兩個(gè)馬鈴薯品種在氮調(diào)控下生長(zhǎng)及氮素利用特征研究

石 瑛，鄧 斌，魏峭嶸，魏國威

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030；2.寒地糧食作物種質(zhì)創(chuàng)新與生理生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150030）

馬鈴薯是我國四大糧食作物之一，在保障糧食安全、穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮重要作用[1]。氮素作為作物生長(zhǎng)發(fā)育必需三大營養(yǎng)元素之一，是馬鈴薯葉綠素、蛋白質(zhì)和酶等物質(zhì)合成重要基礎(chǔ)，對(duì)干物質(zhì)積累與分配起決定性作用，是馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成關(guān)鍵限制因子[2-3]，也是制約其生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高的主要因素[4-6]。

充足氮素營養(yǎng)促進(jìn)馬鈴薯莖葉生長(zhǎng)，增大葉面積，提高光合能力，利于養(yǎng)分積累，提高根系活力，促進(jìn)養(yǎng)分吸收，進(jìn)而提高塊莖干物質(zhì)、蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量。過量施用氮肥導(dǎo)致馬鈴薯植株徒長(zhǎng)，莖葉相互遮蔭，降低葉片光合效率，底部葉片變黃脫落，延遲結(jié)薯，降低產(chǎn)量；也導(dǎo)致N2O過量排放，氮素淋溶丟失，地下水、河流和湖泊水體富營養(yǎng)化加劇以及全球變暖等環(huán)境問題[7]，不利于生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

選用氮高效品種提高肥料利用率，成為提高馬鈴薯產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)壞境可持續(xù)發(fā)展重要方式。受各地區(qū)生態(tài)環(huán)境條件影響，不同地區(qū)氮高效品種選用和研究也存在差異。內(nèi)蒙古地區(qū)研究認(rèn)為不同基因型間對(duì)氮素響應(yīng)度是影響馬鈴薯產(chǎn)量重要因素[8]；于冬梅將馬鈴薯氮效率分為4種類型[9]；張婷婷等將氮效率細(xì)分為6類：雙高效耐低氮型、雙高效不耐低氮型、低氮高效型、高氮高效型、雙低效耐低氮型和雙低效不耐低氮型，并鑒定得到供試品種的不同氮效率類型[10]。因此，針對(duì)品種特性開展特異性養(yǎng)分管理是提高產(chǎn)量并降低化學(xué)肥料等投入，節(jié)約種植成本的重要方式，是實(shí)現(xiàn)馬鈴薯綠色生產(chǎn)重要前提。

研究馬鈴薯新品種氮素利用特性，可為新基因挖掘提供基礎(chǔ)材料，為品種應(yīng)用提供養(yǎng)分精準(zhǔn)調(diào)控建議。本研究針對(duì)自主選育的兩個(gè)馬鈴薯品種，開展氮素養(yǎng)分利用特性研究。通過分析馬鈴薯生長(zhǎng)期間植株形態(tài)、光合特性、根系活力及氮素積累量等相關(guān)指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化，為篩選和培育馬鈴薯氮高效品種提供科學(xué)依據(jù)，也為不同氮效率品種科學(xué)合理施氮提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

馬鈴薯品種東農(nóng)322和東農(nóng)314，脫毒原種由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯研究所提供。薯塊重約50 g左右，整薯播種，兩個(gè)品種均為中晚熟加工型（炸片）品種，生育期為90 d左右（從出苗至莖葉枯黃）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯盆栽場(chǎng)進(jìn)行，選用內(nèi)徑33 cm、高60 cm控根器盆栽，埋入地下10 cm，盆栽土壤為黑土，土壤中水解性氮（N）、有效磷（P）、速效鉀（K）和有機(jī)質(zhì)含量分別為194.4、12.2、299和86.4 g·kg-1，全氮（N）0.206%，全磷（P）0.032%，全鉀（K）2.05%，土壤pH 6.53。

