施氮对不同耐氮性甘薯品种干物质积累与分配及产量的影响

孙美迪+段文学+张海燕+解备涛+汪宝卿+王庆美+张立明

摘要：选取长蔓型品种济薯26和短蔓型品种徐薯32为供试品种，在田间条件下，设置不同施氮量处理（纯氮量分别为0、120、240 kg/hm2），研究施氮量对不同耐氮性甘薯品种干物质积累与分配及产量的影响。结果表明，两品种耐氮性存在差异，不施氮条件下，济薯26块根产量显著高于徐薯32， 施氮条件下则相反，济薯26施氮条件下减产幅度均显著高于徐薯32。随施氮量增加，两品种地上部干重和T/R值均显著提高，块根干重显著降低。施氮促进两品种生长前期干物质向侧枝茎叶的分配，生长中期向侧枝生长点的分配，生长末期向侧枝茎叶和侧枝生长点的分配。较高氮素條件下，济薯26干物质分配于主茎生长点和侧枝叶的比例高于徐薯32。随生育进程进行，两品种块根干物质分配比例增加，随施氮量增加，块根干物质积累分配比例显著降低。在较高氮素条件下，徐薯32块根干物质分配比例显著高于济薯26。在本试验条件下，施氮促进干物质向侧枝茎叶和侧枝生长点的分配，减少向块根的分配，不利于提高块根产量。在土壤肥力高的地块应考虑种植耐氮性较高的品种。

关键词：施氮；甘薯；干物质积累与分配；产量

中图分类号：S531.062文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）03-0078-06

AbstractA field experiment was conducted using the long-vine sweet potato cultivar Jishu 26 and the short-vine sweet potato cultivar Xushu 32 as materials. Three levels of nitrogen fertilizer of 0， 120 and 240 kg/hm2 were designed， which were defined as N0， N1 and N2 treatment， respectively. The dry matter accumulation， distribution and root yield were investigated. The results showed that the two cultivars exhibited different nitrogen resistance. The root yield of Jishu 26 was significantly higher than that of Xushu 32 under N0 treatment， whereas the root yield showed opposite trend under N1 and N2 treatment. The yield reduction range of Jishu 26 was significantly higher than that of Xushu 32 under nitrogen application treatment. With the increase of nitrogen rate， the dry weight at above-ground and T/R ratio in both cultivars significantly increased， while the root dry weight significantly decreased. Nitrogen fertilizer could promote the dry matter distribution in stem and leaves of lateral branch at early growth stage， in branch growth point at middle growth stage and in all parts of lateral branch at late growth stage， respectively. Compared with the cultivar Xushu 32， Jishu 26 showed higher dry matter distribution in growth point of main stem and in leaves of lateral branch under higher nitrogen levels. The ratio of dry matter distribution in tuber roots increased with the progress of development. With the increase of nitrogen rate， the ratio of dry matter distribution in tuber roots significantly decreased. The cultivar Xushu 32 exhibited higher dry matter distribution in tuber roots under higher nitrogen levels. Nitrogen application in this research promoted the dry matter distribution in lateral branches and reduced the dry matter distribution in tuber roots， which was not beneficial for improving tuber root yield. In soils with high fertility， cultivars with higher nitrogen resistance should be considered.

KeywordsNitrogen fertilizer； Sweet potato； Dry matter accumulation and distribution； Yield

