追肥對馬鈴薯農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

張成龍，謝雪瑩，張麗莉，石 瑛*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.寒地糧食作物種質(zhì)創(chuàng)新與生理生態(tài)教育部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150030）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是茄科（Solanaceae）茄屬（Solanum）一年生草本植物，又名洋芋、土豆、山藥蛋。明朝萬歷年間馬鈴薯由歐洲傳入中國，至今已有400 多年的栽培歷史[1]。2021 年中國馬鈴薯播種面積為421.8 萬hm2，占全球的26.6%，鮮薯總產(chǎn)量為7 823.7 萬t，占世界的21.8%，位居世界第一[2]。肥料是提高土壤肥力、調(diào)節(jié)植株生長發(fā)育、提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。馬鈴薯對氮吸收較早，對鉀吸收較遲，對磷吸收較慢、較少。充足的氮素可以使馬鈴薯莖葉繁茂、葉色深綠、葉面積系數(shù)增加、光合作用強度增強[3,4]，塊莖膨大期對氮的吸收達(dá)到最大值[5]。因此，利用中耕追肥栽培模式，不僅能推動馬鈴薯植株生長和根系發(fā)育，還能提高肥料利用率，提高總產(chǎn)量與商品薯率[6]。與常規(guī)根部施肥相比，葉面施肥具有快速、高效、操作簡單和減少施肥總量等優(yōu)勢[7]，因而合理施用葉面肥對提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。常見的葉面肥種類有腐植酸、有機質(zhì)、微量元素等[8]，湯云川等[9]研究追施水溶性生物腐植酸有機肥對馬鈴薯產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，在馬鈴薯現(xiàn)蕾期后，連續(xù)噴施水溶性生物腐植酸有機肥能起到增產(chǎn)、增收的效果。昝亞玲等[10]使用土施或結(jié)合葉面噴施微肥后玉米和大豆籽粒中硒、鋅、鐵含量明顯增加，大白菜[11]、花生[12]、甜菜[13]等農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)也隨著微量元素的噴施而得到顯著提升。本試驗對5 種追肥處理進(jìn)行比較，為馬鈴薯追肥種類的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022 年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)向陽試驗示范基地馬鈴薯試驗地進(jìn)行。向陽試驗示范基地位于黑龍江省南部地區(qū)，屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，晝夜溫差大，全年平均降水量569.1 mm，降水主要集中在6～9月。土壤類型為淋溶黑鈣土，試驗地前茬為大豆，土壤肥力水平見表1。

表1 土壤肥力水平Table 1 Soil fertility levels

1.2 試驗材料

馬鈴薯鮮食型品種‘東農(nóng)312’和加工型品種‘東農(nóng)321’，種薯級別為原種，選用無病害侵染且大小均勻一致的種薯切塊種植，切塊重約50 g，由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯研究所提供。供試化肥為市售尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%，P2O546%）和硫酸鉀（K2O 50%），3 種葉面肥主要成分分別為腐植酸、有機質(zhì)和微量元素Zn、Mn。

1.3 試驗設(shè)計

對2 個品種分別采用單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計，單因素為追肥處理。常規(guī)追肥為對照，4個追肥處理（表2），每個處理3次重復(fù)。每小區(qū)種植5行，行長5 m，壟距0.8 m，栽培密度為5.1 萬株/hm2?；剩耗蛩兀∟ 120 kg/hm2）、磷酸二銨（N 43 kg/hm2，P2O5110 kg/hm2）和硫酸鉀（K2O 140 kg/hm2）?；试诓シN時（5月9日）開溝一次性施入，5種追肥于現(xiàn)蕾期施入，葉面肥每7 d 噴施1 次，連續(xù)2 次。于2022年5月9日播種，9月26日收獲。

表2 追肥試驗設(shè)計Table 2 Experimental design of topdressing test

1.4 數(shù)據(jù)采集

1.4.1 農(nóng)藝性狀采集

試驗在馬鈴薯苗期（T1）、現(xiàn)蕾期（T2）、初花期（T3）、盛花期（T4）和終花期（T5）進(jìn)行農(nóng)藝性狀的調(diào)查。

調(diào)查時，每個小區(qū)隨機選取15 株馬鈴薯植株測量其農(nóng)藝性狀。

（1）株高：用直尺測量植株從土壤表面到主莖頂端的高度（cm），精確到0.1 cm。

（2）莖粗：用電子游標(biāo)卡尺測量植株最粗莖的直徑（mm），精確到0.01 mm。

（3）SPAD 值：采用SPAD-502 Plus 葉綠素儀對植株進(jìn)行測定，葉片選取為倒三、倒四功能葉片，測量3次并取平均值。

（4）冠層覆蓋度：采用Canopeo 軟件對植株進(jìn)行拍照測量，測量時手機平行于地面，在距離地面60～70 cm處進(jìn)行拍照記錄。

1.4.2 產(chǎn)量性狀測定

收獲時對馬鈴薯產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)查，每小區(qū)去除兩側(cè)邊際行，從中間3行中，每行隨機選取15株測定單株結(jié)薯數(shù)、單株產(chǎn)量、商品薯（重量＞75 g）數(shù)和商品薯產(chǎn)量，并計算單薯重和公頃產(chǎn)量。

