施氮量對(duì)炸條型馬鈴薯產(chǎn)量及葉面積的影響

姜麗麗，王梓全，尤晗，金光輝*

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶163319；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030）

土壤肥料

施氮量對(duì)炸條型馬鈴薯產(chǎn)量及葉面積的影響

姜麗麗1，王梓全2，尤晗1，金光輝1*

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶163319；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030）

以炸條型馬鈴薯品種‘抗疫白’（Kennebec）為供試材料，設(shè)計(jì)6個(gè)施氮水平，通過田間小區(qū)試驗(yàn)，研究不同施氮量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和葉面積指數(shù)的影響。施氮量與馬鈴薯產(chǎn)量的關(guān)系用二次函數(shù)擬合效果良好，方程為y=－0.0012x2+0.3717x+18.6720，對(duì)方程求導(dǎo)，當(dāng)施氮量達(dá)到154.8 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)到了最大值47.5 t/hm2。不同時(shí)期的葉面積指數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系用二次方程擬合效果良好，對(duì)方程求導(dǎo)，獲得的葉面積指數(shù)適宜的范圍，出苗后20，30，40，50，60，70，80和90 d的葉面積指數(shù)依次為2.35～2.62,2.84～3.20,4.19～4.66,5.23～5.60,4.31～5.04,4.29～4.96, 3.53～4.10和2.78～3.42。

施氮量；炸條型馬鈴薯；產(chǎn)量；葉面積

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.)是茄科茄屬多年生草本塊莖植物，是糧菜兼用作物，也是休閑食品的加工原料。油炸薯?xiàng)l是美式快餐的主要食品之一，近年來，由麥當(dāng)勞、肯德基等快餐店培育起來的消費(fèi)群體正在快速膨脹，油炸薯?xiàng)l在中國的市場(chǎng)消費(fèi)量不斷增加[1]。炸條型馬鈴薯對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)都有著極高的要求，馬鈴薯是喜肥作物，氮素是馬鈴薯植株健壯生長和獲得較高產(chǎn)量不可缺少的肥料之一。缺氮往往使馬鈴薯生長速率變慢，植株變?nèi)酰o稈細(xì)小，葉片小，產(chǎn)量和品質(zhì)下降[2]。施氮量過大則會(huì)導(dǎo)致植株徒長，分枝數(shù)過多，莖葉相互遮蔭，葉片的光合效率降低，植株底部葉片不見光而變黃脫落，降低產(chǎn)量[3,4]。

葉面積是衡量作物光合作用能力的重要生理指標(biāo)，葉面積是光合性能中與產(chǎn)量關(guān)系最為密切、變化最大的而又最易控制的一個(gè)方面，較大的葉面積明顯改善了馬鈴薯群體的冠層結(jié)構(gòu)，以達(dá)到充分吸收和利用光的作用，為馬鈴薯高產(chǎn)提供能量來源。葉面積指數(shù)是葉面積的直接體現(xiàn)，在一定的范圍內(nèi)，增施氮肥顯著增加馬鈴薯的葉面積指數(shù)，從而提高光合效率，最終達(dá)到提高作物產(chǎn)量的目的[5]。因此，研究不同施氮量對(duì)馬鈴薯葉面積指數(shù)和產(chǎn)量的影響，以及葉面積指數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系，確定適宜的葉面積指數(shù)范圍，可作為馬鈴薯優(yōu)化栽培的理論依據(jù)之一。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

炸條型馬鈴薯品種‘抗疫白’（Kennebec），適合黑龍江、吉林和內(nèi)蒙古東北部等地種植，具有高產(chǎn)、高干物質(zhì)含量和低還原糖含量等特點(diǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年在黑龍江省雙城市新興鄉(xiāng)進(jìn)行（GPS:45.495872，126.551181），土壤類型為壤土，pH值6.5，前茬為玉米，播種時(shí)間為2013年5月7日，生育期間進(jìn)行中耕、鋤草各2次，視氣候干旱情況合理進(jìn)行噴灌，全生育期共灌溉8次，灌溉總量為80 mm，晚疫病防治10次，噴藥罐噴施，依次為克露2.5 kg/hm2，大生2.5 kg/hm2，阿米西達(dá)0.6 kg/hm2，大生2.5 kg/hm2，福帥得0.5 kg/hm2，安泰生2.5 kg/ hm2，銀法利1.2 kg/hm2，抑快凈1.0 kg/hm2，福帥得0.5 kg/hm2，科佳0.5 kg/hm2；蟲害防治2次，噴藥罐噴施，萬靈0.24 kg/hm22次，收獲前3 d殺秧，收獲時(shí)間為10月1日，其他栽培措施按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)要求進(jìn)行，保持小區(qū)間一致。試驗(yàn)地生育期平均氣溫18.7℃，生育時(shí)期降雨603 mm。

