不同鉀肥對馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)、光合作用以及經(jīng)濟效益的影響

陳廣俠，孔金花，孔海明，楊 煜，劉 芳，楊元軍，郭 曉，楊曉慧，董道峰

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所/山東省設施蔬菜生物學重點試驗室/國家蔬菜改良中心山東分中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮海地區(qū)蔬菜科學觀測實驗站，濟南 250100；2.滕州市界河農(nóng)業(yè)技術推廣站，山東 滕州 277500；3.國家馬鈴薯工程技術研究中心/樂陵希森馬鈴薯產(chǎn)業(yè)集團有限公司，山東 樂陵 253619）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是繼水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物。馬鈴薯營養(yǎng)豐富，養(yǎng)分平衡，富含豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸［1］，同時馬鈴薯也是膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)的重要來源。馬鈴薯鉀含量豐富，是人類飲食中鉀的重要來源［2］。

馬鈴薯是喜鉀作物，具有奢侈吸鉀的營養(yǎng)特點［3］，每生產(chǎn)1 000 kg的塊莖需K2O 9.2 kg［4］。鉀能促進葉片中碳水化合物向塊莖中轉(zhuǎn)運，提高葉片光合作用效率，延長葉片光合作用時間，增施鉀肥，對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)有明顯的提升作用，還能提高植株的抗逆性［5-8］。

生產(chǎn)中馬鈴薯被冠以“忌氯”作物，但氯是馬鈴薯生長的重要營養(yǎng)元素，氯離子能通過調(diào)節(jié)氣孔開閉間接影響光合作用［9］，然而硫酸鉀的成本又相對較高，影響經(jīng)濟效益。本研究通過盆栽和田間試驗，研究氯化鉀、硫酸鉀對馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)以及光合作用等的影響，盆栽試驗主要進行品質(zhì)和光合測定，田間試驗主要進行產(chǎn)量測定，以期為生產(chǎn)中科學合理用肥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

盆栽試驗在山東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所溫室進行，供試馬鈴薯品種為希森6號脫毒原原種（樂陵希森馬鈴薯產(chǎn)業(yè)集團有限公司提供）、費烏瑞它脫毒原原種（山東省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所自繁），種薯均為上一年秋季11月收獲，未切塊。試驗采用高30 cm、直徑20 cm的花盆，栽培基質(zhì)為椰糠。椰糠經(jīng)去離子水3遍清洗后，檢測其中的有機質(zhì)含量為82.91 g/kg，全氮、全磷、全鉀分別為0.60%、0.36%、0.89%，電導率為0.223 9 S/m，pH 5.76。

田間試驗設2個地塊，分別在滕州市大塢鎮(zhèn)和東郭鎮(zhèn)，均為沙壤土，長期種植馬鈴薯，種植模式一般為春馬鈴薯-夏玉米-秋馬鈴薯，種植年限均在5年以上。其中，大塢鎮(zhèn)地塊長期使用硫酸鉀復合肥（N 15%，P2O515%，K2O 15%）2 250 kg/hm2，東郭鎮(zhèn)地塊3 000 kg/hm2。肥料分為基肥和追肥，基肥占70%，追肥占30%。各小區(qū)根據(jù)生長需要統(tǒng)一灌溉。2個地塊的土壤肥力見表1。

表1 試驗地塊土壤肥力

1.2 試驗設計

1.2.1 盆栽試驗 2個品種希森6號和費烏瑞它各設2個處理，處理1為氯化鉀（KCl）1 117 mg/L，折合K2O 700 mg/L；處理2為硫酸鉀（K2SO4）1 297 mg/L，折合K2O 700 mg/L，2個處理其他大量元素、微量元素相 同，包 括NH4NO3400 mg/L、KH2PO4680 mg/L、C6H5FeO7·5H2O 24.5 mg/L及微量元素H3BO36.2 mg/L、MnSO4·4H2O 22.3 mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.25 mg/L、ZnSO4·4H2O 8.6 mg/L、KI 0.83 mg/L、CuSO4·0.5H2O 0.25 mg/L和CoCl2·5H2O 0.025 mg/L，根據(jù)MS培養(yǎng)基配方進行改良，用去離子水配置營養(yǎng)液。每個品種每處理種植5盆。根據(jù)基質(zhì)墑情，每5～7 d用營養(yǎng)液澆灌1次。從花盆上部澆灌，并使營養(yǎng)液從花盆底部充分溢出，以使基質(zhì)養(yǎng)分濃度保持恒定。

