魯南丘陵瘠薄地氮肥用量對甘薯生長和產量的影響

井水華　范建芝　黃成星　周紅梅　段成鼎　李艷霞　王春蘭

摘要：在魯南丘陵瘠薄地區(qū)進行氮肥用量試驗，分析不同氮肥施用量（0、45、90、135、180 kg/hm2和225 kg/hm2）對甘薯生長和產量的影響，解析甘薯源、庫關系，確定丘陵薄地甘薯的適宜氮肥施用量。結果表明，濟薯25鮮薯和薯干產量隨施氮量的增加呈先增加后下降的趨勢，其中氮肥施用量為135 kg/hm2時，鮮薯和薯干產量最高，分別為34 673.4 kg/hm2和12 974.7 kg/hm2；單株莖葉鮮重隨氮肥施用量的增加而增加；增施氮肥會使甘薯生長平衡點（T/R=1）出現延后的趨勢；氮肥施用量為135 kg/hm2時，甘薯單株薯塊鮮重、干重、塊根膨大速率、純收入和投入產出比達到最大值，分別為774.5 g、289.82 g、6.22 g/d、24 619.5元/hm2和360.1%，且氮肥利用率達到最大值92%。綜合分析氮肥用量對甘薯產量、經濟效益和氮肥利用率的影響，魯南丘陵瘠薄地甘薯氮肥適宜施用量為135 kg/hm2。

關鍵詞：氮肥；施用量；產量；濟薯25

中圖分類號：S531.062 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2017）04-0084-05

Effects of Nitrogen Rates on Sweet Potato Growth and Yield

in Barren Hilly Regions of Southern Shandong Province

Jing Shuihua， Fan Jianzhi， Huang Chengxing， Zhou Hongmei， Duan Chengding， Li Yanxia， Wang Chunlan

（Jining Academy of Agricultural Sciences， Jining 272031， China）

Abstract Using the sweet potato variety Jishu 25 as material， the experiment on nitrogen application rate was carried out in barren hilly regions of southern Shandong Province. The nitrogen application rates were set as 0， 45， 90， 135， 180 and 225 kg/hm2， and their effects on growth and yield of sweet potato were studied to analyze the relations of source and sink and to make sure the suitable nitrogen rate. The results showed that with the increase of nitrogen rates， both fresh and dry yields of root tubers increased firstly and then decreased， and they reached the highest as 34 673.4 kg/hm2 and 12 974.7 kg/hm2 respectively at 135 kg/hm2 of nitrogen rate. With the increase of nitrogen， the leaf fresh weight per plant increased， and the equilibrium point of growth had a delayed trend. When the nitrogen application rate was 135 kg/hm2， the fresh and dry weight of root tuber per plant， root tuber thickening rate， net income， input-output ratio and nitrogen use rate all reached the maximum as 774.5 g， 289.82 g， 6.22 g/d， 24 619.5 yuan/hm2， 360.1% and 92% respectively. After comprehensive analysis， the optimal nitrogen fertilizer application rate for sweet potato was 135 kg/hm2 in the barren hilly regions of southern Shandong Province.

Keywords Nitrogen fertilizer； Application rate； Yield； Jishu 25

在植物所必需的營養(yǎng)元素中，氮素是限制作物生長和產量形成的首要因素，合理施用氮肥有利于提高作物的合成速率和產量[1，2]。甘薯是一種既耐瘠薄又耐肥的塊根作物，滿足其正常生長的氮素范圍較寬[3]。甘薯缺氮則生長受阻，產量降低；但過高的氮肥施用量，會導致莖葉徒長、延遲結薯、降低塊根產量[4，5]。而且甘薯的適宜施氮量與氣候、土壤和品種類型有關[6，7]。目前對甘薯施用氮肥技術的研究多在肥力水平較高條件下進行，有的研究者認為施氮無增產作用或者減產；有的研究者則認為施氮可以增產，氮肥通過增加葉面積持續(xù)期，使平均單薯重和產量增加[8-10]。甘薯具有典型的源庫關系，其協(xié)調發(fā)展是甘薯高產的保障[11，12]。在魯南丘陵瘠薄地區(qū)肥力水平較低條件下開展氮肥用量試驗，解析甘薯源庫關系，探明氮肥施用對甘薯源庫關系建立、發(fā)展和平衡的影響，確定丘陵瘠薄地區(qū)甘薯的適宜氮肥施用量，使其最大限度地提高產量、降低氮肥的負效應，為魯南丘陵地區(qū)甘薯科學施肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在山東省曲阜市防山鄉(xiāng)進行，試驗地土壤為砂壤土，0～20 cm 耕作層有機質含量為0.96%，堿解氮52.8 mg/kg，有效磷62.6 mg/kg，速效鉀 67.7 mg/kg。

