不同氮肥施用量对马铃薯产量及品质的影响

汤金龙，徐 振，丁兴民，李 民，丁厚冉，孙英杰*，武桂芝，刘 霞



不同氮肥施用量对马铃薯产量及品质的影响

汤金龙1，徐 振2，丁兴民2，李 民2，丁厚冉2，孙英杰1*，武桂芝1，刘 霞1

（1. 青岛理工大学环境与市政工程学院，山东青岛266000；2. 青岛市土壤肥料工作站，山东青岛266000）

通过田间小区试验，在配方施肥的基础上研究不同氮肥用量对马铃薯产量和品质的影响。结果表明，优化氮肥处理（N1）对马铃薯产量及品质的影响均优于农民惯性施肥处理（N）；当氮肥水平过高时（N3）马铃薯产量和品质均有所下降，马铃薯中硝酸盐的含量随着施氮量的增加而增加。通过回归方程得出，当施氮量为214.05 kg/hm2时，马铃薯的产量达到最大值。

马铃薯；氮肥用量；产量；品质

马铃薯是世界四大粮食作物之一[1]，中国马铃薯的播种面积不断扩大，种植马铃薯已经成为增加粮食产量、提高农民收入的重大措施[12]。适量的氮肥可以促进马铃薯地上部生长[3]，提高产量，增加淀粉、蛋白质和Vc等含量，控制硝酸盐含量[4-6]。而农民在高产量和高效益刺激下往往大量施用化肥，特别是氮肥[7]。过量的氮肥可导致马铃薯茎叶过度生长，生育期延迟，干物质分配失衡，块茎产量和干物质含量降低[8-9]，硝酸盐含量显著增加。高氮水平还会对植物产生氧化胁迫[10-11]，导致马铃薯地上部生长受阻，降低块茎产量和淀粉、Vc、可溶性糖等含量[12]。同时，马铃薯是浅根系作物，氮素易淋失，过量的氮肥投入增加农业生产成本、降低氮肥利用率、破坏土壤环境，引起地下水和饮用水硝酸盐污染等环境问题[13-15]。

为了提高马铃薯的产量和品质，指导农民合理施用氮肥，在田间小区试验下，以当地农民惯性施肥为对照，在测土配方施肥的基础上，根据不同施肥水平研究氮肥对马铃薯产量和品质的影响，以确定当地马铃薯适宜的氮肥施用量，提高马铃薯产量，改善马铃薯品质，为科学施用氮肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试土壤

试验于2016年1月至2016年6月在山东省青岛市胶州市胶莱镇小高村进行，供试土壤为砂壤土，供试土壤0~20 cm养分基本状况为：pH值5.79，有机质35.49 g/kg，碱解氮155.74 mg/kg，有效磷773 mg/kg，速效钾264 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设计5个氮肥处理（1）N0：无氮区N0PK（2）N1：70%优化氮区N1PK（3）N2：优化氮区N2PK（4）N3：130%优化氮区N3PK（5）N：惯性施肥。其中0水平指不施氮肥；1水平适合于当地生产条件下的氮肥推荐值的70%；2水平指适合于当地生产条件下的推荐氮肥用量；3水平为推荐氮肥用量的1.3倍。前4个处理磷钾肥用量一致，第5处理惯性施肥为2015年种植马铃薯的农户施肥调查数据的平均值。每个处理3次重复，采用完全随机区组排列。每个小区长5 m、宽4 m，面积为20 m2，种植5排马铃薯，每排之间间隔1 m。补充如何施肥与如何管理（作为基肥一次施入还是于不同生长期分次施入）不同施氮处理方案见表1。

表1 试验小区施肥方案

1.3 样品采集及测定方法

马铃薯成熟后，在每个小区5排中随机取一排不靠近边缘的马铃薯，长度为3 m，根据所收获的马铃薯测出该小区的产量，并随机抽取3个马铃薯用蒸馏水冲洗干净，用于测定蛋白质、淀粉、维生素等品质参数。检测方法见表2。

表2 各营养指标检测方法

2 结果与分析

2.1 不同施氮处理对马铃薯产量的影响

由表3可以看出，施加氮肥均起到增产的作用，增产幅度在 13%~ 25%，其中N2处理增产效果最突出，N3虽然施氮量较N2多，但增产效果却低于N2 6%。惯性施肥处理N比N2处理节省肥料用量40%，产量增加6.7%。结果表明适当的氮肥可以提高马铃薯的产量，过高和过低的施氮量都不利于马铃薯产量的提高。以每公顷纯氮施用量为自变量，每公顷产量为因变量，对各处理产量做一元二次回归方程，其回归方程为=-2.063 32+ 58.866+ 2 040.9（² = 0.861 2），由回归方程可知，当施氮量为214.05 kg/hm2时，马铃薯的产量达到最大值。

