不同施氮量對馬鈴薯新品種‘寧薯16號’生長的影響

余幫強 張國輝 吳林科 郭志乾 頡瑞霞

摘? ? 要： 通過設(shè)置6個不同水平的施氮量，研究了膜下滴灌時不同施氮量對主食化馬鈴薯新品種‘寧薯16號生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，除苗期以外的生育期內(nèi)株高隨著施氮量的增加而增加;葉片葉綠素SPAD值隨著施氮量的增加而顯著增加，在淀粉積累期和成熟期，氮施氮量超過300 kg·hm-2后，葉綠素（SPAD）值雖有小幅度增加但變化差異不顯著;隨著氮肥施用量的增加，葉片和莖干物質(zhì)累積量逐漸增加，根和塊莖干物質(zhì)累積量先增加后減小，當(dāng)施氮量分別為225、300 kg·hm-2時，根和塊莖干物質(zhì)累積量達到最大值;隨著生育進程的推進，‘寧薯16號LAI呈現(xiàn)先增加后減小的單峰曲線變化，在各個生育期，隨著施氮量的增加LAI均表現(xiàn)為先增加后減小，當(dāng)施氮量為300 kg·hm-2時LAI達到最大值。綜合考慮，試驗認(rèn)為最有利于‘寧薯16號生長發(fā)育的施氮量為300 kg·hm-2。

關(guān)鍵詞： 馬鈴薯; 施氮量; 寧薯16號; 生長變化

中圖分類號：S532? ?文獻標(biāo)志碼：A? ?文章編號：1673-2871（2020）02-057-05

Effect of different nitrogen application on the growth changes of a new potato variety ‘Ningshu No. 16

YU Bangqiang， ZHANG Guohui， WU Linke， GUO Zhiqian， XIE Ruixia

（Guyuan Branch of Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Guyuan 756000， Ningxia， China）

Abstract： In order to research the effects of different nitrogen application on the growth and development of the staple food potato variety ‘Ningshu No. 16 under film drip irrigation， six different levels of nitrogen application rates were set in our study. The results showed that the plant height increased with the increasing of nitrogen application except the seedling stage. The SPAD value of chlorophyll in leaves increased significantly with the increasing of nitrogen application. Although the SPAD values increased slightly after the nitrogen application amount exceeded 300 kg·hm-2 in the starch accumulation stage and mature stage， but the differences were not significant. With the increase of nitrogen fertilizer application， the accumulation of dry matter in leaves and stems increased gradually， while the accumulation of dry matter in roots and tubers increased first and then decreased. The dry matter accumulation of roots and tubers reached the maximum when the nitrogen application amounts were 225 kg·hm-2 and 300 kg·hm-2， respectively. With the advancement of the growth process， the LAI values of ‘Ningshu No. 16 showed a trend of increasing and then decreasing in the whole growth period with the increasing of nitrogen application， it reached the maximum when the nitrogen application was 300 kg·hm-2. In couclusion， the nitrogen application that was most favorable for the growth and development of ‘Ningshu No. 16 was 300 kg·hm-2.

Key words： Potato; Nitrogen rate; ‘Ningshu No. 16; Growth changes

馬鈴薯（Solanum luberosum L.），是茄科茄屬多年生草本塊莖植物，但作一年生栽培，又名土豆、山藥蛋、地蛋、洋芋、荷蘭薯等，原產(chǎn)于南美洲西海岸的智利和秘魯?shù)陌驳谒股絽^(qū)，是世界第四大、我國第五大糧食作物，其產(chǎn)量高低直接影響著世界糧食安全[1]，2014年推進“馬鈴薯主食化”工作正式被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提上日程[2]。寧南山區(qū)年降雨量為400 mm左右，是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，因氣候冷涼和土壤含鉀豐富而盛產(chǎn)馬鈴薯。但是長期以來，寧南山區(qū)馬鈴薯施氮肥存在著盲目性，導(dǎo)致馬鈴薯產(chǎn)量低下[3-4]，因此合理施肥是提高該地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量與品質(zhì)的有效途徑。

