硝化/脲酶抑制劑對半干旱區(qū)馬鈴薯土壤氮素利用的影響

摘"" 要"" 通過盆栽試驗，研究硝化/脲酶抑制劑對半干旱區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)中減氮增效提質(zhì)的影響，為馬鈴薯綠色種植的氮素管理提供新思路。采用雙因素試驗設(shè)計，設(shè)置4個施氮量與4種硝化/脲酶抑制劑配施處理方式，研究對馬鈴薯植株光合作用、產(chǎn)量、土壤氮素含量等的影響。研究發(fā)現(xiàn)，硝化/脲酶抑制劑配施可降低葉片中硝態(tài)氮含量，增加硝酸還原酶活性，降低土壤在高氮水平（N4）下氮素含量，提高凈光合速率和葉綠素含量，顯著提高干物質(zhì)累積和產(chǎn)量，在高氮（120 kg/hm2）水平下，硝化/脲酶抑制劑的作用效果為T1（NBPT）gt;T2（DCD）gt;T3（CP）。

關(guān)鍵詞"" 硝化/脲酶抑制劑;馬鈴薯;土壤氮素;產(chǎn)量

丁卓瑪，甘肅省定西市安定區(qū)園藝工作站，郵編743000。

收稿日期：2024-02-01

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.），我國重要糧食作物之一，其耐寒耐旱性強、土壤適應(yīng)性廣、種植收獲周期短以及后期延伸服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈長等特點，在我國較多地區(qū)種植，且已成為鄉(xiāng)村振興和農(nóng)民脫貧的重要農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)。馬鈴薯作為喜肥作物，對氮素需求量大且敏感度高，在塊莖期對氮素吸收速率出現(xiàn)單峰增長曲線，而氮肥施用于耕地中，需要7～14 d土壤中可吸收氮素才會達到最高水平，與馬鈴薯實際需肥存在較大時間差異。

"肥料氮素利用率低主要是施用于土壤中氮素形態(tài)轉(zhuǎn)變和氮素流失較快以及氨揮發(fā)過快造成。硝化抑制劑可減緩?fù)寥乐袖@態(tài)氮轉(zhuǎn)向硝態(tài)氮的過程。脲酶抑制劑通過延緩施入土壤中尿素的水解過程，來降低土壤中氨的揮發(fā)。研究發(fā)現(xiàn)，硝化/脲酶抑制劑可有效提高植株氮素利用率，增加作物產(chǎn)量，顯著增加植株葉綠素水平和光合作用。

甘肅定西安定區(qū)作為我國主要的馬鈴薯生產(chǎn)和加工基地，經(jīng)過多年規(guī)?；N植，造成了現(xiàn)階段馬鈴薯生產(chǎn)中氮素利用率不斷降低，加大了農(nóng)戶生產(chǎn)成本。當(dāng)前關(guān)于硝化/脲酶抑制劑的研究主要通過控制施氮水平不變的情況下，探究硝化/脲酶抑制劑對氮素利用的影響。因此，本研究將在保證作物產(chǎn)量的前提下通過硝化/脲酶抑制劑減少氮素?fù)p耗，提高半干旱區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)中的氮素利用率。

1"" 試驗材料與方法

1.1"" 試驗材料"" 供試馬鈴薯為定西當(dāng)?shù)刂髟云贩N“大西洋”。

1.2"" 試驗設(shè)計"" 試驗于2023年4月1日在定西內(nèi)官鎮(zhèn)溫室大棚內(nèi)進行，盆栽，花盆直徑40 cm，高35 cm，基質(zhì)使用珍珠巖與定西黃土母質(zhì)土壤按1 ∶ 1體積混合，混合基質(zhì)理化性質(zhì)見表1。

試驗采用施氮水平（N）和硝化/脲酶抑制劑（T）雙因素設(shè)計，施氮水平（N）以1 hm2施氮量設(shè)4個氮層次：N1（30 kg/hm2）、N2（60 kg/hm2）、N3（90 kg/hm2）和N4（120 kg/hm2）表示。每盆分別施入過磷酸鈣12.5 g和硫酸鉀22.5 g作為基肥，其中氮肥也以基肥一次施用;硝化/脲酶抑制劑（T）設(shè)4個處理：CK（不添加抑制劑）、T1（NBPT，N-丁基硫代磷酰三胺）、T2（DCD，雙氰胺）和T3（CP，2-氯-6-三氯甲基砒啶），其中T1、T2和T3的施用量分別為氮水平（N）量的1%、1%和0.1%。試驗共設(shè)16組處理，重復(fù)3次，10盆為1次重復(fù)，每盆播種4株，播種深度5 cm。

1.3"" 測定指標(biāo)

干物質(zhì)量：馬鈴薯塊莖形成期和成熟期取樣烘干測定;

葉片氮含量：取馬鈴薯功能葉葉片，通過水楊酸-硫酸法測定葉片硝態(tài)氮含量，對氨基苯磺酰胺比色法測定葉片硝酸還原酶含量;

土壤氮含量：取馬鈴薯根系周圍土壤，自然陰干，通過紫外分光光度法測定硝態(tài)氮含量;