表3 不同施肥水平对马铃薯产量的影响

2.2 不同施氮处理对马铃薯品质的影响

2.2.1 不同施氮处理对马铃薯中蛋白质和淀粉含量的影响 由图2可以看出，各个处理蛋白质含量均超过N0处理，说明施氮可以提高马铃薯中蛋白质的含量，在N2处理时，马铃薯中蛋白质含量达到最大值。由N0、N1、N2处理可以看出，马铃薯中蛋白质的含量随着施氮量的提高而提高，而N3处理蛋白质含量低于N2，说明施肥过量会降低马铃薯中蛋白质的含量。

图1 施肥水平对马铃薯产量的影响趋势图

不同施氮处理对马铃薯中淀粉含量的影响同蛋白质一样（图3），在N2处理时淀粉含量最高，过量施氮会降低马铃薯中淀粉的含量。适量提高氮肥用量有利于提高马铃薯淀粉的含量。

图2 不同施氮处理对马铃薯中蛋白质含量的影响

图3 不同施氮处理对马铃薯中淀粉含量的影响

2.2 不同施氮处理对马铃薯中维生素C含量的影响

马铃薯中维生素C的含量随着施氮量的增加呈现出先升高后降低的趋势（图4），在N2处理是达到最大值，在N3处理时又显著下降，说明氮肥的施用过量对马铃薯中维生素C的含量有一定的负面效应。

图4 不同施氮处理对马铃薯中维生素C含量的影响

图5 不同施氮处理对马铃薯中硝酸盐含量的影响

2.3 不同施氮处理对马铃薯中硝酸盐含量的影响

如图5所示，随着氮肥施用量的增加，N0、N1、N2、N3马铃薯中硝酸盐的含量显著增加。由回归分析表明，马铃薯中硝酸盐的含量与施氮量呈极显著正相关，= 68.1+ 277.5（² = 0.992 1）。表示高量氮肥将导致硝酸盐的显著积累。

3 结论与讨论

3.1 不用施氮处理对马铃薯产量的影响

产量是评价农产品的重要指标，而施肥是提高农作物产量的重要方式，不同肥料配比对马铃薯的产量的影响效果不同。在本试验中，优化氮处理较惯性施肥处理的马铃薯产量要高，由于优化氮施肥是根据测土配方施肥技术得出的最适合当地生产条件下的推荐施肥，在肥料配比方面比惯性施肥要合理。在氮肥总量控制试验中，得出该地马铃薯种植的最佳施氮量为214.05 kg/hm2，过低和过高的施肥量都会降低马铃薯产量。过低的施氮量导致马铃薯植株矮小、分枝数较少、叶片黄色，成熟期提前，产量变低；过高的施氮量导致马铃薯植株过高、分枝数多，植株生长旺盛抑制了生殖生长，使马铃薯产量变低。

3.2 不同施氮处理对马铃薯品质的影响

本试验研究结果显示，在优化氮处理下的马铃薯中蛋白质、淀粉、维生素C等营养的含量都高于其他处理，过高的氮肥用量反而降低了他们的含量。施氮量过量会导致马铃薯同化产物向块茎的转移和累计受阻，同时高氮水平也会抑制马铃薯体内淀粉合成酶等酶的活性，从而降低淀粉和维生素等物质的含量。因此控制氮肥施用量可以改变马铃薯的品质。

人体摄入硝酸盐来源于蔬菜的可达90%，马铃薯作为粮菜兼用作物，鲜食比例高，控制马铃薯中硝酸盐的含量尤为重要。本试验表明，马铃薯中硝酸盐的含量随着施氮量的增加而增加，大量施用氮肥会急剧增加马铃薯中硝酸盐的含量，因此适当控制氮肥施用量以降低马铃薯中硝酸盐的含量很有必要。

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Effects of N Fertilization on Yield and Quality of Potato

TANG Jin-long1, XU Zhen2, DING Xing-min2, LI Min2, DING Hou-ran2, SUN Ying-jie1*, WU Gui-zhi1, LIU Xia1

（1. School of Environment and Municipal Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266000, China; 2. Qingdao Soil and Fertilizer Work Station, Qingdao 266000, China）

Effects of different nitrogen fertilization on potato yield and quality were studied based on the field experiments. The results showed that the effect of optimal nitrogen fertilizer treatment (N1) on potato yield and quality was better than that of farmers’ habit (N). When the level of nitrogen fertilizer was too high (N3), the potato yield and quality decreased, and the content of nitrate in potato increased with the increase of nitrogen fertilizer amounts. By regression equation, the output of potato reached a maximum when the nitrogen fertilizer was 214.05 kg/hm2.

potato; amount of nitrogen fertilizer; yield; quality

S532

A

2095-3704（2017）03-0205-04

2017-07-15

青岛市公共领域科技支撑计划项目（14-2-3-53-nsh）

汤金龙，硕士，主要从事固体废物处理与资源化的研究，593069872@qq.com；

*通信作者：孙英杰，男，博士，教授，yjsun1971@126.com。

汤金龙, 徐振, 丁兴民, 等. 不同氮肥施用量对马铃薯产量及品质的影响[J]. 生物灾害科学, 2017, 40(3): 205-208.