不同甘薯專用肥對(duì)富鉀土壤中甘薯產(chǎn)量和生長(zhǎng)發(fā)育的影響

解曉紅，王凌云，李江輝，王 萌，賈崢嶸，吳宇浩，解紅娥，武宗信

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，山西運(yùn)城044000）

甘薯是一種多用途的塊根作物，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值都極高，被營(yíng)養(yǎng)學(xué)家稱為“營(yíng)養(yǎng)最均衡的保健食品之一”[1]，深得消費(fèi)者喜愛。甘薯耐旱、耐瘠薄、抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)性廣。山西地處黃土高原，生態(tài)環(huán)境條件差，旱薄地占到全省耕地面積的74%左右，是典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，適宜甘薯的種植。近年來，每年甘薯種植面積為6.5萬hm2，種植效益穩(wěn)中有升，甘薯已成為山西發(fā)展有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)雜糧作物之一。

作物專用肥是根據(jù)作物需肥特點(diǎn)，將氮磷鉀肥和中微量等元素、腐植酸等進(jìn)行科學(xué)配比而使用的高效、優(yōu)質(zhì)、復(fù)合肥料，是當(dāng)前發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)和生產(chǎn)綠色食品的重要肥料品種，具有養(yǎng)分緩釋、改良土壤、提高肥料利用率、提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)的作用[2-4]。甘薯是塊根作物，需肥性很強(qiáng)，目前一些研究者對(duì)專用肥在甘薯上的應(yīng)用進(jìn)行了研究[5-13]，但由于甘薯品種繁多，區(qū)域生態(tài)條件不同，很多結(jié)果只能在定性上給予指導(dǎo)。

山西省甘薯種植區(qū)域，尤其是晉南地區(qū)土壤大都缺磷、少氮、鉀有余，0～20 cm土壤中堿解氮含量在52.50～79.33mg/kg，大部分速效磷含量在10mg/kg以內(nèi)，速效鉀含量在137.35～221.44 mg/kg[14]。在富鉀土壤中使用N，P，K營(yíng)養(yǎng)均衡的甘薯專用肥，勢(shì)必會(huì)造成鉀更高的土壤環(huán)境。

本研究選擇3種甘薯專用肥，以施磷酸二銨和不施肥分別為施肥對(duì)照和不施肥對(duì)照，研究不同甘薯專用肥在富鉀土壤中對(duì)甘薯生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響，旨在為甘薯專用肥在山西甘薯種植區(qū)的推廣使用和甘薯產(chǎn)業(yè)化健康發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試甘薯品種為晉甘薯9號(hào)，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所選育。

1.2 試驗(yàn)地概況

土壤質(zhì)地為壤土，有機(jī)質(zhì)含量13.77 g/kg，全氮含量0.87 g/kg，有效磷含量24.66 mg/kg，速效鉀含量321.38mg/kg，pH值7.53，年降雨量470～480mm。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，采用隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積25 m2，3次重復(fù)，施肥方案列于表1。

試驗(yàn)于2013，2014年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花所牛家凹試驗(yàn)基地進(jìn)行。2013年4月20日將試驗(yàn)用肥料作為基肥一次性施入，起壟覆膜，5月2日種植，10月19日收獲；2014年4月26日將試驗(yàn)用肥料作為基肥一次性施入，起壟覆膜，5月4日種植，10月17日收獲。全部采用高剪苗覆膜打孔栽植，密度4.8萬株/hm2。各小區(qū)除施肥不同外，其余管理措施均一致。

分別于栽后 50，70，90，110，140，169 d 對(duì)地上部莖葉、地下部薯塊取樣，每處理取樣6株。試驗(yàn)結(jié)果為2 a的平均值。

表1 施肥處理方案

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

葉綠素含量利用SPAD502葉綠素儀測(cè)定；計(jì)算T/R（地上部莖葉鮮質(zhì)量與地下部塊根質(zhì)量之比）；收獲時(shí)統(tǒng)計(jì)每小區(qū)單株結(jié)薯數(shù)、單株薯產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量、商品薯率等。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007，SPSS軟件繪制圖表及統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘薯專用肥對(duì)不同時(shí)期莖葉和單株薯塊生長(zhǎng)的影響

