钾肥施用量对马铃薯产量和品质的影响

卢 茗

（甘肃省甘南州农业技术推广站，甘肃甘南 747000）

马铃薯是茄科多年生草本植物，是世界第四大粮食作物，也是我国主要的粮食和蔬菜作物，对保障我国粮食安全和农民持续增收起着重要的作用[1]。近年来，国家对粮食安全问题的重视程度增加，也使马铃薯产业的发展速度逐步加快，马铃薯育种、高效栽培技术等的发展，给马铃薯生产发展提供了新的机会[2]。然而，尽管马铃薯栽培技术得到提升，但是由于农业种植户对马铃薯养分需求的认识不足，在生产中出现了施肥不合理的现象，常常是偏施氮肥，并不注重钾肥的配施，而钾肥在马铃薯生长过程中起着至关重要的作用[3]。

研究表明，钾肥影响马铃薯生长、代谢、酶活性调节和渗透调节等生理活动，一般来说，钾肥是马铃薯需求量最大的肥料[4]。钾肥与氮磷最大的区别在于它是以离子态或可溶性盐类吸附在原生质表面，植物通过根部吸收K+，再运输到其他组织中。施用钾肥能够促进根系生长、增强根系活力，还可促进碳水化合物的合成和运输[5]。钾也是维持细胞正常含水量、减少水分蒸腾损失的重要物质，因此能够增强马铃薯的抗寒能力[6]。研究表明，马铃薯产量的形成与钾元素有密切关系，主要是通过影响结薯个数和大中薯率比例提高来实现的，提高土壤速效钾含量可有效提高马铃薯产量[7]。周芳等[8]研究表明，增施钾肥可以延迟花期，促进植株早熟，降低主茎数及单株块茎数，增加单株块茎重，平均块茎重和商品薯率。李东明等[9]研究表明，随着施钾量的增加，茎叶和块茎内钾素含量也随之而增加，马铃薯产量显著提高。赵亮等[10]研究表明，随着施钾量增大，马铃薯叶面积、株高、茎粗、地上部干重、块茎产量、单株块茎重出现了由低到高的变化趋势，过量施钾肥会抑制马铃薯植株生长和产量的形成。陈焕丽等[11]研究表明，等量不同形态钾肥对植株株高和主茎数有一定的影响。单施氯化钾较单施硫酸钾处理更易促进马铃薯块茎中氨基酸合成，单独施用硫酸钾更易促进钾的吸收，使马铃薯块茎表皮更光滑、有光泽，外观品质更好。二者配施后冲施黄腐酸显著提高了马铃薯产量、经济效益、商品薯率。因此，本试验研究不同钾肥用量对马铃薯生长、产量及品质的影响，为马铃薯合理施肥和高效栽培提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验于2020年于甘肃省甘南州进行，该地属于大陆季风气候，地势西北部高，东南部低，气候严寒，高寒润湿，大部分地区海拔在3000m以上。无霜期少于140d。年降水量419-597mm。试验品种为中薯19，由中国农业科学院蔬菜花卉研究所选育，从出苗到收获99天。株型直立，生长势强，叶深绿色，茎绿色带褐色，花冠紫色，天然结实中等，匍匐茎短，淡黄皮淡黄肉，薯块椭圆形，芽眼浅。试验用氮磷钾肥为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O512%）和氯化钾（K2O 60%）。有机肥为商品肥（含N 2.9%，含P2O51.1%，含KO22.0%），由甘南州达哇央宗商品有机肥厂提供。

1.2 试验设计

试验采用完全随机设计，以不施钾肥为对照（CK），设置4个钾肥施用量，分别为100kg/hm2（T1），150kg/hm2（T2），200kg/hm2（T3），200kg/hm2（T4），氮肥和磷肥施用量均相同，氮肥施用量为150kg/hm2，磷肥施用量为300kg/hm2，各处理在播种前施入有机肥15 000kg/hm2，氮肥1/2作为基肥和所有磷肥钾肥一次施入，其他1/2氮肥在块茎形成期追施。种植密度为52 500株/hm2，每处理设置3次重复，小区面积约48m2，其他田间管理均相同。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 马铃薯形态指标的测定