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。每個(gè)品種設(shè)置3個(gè)氮處理：N0（不施氮）、N1（常氮CK）、N2（高氮），各處理每盆施入尿素（N 46%）量分別為0、4.5和9 g；各處理每盆施入重過磷酸鈣（P2O544%）6 g，硫酸鉀（K2O 50%）6 g。每個(gè)處理種植30盆，每個(gè)重復(fù)10盆，其中5盆供生育期間取樣，5盆供收獲時(shí)測(cè)產(chǎn)。于2021年5月23日播種，6月14日出苗，10月3日收獲，其他管理同大田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)

株高和莖粗：于出苗后24 d時(shí)每重復(fù)隨機(jī)選取3株測(cè)定，取平均值。

1.3.2 干物質(zhì)量與氮素相關(guān)指標(biāo)

自苗期6月26日起每隔12 d取樣，每重復(fù)取1株植株，按根、莖、葉和塊莖分開，105℃下殺青30 min，80℃烘干至恒重并稱其干重，計(jì)算得干物質(zhì)量。將樣品粉碎保存，采用凱氏定氮法測(cè)定各器官氮含量。

干物質(zhì)含量（%）=干重/鮮重×100；

干物重（g·株-1）=鮮重×干物質(zhì)含量；

氮積累量（mg·株-1）=氮含量×干物質(zhì)重；

氮肥吸收利用率（%）=（施氮區(qū)植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）/氮肥用量×100；

氮肥農(nóng)學(xué)利用率（kg·kg-1）=（施氮區(qū)塊莖產(chǎn)量-空白區(qū)塊莖產(chǎn)量）/氮肥用量；

氮肥生理利用率（kg·kg-1）=（施氮區(qū)塊莖產(chǎn)量-空白區(qū)塊莖產(chǎn)量）/（施氮區(qū)植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）。

1.3.3 根系活力

自苗期6月26日起每隔12 d取樣，每重復(fù)取2 g植株側(cè)根，采用TTC法測(cè)定其根系活力[11]。

1.3.4 光合特性

于苗期6月26日起每隔12 d測(cè)定1次。

葉片凈光合速率（Pn）：采用XY-1101型光合作用測(cè)定系統(tǒng)，選擇晴天9:30～11:30測(cè)定。

SPAD值：采用葉綠素含量測(cè)定儀SPAD-502，測(cè)定各植株倒三功能葉片，每株測(cè)定3次后取平均值，作為葉綠素含量相對(duì)值。

1.3.5 產(chǎn)量

收獲時(shí)每重復(fù)按單株收獲，測(cè)定每株塊莖產(chǎn)量，取平均值作為單株產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種株高與莖粗的影響

由表1可知，東農(nóng)322株高在不同氮素處理下差異不顯著；常氮N1處理下莖粗顯著高于不施氮N0處理，高氮N2處理與其他兩個(gè)處理無顯著差異。東農(nóng)314株高在3個(gè)處理間差異顯著，常氮N1和高氮N2處理相對(duì)于不施氮N0處理株高有大幅增加，增幅分別達(dá)179.1%和243.1%；高氮N2處理比常氮N1處理株高增加23.1%；兩個(gè)施氮處理下莖粗均顯著高于無氮處理，增幅分別為59.8%和60.6%，但兩個(gè)施氮處理間莖粗差異不顯著。可見適度增施氮素可保證馬鈴薯植株正常生長(zhǎng)，但不同品種對(duì)增施氮素表現(xiàn)不同，東農(nóng)314對(duì)氮素較為敏感，隨施氮量增加株高顯著提高；東農(nóng)322莖粗僅在常氮處理下顯著大于不施氮處理，株高在3個(gè)處理間無顯著差異。

表1 供氮水平對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種形態(tài)指標(biāo)的影響Table 1 Effects of nitrogen supply level on morphological indices of two potato varieties