1.2 供試材料

供試甘薯品種為濟薯25；供試肥料為尿素（含N≥46.4%）、農用硫酸鉀（含K2O≥51.0%）和普通過磷酸鈣（含P2O5≥12.5%）。

1.3 試驗設計

試驗共設7個處理，其中設6個不同純N用量（kg/hm2）處理：N1：0；N2：45；N3：90；N4：135；N5：180；N6：225。各處理鉀、磷肥用量一致，K2O用量為150.0 kg/hm2，P2O5用量為75.0 kg/hm2。另設不施肥處理作為空白對照（CK）。小區(qū)行長6 m，行距80 cm，株距27.3 cm，小區(qū)面積33.6 m2，隨機區(qū)組排列，重復3次。為防止甘薯藤蔓隔區(qū)吸肥，小區(qū)之間及區(qū)組之間設1 m保護行及過道。氮肥、鉀肥和磷肥均勻撒施，且作為基肥一次施入（不追肥），其他管理措施同一般大田。2015年5月13日種植，10月20日收獲。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 T/R值和干物率測定 分別于移栽后第50、75、100、125天和收獲期（158天）取樣調查，每處理取長勢一致的薯苗10株，稱量地上部和地下部鮮重，計算T/R值。薯塊干物率為薯塊樣品烘干至恒重與鮮重的比值，以百分比表示。

1.4.2 植株氮含量測定 收獲前每小區(qū)取中間行連續(xù)6株甘薯植株全樣，將取樣植株分地上部分和地下部分進行烘干，采用常規(guī)分析方法測定植株氮含量[13]。

1.4.3 產量測定 收獲時將測產區(qū)內的塊根全部挖出，計算平均單株結薯數、單株薯塊鮮重、小區(qū)產量和商品薯率。

1.4.4 計算公式 氮肥農學利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)甘薯塊根產量-氮空白區(qū)甘薯塊根產量）/施氮量；氮肥偏生產力（kg/kg）=施氮區(qū)甘薯塊根產量/施氮量；氮肥利用率（%）=（施氮區(qū)作物吸氮量-氮空白區(qū)作物吸氮量）/施氮量；氮肥生理利用效率（kg/kg）=生物產量/施氮區(qū)作物吸氮量；氮素收獲指數（kg/kg）=塊根吸氮量/植株總吸氮量。

1.5 數據處理與分析

采用 Microsoft Excel 2003 軟件對試驗數據進行錄入和計算，運用 DPS v 7.05 軟件分析數據，采用Duncans新復極差法進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 氮肥不同用量對單株莖葉鮮重及干重的影響

由圖1和圖2可以看出，施氮各處理甘薯單株莖葉鮮重及干重在甘薯整個生長期始終高于不施氮肥處理；隨著氮肥施用量的增加，甘薯單株莖葉鮮重增加，但單株莖葉干重隨施氮量的增加缺少規(guī)律性；各處理單株莖葉鮮重隨著移栽時間的延長呈現先增加后降低的趨勢；在生長期100天

時，各處理甘薯莖葉生長均達到最大值，且施氮量最多的N6處理甘薯莖葉鮮重最高，為834.5 g，之后莖葉鮮重呈下降趨勢。說明增施氮肥可使甘薯植株保持長時間較大的源，為甘薯獲得較高產量提供保障。

