鉀肥施用量對山旱地馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

郭岷江 羅照霞 呂汰 王鵬 竇俊煥 郭天順 頡煒清 李芳弟 齊小東

摘要：通過田間試驗研究不同鉀肥施用水平對馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，不同鉀肥施用量均有助于提高馬鈴薯產(chǎn)量。K2O用量達240 kg/hm2時，商品薯率、產(chǎn)量、干物質(zhì)含量和淀粉含量均最高，還原糖、Vc和蛋白質(zhì)含量有下降趨勢。該水平下馬鈴薯商品薯率為80.56%，產(chǎn)量24 910.71 kg/hm2，較對照不施肥分別提高49.07%、25.87%，較施氮磷肥處理分別提高28.61%、17.67%;干物質(zhì)、淀粉、還原糖、Vc和蛋白質(zhì)含量分別較不施肥處理提高18.34%、18.18%、16.13%、11.58%、16.40%，分別較施氮磷肥處理提高9.75%、14.14%、9.09%、8.09%、11.68%。綜合產(chǎn)量和品質(zhì)表明，試驗區(qū)馬鈴薯栽培鉀肥適宜用量為K2O 240 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：鉀肥;施用水平;馬鈴薯;產(chǎn)量;品質(zhì);肥料利用率

中圖分類號：S532? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ?文章編號：1001-1463（2021）09-0068-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.09.014

Effects of Potassium Application Rate on Yield and Quality Rate of

Potato in Upland Mountain

GUO Minjiang， LUO Zhaoxia， L？譈 Tai， WANG Peng， DOU Junhuan， GUO Tianshun， XIE Weiqing，LI Fangdi， QI Xiaodong

（Tianshui Institute of Agricultural Sciences， Tianshui Gansu 741000， China）

Abstract：Field experiments were set up to study the effects of different potassium application rate on the yield and quality of potato.The results showed that the yield of potato were all improved by the application of different potassium fertilizer，the commodity rate， yield， dry matter， starch of K2O 240 kg/hm2 treatment was the highest，but there was a downturn in reducing sugar， Vc and protein content. The commodity rate and yield of potato were respectively 80.56% and 24 910.71 kg/hm2， it was increased by 49.07% and 25.87% compared to the control without fertilization（CK）， it was increased by 28.61% and 17.67% compared to nitrogen and phosphate treatment. The? content of dry matter， starch， reducing sugar，Vc and protein increased by 18.34%， 18.18%， 16.13%， 11.58% and 16.40% compared to CK， by 9.75%， 14.14%， 9.09%， 8.09% and 11.68% compared to nitrogen and phosphate treatment. Comprehensive yield and quality showed that the suitable amount of potassium fertilizer for potato cultivation in the experimental area was K2O 240 kg/hm2.

Key words：Potassium fertilizer;Application level;Potato;Yield Quality;Utilization rate of fertilizer

馬鈴薯是一種營養(yǎng)價值和藥用價值都很高的茄科茄屬草本植物，又是一種典型的嗜鉀作物[1 ]。鉀營養(yǎng)充足時馬鈴薯植株生長健壯、保水能力強、抗病力強、莖稈增粗、增強抗倒伏能力; 相反，缺鉀時馬鈴薯植株發(fā)育遲緩、植株矮小、根系不發(fā)達、葉片變小且早衰、光合作用差、 塊莖小、品質(zhì)差產(chǎn)量低。施鉀可以促進馬鈴薯生長，提高其經(jīng)濟產(chǎn)量和商品率，還能減輕馬鈴薯病害的發(fā)生，提高抗逆性[2 - 9 ]。充足的鉀肥供應(yīng)能促進馬鈴薯植株生長健壯，莖稈粗壯堅韌，增強抗旱、抗寒和抗病能力，薯塊易膨大，淀粉、蛋白質(zhì)、Vc、纖維素等含量增加，減少空心，并且能促使氮磷鉀養(yǎng)分在塊莖中積累，從而使產(chǎn)量和品質(zhì)都得到提高，對馬鈴薯整個生育期的生長發(fā)育有著重要的影響[10 - 12 ]。但也有研究表明，馬鈴薯產(chǎn)量和淀粉含量隨著鉀肥用量的增加而增加，但當(dāng)鉀肥用量增加到一定程度則兩者相應(yīng)遞減[13 - 14 ]。雖然施用鉀肥可以使馬鈴薯獲得高產(chǎn)，但也要充分考慮土壤和氣候因素。長期以來，生產(chǎn)中由于習(xí)慣于重施氮肥，輕施磷肥，鉀肥施用量低，導(dǎo)致馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)不理想，制約了馬鈴薯生產(chǎn)的發(fā)展。我們通過對鉀肥不同施用水平下馬鈴薯生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)以及鉀素利用率的研究，以期提高馬鈴薯的品質(zhì)和產(chǎn)量，為當(dāng)?shù)伛R鈴薯生產(chǎn)中合理使用鉀肥提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗區(qū)概況

