不同钾肥对马铃薯产量、品质、光合作用以及经济效益的影响

陈广侠，孔金花，孔海明，杨 煜，刘 芳，杨元军，郭 晓，杨晓慧，董道峰

（1.山东省农业科学院蔬菜花卉研究所/山东省设施蔬菜生物学重点试验室/国家蔬菜改良中心山东分中心/农业农村部黄淮海地区蔬菜科学观测实验站，济南 250100；2.滕州市界河农业技术推广站，山东 滕州 277500；3.国家马铃薯工程技术研究中心/乐陵希森马铃薯产业集团有限公司，山东 乐陵 253619）

马铃薯（Solanum tuberosumL.）是继水稻、小麦、玉米之后的第四大粮食作物。马铃薯营养丰富，养分平衡，富含丰富的淀粉、蛋白质、氨基酸［1］，同时马铃薯也是膳食纤维、维生素、矿物质的重要来源。马铃薯钾含量丰富，是人类饮食中钾的重要来源［2］。

马铃薯是喜钾作物，具有奢侈吸钾的营养特点［3］，每生产1 000 kg的块茎需K2O 9.2 kg［4］。钾能促进叶片中碳水化合物向块茎中转运，提高叶片光合作用效率，延长叶片光合作用时间，增施钾肥，对马铃薯产量和品质有明显的提升作用，还能提高植株的抗逆性［5-8］。

生产中马铃薯被冠以“忌氯”作物，但氯是马铃薯生长的重要营养元素，氯离子能通过调节气孔开闭间接影响光合作用［9］，然而硫酸钾的成本又相对较高，影响经济效益。本研究通过盆栽和田间试验，研究氯化钾、硫酸钾对马铃薯产量、品质以及光合作用等的影响，盆栽试验主要进行品质和光合测定，田间试验主要进行产量测定，以期为生产中科学合理用肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

盆栽试验在山东省农业科学院蔬菜花卉研究所温室进行，供试马铃薯品种为希森6号脱毒原原种（乐陵希森马铃薯产业集团有限公司提供）、费乌瑞它脱毒原原种（山东省农业科学院蔬菜花卉研究所自繁），种薯均为上一年秋季11月收获，未切块。试验采用高30 cm、直径20 cm的花盆，栽培基质为椰糠。椰糠经去离子水3遍清洗后，检测其中的有机质含量为82.91 g/kg，全氮、全磷、全钾分别为0.60%、0.36%、0.89%，电导率为0.223 9 S/m，pH 5.76。

田间试验设2个地块，分别在滕州市大坞镇和东郭镇，均为沙壤土，长期种植马铃薯，种植模式一般为春马铃薯-夏玉米-秋马铃薯，种植年限均在5年以上。其中，大坞镇地块长期使用硫酸钾复合肥（N 15%，P2O515%，K2O 15%）2 250 kg/hm2，东郭镇地块3 000 kg/hm2。肥料分为基肥和追肥，基肥占70%，追肥占30%。各小区根据生长需要统一灌溉。2个地块的土壤肥力见表1。

表1 试验地块土壤肥力

1.2 试验设计

1.2.1 盆栽试验 2个品种希森6号和费乌瑞它各设2个处理，处理1为氯化钾（KCl）1 117 mg/L，折合K2O 700 mg/L；处理2为硫酸钾（K2SO4）1 297 mg/L，折合K2O 700 mg/L，2个处理其他大量元素、微量元素相 同，包 括NH4NO3400 mg/L、KH2PO4680 mg/L、C6H5FeO7·5H2O 24.5 mg/L及微量元素H3BO36.2 mg/L、MnSO4·4H2O 22.3 mg/L、Na2MoO4·2H2O 0.25 mg/L、ZnSO4·4H2O 8.6 mg/L、KI 0.83 mg/L、CuSO4·0.5H2O 0.25 mg/L和CoCl2·5H2O 0.025 mg/L，根据MS培养基配方进行改良，用去离子水配置营养液。每个品种每处理种植5盆。根据基质墒情，每5～7 d用营养液浇灌1次。从花盆上部浇灌，并使营养液从花盆底部充分溢出，以使基质养分浓度保持恒定。

1.2.2 田间试验 试验所用品种为费乌瑞它。处理1，氯化钾（含K2O 62.5%）480 kg/hm2（含K2O 300 kg）；处理2，硫酸钾（含K2O 54%）555 kg/hm2（含K2O 300 kg）；处理3，氯化钾240 kg/hm2（含K2O 150 kg）+硫酸钾278 kg/hm2（含K2O 150 kg）。3个处理其他肥料相同，包括尿素（N 46%）300 kg/hm2，有机肥（N 5%，P2O52%，K2O 3%）1 500 kg/hm2。对照为农户常规施肥，NPK三元复合肥（N 15%，P2O515%，K2O 15%）1 500 kg/hm2，有机肥750 kg/hm2。通过养分测定，土壤含磷量充足，各处理未施磷肥。各处理及对照设3次重复，每小区面积667 m2。试验于2019年3月3日播种，开沟后将肥料撒施在沟内，肥料与土壤混合后再播种，垄距65 cm，株距25 cm，田间各项管理措施相同，6月10日收获。

1.3 光合测定项目及测产方法

1.3.1 光合测定 马铃薯出苗10 d后，在马铃薯快速生长期，选择晴朗天气，每隔5～7 d连续4次用美国LICOR公司LI-6400型光合仪测定相关光合指标，包括净光合速率（Pn），气孔导度（Gs），胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾系数（Tr）。选用6400-02B型红蓝光源，选择植株从上往下数第4、第5、第6完全展开叶的固定位置进行测定，取各测量值的平均值作为最终结果。以减少试验误差，测定时间为7：00—17：00［10］。