2.2 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種凈光合速率的影響

馬鈴薯葉片凈光合速率代表品種光合作用積累能力。由圖1可知，兩個(gè)品種葉片凈光合速率均呈先增后降趨勢(shì)，均在出苗后24 d達(dá)到峰值，隨后逐漸降低。東農(nóng)322施氮處理下凈光合速率在出苗后12～24 d時(shí)顯著大于不施氮N0處理，且兩個(gè)施氮處理間無顯著差異；東農(nóng)314施氮處理下凈光合速率在出苗后12～48 d時(shí)顯著大于不施氮N0處理，高氮N2處理下葉片凈光合速率在出苗后12～24 d顯著高于N1處理，且在出苗后24 d時(shí)差異最大，出苗后12和60 d時(shí)3個(gè)處理間無顯著差異。表明施氮量不同對(duì)兩個(gè)品種葉片凈光合速率影響不同，東農(nóng)322常氮N1處理下光合作用積累能力較強(qiáng)，而東農(nóng)314高氮N2處理下光合作用積累能力較強(qiáng)。馬鈴薯生育期后期由于葉片開始衰老，光合作用積累能力下降，各品種不同氮素處理下葉片凈光合速率表現(xiàn)趨近于同一水平。

圖1 兩個(gè)馬鈴薯品種生育期凈光合速率動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of net photosynthetic rate of two potato varieties during growth period

2.3 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種SPAD的影響

SPAD值體現(xiàn)作物葉片綠色程度，可代表馬鈴薯葉片葉綠素相對(duì)含量。各品種出苗后12～60 d SPAD值變化如圖2所示，隨生育進(jìn)程推移，SPAD值呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)。東農(nóng)322不施氮N0處理僅在出苗后24 d時(shí)顯著低于施氮處理，其余生育時(shí)期各處理間均差異不顯著；東農(nóng)314常氮N1處理SPAD值在生育中期下降速度較快，到生育后期與不施氮N0處理處于同一水平，而高氮N2處理SPAD值生育期間下降緩慢，生育后期顯著高于不施氮N0和常氮N1處理，說明高氮處理下東農(nóng)314葉片功能期延后，從而為生育后期塊莖生長(zhǎng)提供更多營養(yǎng)物質(zhì)。

圖2 兩個(gè)馬鈴薯品種生育期SPAD值動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamic changes of SPAD values of two potato varieties during growth period

2.4 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種根系活力的影響

馬鈴薯屬于淺根系作物，根系活力是與植株生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量表現(xiàn)均密切相關(guān)的重要生理指標(biāo)。由圖3可見，兩個(gè)品種根系活力均呈先小幅升高后逐漸降低趨勢(shì)，出苗后24 d時(shí)達(dá)到最大值，至生育后期逐漸降低至同一水平。兩個(gè)品種生育前期在施氮處理下根系活力明顯高于不施氮N0處理，東農(nóng)322根系活力僅在出苗后24 d時(shí)3個(gè)處理間差異顯著，其余時(shí)期無顯著差異；而東農(nóng)314根系活力在生育前期3個(gè)處理間差異顯著，表現(xiàn)為N2＞N1＞N0，在出苗后12～24 d東農(nóng)314施氮處理根系活力高于同處理的東農(nóng)322。

圖3 兩個(gè)馬鈴薯品種生育期根系活力動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes of root activities of two potato varieties during growth period

2.5 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種干物重的影響

兩個(gè)馬鈴薯品種不同氮素處理下各器官干物重變化如圖4所示。除東農(nóng)322高氮N2處理外，兩個(gè)品種根、莖、葉干物重均呈先升后降趨勢(shì)，其中東農(nóng)322根、莖、葉在不施氮N0和常氮N1處理下，出苗后48 d時(shí)干物重均達(dá)到最大值。東農(nóng)314根干物重表現(xiàn)為高氮N2處理出苗后24 d達(dá)到最大值，且在12～24 d時(shí)迅速升高，其不施氮N0和常氮N1處理出苗后36 d達(dá)到最大值；莖干物重表現(xiàn)為兩個(gè)施氮處理在出苗后36 d達(dá)到最大值，且高氮N2處理在12～24 d時(shí)迅速升高，不施氮處理在生育期均無明顯變化；葉干物重表現(xiàn)為高氮N2處理出苗后24 d達(dá)到最大值，常氮N1處理出苗后48 d達(dá)到最大值，不施氮N0處理則無明顯變化。東農(nóng)322在高氮N2處理下，根、莖、葉干物重在生育期均呈逐漸升高趨勢(shì)。