設(shè)6個(gè)施氮水平，分別為0，50，100，150，200和250 kg/hm2（用N0、N50、N100、N150、N200和N250表示），采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，4次重復(fù)，小區(qū)長度為8 m、4壟，小區(qū)面積28.8 m2，小區(qū)內(nèi)兩邊壟為保護(hù)行，取樣時(shí)只取中間2壟，每壟的中心6 m。P2O5180 kg/hm2、K2O 240 kg/hm2，作為種肥一次性施入。氮肥1/2作種肥，1/2作追肥（在第一次中耕6月1日），氮磷鉀肥料種類為尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀，土壤基礎(chǔ)肥力見表1。

表1 田間土壤基礎(chǔ)肥力Table 1Soil fertility nutrient contents of soil

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 產(chǎn)量的測(cè)定

在收獲期測(cè)定產(chǎn)量相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)處理取左邊壟起第2壟，每壟的中心6 m，4次重復(fù)，測(cè)定總的株數(shù)，總的結(jié)薯數(shù)和薯塊重，然后計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.2 葉面積指數(shù)的測(cè)定

每處理取左邊壟起第3壟，每壟的中心6 m，4次重復(fù)，每次選取具有代表性的植株3株，擦凈葉片，用打孔器打取葉片不同部位10圓片，稱重，計(jì)算葉面積。

葉面積=葉重/打孔葉重×打孔葉面積

葉面積指數(shù)=葉面積/土地面積

全生育期共測(cè)定8次，測(cè)定日期分別為出苗后第20，30，40，50，60，70，80和90 d。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用DPS7.55處理軟件和Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 炸條型馬鈴薯施氮量與產(chǎn)量擬合模型

由圖1可以看出，‘抗疫白’產(chǎn)量隨施氮量的增加表現(xiàn)為先增加后降低，施氮量過低或過高均不利于高產(chǎn)。施氮量與馬鈴薯產(chǎn)量的關(guān)系用二次方程擬合效果良好，施氮量與產(chǎn)量相關(guān)性較高，R2為0.9592，方程為：y=-0.0012x2+0.3717x+18.6720，對(duì)方程求導(dǎo)，當(dāng)施氮量為154.8 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量達(dá)到最大值47.5 t/hm2。

2.2 施氮量對(duì)炸條型馬鈴薯葉面積指數(shù)的影響

如表2所示，隨著生育時(shí)期的推移，‘抗疫白’葉面積指數(shù)逐漸增加，在出苗后50或60 d（塊莖膨大期)達(dá)到最大值，隨后葉面積指數(shù)逐漸降低。不同的施氮處理葉面積指數(shù)達(dá)到最大的時(shí)間不同，N250和N200在出苗后60 d達(dá)到最大值。而N0至N150在出苗后50 d達(dá)到最大值。另外，葉面積指數(shù)隨著施氮量的升高而增加，出苗后20 d(苗期)，N100至 N250處理與N50和N0差異顯著，出苗后30 d（塊莖形成期），N200和N250處理與N100、N50和N0差異顯著。說明在塊莖形成期，隨施氮量的增加，葉面積指數(shù)明顯提高。出苗后40～60 d后各處理差異逐漸增大，在出苗后70 d時(shí)各處理差異均顯著，此后植株開始衰老，出苗后80～90 d時(shí)，各處理差異逐漸縮小。N250處理葉面積指數(shù)變化與其它處理差異顯著，這是由于施氮量過多，植株生長過旺，葉面積指數(shù)下降緩慢。

表2 炸條型馬鈴薯品種在不同施氮水平時(shí)葉面積指數(shù)的變化Table 2Changes of leaf area index of French fry potato variety under different N rates

