大中微量元素配施對隴薯5號養(yǎng)分吸收及品質(zhì)的影響

羅愛花，陸立銀，王一航

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所，蘭州，730070）

大中微量元素配施對隴薯5號養(yǎng)分吸收及品質(zhì)的影響

羅愛花，陸立銀，王一航

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所，蘭州，730070）

在隴中高寒陰濕區(qū)研究大中微量元素配施對馬鈴薯隴薯5號NPK吸收規(guī)律的影響。研究結(jié)果表明，生育階段不同養(yǎng)分在隴薯5號各器官中的分配比例不同，生育期單株氮磷鉀養(yǎng)分吸收速率呈單峰曲線。生育前期吸收的養(yǎng)分主要分配在莖葉中；塊莖膨大期，養(yǎng)分在莖葉和塊莖中的分配約為8∶2；成熟期，塊莖中氮磷鉀的比例分別約為50%，65%，60%。出苗后45 d，65～75 d分別是馬鈴薯隴薯5號P、NK需求關(guān)鍵期。此外，NPK+微量元素配施可以提高馬鈴薯塊莖干物質(zhì)、粗淀粉、VC、粗蛋白含量，提高馬鈴薯產(chǎn)量，說明均衡施肥可實現(xiàn)馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

馬鈴薯；隴薯5號；大中微量元素；氮磷鉀；養(yǎng)分吸收；品質(zhì)

馬鈴薯是一種抗逆性強，適應(yīng)范圍廣的高產(chǎn)糧食作物，也可用作蔬菜、飼料和工業(yè)原料，用途十分廣泛，且營養(yǎng)價值和經(jīng)濟(jì)效益很高[1]。氮素是影響馬鈴薯生長發(fā)育的三大要素之一。馬鈴薯的葉片數(shù)、葉片大小以及葉綠素含量，均隨施氮量的增加而增加，單位葉面積的含氮量與葉片的光合功能呈線性關(guān)系，良好的氮素營養(yǎng)可延緩葉片的衰老。隨著產(chǎn)量水平的提高，作物對氮素的吸收量增加[2～4]。收獲期馬鈴薯塊莖產(chǎn)量，植株干物質(zhì)和氮素積累量與氮素供應(yīng)息息相關(guān)。馬鈴薯精細(xì)栽培要求精確供應(yīng)氮素才能獲得較高的塊莖產(chǎn)量和較好的塊莖品質(zhì)[5～7]。隴薯5號是甘肅省農(nóng)科院馬鈴薯研究所育成的高淀粉型馬鈴薯新品種，高抗晚疫病，對花葉、卷葉病毒病有較好的田間抗性，但針對其開展的施肥研究較少。為彌補甘肅隴中旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)對馬鈴薯栽培營養(yǎng)、需肥規(guī)律研究的不足，研究了旱作栽培條件下馬鈴薯隴薯5號在整個生育期對氮素的吸收、積累、分配和轉(zhuǎn)移，為指導(dǎo)旱作馬鈴薯的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地設(shè)在甘肅省渭源縣會川鎮(zhèn)哈地窩村生卜灘社旱作雨養(yǎng)川地，海拔2 359 m，土壤pH值7.30，土壤為黑麻土，試驗前茬為馬鈴薯。

1.2 試驗方法

試驗材料為隴薯5號常規(guī)種。試驗設(shè)置2個處理，分別為 T1：NP，每 667 m2施 N 10 kg，P 8 kg；T2：NP+K+Fe+Mn+Cu+Zn+Mg+S，每667 m2施N 10 kg，P 8 kg，K 5 kg，F(xiàn)e 2.5 kg，Mn 0.3 kg，Cu 1.7 kg，Zn 0.5 kg，Mg 1 kg，S 2 kg。每個處理3次重復(fù)，隨機排列，共6個小區(qū)，周圍設(shè)保護(hù)行。小區(qū)面積20 m2，長6.67 m，每小區(qū)種5行，行距60 cm，株距33.3 cm，每行種20株。2009年4月18日播種，其中1/4的氮肥作為追肥在現(xiàn)蕾期結(jié)合培土追施，其他全部作為基肥施入。田間管理同當(dāng)?shù)兀F(xiàn)蕾期用25%虱雷防治蚜蟲，58%的甲霜·錳鋅防治晚疫病，每7天噴施1次，視田間情況一般噴施3～4次。