所有施肥處理均比不施肥對(duì)照明顯促進(jìn)了晉甘薯9號(hào)地上部莖葉生長(zhǎng)和地下部薯塊膨大。不同生育期以Z3處理莖葉生長(zhǎng)量及薯塊生長(zhǎng)量均最高，整個(gè)生長(zhǎng)曲線反映了持續(xù)良好的養(yǎng)分供應(yīng)和植株生長(zhǎng)，表明高鉀環(huán)境中施用鉀肥同樣能促進(jìn)甘薯的生長(zhǎng)。Z1處理在90～110 d莖葉生長(zhǎng)較慢，緩釋氮的釋放速率或單一養(yǎng)分滿足不了甘薯莖葉生長(zhǎng)的需求，在甘薯生長(zhǎng)中后期，隨著緩釋氮肥氮的釋放，莖葉生長(zhǎng)和薯塊膨大速率急劇增加；Z2處理在生長(zhǎng)中前期（70～110 d）莖葉和薯塊均生長(zhǎng)緩慢，110～140 d莖葉和薯塊生長(zhǎng)速率迅速增加，到收獲期莖葉和薯塊均有較高的生物量，是由于有機(jī)養(yǎng)分本身的緩釋，生長(zhǎng)前期土壤缺乏游離的養(yǎng)分元素供應(yīng)植株生長(zhǎng)。磷酸二銨處理，由于土壤本身的高鉀環(huán)境，滿足了甘薯生長(zhǎng)的養(yǎng)分需求，甘薯莖葉和薯塊生長(zhǎng)良好（圖1，2）。

2.2 甘薯專用肥對(duì)晉甘薯9號(hào)T/R值的影響

蔓薯比（T/R值）表示甘薯地上部和地下部生長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化，是光合產(chǎn)物分配狀況及其源庫(kù)協(xié)調(diào)與否的標(biāo)志[15]。各處理間蔓薯比均隨生育期延長(zhǎng)而降低，專用肥Z3降幅最快，從4.74降到0.63，使更多光合同化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至薯塊，增加了晉甘薯9號(hào)單株結(jié)薯數(shù)及商品薯數(shù)，提高了產(chǎn)量，是最為理想的庫(kù)源關(guān)系。其余的處理和對(duì)照，可能受肥力或養(yǎng)分均衡能力的影響，均沒有得到理想的庫(kù)源協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)（圖 3）。

2.3 甘薯專用肥對(duì)晉甘薯9號(hào)葉綠素含量的影響

葉綠素是植物葉片的首要光合色素，葉綠素含量是衡量植物生理狀況的重要指標(biāo)，反映植物的健康狀況和營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)狀況[16]。3種專用肥及常規(guī)施肥二銨均可提高晉甘薯9號(hào)葉片葉綠素含量，生長(zhǎng)前期（0～70 d）各處理間葉綠素含量差異不明顯，90 d時(shí)，各處理葉綠素含量達(dá)生育進(jìn)程最大，Z3處理葉綠素含量最高，達(dá)52.17，較二銨處理高6.32%，較CK高6.91%；Z1處理次之，其余處理差異不顯著；甘薯生長(zhǎng)中后期（90 d至收獲期），葉綠素含量逐漸降低，二銨降幅最小，CK葉綠素含量小于各施肥處理，且差異顯著（圖4）。

2.4 甘薯專用肥對(duì)晉甘薯9號(hào)產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

在甘薯收獲期，3種專用肥處理與磷酸二銨、CK相比，薯塊產(chǎn)量均表現(xiàn)增產(chǎn)，以Z3增產(chǎn)幅度最大，較CK增產(chǎn)31.04%，較施磷酸二銨增產(chǎn)18.53%；Z2處理次之，較CK增產(chǎn)26.82%，較施磷酸二銨增產(chǎn)14.72%；Z3，Z2與磷酸二銨和CK間差異均達(dá)顯著水平；專用肥各處理商品薯率較CK分別增加3.35%，48.33%，33.22%，17.94%。薯塊干物率差異不顯著（表 2）。

