輸送減少，導致地上部旺長，降低干物質收獲指數(shù)[7]。品種是影響甘薯氮素吸收利用的重要因素，不同甘薯品種氮素利用特性存在差異，導致其耐肥性不同[8]。目前甘薯生產中存在盲目施氮的問題，前人針對氮肥施用量與甘薯光合作用、生長發(fā)育、產量及品質的關系研究較多，而對于施氮對不同耐氮性甘薯品種干物質積累與分配規(guī)律及產量影響的研究鮮見報道。本研究采用大田試驗方法，探討施氮對不同耐氮性甘薯品種干物質積累與分配的影響，以期為進行合理的氮肥運籌提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗設計

試驗于2016年在山東省濟南市歷城區(qū)萇家莊村大田進行。試驗地為砂壤土，試驗田0～20 cm耕層土壤含有機質12.9 g/kg，堿解氮93.6 mg/kg，速效磷35.3 mg/kg，速效鉀97.6 mg/kg。試驗選取長蔓型品種濟薯26（J26）和短蔓型品種徐薯32（X32）為供試品種，每個品種設置3個施氮量處理，純氮量分別為0、120、240 kg/hm2。采用隨機區(qū)組設計，重復3次，小區(qū)面積4.8 m× 6 m=28.8 m2，壟距80 cm，株距24 cm。氮、磷、鉀肥分別為尿素（含N 46%）、重過磷酸鈣（含P2O5 46%）和硫酸鉀（含K2O 50%），每公頃施用P2O5 75 kg和K2O 150 kg，與氮肥一次性基施，其他管理措施與一般大田相同。試驗于5月13日栽插、10月25日收獲。

1.2測定項目與方法

1.2.1干物質積累與分配分別于栽植后50、105 d和155 d取樣，在每個小區(qū)選擇生長一致具有代表性的植株6 株，剪掉地上部，挖出所有的塊根。稱取地上部鮮重，將地上部植株按主莖功能葉（第4～5片展開葉）、主莖生長點（主莖功能葉到生長點之間的莖和莖上著生的葉片）、下部莖和下部葉（主莖功能葉到莖基部之間的莖和莖上著生的葉片）分別裝袋，主莖以外的其他莖葉為側枝莖葉，其中各側枝功能葉以上部分為側枝生長點，生長點以下的莖為側枝莖，位于側枝莖的葉片為側枝葉[18]。稱取地下部塊根，將塊根切片、裝袋。裝袋樣品經105℃殺青30 min，在70℃烘箱中烘干至恒重，然后稱重。

各部位的干物質分配比例（%）=各部位的干物質積累量/植株干物質積累量×100。

1.2.2產量收獲時將測產區(qū)內的塊根全部挖出，數(shù)出每個小區(qū)的塊根總數(shù)，以小區(qū)為單位稱塊根鮮重，記錄并計算平均單株結薯數(shù)、單薯重和鮮薯產量。

1.3數(shù)據(jù)分析

用 Microsoft Excel 2007處理數(shù)據(jù)和繪制表格，用DPS 7.5軟件進行統(tǒng)計分析，采用新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1施氮對不同品種塊根產量的影響

由表1可見，隨施氮量增加，兩品種塊根產量均顯著降低。在N0條件下，濟薯26的塊根產量顯著高于徐薯32；在N1、N2條件下，則顯著低于徐薯32。在相同氮素條件下，濟薯26減產幅度顯著高于徐薯32。表明濟薯26對氮肥反應敏感，不耐氮肥，而徐薯32較為耐肥。

兩品種N0和N1處理單株薯數(shù)無顯著差異，均顯著高于N2處理；隨施氮量增加，兩品種單株薯重顯著降低。相同施氮條件下，兩品種單株薯數(shù)均無顯著差異；在N0條件下，濟薯26單株薯重顯著高于徐薯32，N1和N2條件下則顯著低于徐薯32。表明施氮降低兩品種單株薯數(shù)和薯重，在施氮條件下，兩品種差異主要在于單株薯重。