2.3 葉面積指數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系

本試驗(yàn)將不同時(shí)期的葉面積指數(shù)與產(chǎn)量進(jìn)行擬合方程，結(jié)果表明，二次函數(shù)方程的擬合效果良好，其相關(guān)性均達(dá)到了顯著水平（表3）。對(duì)方程求導(dǎo)可知，出苗后20～90 d的葉面積指數(shù)依次為2.62，3.20，4.66，5.60，5.04，4.96，4.10和3.42時(shí)，可獲得‘抗疫白’理論最高產(chǎn)量。通過方程計(jì)算出不同生育時(shí)期的葉面積指數(shù)的臨界值（產(chǎn)量下降到最高產(chǎn)量的90%時(shí)的葉面積指數(shù)），20～90 d的葉面積指數(shù)的臨界值依次為2.35，2.84，4.19，5.23，4.31，4.29，3.53和2.78。當(dāng)葉面積指數(shù)低于臨界值，說明葉面積不足，不利于光合作用的最大化，導(dǎo)致產(chǎn)量下降；葉面積指數(shù)高于最適值時(shí)，葉面積過大，會(huì)導(dǎo)致葉片相互遮蔭，葉片的光合效率降低，導(dǎo)致延遲結(jié)薯，降低產(chǎn)量。葉面積指數(shù)適宜的范圍為大于臨界值且小于最適值。通過以上分析可以得出‘抗疫白’獲得高產(chǎn)的葉面積指數(shù)適宜的范圍，即在出苗后20～90 d的葉面積指數(shù)依次為2.35～2.62、2.84～3.20、4.19～4.66、5.23～5.60、4.31～5.04、4.29～4.96、3.53～4.10和2.78～3.42。

表3 葉面積指數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系Table 3Relationship between leaf area index and potato yield

將計(jì)算得出的出苗后第20～90 d的葉面積指數(shù)最適值和臨界值與對(duì)應(yīng)的出苗天數(shù)進(jìn)行擬合方程（圖2），結(jié)果表明，二次方程擬合效果良好，葉面積指數(shù)的最適值與出苗天數(shù)的擬合方程為y=-0.0019x2+0.2254x－1.3242，決定系數(shù)為0.9161；葉面積指數(shù)臨界值與出苗天數(shù)的擬合方程為y=-0.0018x2+0.2090x－1.2846，決定系數(shù)為0.8715。將日期代入方程，對(duì)方程求導(dǎo)，即可獲得不同生育時(shí)期的葉面積指數(shù)的適宜范圍，調(diào)控葉面積指數(shù)，達(dá)到增強(qiáng)光合作用，最終獲得高產(chǎn)的目的。

圖2 出苗天數(shù)與葉面積指數(shù)的擬合模型Figure 2Fitting regression models of days after emergence and leaf area index

3 討論

氮素通過兩個(gè)方面影響馬鈴薯的產(chǎn)量，一方面它影響馬鈴薯的主莖和分枝上葉片的葉面積，使同化面積增大，另一方面氮素可延長葉片的功能期，但是下部的莖葉相互遮蔭卻提前凋落[6]。葉面積指數(shù)能較好地反映群體大小，作物產(chǎn)量隨葉面積指數(shù)的增大而提高[7]。增施氮肥可以促進(jìn)莖葉生長，提高葉面積指數(shù)和光合勢(shì)，并使生長中心和營養(yǎng)中心轉(zhuǎn)移適當(dāng)推后，可以延緩衰老，增加后期光合勢(shì)，顯著提高塊莖的膨大速率，從而提高產(chǎn)量[8]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，隨著施氮量的增加，葉面積指數(shù)增加，并且在整個(gè)生育期，葉面積指數(shù)均呈單峰曲線變化，隨著生育時(shí)期的推移，葉面積指數(shù)在出苗后50或60 d（塊莖膨大期）達(dá)到最大值，隨后葉面積指數(shù)逐漸降低。葉面積不是越大越好，葉面積過大，會(huì)導(dǎo)致光合效率降低，干物質(zhì)積累量下降，并且降低對(duì)馬鈴薯晚疫病、病毒病、蚜蟲和瓢蟲等主要病蟲害和其他逆境脅迫的抵御能力[9,10]。

本試驗(yàn)將不同時(shí)期的葉面積指數(shù)與產(chǎn)量進(jìn)行擬合方程，結(jié)果表明，二次函數(shù)擬合效果良好，產(chǎn)量隨葉面積的增加，表現(xiàn)為單峰曲線變化趨勢(shì)，當(dāng)葉面積達(dá)到最適值時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到最大值，隨后產(chǎn)量開始下降。本文雖然獲得了不同生育時(shí)期的葉面積指數(shù)的范圍，但還需要在今后的試驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證其是否準(zhǔn)確，并在試驗(yàn)中逐步完善葉面積指數(shù)適宜的范圍，達(dá)到增強(qiáng)光合作用，提高產(chǎn)量的目的。

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2013年優(yōu)秀論文評(píng)選結(jié)果