光合指標(biāo)：使用Li-6400光合儀對馬鈴薯葉片光合速率進行測定，使用SPAD-501葉綠素測定儀檢測葉片的SPAD值。

2"" 結(jié)果與分析

2.1"" 對馬鈴薯種植土壤硝態(tài)氮的影響"" 馬鈴薯塊莖形成期，隨著施氮量的逐漸增加，T1、T2和T3處理下硝態(tài)氮含量出現(xiàn)增長現(xiàn)象。在塊莖成熟期，T2處理在N4水平下硝態(tài)氮含量最高，且與其他處理差異顯著;T1和T3處理均在N2水平下硝態(tài)含量達到最大，且與其他處理具有顯著性差異（表2）。

2.2"" 對馬鈴薯葉片硝態(tài)氮和硝酸還原酶的影響"" 在T1N4水平下，馬鈴薯葉片中硝態(tài)氮含量在塊莖形成期和成熟期均顯著性高于其他處理;在CKN4水平下馬鈴薯葉片中硝酸還原酶活性含量在塊莖形成期顯著大于塊莖成熟期，表明隨著馬鈴薯生長發(fā)育的進行，硝化/脲酶抑制劑的轉(zhuǎn)化效率會逐漸降低（圖1）。

2.3"" 對馬鈴薯光合作用的影響"" 在不同施氮水平下，添加硝化/脲酶抑制劑處理馬鈴薯葉面積均高于CK，且T1處理在N1、N2、N3和N4水平下均顯著高于CK，T2、T3處理在N2、N4水平下顯著高于CK（表3）。硝化/脲酶抑制劑對馬鈴薯植株凈光合速率和葉綠素含量的影響較低，對葉面積的增加有顯著影響，其影響效果為T1gt;T2gt;T3。

2.4"" 對馬鈴薯干物質(zhì)量的影響"" 硝化/脲酶抑制劑在不同施氮水平下均能提高馬鈴薯干物質(zhì)（表4）。在塊莖形成期，與CK相比，T1、T2和T3均在不同施氮量下對馬鈴薯干物質(zhì)量增加有影響，且在N4水平下分別增加267%、242.5%和108.5%，且差異顯著。在塊莖成熟期，硝化/脲酶抑制劑在不同施氮量下對馬鈴薯干物質(zhì)量影響為：T1gt;T2gt;T3。

時期

2.5"" 對馬鈴薯產(chǎn)量的影響"" 在T1下，隨著施氮量的增加產(chǎn)量增加，且在高氮（N4）水平下產(chǎn)量最佳;T2處理在低氮水平下產(chǎn)量較CK增加顯著，但在高氮（N4）水平下低于T1（圖2）。

3"" 討論與結(jié)論

硝態(tài)氮是馬鈴薯生長中主要的形式，通過測量植物葉片中硝態(tài)氮的含量可以直接反映出土壤中氮素利用率。研究發(fā)現(xiàn)，在蔬菜作物生長中添加硝化/脲酶抑制劑可以減少化肥的使用且有效提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗發(fā)現(xiàn)，T3處理可有效降低馬鈴薯高氮（N4）下葉片硝酸鹽含量。研究發(fā)現(xiàn)，添加硝化/脲酶抑制劑可有效降低高氮水平下土壤中氨濃度，提高作物幼苗成活率;石艷星在研究番茄發(fā)現(xiàn)，添加硝化/脲酶抑制劑可顯著降低土壤中銨態(tài)氮含量，生長后期土壤中硝態(tài)氮含量顯著低于常規(guī)尿素施用。本試驗發(fā)現(xiàn)，T1處理在高氮（N4）水平下可顯著降低馬鈴薯生長后期土壤中氮素含量。研究認(rèn)為，馬鈴薯產(chǎn)量和光合之間呈正相關(guān)，95%干物質(zhì)累積來源于光合產(chǎn)物。但本試驗發(fā)現(xiàn)，T1處理對馬鈴薯不同氮水平下光合和葉綠素含量無顯著影響，且在生長后期出現(xiàn)顯著增加馬鈴薯葉面積作用。黃強等在研究尿素對馬鈴薯產(chǎn)量影響時發(fā)現(xiàn)，配施硝化/脲酶抑制劑可顯著增加馬鈴薯干物質(zhì)和產(chǎn)量。陳序根等在研究番茄發(fā)現(xiàn)，較常規(guī)施肥，配施硝化/脲酶抑制劑可顯著增加番茄干物質(zhì)量31.4%。相同研究在花生和小麥中均有報道，均認(rèn)為配施硝化/脲酶抑制劑可顯著增加作物產(chǎn)量和干物質(zhì)累積，且對作物后期生長有促進作用。本試驗發(fā)現(xiàn)，T1處理對馬鈴薯干物質(zhì)和產(chǎn)量的增加作用隨著施氮量的增加和施氮時間的增加提高效果較為明顯。

配施硝化/脲酶抑制劑能降低種植后期馬鈴薯土壤中氮素含量和葉片中硝態(tài)氮含量，從而有效提高馬鈴薯在不同氮水平下的干物質(zhì)的積累等。綜" 合各方面指標(biāo)，N-丁基硫代磷酰三胺（NBPT，T1）處理表現(xiàn)最優(yōu)，可有效降低氮素?fù)p耗，提高馬鈴薯產(chǎn)量。

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