不同施氮量对稻茬田马铃薯干物质·氮素累积及产量的影响

2019-09-19邬刚廖华俊袁嫚嫚王家嘉耿维王家宝张祥明闫冲冲孙义祥

安徽农业科学 2019年16期

邬刚　廖华俊　袁嫚嫚　王家嘉　耿维　王家宝　张祥明　闫冲冲　孙义祥

摘要以費乌瑞它为试验材料，通过田间试验研究不同施氮量（N 0、86、124、161、248 kg/hm2）对马铃薯干物质累积规律、氮素累积规律、产量和氮肥利用率的影响。结果表明，在块茎膨大期和成熟期，随着施氮量的增加，马铃薯块茎的干物质、氮素累积均呈先增加后降低的趋势。马铃薯最高产量在施氮量为124 kg/hm2（N 2处理），与N 0处理相比，N 2处理块茎产量显著增加了19.8%。通过曲线回归分析得出，马铃薯的最佳施氮量为137.6 kg/hm2。马铃薯氮素吸收利用率以施氮量124 kg/hm2处理最高，为37.1%，其氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率和氮肥生理利用效率均以施氮量86 kg/hm2处理最高，分别为293.1、35.7、97.4 kg/kg。在安徽稻茬田马铃薯生长中适宜施氮量应控制在130 ～150 kg/hm2。

关键词马铃薯;稻茬田;氮肥;氮素累积;产量

中图分类号 S143.1文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）16-0184-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.16.053

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Nitrogen Fertilizer Application on Dry Matter Accumulation，Nitrogen Accumulation and Yield of Potato in Anhui Rice Stubble Field

WU Gang1，LIAO Hua jun2，YUAN Man man1 et al （1.Soil and Fertilizer Institute，Anhaui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui 230031;2.Horticultural Research Institute，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui230031）

Abstract Using “Favorite” varieties as material，a field experiment was carried out to investigate the effects of different nitrogen level （N 0，86，124，161，248 kg/hm2 ） on dry matter accumulation，nitrogen accumulation，yield and nitrogen utilization efficiency of potato.The results showed that the dry matter and nitrogen accumulation of potato increased at first and then decreased with the increasing nitrogen fertilizer in the tuber bulking and maturity stage.The highest yield of potato was observed in nitrogen 124 kg/hm2 level （N 2）.Compared with N 0 treatment，the yield of N 2 treatment significantly increased 19.8%.Regression analysis showed that the best nitrogen application rate was 137.6 kg/hm2.The highest N recover efficiency of potato was observed in nitrogen 124 kg/hm2 level，about 37.1%.The highest partial factor productivity of applied N，N agronomic efficiency and N physiological efficiency of potato were observed in nitrogen86 kg/hm2 level，about 293.1，35.7，97.4 kg/kg，respectively.The nitrogen application rates should be controlled by 130-150 kg/hm2 in potato production areas of Anhui rice stubble field.

Key words Potato;Rice stubble fields;Nitrogen fertilizer;Nitrogen accumulation;Production

马铃薯是我国四大粮食作物之一，在保障粮食安全、保护生态环境稳定等方面发挥重要作用[1]。我国马铃薯栽培面积和产量均处于世界第一，但单位面积产量远低于发达国家平均水平[2]。马铃薯品种特性、栽培地区气候与土壤和农田管理方式的差异是我国马铃薯产量较低的主要原因。因此，在马铃薯产区摸清马铃薯养分需求规律和探索农田养分优化管理技术对提高马铃薯产量具有重要意义。氮素是马铃薯叶绿素、蛋白质和酶等物质合成的重要基础，是马铃薯生长发育和产量形成的关键限制因子[3-4]。氮肥是马铃薯氮素的主要来源之一，马铃薯吸收氮的37.53%～54.24%来自施用的氮肥[5]。氮肥用量是否合理直接影响马铃薯的生长发育、干物质累积、养分累积、产量和土壤氮素平衡[6-11]。由于品种和栽培环境的差异，不同地区马铃薯的适宜施氮量存在较大差异[6-9，12]。

安徽是马铃薯中原二季作区的典型区域，马铃薯可以春秋两季种植，其中稻作区春马铃薯的产量、效益较高[13]。目前安徽稻茬田马铃薯研究主要集中在品种的引进和选育[14-18]、栽培模式的优化[19-21]等方面，而针对稻茬田马铃薯氮素营养和氮肥优化施用量等方面研究鲜有报道，因此，笔者通过安徽稻茬田马铃薯氮肥管理试验，研究不同氮肥用量对马铃薯干物质、氮素累积、氮肥利用效率和产量的影响，旨在明确稻茬马铃薯最优施氮量，以期为安徽稻茬田马铃薯生产中科学施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016年在安徽省滁州市定远县西卅店镇东昌科技园进行（117°55′E，32°57′N），试验地属于江淮丘陵区，亚热带季风气候，年平均气温14.9～15.7 ℃，年平均降水量在923～997 mm，土壤类型为黄褐土。耕层0～ 20 cm土壤基本理化性质：pH 6.60，有机质23.3 g/kg，全氮 1.27g/kg，速效磷25.9 mg/kg，速效钾165.5 mg/kg。

1.2 试验设计

试验共设5个氮肥水平，分别为0、86、124、161、248 kg/hm2，用量见表1。每处理3次重复，随机区组排列，小区面积30 m2。氮磷钾肥分别为尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含 P 2O 5 12%）和硫酸钾（含K 2O 50%）。氮肥的75%和全部磷钾肥基施;氮肥的25%于出苗后25 d追施。供试马铃薯品种费乌瑞它，种植密度为66 000穴/hm2，于2016年1月15日播种，2016年5月23日收获。其他田间管理按当地农民习惯进行。