單薯重（g）=單株產(chǎn)量/單株薯數(shù)

1.4.3 品質(zhì)性狀測定

（1）干物質(zhì)含量：采用烘干法[14]測定干物質(zhì)含量。記錄鮮重、干重，計算出干物質(zhì)含量。將烘干后的樣品用粉碎機粉碎，過篩，密封干燥下保存，用于后續(xù)其他品質(zhì)指標(biāo)的測定。

干物質(zhì)含量（%）=干重/鮮重×100

（2）淀粉含量：采用碘比色法[14]對樣品進(jìn)行淀粉含量測定。

（3）粗蛋白含量：采用近紅外光譜分析法[15]對樣品進(jìn)行粗蛋白含量測定。

（4）維生素C含量：采用2,6-二氯靛酚（2,6-D）滴定法[16]對樣品進(jìn)行維生素C含量測定。

（5）還原糖含量：采用3,5-二硝基水楊酸比色法[17]對樣品進(jìn)行還原糖含量測定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

數(shù)據(jù)處理與作圖使用Microsoft Excel 2019 軟件。使用DPS 7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用最小顯著差數(shù)（Least significant difference，LSD）法進(jìn)行處理間差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 追肥對馬鈴薯農(nóng)藝性狀的影響

在初花期，‘東農(nóng)312’株高、莖粗、SPAD 值和冠層覆蓋度受追肥處理影響達(dá)到顯著或極顯著水平，‘東農(nóng)321’莖粗、SPAD 值和冠層覆蓋度受追肥處理影響極顯著；在盛花期和終花期追肥處理對2 個品種的株高、莖粗和SPAD 值均有顯著或極顯著的影響（表3）。

表3 不同追肥處理下各生育時期2個馬鈴薯品種農(nóng)藝性狀方差分析（F值）Table 3 Analysis of variance for agronomic character of two potato varieties under different topdressing treatments(F value)

2.1.1 追肥對馬鈴薯株高的影響

在盛花期，‘東農(nóng)312’的CK（對照組）和C3 處理株高增長較快，各追肥處理間表現(xiàn)為C3＞CK＞C4＞C1＞C2，C3 處理株高最大，為72.15 cm，與CK 相比增長了6.11%。C2 處理株高最小，且顯著低于其他處理，為64.38 cm?！畺|農(nóng)321’的C1 和C2處理對株高促進(jìn)作用明顯，與CK相比，C1、C2和C4 處理均有提升，且C1 處理與CK 相比差異達(dá)到顯著水平，增幅為9.59%。在終花期，除‘東農(nóng)312’的CK、C2和C4處理及‘東農(nóng)321’的C2處理株高略有上升外，其他處理下2個品種株高均有所下降（圖1）。

圖1 不同追肥處理下2個馬鈴薯品種株高的動態(tài)變化Figure 1 Dynamic changes of plant height of two potato varieties under different topdressing treatments

2.1.2 追肥對馬鈴薯莖粗的影響

生育期內(nèi)馬鈴薯莖粗隨著生育時期的推進(jìn)，莖粗呈上升趨勢，且追肥后增幅變大。在初花期，‘東農(nóng)312’在各處理下株高均顯著低于CK，C1、C3 和C4 處理間差異不顯著，均為12 mm 左右；‘東農(nóng)321’與CK 相比，C1 和C2 處理莖粗顯著增大，增幅分別為12.90%和5.57%。在盛花期，‘東農(nóng)312’的C3、C4 和CK 處理間無顯著差異，C2 處理與CK 相比顯著降低，減小15.34%；‘東農(nóng)321’的C1顯著高于其他處理，為13.02 mm，C2處理略高于CK，C3 和C4 處理與CK 相比顯著降低。在終花期，各處理下2 個品種莖粗差異基本趨于穩(wěn)定（圖2）。

圖2 不同追肥處理下2個馬鈴薯品種莖粗的動態(tài)變化Figure 2 Dynamic changes of stem diameter of two potato varieties under different topdressing treatment