氮營養(yǎng)是馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)形成的重要營養(yǎng)，合理施氮能顯著增加馬鈴薯產(chǎn)量、提高經(jīng)濟效益和氮肥利用率[5-6]。關(guān)于氮對馬鈴薯生長發(fā)育的影響，楊艷榮[7]研究認(rèn)為，適宜的氮素營養(yǎng)可以促進其莖和葉生長，增加葉面積指數(shù)和光合效率，延緩葉片衰老，促進塊莖膨大，有助于馬鈴薯干物質(zhì)累積和產(chǎn)量的提高。王軍[8]試驗表明，田間施氮的處理比不施氮的葉面積指數(shù)大。張寶林等[9]研究認(rèn)為，在合理的增施氮、磷、鉀肥，尤其是氮、磷肥，可提高馬鈴薯葉片中的葉綠素含量，也促進了植株的光合作用?！畬幨?6號是寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院自育的新品種，該品種干物質(zhì)含量和蛋白質(zhì)含量高，抗氧化性強，高產(chǎn)、抗逆性強，屬于主食化加工品種，非常適宜種植，為了更好地進行示范推廣，期望通過試驗明確‘寧薯16號在生產(chǎn)中的合理施氮量。本試驗針對‘寧薯16號氮肥利用技術(shù)不成熟的問題，以氮肥不同施用量對‘寧薯16號生長發(fā)育的影響為主要研究內(nèi)容，探索膜下滴灌條件下氮肥不同施用量對‘寧薯16號株高、葉片葉綠素SPAD值、LAI、干物質(zhì)累積量等方面的影響變化，為科學(xué)指導(dǎo)‘寧薯16號高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)基本概況

試驗于2018年3—10月在寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院頭營科研基地（寧夏固原市原州區(qū)頭營鎮(zhèn)徐河村一組）進行。該區(qū)域是寧夏馬鈴薯主要產(chǎn)區(qū)南部山區(qū)，也是寧夏典型雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。試驗地位于北緯36°44′，東經(jīng)106°44′，海拔為1 586 m，年降水量350 mm左右，屬半干旱地區(qū)。年平均氣溫7.4 ℃，≥10 ℃以上積溫2 500～2 800 ℃，無霜期130～150 d，供試土壤為湘黃土，土壤剖面0～30、30～60 cm 各層的土壤基本理化性質(zhì)見表1。

1.2 供試品種

供試品種為馬鈴薯主食化新品種‘寧薯16號，該品種是2006年用寧夏西吉縣良繁場育成品種‘寧薯4號作父本，山西省農(nóng)科院育成品種‘晉薯6號作母本進行有性雜交選育而成，品質(zhì)特性符合馬鈴薯主食化品種的“三高一低一白”要求。

1.3 試驗設(shè)計

目標(biāo)產(chǎn)量45 000 kg·hm-2。試驗采用單因素6水平隨機區(qū)組設(shè)計，根據(jù)當(dāng)?shù)伛R鈴薯生產(chǎn)推薦肥料用量確定試驗不同處理施肥量，磷（P2O5）、鉀（K2O）施用量分別為90、60 kg·hm-2，氮（N）施用量設(shè)6個水平，分別為0、75、150、225、300、375 kg·hm-2，處理有1：N0P90K60（CK）;2：N75P90K60;3：N150 P90K60;4：N225P90K60;5：N300P90K60;6：N375P90K60。小區(qū)行距3 m，長10 m，小區(qū)面積為30 m2，4次重復(fù)。試驗采用起壟覆膜、膜下滴灌方式種植，一壟雙行一帶布置，壟面寬70 cm，壟溝寬40 cm，壟高15 cm，壟面覆黑膜（規(guī)格：寬度120 cm，厚度0.008 mm）行距50 cm，株距33 cm，種植密度為每hm2 60 600株，種植深度為12 cm。試驗利用滴灌系統(tǒng)補水補肥，在馬鈴薯苗期、蕾期、開花期和淀粉積累期分別施氮肥1次、2次、2次和1次，全生育期共施氮肥6次，施氮肥次數(shù)及定額見表2。所有處理統(tǒng)一1 hm2補水量為2 250 m3·，補水6次，補水、施肥同步進行，其他農(nóng)事操作同當(dāng)?shù)匾恢隆?/p>