1.3 样品采集与处理试验前采集0～20 cm土层土样，测定土壤有机质、全氮、pH、速效磷和速效钾含量。分别在块茎形成初期（第一花序开始开花）、块茎膨大期（叶面积达最大值）和成熟期取样，随机取5穴，分别测定干物质累积量和植株养分吸收量。马铃薯成熟期分别对各小区进行实测产。样品经H 2SO 4-H 2O 2消化，半微量开氏法测定全氮含量 [22]。

氮累积量=干物质重量×相应的氮养分含量。

氮肥吸收利用率=（施氮区植株吸氮量-空白区植株吸氮量） / 氮肥用量×100%

氮肥农学利用率（kg/kg）=（施氮区块茎产量-空白区块茎产量） /氮肥用量

氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区块茎产量/氮肥用量

氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮区块茎产量-空白区块茎产量） / （施氮区植株吸氮量-空白区植株吸氮量）

1.4 数据分析用 Exce1 2010进行数据分析和图表处理，用SPSS 17.0 软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对马铃薯干物质累积的影响

由图1可知，随着氮肥用量的增加，不同生育期马铃薯的地上部干物质量均表现逐渐增加的趋势。在块茎形成期、块莖膨大期和成熟期，地上部干物质量均以N 4处理最高，但各施氮处理间差异不显著。与N 0处理相比，N 4处理的地上部干物质量分别显著增加 45.3%、51.1%和26.2%。

由图2可知，从块茎形成期至块茎膨大期，马铃薯块茎干物质累积量快速增加，该阶段干物质积累量占总累积量的比例达51.4%～68.3%;块茎膨大期至成熟期，马铃薯块茎干物质累积量缓慢升高，该阶段干物质积累量占总累积量的比例达10.4%～30.9%。在块茎形成期，不同施氮量处理间块茎干物质累积量差异不显著;在块茎膨大期和成熟期，马铃薯块茎干物质量随着施氮量的增加呈先增加后降低的趋势。其块茎干物质N 2处理最高，较N 0、N 2处理干物质累积量分别增加了24.9%和51.0%。

2.2 不同施氮量对马铃薯氮素累积的影响

由表2可知，在块茎形成期，地上部氮素累积量高于块茎，随着施氮量的增加马铃薯地上部和块茎的氮素累积量呈增加趋势，较不施氮肥处理（N 0）和低氮量处理（N 1），N 4处理地上部氮素累积量显著增加了81.3%和20.3%，N 2处理块茎氮素累积量分别显著增加了39.2%和16.1%;在块茎膨大期，马铃薯地上部氮素累积规律与块茎形成期类似，但块茎的氮素累积量随着氮肥用量的增加呈先增加后降低的趋势，与N 0和N 3处理相比，N 2处理块茎氮素累积显著增加了41.0%和12.9%;在成熟期，块茎氮素累积量远大于地上部，其变化规律与块茎膨大期一致，N 2处理表现最大。较N 1和N 4处理，N 2处理的块茎氮素累积量显著增加了92.4%和8.7%。

2.3 不同施氮量对马铃薯块茎产量和氮素吸收利用的影响

由图3可知，马铃薯块茎产量随着施氮量的增加呈先增加后降低趋势，适宜的氮肥用量可以增加马铃薯的产量，过低和过高的氮肥投入均不利于马铃薯产量的提高。费乌瑞它的最高产量为N 2处理，与N 0处理相比，N 2处理块茎产量显著增加了19.8%。将马铃薯产量与施氮量进行一元二次模拟得出，费乌瑞它的回归方程为y=-0.223x2+61.44x+22 026.9（F=14.15**，R2=0.702**），其最佳施氮量为137.6 kg/hm2。

由表3可知，马铃薯的氮素吸收利用率随施氮量的增加呈降低趋势，其氮素吸收利用率以N 1和N 2处理最高，均为36.7%，马铃薯在高氮处理下（N 4）氮素吸收利用率最低，表明在低施氮量下，马铃薯能充分吸收氮素，而在高氮量下供应的氮肥超过马铃薯生长所需，不能被其充分吸收利用，从而造成氮素吸收利用率的降低。马铃薯的氮肥偏生产力、氮素农学利用率和氮素生理利用效率均随着施氮量的增加而显著降低，且均以N 1处理最大，N 4处理最小。

3 结论与讨论

水稻是安徽最主要的粮食作物，播种面积占全省粮食作物播种面积的30%。近年来由于劳动力成本增加、小麦和油菜的效益下滑和小麦成熟期降雨多引起的病害等因素，大大挫伤了农户种植的积极性，进而造成安徽稻茬田闲置面积越来越大。稻茬马铃薯成为安徽冬闲稻田的新型产业。该研究中，在稻茬田起垄栽培下，随着施氮量的增加，马铃薯地上部干物质累积量表现为逐渐增加的趋势，而块茎的干物质积累表现为先增加后降低，这与前人的研究结果相似[23-24]。这是由于过多施用氮肥会导致马铃薯的营养生长过剩，不利于块茎的形成和发育。

该研究结果表明，马铃薯块茎产量随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势，其最佳施氮量为137.6 kg/hm2，当施氮量超过137.6 kg/hm2时，马铃薯产量开始降低，可见在该试验条件下，施氮量在120～140 kg/hm2时，马铃薯即可实现较高产量，继续增加氮肥用量不再提高马铃薯块茎产量。这与前人的研究结果有所差异[6-7，9，12]，其原因可能与马铃薯品种、栽培环境、土壤肥力和水分条件等的差异有关。因此，进一步研究不同马铃薯品种和栽培环境对氮肥的响应非常必要。

安徽农业科学2019年

参考文献

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