1.2.2 田間試驗 試驗所用品種為費烏瑞它。處理1，氯化鉀（含K2O 62.5%）480 kg/hm2（含K2O 300 kg）；處理2，硫酸鉀（含K2O 54%）555 kg/hm2（含K2O 300 kg）；處理3，氯化鉀240 kg/hm2（含K2O 150 kg）+硫酸鉀278 kg/hm2（含K2O 150 kg）。3個處理其他肥料相同，包括尿素（N 46%）300 kg/hm2，有機肥（N 5%，P2O52%，K2O 3%）1 500 kg/hm2。對照為農(nóng)戶常規(guī)施肥，NPK三元復合肥（N 15%，P2O515%，K2O 15%）1 500 kg/hm2，有機肥750 kg/hm2。通過養(yǎng)分測定，土壤含磷量充足，各處理未施磷肥。各處理及對照設3次重復，每小區(qū)面積667 m2。試驗于2019年3月3日播種，開溝后將肥料撒施在溝內(nèi)，肥料與土壤混合后再播種，壟距65 cm，株距25 cm，田間各項管理措施相同，6月10日收獲。

1.3 光合測定項目及測產(chǎn)方法

1.3.1 光合測定 馬鈴薯出苗10 d后，在馬鈴薯快速生長期，選擇晴朗天氣，每隔5～7 d連續(xù)4次用美國LICOR公司LI-6400型光合儀測定相關光合指標，包括凈光合速率（Pn），氣孔導度（Gs），胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰系數(shù)（Tr）。選用6400-02B型紅藍光源，選擇植株從上往下數(shù)第4、第5、第6完全展開葉的固定位置進行測定，取各測量值的平均值作為最終結(jié)果。以減少試驗誤差，測定時間為7：00—17：00［10］。

1.3.2 測產(chǎn)方法 馬鈴薯干物質(zhì)采用烘干恒重法［11］；茄堿采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法［12］；維生素含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定［13］；還原糖采用3，5-二硝基水楊酸分光光度法測定［14］。

收獲時，每小區(qū)選取地塊中間20 m2進行測產(chǎn)。按照標準要求分級，分別稱重商品薯（≥100 g）和非商品薯（<100 g）。按照下列公式計算產(chǎn)量。

商品薯產(chǎn)量（kg/hm2）=取樣點平均商品薯重量

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)利用Excel 2007軟件和SPSS 18.0軟件進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鉀肥對盆栽馬鈴薯產(chǎn)量構成因子的影響

2個品種用硫酸鉀處理與氯化鉀處理單株結(jié)薯數(shù)沒有明顯差異；而單個塊莖重量及單株塊莖重量都是氯化鉀處理顯著高于硫酸鉀處理（表2）。說明施用氯化鉀肥更有利于馬鈴薯產(chǎn)量的增加。

表2 不同鉀肥對盆栽馬鈴薯產(chǎn)量構成因子的影響

2.2 不同鉀肥對盆栽馬鈴薯品質(zhì)的影響

由表3可知，2個品種的干物質(zhì)含量氯化鉀處理顯著高于硫酸鉀處理，希森6號施用氯化鉀的茄堿含量極顯著高于硫酸鉀處理，希森6號硫酸鉀處理維生素C含量顯著高于氯化鉀處理，2個品種2個處理還原糖含量沒有顯著差異（表3）。

表3 不同鉀肥對馬鈴薯品質(zhì)的影響

2個品種氯化鉀處理淀粉含量顯著高于硫酸鉀處理，其中，希森6號差異達到極顯著水平；2個品種都是氯化鉀處理直鏈淀粉含量顯著高于硫酸鉀處理，施用硫酸鉀的支鏈淀粉含量顯著高于施用氯化鉀處理；費烏瑞它施用硫酸鉀的蛋白質(zhì)含量顯著高于施用氯化鉀，而希森6號差異不顯著；在氨基酸方面，費烏瑞它氯化鉀處理色氨酸含量顯著高于硫酸鉀處理，而2個品種的硫酸鉀處理絲氨酸、賴氨酸含量都顯著高于氯化鉀處理（表3）。