圖4 兩個(gè)馬鈴薯品種生育期各器官干物重動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamic change of dry matter weight in organs of two potato varieties during growth period

東農(nóng)322施氮處理下根、莖、葉干物重均顯著高于不施氮N0處理，根和葉干物重在出苗后12～36 d時(shí)常氮N1和高氮N2處理間無顯著差異，在出苗后48 d時(shí)常氮N1處理顯著大于高氮N2處理，出苗后60 d時(shí)高氮N2處理顯著大于常氮N1處理；莖干物重在出苗后24和60 d時(shí)高氮N2處理顯著大于常氮N1處理，其余時(shí)期兩個(gè)施氮處理間無顯著差異；其塊莖干物重在出苗后24～36 d 3個(gè)氮處理差異不顯著，但在出苗后48 d到收獲時(shí)期3個(gè)氮處理差異顯著，表現(xiàn)為N1＞N2＞N0。東農(nóng)314不同氮素處理下各部位干物重在出苗24 d后均差異顯著，表現(xiàn)為N2＞N1＞N0。

2.6 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種氮素指標(biāo)的影響

2.6.1 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種氮積累量的影響

氮積累量體現(xiàn)植株對(duì)氮素吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)與積累能力，是體現(xiàn)作物氮素利用效率有效指標(biāo)。由圖5可知，除高氮N2處理下東農(nóng)322葉氮積累量不同外，兩個(gè)品種根、莖、葉氮積累量在生育期間均呈先升后降趨勢(shì)，與干物重表現(xiàn)趨勢(shì)一致。最大氮積累量時(shí)期在不同處理間不同，東農(nóng)314在不施氮N0處理下莖和葉氮積累量在生育進(jìn)程中無變化，兩個(gè)馬鈴薯品種塊莖氮積累量在生育期間均呈逐漸增加趨勢(shì)。

圖5 兩個(gè)馬鈴薯品種生育期各器官氮積累量動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamic changes of nitrogen accumulation in organs of two potato varieties during growth period

不同氮素處理下，兩個(gè)品種根、莖、葉氮積累量在生育期間均表現(xiàn)為施氮處理顯著高于不施氮N0處理，但各品種兩個(gè)施氮處理間差異不同，東農(nóng)322根氮積累量在出苗后36 d和出苗后60 d時(shí)高氮N2處理顯著大于常氮N1處理，其余時(shí)期兩個(gè)處理間無顯著差異；莖氮積累量在出苗后24～48 d時(shí)3個(gè)氮處理間差異顯著，葉氮積累量?jī)H在出苗后60 d時(shí)高氮N2處理顯著大于常氮N1處理，其余時(shí)期兩個(gè)處理間無顯著差異；塊莖氮積累量在出苗后24 d時(shí)高氮N2處理顯著大于常氮N1和不施氮N0處理，在收獲時(shí)期施氮處理顯著大于不施氮N0處理，其余時(shí)期3個(gè)處理間均無顯著差異。東農(nóng)314各器官氮積累量在高氮N2處理下均顯著大于常氮N1處理，表明高氮處理顯著提高東農(nóng)314各器官氮素積累量，在不施氮條件下，同一生育時(shí)期東農(nóng)322各器官氮積累量均高于東農(nóng)314，說明東農(nóng)322在低氮條件下有較高氮吸收能力。

2.6.2 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種氮素利用率相關(guān)指標(biāo)的影響