2.1.3 追肥對馬鈴薯SPAD值的影響

隨著生育期的推進(jìn)，SPAD 值呈下降趨勢。在初花期，各追肥處理對2 個品種SPAD 值影響達(dá)到顯著水平，‘東農(nóng)312’在C4 處理下顯著高于CK，增幅為5.54%，C2 處理與CK 相比顯著降低，僅為40.04；‘東農(nóng)321’的C3、C4和CK處理較高，均在46 以上，與CK 相比，C1 和C2 處理顯著降低，降幅分別為3.73%和11.52%。在盛花期，‘東農(nóng)312’的C3、C4和CK處理較高，SPAD值在43以上，C1和C2 與CK 相比顯著降低；‘東農(nóng)321’的C3 和CK處理顯著高于其他處理，SPAD 值分別為43.60 和44.68。在終花期，‘東農(nóng)312’除C3 處理外，其他處理下降速度均較快；‘東農(nóng)321’的C3 處理顯著高于其他處理，與CK相比增加了6.79%，SPAD值為40.69（圖3）。

圖3 不同追肥處理下2個馬鈴薯品種SPAD值的動態(tài)變化Figure 3 Dynamic changes of SPAD value of two potato varieties under different topdressing treatments

2.1.4 追肥對馬鈴薯冠層覆蓋度的影響

馬鈴薯冠層覆蓋度隨生育期的推進(jìn)呈逐漸上升趨勢，在盛花期冠層覆蓋度基本穩(wěn)定?！畺|農(nóng)312’在初花期冠層覆蓋度表現(xiàn)為CK＞C3＞C4＞C1＞C2，C3 和C4 處理略低于CK，分別為85.34%和83.73%，且三者間差異不顯著；C1和C2處理冠層覆蓋度較小，為79.29%。初花期，‘東農(nóng)321’的C1 和C2 處理冠層覆蓋度較高，與CK 相比分別增加了10.85%和7.92%；C3、C4和CK間差異不顯著，均低于80%（圖4）。

T圖1 4 T不2 同追T3肥 處T理4 下2T個5 馬鈴薯品T種1 冠層T2覆 蓋T度3 的動T態(tài)4 變化T5Figure 4 Dynamic changes of canopy cover of two potato varieties under different topdressing treatments

2.2 追肥對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

不同追肥處理對‘東農(nóng)312’和‘東農(nóng)321’產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量影響均達(dá)到顯著水平?！畺|農(nóng)312’的C3 處理產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量表現(xiàn)較好，分別為54 748 和43 832 kg/hm2，產(chǎn)量較CK 增長3.43%，商品薯產(chǎn)量與CK 基本相同。C4 處理產(chǎn)量略低于CK，為51 919 kg/hm2，商品薯產(chǎn)量與CK 相比下降達(dá)到顯著水平。C1、C2處理下，與CK相比產(chǎn)量均降低，降幅分別為6.89%和15.01%，C2 處理和CK差異顯著；商品薯產(chǎn)量均低于39 000 kg/hm2?！畺|農(nóng)321’在C1 和C2 處理下產(chǎn)量有所提升，與CK 相比分別增產(chǎn)8.50%和5.62%，C1處理下商品薯產(chǎn)量顯著上升，相比于CK 增產(chǎn)12.83%，其他各追肥處理商品薯產(chǎn)量均未超過33 000 kg/hm2。C3、C4處理和CK 產(chǎn)量差異未達(dá)到顯著水平，在45 973～47 932 kg/hm2。從產(chǎn)量構(gòu)成因素上看，‘東農(nóng)312’在C3處理下單株結(jié)薯數(shù)較高，為12.4個，C3和C4處理單株結(jié)薯數(shù)與CK 無顯著差異。C1 和C2 處理下單株結(jié)薯數(shù)均顯著低于CK，分別為10.6 和9.9 個，各追肥處理間單薯重差異不顯著?！畺|農(nóng)321’在C2和C4處理下單株結(jié)薯數(shù)提升較大，顯著高于CK，分別增長了15.81%和19.05%，但C4 處理的單薯重較低，各追肥處理間除C4 處理外均達(dá)到100 g以上（表4）。

表4 不同追肥處理對2個馬鈴薯品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 4 Effects of different topdressing treatments on yield and its component factors of two potato varieties