為鼓勵(lì)大家熱愛馬鈴薯研究，積極投稿《中國馬鈴薯》雜志或《中國馬鈴薯大會(huì)》論文集，《中國馬鈴薯》雜志編輯部受中國作物學(xué)會(huì)馬鈴薯專業(yè)委員會(huì)的委托，組織有關(guān)專家進(jìn)行了優(yōu)秀論文的評(píng)選活動(dòng)。評(píng)選對(duì)象是年輕人（這里指的是具有中級(jí)職稱或以下的科研人員以及研究生）。評(píng)選范圍是2013年發(fā)表在《中國馬鈴薯》雜志和《馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與農(nóng)村區(qū)域發(fā)展》一書中的研究性論文（這里不包括綜述、生產(chǎn)技術(shù)和品種介紹）。經(jīng)過認(rèn)真評(píng)選，共評(píng)出優(yōu)秀論文12篇，其中一等獎(jiǎng)2篇，二等獎(jiǎng)4篇，三等獎(jiǎng)6篇。

一等獎(jiǎng)：

（1）馬鈴薯薯形突變體T-DNA插入側(cè)翼序列分析—沈云龍等

（2）馬鈴薯ERF4轉(zhuǎn)錄因子基因的克隆和生物信息學(xué)分析—李卉等

二等獎(jiǎng)：

（1）脫毒微型馬鈴薯氣力傾斜圓盤排種器試驗(yàn)—毛瓊等

（2）馬鈴薯抗青枯病和低溫糖化體細(xì)胞雜種的鑒定—李瓊等

（3）馬鈴薯塊莖休眠解除過程的形態(tài)學(xué)觀察與鑒定—文義凱等

（4）天然植物揮發(fā)性精油香芹酮對(duì)馬鈴薯的抑芽作用—葛霞等

三等獎(jiǎng)：

（1）馬鈴薯品種米拉無性變異系“Rsy17”的耐旱性評(píng)價(jià)—王晨曦等

（2）追氮對(duì)膜下滴灌馬鈴薯氮素吸收積累規(guī)律及利用效率的影響—梁瀟等

（3）不同降水年型對(duì)馬鈴薯水分利用效率及水分生產(chǎn)潛力開發(fā)的影響——以武川縣為例—張璐陽等

（4）炭基肥對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)積累分配和產(chǎn)量的影響—任少勇等

（5）馬鈴薯塊莖蛾幼蟲對(duì)不同寄生植物的取食選擇性—王浩元等

（6）馬鈴薯Y病毒簡(jiǎn)并引物的開發(fā)與檢測(cè)應(yīng)用—史鳳陽等

為表彰他們對(duì)中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所做出的突出貢獻(xiàn)，中國作物學(xué)會(huì)馬鈴薯專業(yè)委員會(huì)決定，對(duì)優(yōu)秀論文獲獎(jiǎng)?wù)哳C發(fā)榮譽(yù)證書，并對(duì)一、二、三等獎(jiǎng)獲得者分別獎(jiǎng)勵(lì)人民幣3000元、2000元、1000元，以資鼓勵(lì)。

中國作物學(xué)會(huì)馬鈴薯專業(yè)委員會(huì)

Effects of Different Nitrogen Rates on Yield and Leaf Area of French Fry Potato

JIANG Lili1,WANG Ziquan2,YOU Han1,JIN Guanghui1＊
(1.College of Agronomy,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing,Heilongjiang 163319,China;
2.College of Agronomy,Northeast Agricultural University,Harbin,Heilongjiang 150030,China)

Frenchfrypotato'Kennebec'wasfertilizedatsixnitrogenratesinaplotexperiment,andtheeffectsofdifferent nitrogen rates on potato yield and leaf area index were studied.With the increase of nitrogen rate,the yield of'Kennebec' increasedatfirstandthendecreased,andtherelationofnitrogenrateandpotatotuberyieldcouldbedescribedbyaquadratic function,y=－0.0012x2+0.3717x+18.6720.Theyieldof'Kennebec'reached47.5t/haofmaximumvalue,whenthenitrogen rate was at 154.8 kg/ha.The relation of leaf area index and potato tuber yield could also be described by quadratic function, with the optimal ranges of leaf area index were 2.35-2.62,2.84-3.20,4.19-4.66,5.23-5.60,4.31-5.04,4.29-4.96,3.53-4.10 and2.78-3.42for20,30,40,50,60,70,80and90daysaftertheemergence,respectively.

nitrogen rate;French fry potato;yield;leaf area

S532

B

1672－3635（2014）04-0212-05

2014-04-16

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃課題（2012BAD06B02-05B）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)省作物學(xué)重點(diǎn)學(xué)科學(xué)術(shù)骨干科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（ZWXQDJ-9）。

姜麗麗（1982-），女，助理研究員，從事馬鈴薯遺傳育種研究。

金光輝，副教授，博士，主要從事馬鈴薯遺傳育種研究，E-mail:ghjin1122@163.com。