甘薯高产、稳产、适应性广，不仅是我国第四大粮食作物，也是重要的工业原料、饲料及新型能源作物[1，2]。氮是甘薯生长发育所必需的大量营养元素，在干物质积累和转运、磷钾元素吸收、块根形成与膨大等方面有重要作用，是影响甘薯地上部形态建成和产量的主要因素[3]。前人就氮肥对甘薯产量影响的研究结果并不一致，部分研究者认为施氮无增产作用或减产[4，5]，也有研究者认为施氮增产[6]。在一定范围内增施氮肥可提高甘薯干物質生产能力，施氮过高会使光合产物向地下部块根输送减少，导致地上部旺长，降低干物质收获指数[7]。品种是影响甘薯氮素吸收利用的重要因素，不同甘薯品种氮素利用特性存在差异，导致其耐肥性不同[8]。目前甘薯生产中存在盲目施氮的问题，前人针对氮肥施用量与甘薯光合作用、生长发育、产量及品质的关系研究较多，而对于施氮对不同耐氮性甘薯品种干物质积累与分配规律及产量影响的研究鲜见报道。本研究采用大田试验方法，探讨施氮对不同耐氮性甘薯品种干物质积累与分配的影响，以期为进行合理的氮肥运筹提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验设计

试验于2016年在山东省济南市历城区苌家庄村大田进行。试验地为砂壤土，试验田0～20 cm耕层土壤含有机质12.9 g/kg，碱解氮93.6 mg/kg，速效磷35.3 mg/kg，速效钾97.6 mg/kg。试验选取长蔓型品种济薯26（J26）和短蔓型品种徐薯32（X32）为供试品种，每个品种设置3个施氮量处理，纯氮量分别为0、120、240 kg/hm2。采用随机区组设计，重复3次，小区面积4.8 m× 6 m=28.8 m2，垄距80 cm，株距24 cm。氮、磷、钾肥分别为尿素（含N 46%）、重过磷酸钙（含P2O5 46%）和硫酸钾（含K2O 50%），每公顷施用P2O5 75 kg和K2O 150 kg，与氮肥一次性基施，其他管理措施与一般大田相同。试验于5月13日栽插、10月25日收获。

1.2测定项目与方法

1.2.1干物质积累与分配分别于栽植后50、105 d和155 d取样，在每个小区选择生长一致具有代表性的植株6 株，剪掉地上部，挖出所有的块根。称取地上部鲜重，将地上部植株按主茎功能叶（第4～5片展开叶）、主茎生长点（主茎功能叶到生长点之间的茎和茎上着生的叶片）、下部茎和下部叶（主茎功能叶到茎基部之间的茎和茎上着生的叶片）分别装袋，主茎以外的其他茎叶为侧枝茎叶，其中各侧枝功能叶以上部分为侧枝生长点，生长点以下的茎为侧枝茎，位于侧枝茎的叶片为侧枝叶[18]。称取地下部块根，将块根切片、装袋。装袋样品经105℃杀青30 min，在70℃烘箱中烘干至恒重，然后称重。

各部位的干物质分配比例（%）=各部位的干物质积累量/植株干物质积累量×100。

1.2.2产量收获时将测产区内的块根全部挖出，数出每个小区的块根总数，以小区为单位称块根鲜重，记录并计算平均单株结薯数、单薯重和鲜薯产量。

1.3数据分析

用 Microsoft Excel 2007处理数据和绘制表格，用DPS 7.5软件进行统计分析，采用新复极差法进行差异显著性检验。

2结果与分析

2.1施氮对不同品种块根产量的影响

由表1可见，随施氮量增加，两品种块根产量均显著降低。在N0条件下，济薯26的块根产量显著高于徐薯32；在N1、N2条件下，则显著低于徐薯32。在相同氮素条件下，济薯26减产幅度显著高于徐薯32。表明济薯26对氮肥反应敏感，不耐氮肥，而徐薯32较为耐肥。

两品种N0和N1处理单株薯数无显著差异，均显著高于N2处理；随施氮量增加，两品种单株薯重显著降低。相同施氮条件下，两品种单株薯数均无显著差异；在N0条件下，济薯26单株薯重显著高于徐薯32，N1和N2条件下则显著低于徐薯32。表明施氮降低两品种单株薯数和薯重，在施氮条件下，两品种差异主要在于单株薯重。