2.3 追肥對馬鈴薯塊莖品質(zhì)的影響

各追肥處理對2個品種塊莖干物質(zhì)、淀粉、粗蛋白、維生素C和還原糖含量的影響均達(dá)到顯著水平。‘東農(nóng)312’的C1處理干物質(zhì)、粗蛋白和還原糖含量較低，但淀粉和維生素C 含量顯著高于CK，分別為15.91%和10.13 mg/100 g；C2處理僅蛋白質(zhì)含量相對較高，為2.08%，但仍低于CK；C3 處理下干物質(zhì)和淀粉含量均較高，且淀粉含量為16.25%，顯著高于其他處理，與CK 相比增長了5.72%，但粗蛋白含量較低，僅為1.85%；C4 處理下各項品質(zhì)性狀表現(xiàn)較均衡，干物質(zhì)和維生素C含量與CK相比無顯著差異，淀粉含量高于CK，增長了3.43%?！畺|農(nóng)321’在C1 處理下還原糖含量與CK相比顯著降低，僅為0.15%，且維生素C含量為10.30 mg/100 g，顯著高于其他處理；C2 處理各項品質(zhì)指標(biāo)均顯著低于CK；C3 和C4 處理下，‘東農(nóng)321’的干物質(zhì)、淀粉和還原糖含量基本相同，且均與CK無顯著差異，維生素C含量均高于CK（表5）。

表5 不同追肥處理對2個馬鈴薯品種塊莖品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different topdressing treatments on tuber quality of two potato varieties

3 討 論

馬鈴薯對不同養(yǎng)分的吸收量、吸收時期、利用效率均不同，因此科學(xué)追施肥料是馬鈴薯莖葉繁茂、根系健康發(fā)育、產(chǎn)量及肥料利用率協(xié)同提高的措施。但生產(chǎn)中化肥施用量持續(xù)增加，且過量使用化肥帶來的危害已開始凸顯。土壤有機質(zhì)的減少、土壤生產(chǎn)力的衰退以及化肥利用率的下降等已經(jīng)成為作物產(chǎn)量提高的關(guān)鍵性限制因子[18]。因此，為減少化肥的不合理施入，同時保證作物產(chǎn)量的提升，可以通過葉面施肥的方式來起到節(jié)肥增產(chǎn)的作用[19]。在馬鈴薯生長發(fā)育過程中，還需要關(guān)注微量元素的施入，適量噴施微量肥料對馬鈴薯的生長有促進(jìn)作用。梁帥等[20]研究表明，施加腐植酸和微量元素可以增強馬鈴薯抵抗不良環(huán)境的抗性并延緩葉片衰老，從而提高馬鈴薯產(chǎn)量和商品薯率。噴施微肥可以增加塊莖中淀粉、還原糖、維生素C含量[21]。本研究中，追施有機質(zhì)和鋅、錳對‘東農(nóng)312’植株生長起到促進(jìn)作用，株高和SPAD值均有上升，并且顯著提高了馬鈴薯塊莖中淀粉的含量。施用有機肥料同樣可提高稻谷產(chǎn)量[22]、能促進(jìn)西瓜生長、提高西瓜果實產(chǎn)量[23]。本試驗中噴施腐植酸和有機質(zhì)對‘東農(nóng)321’產(chǎn)量無顯著影響；減氮追肥對‘東農(nóng)321’產(chǎn)量有促進(jìn)作用。追肥時期通過用噴施葉面肥的方式替代傳統(tǒng)化肥追施的方式，能夠維持馬鈴薯產(chǎn)量。

合理追肥能有效提高塊莖淀粉、蛋白質(zhì)和維生素C 含量[24]。郝智勇[25]研究發(fā)現(xiàn)，噴施中微量元素顯著提高了馬鈴薯產(chǎn)量以及淀粉、蛋白質(zhì)和總糖含量。本試驗研究結(jié)果顯示，不同肥料處理對馬鈴薯品質(zhì)具有一定的影響。各追肥處理中，追施有機質(zhì)和鋅、錳微量元素，可以顯著提高‘東農(nóng)312’塊莖中淀粉含量，減氮追肥處理后，其維生素C含量最高。白雪[26]發(fā)現(xiàn)，噴施腐植酸后馬鈴薯淀粉和粗蛋白等含量均有顯著提高，而本試驗中施加腐植酸對馬鈴薯塊莖品質(zhì)指標(biāo)提升效果不顯著，且干物質(zhì)和淀粉含量有所降低。張愛華等[27]研究結(jié)果表明，僅部分腐植酸復(fù)合肥對馬鈴薯品質(zhì)有促進(jìn)作用，因此，這可能與其試驗所用的腐植酸種類與本試驗不同有關(guān)。綜合分析表明，追施葉面肥可以改善塊莖中干物質(zhì)、淀粉、維生素C、還原糖和蛋白質(zhì)含量，提高馬鈴薯品質(zhì)。