1.4 測定項目與方法

株高測定：采用卷尺測量植株從地表到植株頂部的高度，每個生育期測定1次;葉綠素測定：用手持式SPAD-s502葉綠素測量儀，選擇長勢均勻一致的健壯植株，標(biāo)記完全展開的主莖倒數(shù)第3片功能葉，每處理標(biāo)記3株，選晴天進行田間活體測定;葉面積指數(shù)（LAI）測定：先采用打孔法測定葉面積，然后按照公式進行計算，葉面積指數(shù)（LAI）=葉片總面積/土地面積;干物質(zhì)測定：各生育期分別采取標(biāo)本葉片、莖、根、塊莖，帶回實驗室稱其鮮質(zhì)量，將其處理干凈烘干，測定干物質(zhì)含量，干物質(zhì)測定方法：將采回的樣品沖洗干凈，用濾紙吸干后剪碎，無損失放入已恒質(zhì)量的大燒杯中，置于烘箱，在105 ℃條件下殺青，烘1 h，然后將溫度降至80 ℃條件下烘6 h，冷卻，稱質(zhì)量;再用相同方法烘干2 h，再稱質(zhì)量，至恒質(zhì)量為止。

1.5 試驗操作時間

試驗于2018年4月9日整地，4月13—16日起壟、鋪滴灌帶、覆膜，4月22日播種，9月17—22日收獲。

試驗補水補肥與取樣時間見表3。

1.6 統(tǒng)計與分析

所有試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft office Excel 2007計算處理，采用SPSS 22.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施氮量對株高的影響

由表4可以看出，在磷、鉀肥用量一致的情況下，氮肥不同施用量對‘寧薯16號株高影響較大，生育期內(nèi)株高隨著施氮量的增加而增加，其中，苗期施氮處理株高均與對照差異不顯著;蕾期和花期各施氮處理間株高差異顯著，且均與對照差異顯著，比對照增幅分別為12.7%～82.8%和12.2%～51.5%;淀粉積累期和成熟期各施氮處理均與對照差異顯著，其中N75P90K60與N150P90K60之間、N300P90K60與N375P90K60之間差異不顯著。

2.2 不同施氮量對葉片葉綠素含量的影響

由表5可以看出，在磷鉀肥用量一致的情況下，不同生育期增施氮肥對‘寧薯16號葉片葉綠素SPAD值均有不同程度的影響。苗期葉片葉綠素SPAD值隨著施氮量的增加而增加，但N150P90K60、N225P90K60、N300P90K60之間差異不顯著，N225P90K60、N300P90K60、N375P90K60之間差異不顯著;蕾期和花期，隨著施氮量的增加SPAD值逐漸增加，且各處理之間差異顯著，各施氮處理SPAD值較對照增幅分別為6.1%～29.8%和8.8%～31.4%;淀粉積累期和成熟期，當(dāng)施氮量在300 kg·hm-2以下時，隨著施氮量的增加SPAD值顯著增加，當(dāng)超過300 kg·hm-2后，SPAD值雖有小幅度增加但變化差異不顯著。

2.3 不同施氮量對干物質(zhì)累積的影響

由圖1～4可以看出，不同器官干物質(zhì)在不同生育期分配比例不同，葉片干物質(zhì)分配比例表現(xiàn)為花期>淀粉積累期>蕾期>成熟期>苗期，莖、根和塊莖均表現(xiàn)為成熟期>淀粉積累期>花期>蕾期>苗期。葉片和莖干物質(zhì)累積量均隨著氮肥施用量的增加而增加，塊莖干物質(zhì)累積量隨著氮肥施用量的增加呈現(xiàn)先增加后減小的單峰曲線變化，當(dāng)施氮量為300 kg·hm-2時，塊莖干物質(zhì)累積量達到最大值，根干物質(zhì)累積量隨著氮肥施用量的增加而減少。