2.2施氮对不同品种地上部干重、块根干重及T/R值的影响

由图1可知，栽后50 d，随施氮量增加，两品种地上部干重均显著增加；在N0和N1条件下，两品种地上部干重无显著差异，N2条件下，济薯26地上部干重显著高于徐薯32。栽后105 d，随施氮量增加，两品种地上部干重均显著增加；在相同氮素条件下，品种间地上部干重无显著差异。栽后155 d，随施氮量增加，济薯26地上部干重显著增加；徐薯32在N1和N2处理下地上部干重无显著差异，均显著高于N0处理。表明施氮有利于提高两品种地上部干重，较高氮素条件下，济薯26地上部干重显著提高。

施氮对不同品种块根干重具有显著影响。栽后50 d，随施氮量增加，济薯26块根干重显著降低；徐薯32为N0和N1处理间无显著差异，均显著高于N2处理；在N1和N2处理下，济薯26的块根干重显著低于徐薯32。栽后105 d和155 d处理间变化趋势与栽后50 d较为一致。表明施氮不利于提高两品种块根干重，较高氮素条件下，不耐氮肥的济薯26块根干重显著降低，不利于保持较高块根产量。

随施氮量增加，两品种各时期T/R值均显著升高；在相同氮素条件下，济薯26的T/R值均显著高于徐薯32。表明施氮不利于两品种生长中后期块根膨大，与济薯26相比，徐薯32在较高氮素条件下有利于维持地上部和地下部协调生长。

2.3施氮对不同品种生长前期各部位干物质分配比例的影响

由表2可知，在生长前期，相较于主茎，侧枝茎叶、侧枝生长点及块根干物质分配比例更大。随施氮量增加，两品种主茎生长点干物质分配比例无显著差异，侧枝叶干物质分配比例显著升高；在相同氮素条件下，济薯26侧枝叶片干物质分配比例显著高于徐薯32。济薯26在N0和N1处理下侧枝茎与侧枝生长点的干物质分配比例无显著差异，均显著低于N2处理；徐薯32在N1和N2处理下侧枝茎与侧枝生长点干物质分配比例无显著差异，均显著高于N0处理；在相同氮素条件下，济薯26侧枝茎和侧枝生长点干物质分配比例显著低于徐薯32。表明施氮促进两品种生长前期干物质向侧枝叶和侧枝茎的分配，济薯26此期干物质分配于主茎生长点和侧枝叶上的比例显著高于徐薯32。

随施氮量增加，两品种块根干物质积累比例显著降低；在N0处理下，两品种块根干物质分配比例无显著差异，在N1和N2处理下，徐薯32块根干物质分配比例显著高于济薯26。表明随施氮量增加，甘薯生长前期干物质向块根部位分配降低，较高氮素条件下，徐薯32干物质更多的向块根分配。

2.4施氮对不同品种生长中期各部位干物质分配比例的影响

由表3可知，在生长中期，干物质较多地分配于侧枝叶、侧枝茎及块根部分。随施氮量增加，两品种侧枝茎、侧枝生长点干物质分配比例均显著增加；济薯26下部茎、主茎生长点及侧枝叶干物质分配比例、徐薯32侧枝茎干物质分配比例显著增加。較高氮素条件下，济薯26侧枝生长点干物质分配比例显著低于徐薯32，而主茎生长点和侧枝茎的分配比例显著高于徐薯32。

生长中期，块根干物质分配比例高于生长前期。随施氮量增加，两品种块根干物质分配比例显著降低；在N0条件下，济薯26块根干物质分配比例显著高于徐薯32，在N1和N2条件下，则显著低于徐薯32。表明随生育进程进行，干物质向块根比例逐渐增加，施氮不利于两品种生长中期干物质向块根分配，与徐薯32相比，在不施氮条件下，济薯26有利于干物质向块根分配，较高氮素下则相反，不利于保持较高产量。