2.2施氮對不同品種地上部干重、塊根干重及T/R值的影響

由圖1可知，栽后50 d，隨施氮量增加，兩品種地上部干重均顯著增加；在N0和N1條件下，兩品種地上部干重無顯著差異，N2條件下，濟薯26地上部干重顯著高于徐薯32。栽后105 d，隨施氮量增加，兩品種地上部干重均顯著增加；在相同氮素條件下，品種間地上部干重無顯著差異。栽后155 d，隨施氮量增加，濟薯26地上部干重顯著增加；徐薯32在N1和N2處理下地上部干重無顯著差異，均顯著高于N0處理。表明施氮有利于提高兩品種地上部干重，較高氮素條件下，濟薯26地上部干重顯著提高。

施氮對不同品種塊根干重具有顯著影響。栽后50 d，隨施氮量增加，濟薯26塊根干重顯著降低；徐薯32為N0和N1處理間無顯著差異，均顯著高于N2處理；在N1和N2處理下，濟薯26的塊根干重顯著低于徐薯32。栽后105 d和155 d處理間變化趨勢與栽后50 d較為一致。表明施氮不利于提高兩品種塊根干重，較高氮素條件下，不耐氮肥的濟薯26塊根干重顯著降低，不利于保持較高塊根產量。

隨施氮量增加，兩品種各時期T/R值均顯著升高；在相同氮素條件下，濟薯26的T/R值均顯著高于徐薯32。表明施氮不利于兩品種生長中后期塊根膨大，與濟薯26相比，徐薯32在較高氮素條件下有利于維持地上部和地下部協(xié)調生長。

2.3施氮對不同品種生長前期各部位干物質分配比例的影響

由表2可知，在生長前期，相較于主莖，側枝莖葉、側枝生長點及塊根干物質分配比例更大。隨施氮量增加，兩品種主莖生長點干物質分配比例無顯著差異，側枝葉干物質分配比例顯著升高；在相同氮素條件下，濟薯26側枝葉片干物質分配比例顯著高于徐薯32。濟薯26在N0和N1處理下側枝莖與側枝生長點的干物質分配比例無顯著差異，均顯著低于N2處理；徐薯32在N1和N2處理下側枝莖與側枝生長點干物質分配比例無顯著差異，均顯著高于N0處理；在相同氮素條件下，濟薯26側枝莖和側枝生長點干物質分配比例顯著低于徐薯32。表明施氮促進兩品種生長前期干物質向側枝葉和側枝莖的分配，濟薯26此期干物質分配于主莖生長點和側枝葉上的比例顯著高于徐薯32。

隨施氮量增加，兩品種塊根干物質積累比例顯著降低；在N0處理下，兩品種塊根干物質分配比例無顯著差異，在N1和N2處理下，徐薯32塊根干物質分配比例顯著高于濟薯26。表明隨施氮量增加，甘薯生長前期干物質向塊根部位分配降低，較高氮素條件下，徐薯32干物質更多的向塊根分配。

2.4施氮對不同品種生長中期各部位干物質分配比例的影響

由表3可知，在生長中期，干物質較多地分配于側枝葉、側枝莖及塊根部分。隨施氮量增加，兩品種側枝莖、側枝生長點干物質分配比例均顯著增加；濟薯26下部莖、主莖生長點及側枝葉干物質分配比例、徐薯32側枝莖干物質分配比例顯著增加。較高氮素條件下，濟薯26側枝生長點干物質分配比例顯著低于徐薯32，而主莖生長點和側枝莖的分配比例顯著高于徐薯32。

生長中期，塊根干物質分配比例高于生長前期。隨施氮量增加，兩品種塊根干物質分配比例顯著降低；在N0條件下，濟薯26塊根干物質分配比例顯著高于徐薯32，在N1和N2條件下，則顯著低于徐薯32。表明隨生育進程進行，干物質向塊根比例逐漸增加，施氮不利于兩品種生長中期干物質向塊根分配，與徐薯32相比，在不施氮條件下，濟薯26有利于干物質向塊根分配，較高氮素下則相反，不利于保持較高產量。