2.3 不同鉀肥對盆栽馬鈴薯光合作用的影響

從測定的光合數(shù)據(jù)（圖1）來看，費烏瑞它施用硫酸鉀的凈光合速率顯著高于施用氯化鉀；希森6號施用2種肥料的凈光合速率差異不顯著。費烏瑞它施用2種不同鉀肥的氣孔導度差異不顯著；但希森6號施用硫酸鉀的氣孔導度顯著高于施用氯化鉀。2個品種施用2種不同的鉀肥對其胞間CO2濃度以及蒸騰速率影響差異不顯著。從總體上來看，2種不同的肥料對不同的品種光合作用影響雖有影響，但差異不大。

圖1 不同鉀肥對2個馬鈴薯品種光合作用的影響

2.4 不同鉀肥對田間馬鈴薯產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響

從田間試驗來看，2個試驗地點結(jié)果（表4）類似。大塢試驗地施用氯化鉀馬鈴薯塊莖產(chǎn)量比對照增產(chǎn)9.46%，氯化鉀與硫酸鉀配施比對照增產(chǎn)6.60%，而施用硫酸鉀比對照減產(chǎn)2.00%。東郭試驗地施用氯化鉀的產(chǎn)量比對照增產(chǎn)4.69%，施用硫酸鉀比對照減產(chǎn)1.10%，氯化鉀與硫酸鉀配施比對照增產(chǎn)3.67%。2個試驗地點不同處理的商品薯率之間沒有明顯差異。

表4 不同鉀肥對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表5可知，施用各種鉀肥與對照相比經(jīng)濟效益差異顯著。大塢試驗地施用氯化鉀時增加收益7 062元/hm2，施用硫酸鉀時減少收益2 748元/hm2，硫酸鉀與氯化鉀配施增加收益4 335元/hm2。東郭試驗地施用氯化鉀比對照增加收益3 663元/hm2，施用硫酸鉀比對照減少收益2 121元/hm2，氯化鉀與硫酸鉀配施比對照增加收益2 289元/hm2。

表5 不同鉀肥對馬鈴薯經(jīng)濟效益的影響

3 討論

影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的因素眾多，但肥料是最重要的因素之一，肥料中的各種元素又直接影響了馬鈴薯的生長及品質(zhì)。有研究認為，施用氯化鉀和硫酸鉀都會增加馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)［15］；何天久等［16］研究認為，馬鈴薯施鉀可以顯著提高塊莖中鉀含量與淀粉含量，提高馬鈴薯的耐貯性，但是不同的鉀肥、鉀肥的施用量以及在不同的地塊，甚至不同的馬鈴薯品種，其對馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)影響也不同。在本研究中盆栽試驗和田間試驗結(jié)果一致，都是施用氯化鉀的產(chǎn)量比施用硫酸鉀產(chǎn)量高；而在品質(zhì)方面本試驗的2個品種都是施用氯化鉀的干物質(zhì)、淀粉含量高；而在維生素和茄堿等方面對2個品種的影響略有不同，這說明不同品種在氯元素的敏感性方面存在差異。從盆栽試驗光合數(shù)據(jù)上來看，施用2種不同的鉀肥對光合作用影響不顯著。而田間試驗中也是施用氯化鉀或氯化鉀與硫酸鉀配施產(chǎn)量高于單施硫酸鉀。在經(jīng)濟效益方面，2個品種都是以施用氯化鉀的經(jīng)濟效益較高，而硫酸鉀處理因為產(chǎn)量較低，硫酸鉀的價格較高，因而經(jīng)濟效益都比對照低。因此，在長期施用硫酸鉀的地塊，施用氯化鉀可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入。但在其他馬鈴薯種植地區(qū)，應按照當?shù)氐耐寥辣７省⒐┓市砸约皩Ξa(chǎn)量和品質(zhì)的要求來確定馬鈴薯施肥水平［17］。