1.3 測定項目

①植株養(yǎng)分含量測定：在馬鈴薯各生育期取鮮樣分別測定根、莖、葉、塊莖、整株的養(yǎng)分含量。

②產(chǎn)量測定：收獲前分小區(qū)選擇生長正常的植株30株，挖出薯塊稱質(zhì)量，求平均值，折算小區(qū)以及667 m2產(chǎn)量。

③品質(zhì)測定：成熟后按區(qū)收獲馬鈴薯鮮樣，測定塊莖干物質(zhì)、淀粉、粗蛋白、VC、還原糖含量等。

圖1 不同處理下馬鈴薯各器官對N的累積變化

圖2 不同處理下馬鈴薯各器官對P的累積變化

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理下馬鈴薯各器官N含量的變化規(guī)律

隨著生育進(jìn)程的推移，氮素在馬鈴薯各器官內(nèi)的分配隨著生長中心的轉(zhuǎn)移而發(fā)生變化。整個生育期不同處理下，馬鈴薯隴薯5號單株N吸收量均表現(xiàn)為慢-快-慢的“S”型變化規(guī)律（圖1）。葉片對N的吸收量呈拋物線的變化規(guī)律，吸收最大值出現(xiàn)在塊莖快速增長期（出苗后63 d左右），之后逐漸減少。塊莖吸收N量呈線性上升的變化規(guī)律，在出苗后63 d左右即塊莖快速增長期與莖葉吸收氮素曲線相交，因而塊莖快速增長期是氮素積累以莖葉為主向以塊莖為主的轉(zhuǎn)移時期，也是馬鈴薯氮素養(yǎng)分需求的關(guān)鍵時期。

馬鈴薯對氮素的吸收速率在整個生育期呈單峰曲線變化，峰值出現(xiàn)在塊莖快速增長期（出苗后41～54 d）。馬鈴薯出苗后，由于各器官建成及生長發(fā)育對氮的需求量不斷增加，氮的吸收速率逐漸加快，特別是塊莖形成和塊莖增長期間，由于旺盛的細(xì)胞分裂和塊莖的迅速建成，氮的吸收速率增加，并達(dá)到峰值，而此后由于塊莖增長趨慢，轉(zhuǎn)入淀粉積累期，對氮的需求量逐漸減少，氮的吸收速率隨之逐漸下降。由此可見，馬鈴薯對氮的吸收與營養(yǎng)生長和塊莖的增長密切相關(guān)，而植株發(fā)生早衰，主要由于生長后期氮素營養(yǎng)不足所致。

圖3 不同處理下馬鈴薯各器官對K的累積變化

N在莖葉中的分配率以苗期為最高，主要用于光合系統(tǒng)的迅速建成，此后隨著生育過程的推移，氮素在葉片中的分配不斷下降。塊莖形成后，N在塊莖的分配率一直呈上升趨勢，大量的N轉(zhuǎn)移到塊莖中，用于塊莖的建成和貯存。在淀粉積累期以前，氮素在莖葉中的分配大于塊莖，而在淀粉積累期后，塊莖中的氮素分配大于莖葉，表明馬鈴薯植株在淀粉積累期，莖葉中的氮素向塊莖的轉(zhuǎn)移加快，到成熟期，大約有50%的氮素貯存在塊莖中。

與CK（NP處理）相比，NPK+微肥處理下，隴薯5號生育前期各器官對N素積累相差不大，但生育中后期葉片、塊莖的N素積累量均較CK高，說明氮磷鉀適量配施下，氮素在各器官中的分配相對均衡，利于各器官的協(xié)調(diào)生長和生長中心的適期轉(zhuǎn)移，提高塊莖產(chǎn)量。

表1 不同生育期NPK在馬鈴薯莖葉和塊莖中的分配比例

2.2 不同處理下馬鈴薯各器官P含量的變化規(guī)律

不同處理下，馬鈴薯隴薯5號整個生育期對P的吸收量均表現(xiàn)為慢-快-慢的“S”型變化規(guī)律，苗期吸收緩慢，塊莖膨大期快速增加，之后吸收量趨緩（圖2）。馬鈴薯對P養(yǎng)分的吸收速率呈單峰曲線變化，在苗期日吸收量較低，出苗后25～55 d日吸收量逐漸加快直至達(dá)到最大值，之后速率逐漸減少。從各器官來看，塊莖在出苗后40～75 d是快速吸收階段，莖葉在出苗后25～60 d是快速吸收階段，莖葉與塊莖吸收曲線相交于出苗后45～70 d。這一時期是馬鈴薯磷素需求的關(guān)鍵時期。P在馬鈴薯葉片和莖中的分配率均以測定初期為最高，此后逐漸下降；而在塊莖中的分配率則在塊莖形成之后逐漸上升，成熟時65%以上的P分配到塊莖，塊莖是P的最終貯存庫。與CK（NP處理）相比，NPK+微肥處理隴薯5號生育前期各部分P素積累無一致性表現(xiàn)，生育中后期葉片、塊莖的P素積累量均較CK高。