試驗設(shè)在天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所中梁試驗站，該區(qū)域?qū)侔敫珊瞪絽^(qū)，海拔1 650 m，降水量500～600 mm，年平均氣溫為11.5 ℃，無霜期185 d。試驗地土壤屬中壤黃綿土，耕層含有機質(zhì)20.05 g/kg、全氮0.61 g/kg、全磷1.19 g/kg、全鉀14.16 g/kg、速效氮49.2 mg/kg、速效磷21.0 mg/kg、速效鉀79 mg/kg。前茬冬小麥。

1.2? ?供試材料

指示馬鈴薯品種為天薯11 號（由天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供）。供試鉀肥為硫酸鉀（K2O 55%）、氮肥為尿素（N 46%）、磷肥為普通過磷酸鈣（P2O5 12%）。

1.3? ?試驗設(shè)計與方法

試驗共設(shè)6個處理，分別為①對照（不施肥）;②N10P6;③N10P6K4;④N10P6K8;⑤N10P6K12;⑥N10P6K16。所有施肥處理均施N 150 kg/hm2，P2O5 90 kg/hm2，處理③、處理④、處理⑤、處理⑥的K2O用量分別為60、120、180、240 kg/hm2。試驗隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積22.40 m2（5.33 m×4.20 m），小區(qū)間走道0.6 m。株距0.33 m，行距0.6 m，按行長方向播種，每小區(qū)90株，密度40 179株/hm2。肥料在播種時一次性施入，不追肥。2017年4月26日播種，10月5日收獲。6月23日用40%樂果乳油1 000倍液防治蚜蟲，7月25日用50%代森錳鋅可濕性粉劑1 000倍液防治晚疫病。

1.4? ?測定項目與方法

1.4.1? ?商品薯率及產(chǎn)量? ?商品薯率是衡量馬鈴薯產(chǎn)量的重要指標(biāo)。 收獲時每個處理取20株考種，測量單株塊莖數(shù)，單株重量。分大薯、中薯和小薯進行產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析，把質(zhì)量大于150 g的薯塊定為大薯，50～150 g定為中薯，質(zhì)量小于50 g的定為小薯[4 ]。按小區(qū)收獲計產(chǎn)。

1.4.2? ?品質(zhì)測定? ?品質(zhì)測定包括塊莖干物質(zhì)含量，淀粉含量，還原糖，維生素C含量和蛋白質(zhì)含量[15 ]。干物質(zhì)測定用烘干恒量法，淀粉用酸水解旋光法，粗蛋白用半微量凱氏法，維生素C用熒光法[16 ]，還原糖含量測定采用3.5～二硝基水楊酸比色法[17 ]。

有關(guān)肥料利用率及相關(guān)計算公式參考張福鎖等[18 ]、Fageria等[19 ]。

1.5? ?數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用軟件DPS 3.01進行顯著性分析，LSD法檢驗差異顯著性。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同施鉀量對馬鈴薯經(jīng)濟性狀的影響

由表1可知，施鉀肥處理的商品薯率和單株產(chǎn)量均高于不施鉀肥處理和對照，商品薯率隨著施鉀肥量的增加而提高，以處理⑥最高，為80.56%，較處理①（CK）提高49.07%，較處理②提高28.61%。單株產(chǎn)量處理⑥最高，為0.574 kg，較對照提高38.65%。單株塊莖數(shù)處理②和處理③較多，但因小薯所占比例較大，單株產(chǎn)量不高?？梢?，增施鉀肥能夠明顯提高大中薯塊所占的比例，從而提高馬鈴薯產(chǎn)量。