2.5施氮對不同品種生長末期各部位干物質分配比例的影響

由表4可知，在生長末期，干物質分配比例以側枝葉、側枝莖和塊根較高。隨施氮量增加，兩品種側枝葉干物質分配比例顯著增加；濟薯26側枝莖、側枝生長點干物質分配比例顯著增加。徐薯32在N1和N2處理下側枝莖和側枝生長點干物質積累比例無顯著差異，均顯著高于N0處理。在較高氮素條件下，濟薯26下部葉、下部莖、主莖生長點和側枝莖干物質分配比例均顯著高于徐薯32。表明施氮促進兩品種生長末期干物質向側枝莖、側枝葉和側枝生長點分配。生長末期，N0處理塊根干物質分配比例達60%以上，施氮條件下，濟薯26塊根干物質分配比例未達50%。隨施氮量增加，兩品種塊根干物質分配比例均顯著

3討論與結論

氮肥在甘薯的生長發(fā)育過程中，對于源庫關系的建立、平衡以及發(fā)展均有重要影響。氮肥對甘薯地上部的生長與地下部塊根的膨大具有顯著影響，過量施用氮肥將導致莖葉生長過旺，甘薯地下部塊根的膨大受到制約，源庫失衡，從而降低塊根產量[7，10]。徐聰?shù)萚11]研究表明，施氮后兩品種的干物質積累量和氮素吸收量均有顯著提高，且在一定范圍內隨施氮量的增加而增加。陳娟等[17]研究認為，甘薯干物質積累隨施氮量的增加呈現(xiàn)先增后降的趨勢，氮肥用量為210 kg/hm2時干物質積累量最大。寧運旺等[9]認為，當?shù)适┯昧砍^60 kg/hm2時，甘薯地上部干重增加，地下部纖維根以及塊根干物質產量下降，T/R值增加。本研究表明，地上部干重和T/R值隨施氮量增加顯著升高，同前人研究結果類似。本試驗對于塊根干重的研究認為，濟薯26與徐薯32均表現(xiàn)為未施氮處理時塊根干重最高，隨施氮量增加則顯著降低，可能與本試驗是在上年度定位試驗的基礎上進行，試驗地塊土壤肥力水平較高、且甘薯生長季節(jié)降雨量豐沛等有關。

Walker等[13]研究認為，高施氮水平可以提高甘薯植株地上部干物質比例。吳春紅等[14]研究認為，施氮75 kg/hm2和150 kg/hm2時，紫甘薯莖蔓干物質重較未施氮處理分別提高20.60%和39.69%。寧運旺等[9]研究認為，增施氮肥極大地促進了光合產物向地上部的分配，對塊根的形成不利。本研究中，兩品種各生長時期地上部莖葉干物質分配比例均隨施氮量增加呈升高趨勢，地下部塊根干物質分配比例則顯著降低。前人試驗中對于甘薯植株部位的區(qū)分多分為葉片、莖蔓以及塊根等部位，而在甘薯生長和塊根膨大過程中，莖葉旺盛生長的部位是代謝庫，如生長點、側枝莖葉等，本研究對干物質分配器官進行了細致劃分，結果表明，施氮促進兩品種干物質向側枝莖葉、側枝生長點等部位的分配，抑制干物質向塊根的分配，造成莖葉生長旺盛，塊根膨大受抑制。在較高氮素條件下，耐氮的徐薯32保持較高的塊根干物質分配比例是其獲得較高產量的原因。

甘薯不同品種間耐肥性存在差異[8，15]。高璐陽等[12]研究認為，過量施用氮肥不利于甘薯塊根產量的提高，不同甘薯品種對氮肥的響應存在遺傳基礎上的差異。孫澤強等[16]研究認為，在不施氮肥處理下，多用型甘薯濟薯21的產量最高，施用氮肥后產量顯著降低。安霞等[19]研究認為，施用銨態(tài)氮肥最有利于甘薯的高產和高效。徐聰?shù)萚11]研究指出，不同品種間塊根產量對施氮量的響應不同，增施氮肥會導致不耐氮甘薯品種產量下降。在本試驗條件下，施用氮肥造成兩品種塊根產量顯著降低，過量施氮不利于塊根膨大，在土壤肥力較高的地塊可不施氮肥，同時考慮種植耐氮性較強的甘薯品種。施氮對甘薯品種影響的長期效應有待進一步研究。

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