2.2 氮肥不同用量對單株塊根鮮重及干重的影響

由圖3可以看出，氮肥各處理單株薯塊鮮重均比不施氮處理高，甘薯移栽75天后，氮肥各處理單株薯塊鮮重隨著施氮量的增加呈先增加后下降的趨勢，收獲后，N3、N4和N5處理單株薯塊鮮重較其它處理高，分別為720.5、774.5 g和736.8 g。說明本試驗條件下增施氮肥可以提高甘薯單株薯塊鮮重，但過高或過低的施用量不利于甘薯單株薯塊鮮重的提高。

在魯南丘陵瘠薄地區(qū)，適宜的氮肥施用量對提高甘薯薯塊鮮重和干重有一定影響，且氮肥施用量為135 kg/hm2時，淀粉型甘薯新品種濟薯25單株薯塊鮮重和干重達到最大值。

2.3 氮肥不同用量對甘薯莖葉及塊根干物率的影響

由表1可以看出，各處理甘薯地下部塊根干物率隨著移栽后時間的延長呈現遞增的趨勢。到收獲時，塊根干物率達到最大值，且施氮各處理塊根干物率低于不施氮處理N1和不施肥處理CK。甘薯莖葉干物率在移栽后100天時出現最低值，此時甘薯莖葉生長正處于快速生長期，符合甘薯生長規(guī)律；而同一生長時期施氮量增加對甘薯莖葉干物率的影響不大。

2.4 氮肥不同用量對甘薯T/R值和塊根膨大速率的影響

T/R 值是光合產物分配及其源、庫關系協(xié)調與否的標志，反映地上部和地下部生長的動態(tài)變化。由圖5可以看出，各處理T/R值隨著生長時間的延長逐漸下降，施氮各處理的T/R值均高于不施氮處理；當甘薯生長到125天時，N2、N3和N4處理的地上部與地下部生長基本達到平衡，T/R值分別為0.96、1.02和1.04；隨著施氮量的增加，地上部與地下部生長平衡點（T/R=1）有延后的趨勢，N5和N6處理的地上部和地下部生長平衡點在125天時未出現。收獲時，N3和 N4處理T/R 值與對照相近，N5和N6處理的T/R 值相對較高。

塊根膨大速率反映了塊根生長的快慢。由圖6可以看出，甘薯移栽后50～75天時，甘薯塊根生長進入第一個快速膨大期，這一時期各處理塊根膨大速率達到最大值，N4處理最高，為9.53 g/d；100～125天時，甘薯塊根生長進入第二個快速膨大期；125天～收獲，N3、N4和N5處理塊根膨大速率高于不施氮處理。從整個甘薯生育期來看，N4處理塊根膨大速率最大，為6.22 g/d。

本試驗條件下，增施氮肥可以使甘薯地上部與地下部生長平衡點 （T/R=1） 出現延后的趨勢，施氮量為135 kg/hm2時，甘薯塊根膨大速率最大。

2.5 氮肥不同用量對甘薯鮮薯及薯干產量的影響

由表2可以看出，氮肥施用量增加，甘薯鮮薯產量和薯干產量均表現為先增加后下降的趨勢，N3、N4、N5處理鮮薯產量比不施氮處理N1和不施肥處理CK增產達極顯著水平，薯干增產達顯著水平，商品薯率達到96.83%～97.96%；N4處理與其它施氮處理相比，鮮薯和薯干增產達顯著水平，鮮薯和薯干產量分別為34 673.4 kg/hm2和12 974.7 kg/hm2，比不施氮處理N1分別增產14.28%和11.48%。在本試驗條件下，增施純氮135 kg/hm2，甘薯新品種濟薯25鮮薯和薯干產量可獲得最大值，商品薯率最高為97.96%。