表2 不同處理對隴薯5號產(chǎn)量的影響

表3 不同處理對隴薯5號塊莖品質(zhì)的影響

2.3 不同處理下馬鈴薯各器官K含量的變化規(guī)律

不同處理下，馬鈴薯對K的吸收量均表現(xiàn)為慢-快-慢的“S”型吸收規(guī)律，苗期吸收緩慢，塊莖膨大期快速增加，之后吸收量趨緩（圖3）。從各器官來看，莖葉吸收鉀素在出苗25 d左右緩慢增長，塊莖形成到快速膨大期（45～70 d）是吸收最快時期，并達(dá)到峰值，此后隨著葉片的衰老，鉀素發(fā)生轉(zhuǎn)移和流失，使鉀素的積累量有所下降；塊莖是在出苗40～75 d快速增加，之后趨緩直至收獲。莖葉與塊莖吸收K的曲線相交于出苗后65～80 d，此時也是馬鈴薯需鉀的關(guān)鍵時期。K在莖葉中的分配以測定初期為最高，此后隨著生育期的推移，不斷下降。塊莖形成以后，K在塊莖的分配一直呈上升趨勢，說明大量的K運到塊莖中用于塊莖的建成與淀粉的合成，到成熟期，約60%的K轉(zhuǎn)移到塊莖中。與CK（NP處理）相比，NPK+微肥處理隴薯5號生育前期各部分K素積累無一致性表現(xiàn)，生育中后期葉片、塊莖的K素積累量均較CK高。說明，大中微量元素配施有利于隴薯5號馬鈴薯K素積累。

2.4 不同生育期NPK在馬鈴薯莖葉和塊莖中的分配比例

馬鈴薯在不同的生長發(fā)育階段吸收的養(yǎng)分在各器官中的分配比例不同（表1）。在前期（出苗后25～63 d），吸收的N主要分配在葉片和莖中；在塊莖膨大期 （出苗后63～99 d），N分配仍然以莖和葉片為主，塊莖為次，大體比例為8∶2。P在塊莖中的分配比例高于N和K；P在馬鈴薯葉片和莖中的分配率均以測定初期為最高，此后逐漸下降；而在塊莖中的分配率則在塊莖形成之后逐漸上升，成熟時65%以上的P分配到塊莖，塊莖是P的最終貯存庫。K在莖葉中的分配以測定初期為最高，此后隨著生育期的推移，不斷下降，塊莖形成以后，K在塊莖的分配一直呈上升趨勢，說明大量的K運到塊莖中用于塊莖的建成與淀粉的合成，到成熟期，約60%的K轉(zhuǎn)移到塊莖中。出苗后45 d是馬鈴薯P素需求關(guān)鍵期；出苗后65～75 d是馬鈴薯N、K需求關(guān)鍵期，與Asadi Azad等[7]研究結(jié)果一致。

馬鈴薯對NPK養(yǎng)分的吸收速率呈單峰曲線變化，出苗后25～55 d日吸收量逐漸加快直至達(dá)到最大值，之后速率逐漸減少。NPK+微肥處理對N的日吸收量最多，鉀素次之，磷素最少。NP處理在75 d左右K吸收量大于N。在馬鈴薯的生長發(fā)育過程中，前期（出苗后25 d左右）吸收的養(yǎng)分主要分配在葉片和莖稈中；在塊莖膨大初期，養(yǎng)分的分配仍然以莖稈和葉片為主，塊莖次之；生育后期NPK養(yǎng)分分配以塊莖為主。在成熟期50%以上的N分配給塊莖，65%以上的P分配到塊莖，60%的鉀素轉(zhuǎn)移到塊莖中。

NPK+微肥處理可以顯著增加馬鈴薯對NPK養(yǎng)分的吸收量。與CK相比，單株N的吸收量平均增加12.64%，單株P(guān)的吸收量平均增加19.40%，單株K的吸收量平均增加15.60%。N以淀粉積累期增加最多達(dá)29.87%，而P、K則在盛花期增加最多，分別達(dá)到31.02%和45.08%。表明大中微量元素配施可以顯著增加馬鈴薯對NPK養(yǎng)分的吸收量。

2.5 大中微量元素配施對隴薯5號產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

收獲后考種產(chǎn)量統(tǒng)計分析表明（表2），與對照相比，播前NPK+微量元素配施處理下，大中薯個數(shù)增加、質(zhì)量增加，小薯質(zhì)量增加，因而最終的塊莖產(chǎn)量較對照增加了170.45 kg/667 m2，增產(chǎn)了11.18%。品質(zhì)分析結(jié)果表明（見表3），大中微量元素配施處理后，馬鈴薯塊莖干物質(zhì)、粗淀粉、VC、粗蛋白含量均高于對照，說明養(yǎng)分均衡可保證馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。此外，通過對還原糖含量的比較發(fā)現(xiàn)，各處理的還原糖含量遠(yuǎn)高于一般測定值，這就說明在送檢之前，馬鈴薯樣品已經(jīng)遭受逆境，尤其是低溫傷害。