2.2? ?不同施鉀量對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

試驗?zāi)攴荩?017）年馬鈴薯生長前期降水量充足，植株生長旺盛，但中后期（薯塊膨大期）的持續(xù)干旱致使產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響。從表2可以看出，所有施肥處理的產(chǎn)量均高于不施肥處理，所有施鉀肥處理的產(chǎn)量均較只施氮磷肥的處理高，鉀肥對馬鈴薯產(chǎn)量提高效果明顯。處理⑥產(chǎn)量最高，為24 910.71 kg/hm2，較處理①（CK）和處理②分別提高25.87%和17.67%，差異均達顯著水平;處理⑤產(chǎn)量為23 866.07 kg/hm2，較處理①（CK）和處理②分別提高了20.59%和12.74%，差異均達顯著水平;處理④產(chǎn)量為22 647.32 kg/hm2，較處理①（CK）和處理②分別提高了14.43%和6.98%，與處理①（CK）差異達顯著水平，與處理②差異不顯著;處理⑥較處理③、④、⑤產(chǎn)量分別提高了16.36%、10.00%、4.38%。因此，試驗條件下，馬鈴薯產(chǎn)量以K2O用量為240 kg/hm2時最高。綜合分析，氮、磷、鉀肥合理配施有利于馬鈴薯產(chǎn)量的增加，充足的鉀對馬鈴薯生長發(fā)育及產(chǎn)量的形成更為重要。

2.3? ?不同施鉀量對馬鈴薯品質(zhì)的影響

從表3可知，馬鈴薯塊莖的干物質(zhì)、粗淀粉含量隨著鉀肥施用量的增加而逐漸提高，還原糖、Vc含量和蛋白質(zhì)含量在K2O用量達240 kg/hm2時開始降低。處理⑥的干物質(zhì)、粗淀粉、還原糖、Vc含量和蛋白質(zhì)含量分別為229.7 g/kg、173.6 g/kg、3.6 g/kg、211.1 mg/kg和22.0 g/kg ，較處理①（CK）分別提高18.34%、18.18%、16.13%、11.58%和16.40%，差異均達顯著水平;較處理②分別提高9.75%、14.14%、9.09%、8.09%和11.68%，除還原糖外差異均達顯著水平。處理②的干物質(zhì)、粗淀粉、還原糖、Vc含量和蛋白質(zhì)含量較處理①（CK）分別提高7.83%、3.54%、6.45%、3.22%和4.23%，處理③的干物質(zhì)、粗淀粉、還原糖、Vc含量和蛋白質(zhì)含量較處理②分別提高2.01%、5.72%、6.06%、0.92%和4.06%。處理⑥還原糖、Vc含量和蛋白質(zhì)含量開始降低，但干物質(zhì)和粗淀粉較處理⑤分別提高1.01%和1.88%。說明在氮、磷肥施用量相同的情況下，塊莖還原糖、Vc和蛋白質(zhì)含量隨鉀肥施用量增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。

2.4? ?不同施鉀量對鉀素利用率的影響

從表4可以看出，不同鉀肥施用量對鉀素收獲指數(shù)影響明顯。處理③鉀素收獲指數(shù)最高，達0.52;其次為處理②，收獲指數(shù)為0.51;其余處理收獲指數(shù)為0.47～0.50。鉀素農(nóng)學(xué)利用率反映了單位施肥量下馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的增加情況?？梢钥闯鲡浰剞r(nóng)學(xué)利用率隨著鉀肥用量的增加而逐漸下降，不同鉀肥施用水平鉀素農(nóng)學(xué)利用率為20.88～27.11 kg/kg。處理③鉀素農(nóng)學(xué)利用率顯著高于其他處理，達27.11 kg/kg，說明隨著鉀肥用量的增加單位鉀肥增產(chǎn)效果逐漸降低。鉀素吸收利用率是作物吸收利用鉀肥的主要指標(biāo)。從表4還可以看出，鉀素吸收利用率隨著鉀肥用量的增加呈現(xiàn)先迅速增加后緩慢增加的趨勢。處理⑥鉀素吸收利用率最高，達58.61%，較處理③、處理④、處理⑤分別提高145.85%、16.47%、7.78%，差異均達顯著水平。鉀素生理利用率在90.04～118.78 kg/kg，隨著鉀肥用量的增加顯著降低，處理③鉀素生理利用率最大，為118.78 kg/kg，較處理④、處理⑤、處理⑥分別提高17.72%、22.94%、31.92%。鉀肥產(chǎn)量貢獻率在7.46%～21.26%，處理⑥鉀肥產(chǎn)量貢獻率最大，為21.26%，較處理③、處理④、處理⑤分別提高184.99%、72.56%和24.99%，差異均達顯著水平。