由表2可知，東農(nóng)322氮肥吸收利用率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥生理利用率隨施氮量增加而降低，分別降低47.4%、58.6%和19.1%，其中氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率在處理間差異顯著。東農(nóng)314氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥生理利用率隨施氮量增加顯著降低，分別降低34.9%和40.9%，氮肥吸收利用率隨施氮量增加而顯著增加。

表2 供氮水平對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種氮素利用率的影響Table 2 Effects of nitrogen supply levels on nitrogen use efficiencies of two potato varieties

2.7 氮素供應(yīng)對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種產(chǎn)量的影響

由表3可知，東農(nóng)322兩個(gè)施氮處理下產(chǎn)量顯著高于N0處理，分別增產(chǎn)86.8%和71.1%，東農(nóng)314的3個(gè)處理之間產(chǎn)量均存在顯著差異，表現(xiàn)為N2＞N1＞N0，高氮N2處理分別比常氮N1和不施氮N0處理增產(chǎn)22.1%和388.2%，常氮N1處理比不施氮N0處理增產(chǎn)300%。表明適度增加施氮量可提高馬鈴薯產(chǎn)量，但不同品種對(duì)增施氮肥表現(xiàn)不同，東農(nóng)322在高氮條件下其產(chǎn)量受抑制，東農(nóng)314更適合高氮供給。由表4可知，在不施氮N0處理下東農(nóng)322產(chǎn)量顯著高于東農(nóng)314，在常氮N1處理下兩個(gè)品種產(chǎn)量無顯著差異，在高氮N2處理下東農(nóng)314產(chǎn)量顯著高于東農(nóng)322。

表3 供氮水平對(duì)兩個(gè)馬鈴薯品種產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of nitrogen supply levels on yield of two potato varieties

表4 相同供氮水平下兩個(gè)馬鈴薯品種產(chǎn)量差異Table 4 Yield difference of two potato varieties under the same nitrogen supply level

2.8 兩個(gè)馬鈴薯品種各指標(biāo)與產(chǎn)量相關(guān)性分析

由表5可知，出苗后24～60 d，馬鈴薯各器官干物重、氮積累量均與收獲時(shí)塊莖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，出苗后12 d時(shí)，根干物重與塊莖產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，莖葉干物重和各器官氮積累量與塊莖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。根系活力在生育前期（出苗后12～24 d內(nèi)）與塊莖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，出苗后36 d時(shí)與塊莖產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，生育后期相關(guān)不顯著。葉片凈光合速率在出苗后24～48 d內(nèi)與塊莖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，其他時(shí)期相關(guān)不顯著。SPAD值在出苗后12和36 d時(shí)與塊莖產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，在出苗后24 d時(shí)與塊莖產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。

表5 不同生育時(shí)期各指標(biāo)與產(chǎn)量相關(guān)分析Table 5 Correlation analysis of each index and yield in different growth periods

3 討論與結(jié)論

3.1 氮素與不同馬鈴薯品種生長(zhǎng)發(fā)育

研究表明，氮素提高可顯著增強(qiáng)馬鈴薯葉片凈光合速率、SPAD值及根系活力，提高馬鈴薯產(chǎn)量。根系是馬鈴薯吸收養(yǎng)分重要器官，根系活力強(qiáng)弱及變化影響植株生長(zhǎng)發(fā)育及葉綠素含量和光合作用。合理增施氮肥顯著增強(qiáng)水稻根系活力[12]，姚一華等研究表明，適宜施氮水平顯著提高木薯葉面積、葉片SPAD值以及凈光合速率[13]。氮肥施用有效增強(qiáng)馬鈴薯葉片光合作用，延長(zhǎng)生育期，增加植株光合作用時(shí)間，提高盛花期及塊莖膨大期光合速率，提高有機(jī)物儲(chǔ)藏，增加干物質(zhì)量[14]。王季春研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯在高氮水平下葉面積和凈光合速率明顯增加，莖葉生長(zhǎng)量、葉片面積及塊莖膨大速率也增加；在含氮水平低環(huán)境下，則不同程度降低[15]；過度增施氮肥使馬鈴薯葉片SPAD值達(dá)到平臺(tái)期后無明顯變化，抑制其光合作用能力。施氮量升高使分配到葉片光合器官中氮素比例下降，非光合組分比例上升，導(dǎo)致光合氮利用效率下降[16]。