3 小結(jié)

①不同的生長發(fā)育階段，NPK在馬鈴薯各器官中的分配比例不同。生長前期，吸收的養(yǎng)分主要分配在葉片和莖；塊莖膨大期，養(yǎng)分分配仍然以莖和葉片為主，塊莖次之，大體比例為8∶2；塊莖成熟期，50%以上的氮，65%以上的磷，60%的鉀素均轉(zhuǎn)移至塊莖中。

②NPK+微肥處理可以顯著增加馬鈴薯對氮磷鉀養(yǎng)分的吸收量，成熟期氮、磷、鉀的單株吸收量較NP處理平均增加12.64%，19.40%，15.60%。馬鈴薯對氮磷鉀養(yǎng)分的吸收速率大致呈單峰曲線變化，出苗后25～55 d日吸收量逐漸加快直至達(dá)到最大值，之后逐漸減少。N以淀粉積累期增加最多，達(dá)29.87%，而P、K則在盛花期增加最多，分別達(dá)到31.02%和45.08%。出苗后45 d是馬鈴薯磷素需求的關(guān)鍵時期；出苗后65～75 d是馬鈴薯NK需求的關(guān)鍵時期。

③產(chǎn)量以及品質(zhì)測定結(jié)果表明，大中微量元素配施有利于增加馬鈴薯塊莖產(chǎn)量、粗淀粉的積累、提高VC和粗蛋白的含量，有利于提高馬鈴薯商品薯的品質(zhì)，說明均衡施肥可保證馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)目標(biāo)的實現(xiàn)。

[1]段義字，蒲玉宏.旱地坑種馬鈴薯栽培技術(shù)方案優(yōu)化決策分析[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1999（3）：18-23.

[2]汪定淮，劉尚義.作物養(yǎng)分平衡與高產(chǎn)栽培兼論作物栽培科學(xué)的現(xiàn)代化[M].北京：北京大學(xué)出版社，1994：90-223.

[3]嚴(yán)小龍，張福鎖.作物營養(yǎng)遺傳學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1997：86-246.

[4]哈里斯著.蔣先明譯.馬鈴薯改良的科學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1984：79-316.

[5]Mustonen L,Wallius E,Hurme T.Nitrogen fertilization and yield formation of potato during a short growing period[J]. Agricultual and Food Science,2010,19:173-183.

[6]Sharifi M,Zebarth B,Hajabbasi M,et al.Dry matter and nitrogen accumulation and root morphological characteristics of two clonal selections of'Russet Norkotah'potato as affected by nitrogen fertilization[J].Journal of Plant Nutrition,2005,28(12):2 243-2 253.

[7]Asadi Azad K,Mirhadi M J,Hassanpanah D,et al.The effect of K-humate on the nitrate content and accumulation and some yield components in three potato cultivars[J].Research Journal of Environmental Sciences,2010,4(5):460-466.

Effect of Combined Application of Large and Medium and Trace Elements on Nutrient Uptake and Tuber Quality of Longshu No.5 Potato

LUO Aihua,LU Liyin,WANG Yihang
(Institute of Potato,Gansu Academy of Agricultural Science,Lanzhou 730070)

Effects of combined application of large,middle and trace nutrient elements on nutrient uptake and tnbe quality of Longhshu No.5 potato were studied in high cold and wet condition.The results indicated that assignment proportion of main nutrient in different organs of Longhshu No.5 potato differed from growing period.Law of main nutrient element uptake rate per plant of potato during whole growing period was a single peak curve.Absorbed main nutrient element at growing prophase mainly distributed to the leaf and stem,and at tuber expansion stage,the proportion of main nutrient element was generally 8∶2 in up-ground parts and underground tuber.Near to maturity,main nutrient element percentages of tuber,such as nitrogen,phosphorus,potassium were 50%,65%,60%,respectively.45 days after emergence was the critical time for phosphorus demand of potato growing,while from 65-75 days for nitrogen and potassium.Combined application of large,middle and trace nutrient elements in field significantly increased the absorption of NPK nutrients and tuber yield,and could promote optimization tuber quality of Longshu No.5 potato.

Potato;Longshu No.5;Large and medium and trace elements;NPK;Nutrient uptake;Quality

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.06.019

農(nóng)業(yè)部跨越計劃《高淀粉馬鈴薯新品種隴薯5號及隴薯6號高效生產(chǎn)技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化示范》，國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)體系崗位專家專項資金

羅愛花（1977-），女，博士，助理研究員，研究方向為馬鈴薯栽培生理方面的研究，電話：13919453816，E-mail：ahua0417@tom.com，florancehua@163.com

2011-02-14