3? ?結(jié)論與討論

試驗表明，不同鉀肥施用量均有助于提高馬鈴薯產(chǎn)量。當(dāng)K2O用量達240 kg/hm2時，馬鈴薯商品薯率、產(chǎn)量、干物質(zhì)和淀粉含量均最大，還原糖、Vc含量和蛋白質(zhì)含量有下降趨勢;馬鈴薯商品薯率和產(chǎn)量分別為80.56%、24 910.71 kg/hm2，較對照不施肥分別提高49.07%、25.87%，較施氮磷肥處理分別提高28.61%、17.67%;干物質(zhì)含量、淀粉含量、還原糖、Vc含量和蛋白質(zhì)含量較不施肥處理分別提高18.34%、18.18%、16.13%、11.58%和16.40%，較施氮磷肥處理分別提高9.75%、14.14%、9.09%、8.09%和11.68%。綜合產(chǎn)量和品質(zhì)，天水半干旱山區(qū)K2O適宜用量為240 kg/hm2。

鉀可促進富含碳水化合物貯存器官中同化物的運輸與淀粉的合成，提高馬鈴薯產(chǎn)量和淀粉含量[17 ]。陳改雁[18 ]的研究表明，鉀肥對馬鈴薯商品薯產(chǎn)量有促進作用，馬鈴薯商品薯最高產(chǎn)量的鉀肥施用量是130.56 kg/hm2。郭志平等[4 ]研究表明，增施鉀肥對產(chǎn)量提高與大中薯率提高相關(guān)關(guān)系極密切，說明產(chǎn)量提高主要是通過提高大中薯率實現(xiàn)的。本試驗得出相似結(jié)論：增施不同量的鉀肥后大中薯數(shù)明顯增加，商品薯率較不施鉀肥處理提高幅度為2.57%～28.61%，產(chǎn)量提高幅度為1.13%～19.74%，說明產(chǎn)量提高也是通過提高大中薯率實現(xiàn)的。從鉀素農(nóng)學(xué)效率和鉀素利用率及肥料成本考慮，在氮、磷肥用量一致的基礎(chǔ)上，施鉀可以提高馬鈴薯塊莖品質(zhì)。王文麗等[19 ]研究表明，增施鉀肥可以提高馬鈴薯塊莖中的淀粉含量，增施60、120 kg/hm2 的K2O可使馬鈴薯塊莖中淀粉含量分別提高8.1%、10.0%。黃繼川等[20 ]研究表明，鉀肥施量在K2O 225 kg/hm2以上時馬鈴薯塊莖粗蛋白和可溶性糖含量顯著提高，在K2O 300 kg/hm2以上時淀粉含量顯著提高，施鉀一定程度降低了Vc含量。本試驗條件下K2O用量達240 kg/hm2時馬鈴薯產(chǎn)量最高，馬鈴薯干物質(zhì)含量和淀粉含量隨著鉀肥施用量的增加而提高，當(dāng)K2O用量達240 kg/hm2時馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量和淀粉含量最高，而還原糖、Vc含量和蛋白質(zhì)含量有輕微下降。合理施用鉀肥能夠有效提高馬鈴薯產(chǎn)量，但是并非施肥量越高越好[21 - 24 ]。鉀肥用量對馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的影響出現(xiàn)不同的研究結(jié)果，可能與指示品種、試區(qū)土壤因素、氣候因素等方面的差異有關(guān)。下一步將進一步調(diào)整鉀肥施用量，繼續(xù)探究該區(qū)域馬鈴薯的最適施鉀量。生產(chǎn)中應(yīng)結(jié)合不同馬鈴薯品種的生長特性、養(yǎng)分和水分需求規(guī)律，在保證氮、磷源充足的條件下，合理補充鉀肥，以提高生產(chǎn)水平。

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（本文責(zé)編：楊? ?杰）

收稿日期：2021 - 04 - 25

基金項目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金（CARS-09）;國家馬鈴薯標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)域服務(wù)與推廣平臺項目（NBFW-17-2019）;甘肅省級財政現(xiàn)代絲路旱寒農(nóng)業(yè)發(fā)展項目資金（GNKJ-2020-1）;甘肅省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技支撐體系區(qū)域創(chuàng)新中心重點科技項目（2019GAAS46）。

作者簡介：郭岷江（1972 — ），女，甘肅天水人，農(nóng)藝師，主要從事馬鈴薯栽培研究工作。Email：13919669125@163.com。

通信作者：呂? ?汰（1972 — ），男，甘肅天水人，研究員，主要從事馬鈴薯育種及栽培技術(shù)研究與示范工作。Email：lvtai123@163.com。