不同鉀肥施用量對馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤質(zhì)量的影響

張皓 周麗敏 申雙和

摘要：研究不同鉀肥施用量對微型馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤質(zhì)量的影響，為馬鈴薯生產(chǎn)和肥料管理提供科學(xué)依據(jù)。以微型馬鈴薯荷蘭7號為材料，于2016年3—6月在江蘇省南京地區(qū)設(shè)計6個施鉀處理：不施硫酸鉀肥（K0，對照）;硫酸鉀肥施肥量為300 kg/hm2（K1）、375 kg/hm2（K2）、450 kg/hm2（K3）、525 kg/hm2（K4）和600 kg/hm2（K5），統(tǒng)計馬鈴薯產(chǎn)量并測定淀粉、蛋白質(zhì)和維生素C含量以及種植區(qū)土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷和速效鉀含量。結(jié)果表明，馬鈴薯產(chǎn)量及淀粉、蛋白質(zhì)、維生素C含量的最高值分別出現(xiàn)在K3、K2、K3、K3處理;土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷和速效鉀的含量的最高值分別出現(xiàn)在K4、K3、K2和K5處理。研究認(rèn)為適量增施鉀肥可使馬鈴薯產(chǎn)量，塊莖中淀粉、蛋白質(zhì)及維生素C含量增加;隨著施鉀量的增加土壤銨態(tài)氮和速效鉀的含量均呈增加趨勢，而土壤硝態(tài)氮和速效磷含量在施鉀過量時呈降低趨勢。綜合馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)及肥料成本等因素，硫酸鉀肥施用量為450 kg/hm2時效果最佳。

關(guān)鍵詞：鉀肥;馬鈴薯;產(chǎn)量;生理指標(biāo);土壤質(zhì)量

中圖分類號： S532.06? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）11-0116-04

近年來，氣候變化對生態(tài)與環(huán)境產(chǎn)生了重大影響，并嚴(yán)重威脅到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食安全。馬鈴薯作為世界第四大糧食作物，亦糧亦菜，具有生育期短、適應(yīng)性強、營養(yǎng)豐富和經(jīng)濟價值高的特點。其需求量在我國已進入快速增長期，種植面積呈逐年增加趨勢[1]。以往北方地區(qū)是我國馬鈴薯的主產(chǎn)區(qū)，但近年來，包括南方稻區(qū)在內(nèi)的部分濕潤地區(qū)已快速發(fā)展為馬鈴薯種植最具潛力的地區(qū)之一。

鉀是作物維持正常生長發(fā)育所需的主要礦質(zhì)元素之一，在眾多生理生化過程中起著至關(guān)重要的作用[2-4]。馬鈴薯作為典型的喜鉀作物，鉀素在馬鈴薯的生長發(fā)育過程中有著不可或缺的作用。近年來，不少學(xué)者就鉀肥施用量與馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)性狀的關(guān)系開展了相關(guān)研究。王文麗等對甘肅省的相關(guān)研究表明，適量增施鉀肥有利于馬鈴薯各部分營養(yǎng)元素（氮、磷、鉀）和干物質(zhì)的累積，可使馬鈴薯淀粉含量及產(chǎn)量增加[5]。高翔等研究發(fā)現(xiàn)，在同時控釋氮肥和鉀肥的基礎(chǔ)上，適量增施鉀肥可使還原糖含量下降，使馬鈴薯蛋白質(zhì)、維生素C和淀粉含量增加，且控釋包膜氯化鉀較單一鉀肥處理對鉀肥利用率更高[6]。郭志平等研究同樣發(fā)現(xiàn)，增施鉀肥可促進根系活力，促使馬鈴薯葉綠素含量和塊莖商品率增加，進而影響馬鈴薯的品質(zhì)[7]。還有研究表明，硫酸鉀較氯化鉀對馬鈴薯的增產(chǎn)效果更好[8-9]。另外，不同地區(qū)馬鈴薯的最適施鉀量存在差異。陳功楷等指出，浙江省溫州市甌海區(qū)馬鈴薯的最適硫酸鉀肥施用量為375 kg/hm2[10];牟百川等在貴州省銅仁市的研究表明，硫酸鉀肥用量為450 kg/hm2時馬鈴薯增產(chǎn)最明顯[11];徐德欽等對浙江省麗水市縉云縣馬鈴薯鉀肥施用量的研究指出，該地最優(yōu)鉀肥用量為480 kg/hm2[12]。我國缺鉀較為嚴(yán)重的東部地區(qū)，不同硫酸鉀肥施用量對馬鈴薯產(chǎn)量形成、品質(zhì)及土壤質(zhì)量影響的相關(guān)研究還較少。

本研究選用生長期較短、經(jīng)濟效益較高的微型馬鈴薯，一般可于每年5月底收獲，恰好避開了夏季高溫時段。采用外施不同用量硫酸鉀肥的方法，對比各鉀肥水平下馬鈴薯產(chǎn)量、質(zhì)量及土壤養(yǎng)分的差異，以期能找到江蘇省南京市馬鈴薯種植的最適鉀肥施用量，為鉀肥的高效利用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)有效的指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗于2016年3—6月在南京信息工程大學(xué)農(nóng)業(yè)氣象站進行，試驗地屬于亞熱帶濕潤地區(qū)，海拔約為22 m，年均氣溫為15.6 ℃，年降水量在1 100 mm左右，供試土壤質(zhì)地為壤質(zhì)黏土，土壤pH值為6.8。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)6個處理，分別為不施硫酸鉀肥（K0，對照）;施硫酸鉀肥300 kg/hm2（K1）、375 kg/hm2（K2）、450 kg/hm2（K3）、525 kg/hm2（K4）和600 kg/hm2（K5）。設(shè)3個小區(qū)作為重復(fù)，采用隨機組合排列，重復(fù)之間留70 cm過道供試驗行走，小區(qū)面積為4 m×3 m=12 m2。薯種為微型馬鈴薯荷蘭7號，于2016年3月15日播種，6月20日收獲。大田試驗的播種密度為90 000株/hm2，種前按當(dāng)?shù)亓?xí)慣施入有機肥 22 500 kg/hm2，在馬鈴薯膨大期之前各處理追施硫酸鉀復(fù)合肥112.5 kg/hm2，均使用固定量器將肥料均勻撒入每個小區(qū)。試驗期間控制各處理光溫、灌溉等環(huán)境條件適宜并一致。