本研究結(jié)果表明，兩個(gè)馬鈴薯品種葉片凈光合速率在生育期呈單峰曲線變化，且均在出苗后24 d時(shí)達(dá)到最大值，SPAD值在生育期呈逐漸下降趨勢(shì)。氮素水平提高均可增加兩個(gè)馬鈴薯品種凈光合速率和SPAD值，但品種表現(xiàn)不同，與阮琴妹等研究結(jié)果相似[17]。東農(nóng)322在常氮N1處理下光合作用積累能力較強(qiáng)，SPAD值達(dá)到平臺(tái)期后增施氮肥對(duì)其影響不明顯，高氮N2處理則抑制其光合作用積累能力，葉片凈光合速率降低。而東農(nóng)314在高氮N2處理下葉片凈光合速率和SPAD值最高。由此可見，施氮量增加雖可提高馬鈴薯葉片凈光合速率，但其上限主要取決于品種特性。因此，氮素水平對(duì)馬鈴薯葉片凈光合速率和SPAD的影響因其基因型不同導(dǎo)致凈光合速率表現(xiàn)不同。兩個(gè)品種根系活力表現(xiàn)大致相同，生育期呈先升后降趨勢(shì)，出苗后24 d時(shí)達(dá)到最大值，且均隨施氮水平增加而提高，但在生育前期施氮量增加對(duì)東農(nóng)314根系活力增幅較大。兩個(gè)品種各器官干物重生育期變化趨勢(shì)與其凈光合速率和SPAD值相同，但東農(nóng)322高氮N2處理下各部位干物重在生育期呈上升趨勢(shì)，表明增施氮肥使該品種植株生長(zhǎng)期延長(zhǎng)。

植株株高、莖粗、主莖數(shù)等是作物生長(zhǎng)發(fā)育外在形態(tài)表現(xiàn)，是衡量其長(zhǎng)勢(shì)重要指標(biāo)。李宏光和蔣勇等研究表明，適當(dāng)增施氮肥顯著增加植株株高、莖粗及主莖數(shù)[18-19]，本試驗(yàn)中株高與莖粗整體表現(xiàn)為隨施氮量增加而增加，但因品種不同其表現(xiàn)也不同，東農(nóng)322株高氮處理差異不顯著，常氮N1處理莖粗顯著高于不施氮N0和高氮N2處理，不施氮N0和高氮N2處理間無顯著差異；東農(nóng)314株高則表現(xiàn)為氮處理差異顯著。

3.2 氮素與不同馬鈴薯品種氮素積累量、氮素利用率和產(chǎn)量

適度增施氮肥提高馬鈴薯氮積累量，且不同氮效率品種間存在顯著差異，程紅研究表明馬鈴薯氮高效品種的氮素累積量高于氮低效品種[20]，矯嬌嬌等研究結(jié)果表明，不同基因型馬鈴薯隨供氮水平提高氮素積累量和含氮量逐漸增加[21]。本試驗(yàn)研究中，兩個(gè)馬鈴薯品種根、莖、葉氮積累量在生育期間均呈先升后降趨勢(shì)。但其最大氮積累量時(shí)期在不同處理間也不同，表明增施氮肥可能影響馬鈴薯最大氮積累量的時(shí)期，但因其品種不同導(dǎo)致其反應(yīng)不同。東農(nóng)322各部位氮積累量在兩個(gè)施氮處理下均顯著高于不施氮N0處理，高氮條件下根和莖氮素積累量在某時(shí)期顯著增加，而葉片和塊莖氮素積累量在高氮條件下無顯著差異，表明東農(nóng)322在高氮條件下對(duì)氮素吸收能力較強(qiáng)，但因形態(tài)特征、光合及產(chǎn)量等指標(biāo)并無顯著增加，說明其對(duì)氮素轉(zhuǎn)運(yùn)和利用能力較弱；東農(nóng)314各器官氮積累量隨氮素水平提高而增加，且3個(gè)處理間差異顯著。因基因型不同導(dǎo)致氮積累量增加的表現(xiàn)不同，與矯嬌嬌等研究結(jié)果一致。