2.5施氮对不同品种生长末期各部位干物质分配比例的影响

由表4可知，在生长末期，干物质分配比例以侧枝叶、侧枝茎和块根较高。随施氮量增加，两品种侧枝叶干物质分配比例显著增加；济薯26侧枝茎、侧枝生长点干物质分配比例显著增加。徐薯32在N1和N2处理下侧枝茎和侧枝生长点干物质积累比例无显著差异，均显著高于N0处理。在较高氮素条件下，济薯26下部叶、下部茎、主茎生长点和侧枝茎干物质分配比例均显著高于徐薯32。表明施氮促进两品种生长末期干物质向侧枝茎、侧枝叶和侧枝生长点分配。生长末期，N0处理块根干物质分配比例达60%以上，施氮条件下，济薯26块根干物质分配比例未达50%。随施氮量增加，两品种块根干物质分配比例均显著

3讨论与结论

氮肥在甘薯的生长发育过程中，对于源库关系的建立、平衡以及发展均有重要影响。氮肥对甘薯地上部的生长与地下部块根的膨大具有显著影响，过量施用氮肥将导致茎叶生长过旺，甘薯地下部块根的膨大受到制约，源库失衡，从而降低块根产量[7，10]。徐聪等[11]研究表明，施氮后两品种的干物质积累量和氮素吸收量均有显著提高，且在一定范围内随施氮量的增加而增加。陈娟等[17]研究认为，甘薯干物质积累随施氮量的增加呈现先增后降的趋势，氮肥用量为210 kg/hm2时干物质积累量最大。宁运旺等[9]认为，当氮肥施用量超过60 kg/hm2时，甘薯地上部干重增加，地下部纤维根以及块根干物质产量下降，T/R值增加。本研究表明，地上部干重和T/R值随施氮量增加显著升高，同前人研究结果类似。本试验对于块根干重的研究认为，济薯26与徐薯32均表现为未施氮处理时块根干重最高，随施氮量增加则显著降低，可能与本试验是在上年度定位试验的基础上进行，试验地块土壤肥力水平较高、且甘薯生长季节降雨量丰沛等有关。

Walker等[13]研究认为，高施氮水平可以提高甘薯植株地上部干物质比例。吴春红等[14]研究认为，施氮75 kg/hm2和150 kg/hm2时，紫甘薯茎蔓干物质重较未施氮处理分别提高20.60%和39.69%。宁运旺等[9]研究认为，增施氮肥极大地促进了光合产物向地上部的分配，对块根的形成不利。本研究中，两品种各生长时期地上部茎叶干物质分配比例均随施氮量增加呈升高趋势，地下部块根干物质分配比例则显著降低。前人试验中对于甘薯植株部位的区分多分为叶片、茎蔓以及块根等部位，而在甘薯生长和块根膨大过程中，茎叶旺盛生长的部位是代谢库，如生长点、侧枝茎叶等，本研究对干物质分配器官进行了细致划分，结果表明，施氮促进两品种干物质向侧枝茎叶、侧枝生长点等部位的分配，抑制干物质向块根的分配，造成茎叶生长旺盛，块根膨大受抑制。在较高氮素条件下，耐氮的徐薯32保持较高的块根干物质分配比例是其获得较高产量的原因。

甘薯不同品种间耐肥性存在差异[8，15]。高璐阳等[12]研究认为，过量施用氮肥不利于甘薯块根产量的提高，不同甘薯品种对氮肥的响应存在遗传基础上的差异。孙泽强等[16]研究认为，在不施氮肥处理下，多用型甘薯济薯21的产量最高，施用氮肥后产量显著降低。安霞等[19]研究认为，施用铵态氮肥最有利于甘薯的高产和高效。徐聪等[11]研究指出，不同品种间块根产量对施氮量的响应不同，增施氮肥会导致不耐氮甘薯品种产量下降。在本试验条件下，施用氮肥造成两品种块根产量显著降低，过量施氮不利于块根膨大，在土壤肥力较高的地块可不施氮肥，同时考虑种植耐氮性较强的甘薯品种。施氮对甘薯品种影响的长期效应有待进一步研究。

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