由圖5可以看出，施氮量在300 kg·hm-2范圍內(nèi)時，‘寧薯16號干物質(zhì)累積總量隨著施氮量的增加而增加，當(dāng)施氮量為300 kg·hm-2時達到最大值，進一步加大氮肥施用量反而抑制干物質(zhì)累積總量的增加。試驗條件下對施氮量與干物質(zhì)累積總量之間進行模擬，可得到模擬方程為：y=-0.002 7 x2+1.838 1 x+412.82，式中施氮量的一次項和二次項系數(shù)分別為正與負(fù)，表明具有典型的拋物線線性關(guān)系。相關(guān)指數(shù)R?=0.979 9，表明方程模擬效果好。

2.4 不同施氮量對LAI的影響

由圖6可以看出，隨著生育進程的推進，‘寧薯16號LAI呈現(xiàn)先增加后減小的單峰曲線變化，在苗期-蕾期增加較緩慢，蕾期-花期快速增長，花期LAI達到最大值，花期以后又逐漸下降。在各個生育期，隨著施氮量的增加LAI均表現(xiàn)為先增加后減小，當(dāng)施氮量為300 kg·hm-2時LAI達到最大值。苗期施氮對LAI影響較小，蕾期-成熟期，施氮處理LAI均明顯高于對照，其中花期和淀粉積累期表現(xiàn)更為明顯。說明從蕾期開始適量增施氮肥能有效促進‘寧薯16號葉片生長。

3 討論與結(jié)論

試驗結(jié)果表明，氮肥不同施用量對‘寧薯16號株高、葉片葉綠素SPAD值、干物質(zhì)累積和葉面積指數(shù)等生長指標(biāo)都有不同程度的影響。

株高反應(yīng)了馬鈴薯地上部分生長態(tài)勢，試驗結(jié)果說明除苗期外，不同生育期增施氮肥均能顯著提高‘寧薯16號的株高，尤其在蕾期和花期表現(xiàn)更為明顯，花期以后增施氮肥能夠延遲植株衰老;葉綠素含量的高低，直接影響著作物光合作用的大小，進而影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)，SPAD值能表征葉片葉綠素含量的大小[10-12]，本試驗結(jié)果表明，隨著施氮量的增加SPAD值逐漸增加，當(dāng)施氮量達到300 kg·hm-2后SPAD值逐漸趨于穩(wěn)定;干物質(zhì)是作物光合作用產(chǎn)物的最高形式，其積累和分配與作物經(jīng)濟產(chǎn)量有密切的關(guān)系[13]，本試驗結(jié)果顯示，‘寧薯16號干物質(zhì)累積量隨著生育進程的推進而逐漸增加，呈現(xiàn)為慢-快-慢，這與高聚林等[14]研究結(jié)果基本一致，干物質(zhì)累積量隨著施氮量的增加也呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢;葉面積指數(shù)的大小會對馬鈴薯生長和產(chǎn)量的形成產(chǎn)生一定的影響，本試驗結(jié)果，表明從蕾期開始適量增施氮肥能有效促進‘寧薯16號葉片生長。試驗綜合株高、葉片葉綠素SPAD值、干物質(zhì)累積和葉面積指數(shù)等生長指標(biāo)進行分析，研究初步認(rèn)為該地區(qū)最有利于‘寧薯16號生長發(fā)育的氮肥施用量為300 kg·hm-2。本試驗?zāi)晗迌H為1 a（年），試驗結(jié)果還需要進一步驗證。為了能夠快速示范推廣該品種，還將進一步開展試驗，研究施氮量對‘寧薯16號產(chǎn)量和氮肥利用率等的影響，同時考慮生產(chǎn)成本和效益，結(jié)合本試驗結(jié)果進一步明確當(dāng)?shù)亍畬幨?6號最佳施氮量，從而為該品種推廣種植做好理論基礎(chǔ)。

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