1.3 試驗方法

1.3.1 馬鈴薯產(chǎn)量及生理指標(biāo)的測定 馬鈴薯成株期時，在大田中每個小區(qū)用5點法隨機采5株于室內(nèi)，分別對馬鈴薯塊莖淀粉及蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量進行測定。其中，淀粉含量采用旋光儀測定;蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)比色法測定;維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚法測定;產(chǎn)量采用1/1 000電子天平測定。

1.3.2 土壤養(yǎng)分指標(biāo)的測定 播種前和收獲后，用土鉆鉆取表層20 cm土層的土，風(fēng)干后用于土壤速效鉀、速效磷及有效氮含量的測定。其中，土壤硝態(tài)氮及銨態(tài)氮含量都采用流動注射儀進行測定，土壤速效磷含量用分光光度計測定，速效鉀含量用原子吸收光度計測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 9及SPSS 19對試驗數(shù)據(jù)進行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鉀肥施用量對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

不同處理下馬鈴薯產(chǎn)量見圖1，馬鈴薯增施鉀肥具有明顯的增產(chǎn)效果，相比于對照，在本試驗條件下施用鉀肥的增產(chǎn)幅度在12%～137%之間，且馬鈴薯產(chǎn)量隨鉀肥施用量的增加呈先增后減的趨勢。K3處理下馬鈴薯產(chǎn)量最高，達(dá)到 4 651.7 kg/hm2，較K0增加了137%，K2處理下馬鈴薯產(chǎn)量次之，為4 464.4 kg/hm2，較K0增加了127%。K2和K3處理下的馬鈴薯產(chǎn)量顯著高于其他處理，K1和K4處理差異不顯著，K5與K0處理下的產(chǎn)量最低，差異不顯著。

增施硫酸鉀肥可有效提高馬鈴薯塊莖的淀粉含量，但并不是施鉀量越高塊莖淀粉含量越大，這與陳學(xué)才等的研究結(jié)果[17]一致，與尚文艷等馬鈴薯淀粉含量隨鉀肥施用量的增加而增加的結(jié)果[18]不一致?？赡芘c試驗地的選擇、馬鈴薯品種及鉀肥梯度的設(shè)定不同有關(guān)。黃繼川等的研究表明，馬鈴薯蛋白質(zhì)含量隨鉀肥用量的增加呈先升后降的趨勢[19]，這與本試驗研究結(jié)果一致。已有學(xué)者提出，高等植物維生素C的合成方式有碳鏈倒位途徑、鄰?fù)┨峭緩健-半乳糖途徑和糖醛酸途徑等學(xué)說[20]，被廣泛認(rèn)可的是L-半乳糖途徑，方式為以D-果糖-6-磷酸為起始原料，在一系列酶的作用下經(jīng)過催化反應(yīng)，最終生成維生素C[21]。本研究發(fā)現(xiàn)施用鉀肥后，馬鈴薯塊莖維生素C含量均有升高。這與有關(guān)研究結(jié)果一致[22]。這可能是由于增施鉀肥后馬鈴薯合成維生素C的原材料增多，相關(guān)酶的活性增加，從而使維生素C含量升高。而隨著施鉀量的增加維生素C合成的促進效應(yīng)減小，在生產(chǎn)中可適量增施鉀肥[23]，從而促進馬鈴薯營養(yǎng)物質(zhì)含量的提高而避免肥料的浪費。

不同鉀肥施用量下土壤銨態(tài)氮含量無顯著性差異，這與康小華的研究結(jié)果[22]一致，可能是因為土壤銨態(tài)氮具有移動性強的特點，可直接被植物吸收利用，且影響因素較多[24]。土壤硝態(tài)氮含量先增后減，其變化趨勢與馬鈴薯產(chǎn)量基本一致，硝態(tài)氮含量高時，馬鈴薯產(chǎn)量也高。再者，土壤銨態(tài)氮與硝態(tài)氮表現(xiàn)出此消彼長的特征，這是由于硝化作用的存在使得銨態(tài)氮與硝態(tài)氮相互轉(zhuǎn)化所致。適量增施鉀肥可以提高土壤速效磷含量，但施用量過多反而會使土壤速效磷含量降低，可能是因為鉀肥在一定范圍內(nèi)可以促進根系活力，影響酶的分泌，促進有機態(tài)的磷向速效磷轉(zhuǎn)化，但施鉀過多時根系吸收較快，致使土壤速效磷因不能及時獲得補充而降低[25]。施鉀處理下土壤速效鉀含量較不施鉀處理顯著升高，且在一定的硫酸鉀肥施用范圍內(nèi)，土壤速效鉀含量增幅不大，這可能是因為飽和現(xiàn)象使得鉀肥貢獻(xiàn)降低[26]。在半濕潤的南京地區(qū)，降水較多造成鉀的淋失和風(fēng)化嚴(yán)重也可能會影響土壤鉀平衡，進而影響土壤速效鉀含量[3]。

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