1.3.2 测产方法 马铃薯干物质采用烘干恒重法［11］；茄碱采用超高效液相色谱-串联质谱法［12］；维生素含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定［13］；还原糖采用3，5-二硝基水杨酸分光光度法测定［14］。

收获时，每小区选取地块中间20 m2进行测产。按照标准要求分级，分别称重商品薯（≥100 g）和非商品薯（<100 g）。按照下列公式计算产量。

商品薯产量（kg/hm2）=取样点平均商品薯重量

1.4 数据处理

所有数据利用Excel 2007软件和SPSS 18.0软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同钾肥对盆栽马铃薯产量构成因子的影响

2个品种用硫酸钾处理与氯化钾处理单株结薯数没有明显差异；而单个块茎重量及单株块茎重量都是氯化钾处理显著高于硫酸钾处理（表2）。说明施用氯化钾肥更有利于马铃薯产量的增加。

表2 不同钾肥对盆栽马铃薯产量构成因子的影响

2.2 不同钾肥对盆栽马铃薯品质的影响

由表3可知，2个品种的干物质含量氯化钾处理显著高于硫酸钾处理，希森6号施用氯化钾的茄碱含量极显著高于硫酸钾处理，希森6号硫酸钾处理维生素C含量显著高于氯化钾处理，2个品种2个处理还原糖含量没有显著差异（表3）。

表3 不同钾肥对马铃薯品质的影响

2个品种氯化钾处理淀粉含量显著高于硫酸钾处理，其中，希森6号差异达到极显著水平；2个品种都是氯化钾处理直链淀粉含量显著高于硫酸钾处理，施用硫酸钾的支链淀粉含量显著高于施用氯化钾处理；费乌瑞它施用硫酸钾的蛋白质含量显著高于施用氯化钾，而希森6号差异不显著；在氨基酸方面，费乌瑞它氯化钾处理色氨酸含量显著高于硫酸钾处理，而2个品种的硫酸钾处理丝氨酸、赖氨酸含量都显著高于氯化钾处理（表3）。

2.3 不同钾肥对盆栽马铃薯光合作用的影响

从测定的光合数据（图1）来看，费乌瑞它施用硫酸钾的净光合速率显著高于施用氯化钾；希森6号施用2种肥料的净光合速率差异不显著。费乌瑞它施用2种不同钾肥的气孔导度差异不显著；但希森6号施用硫酸钾的气孔导度显著高于施用氯化钾。2个品种施用2种不同的钾肥对其胞间CO2浓度以及蒸腾速率影响差异不显著。从总体上来看，2种不同的肥料对不同的品种光合作用影响虽有影响，但差异不大。

图1 不同钾肥对2个马铃薯品种光合作用的影响

2.4 不同钾肥对田间马铃薯产量及经济效益的影响

从田间试验来看，2个试验地点结果（表4）类似。大坞试验地施用氯化钾马铃薯块茎产量比对照增产9.46%，氯化钾与硫酸钾配施比对照增产6.60%，而施用硫酸钾比对照减产2.00%。东郭试验地施用氯化钾的产量比对照增产4.69%，施用硫酸钾比对照减产1.10%，氯化钾与硫酸钾配施比对照增产3.67%。2个试验地点不同处理的商品薯率之间没有明显差异。

表4 不同钾肥对马铃薯产量的影响

由表5可知，施用各种钾肥与对照相比经济效益差异显著。大坞试验地施用氯化钾时增加收益7 062元/hm2，施用硫酸钾时减少收益2 748元/hm2，硫酸钾与氯化钾配施增加收益4 335元/hm2。东郭试验地施用氯化钾比对照增加收益3 663元/hm2，施用硫酸钾比对照减少收益2 121元/hm2，氯化钾与硫酸钾配施比对照增加收益2 289元/hm2。

表5 不同钾肥对马铃薯经济效益的影响

3 讨论

影响马铃薯产量和品质的因素众多，但肥料是最重要的因素之一，肥料中的各种元素又直接影响了马铃薯的生长及品质。有研究认为，施用氯化钾和硫酸钾都会增加马铃薯产量和品质［15］；何天久等［16］研究认为，马铃薯施钾可以显著提高块茎中钾含量与淀粉含量，提高马铃薯的耐贮性，但是不同的钾肥、钾肥的施用量以及在不同的地块，甚至不同的马铃薯品种，其对马铃薯的产量和品质影响也不同。在本研究中盆栽试验和田间试验结果一致，都是施用氯化钾的产量比施用硫酸钾产量高；而在品质方面本试验的2个品种都是施用氯化钾的干物质、淀粉含量高；而在维生素和茄碱等方面对2个品种的影响略有不同，这说明不同品种在氯元素的敏感性方面存在差异。从盆栽试验光合数据上来看，施用2种不同的钾肥对光合作用影响不显著。而田间试验中也是施用氯化钾或氯化钾与硫酸钾配施产量高于单施硫酸钾。在经济效益方面，2个品种都是以施用氯化钾的经济效益较高，而硫酸钾处理因为产量较低，硫酸钾的价格较高，因而经济效益都比对照低。因此，在长期施用硫酸钾的地块，施用氯化钾可以提高马铃薯产量，增加农民收入。但在其他马铃薯种植地区，应按照当地的土壤保肥、供肥性以及对产量和品质的要求来确定马铃薯施肥水平［17］。