2.6 氮肥不同用量對甘薯氮利用效率的影響

從表3可以看出，隨著氮肥施用量的增加，氮肥偏生產力呈現逐漸下降的趨勢，可見增加氮肥施用量降低了氮肥偏生產力；增施氮肥可以提高甘薯植株吸氮量，施氮各處理甘薯植株氮的吸收量比不施氮處理分別提高13.96%～70.90%，其中氮肥施用量為180 kg/hm2時氮吸收量最高，達240.5 kg/hm2；甘薯氮肥農學利用率、利用效率、生理效率及氮素收獲指數隨施氮量的增加雖缺乏一定的規(guī)律性，但適量施用氮肥能夠提高氮肥農學利用率、氮肥利用效率和生理效率及氮素收獲指數，其中N4處理最高，分別為32.09 kg/kg、92%、84.96 kg/kg和0.70 kg/kg。本試驗條件下，氮肥施用量為135 kg/hm2時氮肥利用率達到最高值。

2.7 氮肥不同用量對甘薯經濟效益的影響

由表4可以看出，氮肥不同用量處理均能提高甘薯鮮薯產值，與不施氮肥處理相比，每公頃平均增收544.5～3 865.5元，增收比率為2.6%～18.6%。隨著施氮量的增加，純收入先增加后減少，當氮肥用量達到135 kg/hm2時，純收入達到最大值，為24 619.5元/hm2，投入產出比最高，為360.1%。綜合考慮氮肥不同處理的增產效應、經濟效益和投入產出比等因素，在本試驗條件下，氮肥用量為135 kg/hm2時經濟效益最高。

3 討論與結論

吳振新[12]在灰沙泥田土壤肥力較高條件下，對甘薯品種福建金山 630 進行了氮肥施用量研究，結果表明，施氮量≤180 kg/hm2時，甘薯鮮薯產量與增產效果隨著施氮量的增加而提高，隨施氮量的繼續(xù)增加，鮮薯產量與增產效果呈下降趨勢。張真等[14]在粘土地肥力水平較高條件下，施尿素量在0～112.5 kg/hm2范圍內鮮薯產量與施氮量呈正相關。孫澤強等[6]在棕壤土高肥力條件下，對濟薯21 進行了氮肥用量研究，結果表明施用氮肥對濟薯21增產沒有促進作用，反而造成減產。范建芝等[15]在魯南地區(qū)中等肥力條件下進行氮肥用量試驗，結果表明甘薯鮮薯產量隨施氮量增加呈先增加后下降趨勢。安霞等[16]在大田生產條件下，研究了3種不同形態(tài)氮肥對甘薯產量、養(yǎng)分吸收和氮素效率的影響，結果表明，施用銨態(tài)氮肥最利于甘薯的高產和高效。

3.1 本試驗在魯南丘陵瘠薄地區(qū)肥力較低條件下進行，試驗結果與吳振新[12]、張真[14]、范建芝[15]等的研究結果相一致，氮素施用量≤135 kg/hm2時，濟薯25的鮮薯和薯干產量隨施氮量的增加而增加，其中以135 kg/hm2處理鮮薯和薯干產量最高，分別為34 673.4 kg/hm2和12 974.7 kg/hm2；之后，甘薯鮮薯和薯干產量隨施氮量增加呈下降趨勢，可能是氮肥施用量過高，導致甘薯莖葉生長過旺或徒長的結果。

3.2 甘薯新品種濟薯25單株莖葉鮮重隨著氮肥施用量的增加而增加，但單株莖葉干重隨施氮量的增加缺少規(guī)律性。

3.3 在魯南丘陵瘠薄地區(qū)，適宜的氮肥施用量對提高甘薯單株薯塊鮮重和干重有一定影響，且氮肥施用量為135 kg/hm2時，淀粉型甘薯新品種濟薯25單株薯塊鮮重和干重達到最大值。

3.4 氮肥施用量增加可以使甘薯地上部與地下部生長平衡點 （T/R=1） 出現延后的趨勢；施氮量為135 kg/hm2時，甘薯塊根膨大速率最大；不同氮肥施用量對甘薯干物率影響無顯著差異。

3.5 本試驗條件下，氮肥施用量為135 kg/hm2時，氮肥利用率達到最高值；純收入和投入產出比最高，分別為24 619.5元/hm2和360.1%。因此，適量施用氮肥能夠提高氮肥農學利用率、氮肥利用效率、氮肥生理效率及氮素收獲指數。

參 考 文 獻：

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