表2 甘薯專用肥對(duì)甘薯產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

3 結(jié)論與討論

目前，國(guó)內(nèi)外許多研究者針對(duì)甘薯生產(chǎn)中盲目施用氮磷鉀肥而導(dǎo)致肥料利用率低、資源浪費(fèi)等問題，研究出了不同類型的甘薯專用肥。甘薯專用肥是一種高效、優(yōu)質(zhì)復(fù)合肥，具有養(yǎng)分緩釋、提高肥效利用率，提高甘薯產(chǎn)量和品質(zhì)的作用。張海燕等[7]研究認(rèn)為，保水專用肥可促進(jìn)甘薯營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)，增加蔓長(zhǎng)和分枝數(shù)，促進(jìn)可溶性糖積累和淀粉轉(zhuǎn)化。黃云祥等[17]研究認(rèn)為，施用多元有機(jī)生化肥可以提高甘薯產(chǎn)量和改善品質(zhì)。趙鳳芹等[11]研究認(rèn)為，施用腐植酸專用肥能顯著提高甘薯產(chǎn)量、單株結(jié)薯數(shù)及平均薯塊質(zhì)量。楊卓亞等[5]、胡啟國(guó)等[8，10]研究認(rèn)為，施用甘薯專用肥能夠增加甘薯產(chǎn)量、改善甘薯品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益。本研究結(jié)果表明，3種甘薯專用肥與對(duì)照處理間除薯塊干物率差異不顯著外，數(shù)量性狀和經(jīng)濟(jì)性狀均好于對(duì)照處理，薯塊產(chǎn)量較當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施用磷酸二銨增產(chǎn)0.78%～18.53%，較不施肥處理增產(chǎn)11.41%～31.04%，且差異達(dá)顯著水平。

甘薯喜鉀，增施鉀肥對(duì)提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)有明顯作用[18]。王蔭墀等[19]研究認(rèn)為，鉀素能促進(jìn)光合產(chǎn)物向薯塊運(yùn)轉(zhuǎn)，有利于薯塊膨大。山西省甘薯種植區(qū)域尤其是晉南地區(qū)，速效鉀含量在137.35～221.44 mg/kg，在富鉀土壤中使用N，P，K營(yíng)養(yǎng)均衡的甘薯專用肥，勢(shì)必會(huì)造成鉀更高的土壤環(huán)境。張菡等[20]研究認(rèn)為，在高鉀水平下，甘薯的光合能力強(qiáng)，其光合產(chǎn)物多，使得植株生長(zhǎng)旺盛，同時(shí)鉀促進(jìn)了植物光合產(chǎn)物向塊根中轉(zhuǎn)運(yùn)，有利于薯塊膨大，增加產(chǎn)量。本研究也證明了高鉀有利于甘薯的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高，Z3硫酸鉀活性腐植酸肥（N-P2O5-K2O（16-9-20）≥45%）中，鉀肥含量高于其他處理，不同生育期Z3處理莖葉生長(zhǎng)量及薯塊生長(zhǎng)量均最高，整個(gè)生長(zhǎng)曲線反映了持續(xù)良好的養(yǎng)分供應(yīng)和植株生長(zhǎng)。Z3處理蔓薯比庫(kù)源關(guān)系合理，隨生育期延長(zhǎng)從3.14降到0.63，使更多光合同化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至薯塊，增加了晉甘薯9號(hào)單株結(jié)薯數(shù)及商品薯數(shù)，提高了產(chǎn)量；Z2有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料（N-P2O5-K2O（15-5-10））處理次之，甘薯產(chǎn)量及構(gòu)成因子好于其他處理。