在氮素利用率方面，東農(nóng)322相關(guān)指標(biāo)均隨施氮量增加而降低，其中氮肥吸收利用率和氮肥農(nóng)學(xué)利用率差異顯著。東農(nóng)314氮肥吸收利用率隨施氮量增加而顯著提高，而氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥生理利用率卻顯著降低；東農(nóng)314在高氮條件下有較高氮素吸收效率，而東農(nóng)322與東農(nóng)314相比，僅依靠基礎(chǔ)肥力條件下仍保持較高產(chǎn)量，由此可見，東農(nóng)322在低氮條件下仍保持較高氮素利用效率，獲得較高產(chǎn)量。

增施氮肥和選育氮高效品種最終目的是在保持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展條件下節(jié)省成本，提高產(chǎn)量。本試驗(yàn)研究中，隨氮素水平提高，兩個(gè)品種產(chǎn)量均顯著提高，但兩個(gè)品種產(chǎn)量增加表現(xiàn)不同，東農(nóng)322各處理間產(chǎn)量表現(xiàn)為N1=N2＞N0，東農(nóng)314則表現(xiàn)為N2＞N1＞N0。兩個(gè)品種同處理間產(chǎn)量對(duì)比結(jié)果為：東農(nóng)322在不施氮條件下產(chǎn)量顯著高于東農(nóng)314，東農(nóng)314在高氮條件下產(chǎn)量顯著高于東農(nóng)322，常氮條件下兩個(gè)品種產(chǎn)量無顯著差異。

在植株生長(zhǎng)過程中，各個(gè)指標(biāo)在不同時(shí)期代表含義不同，SPAD值和根系活力在生育前期均與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，凈光合速率在生育中期（出苗后24～48 d）與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，全生育期各部位干物重和氮積累量均與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。通過對(duì)不同生長(zhǎng)階段各指標(biāo)與產(chǎn)量開展相關(guān)性分析，可確定不同品種生長(zhǎng)規(guī)律和特點(diǎn)，明確影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，且可發(fā)現(xiàn)相關(guān)指標(biāo)最佳測(cè)量時(shí)期，為后續(xù)研究提供便利。

綜上所述，氮素水平提升導(dǎo)致馬鈴薯生育期延長(zhǎng)，且由于品種基因型不同導(dǎo)致氮素水平提升對(duì)兩個(gè)品種各器官最大氮積累量時(shí)期均有不同程度影響，可使其提前或延后。氮素水平提升也顯著影響各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)，東農(nóng)322在常氮處理下各指標(biāo)均顯著高于不施氮處理，且多數(shù)指標(biāo)與高氮處理無顯著差異，甚至在高氮處理下受抑制，在不施氮與常氮處理下產(chǎn)量均高于同處理的東農(nóng)314，屬于低氮高效型品種；東農(nóng)314在高氮處理下各指標(biāo)均顯著高于常氮和不施氮處理，產(chǎn)量也高于同處理的東農(nóng)322，屬于高氮高效型品種。不同基因型品種不僅氮效率不同，其品質(zhì)和用途也不同，通過研究不同品種氮效率，可針對(duì)不同品種用途和氮素利用特性，采取合理栽培措施，在保持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展同時(shí)達(dá)到節(jié)省成本、提高產(chǎn)量的目的。