在马铃薯盛花期，随机每小区随机选取10株，用刻度尺测定茎基部到植株顶部高度为株高，用游标卡尺测茎基部垂直方向的两个值，取平均值为茎粗，并调查植株主茎数。

1.3.2 产量的测定

在成熟收获期马铃薯收获后，称量各小区产量，于测产垄进行产量的测定和平均单薯重的测定。并统计单株结薯数，计算单株商品薯率。

1.3.3 马铃薯品质的测定

收获后各处理随机选择3个马铃薯，用于测定马铃薯品质，总淀粉含量测定采用碘比色法，总蛋白质含量采用凯氏定氮法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，维生素C采用2，6-二氯靛酚滴定法测定，游离氨基酸采用茚三酮比色法测定，硝酸盐含量采用紫外分光光度法测定。

1.4 数据分析

测定数据采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0版软件进行处理和分析，多重比较釆用Tukey法。

2 结果与分析

2.1 钾肥施用量对马铃薯植株形态的影响

马铃薯的形态指标反映植株生长状况，也间接对产量的高低产生影响，由表1可知，钾肥对马铃薯形态指标有显著的影响，株高随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T2＞T4＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出9.19%、12.66%、13.65%和10.84%。茎粗随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T2＞T4＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出4.14%、11.72%、15.17%和8.97%。主茎数随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T4＞T2＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出29.58%、59.86%、94.37%和64.08%，T2和T4处理间没有显著差异。

表1 钾肥施用量对马铃薯植株形态的影响

2.2 钾肥施用量对马铃薯产量的影响

产量是评价马铃薯栽培最重要的指标，由表2可知，钾肥对马铃薯产量有显著的影响，其中单株结薯数T3处理显著高于CK，高出14.29%，其他处理均和CK没有显著差异。商品薯重随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T4＞T2＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出6.20%、13.89%、24.57%和16.67%。商品薯率随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T2＞T4＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出4.68%、15.72%、20.98%和14.41%，T2和T4处理间差异不显著。产量随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T2＞T4＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出19.29%、30.36%、47.03%和41.03%，处理间差异均显著。

表2 钾肥施用量对马铃薯产量的影响

2.3 钾肥施用量对马铃薯品质的影响

马铃薯品质指标是衡量马铃薯营养、商品性的重要指标，由表3可知，钾肥显著影响马铃薯的品质，总淀粉含量随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T4＞T2＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出7.67%、11.80%、14.29%和13.04%，T2和T4、T3和T4处理间差异不显著。总蛋白含量随钾肥施用量的增加呈逐渐增加的趋势，处理间差异均显著，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出6.83%、11.18%、16.77%和19.25%。可溶性糖随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T4＞T2＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出4.13%、8.26%、14.05%和5.79%，T2和T4处理间没有显著差异。维生素C含量随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T4＞T2＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出10.25%、17.75%、27.89%和21.41%。游离氨基酸含量随钾肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，在T3处理时达到最大值，各处理表现为T3＞T4＞T2＞T1＞CK，钾肥处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出18.18%、36.36%、54.55%和27.27%，T1、T2和T4处理间没有显著差异。硝酸盐含量随钾肥施用量增加呈逐渐降低的趋势，钾肥处理均显著低于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK低10.03%、21.97%、33.63%和40.34%。

表3 钾肥施用量对马铃薯品质的影响

3 讨论

钾肥是作物生长的主要元素之一，参与植株体内一系列生理生化过程，在生长、代谢、酶活性调节和渗透调节中发挥着重要作用[13]。马铃薯株高、茎粗、主茎数等表征农作物生长发育状况，是衡量其长势的重要形态指标[14]，不仅和马铃薯植株生长有关，还直接影响马铃薯产量的高低[15]。董文等[16]研究表明，叶绿素含量随施钾量的增加而增加，施钾显著提高马铃薯的地上部、地下部干质量及总干质量。张茹艳等[17]研究表明，钾肥对马铃薯组培苗生长相关指标、抗氧化酶活性、丙二醛和叶绿素含量、渗透调节物质和电导率以及植株钾含量有显著的影响，能够提高马铃薯组培苗抗逆性，促进组培苗生长。本研究结果表明，钾肥显著提高马铃薯株高、茎粗和主茎数，主要是由于钾肥施用能够促进根系生长、增强根系活力，还可促进碳水化合物的合成和运输，此外钾肥提高叶片中叶绿素含量，增加光合作用强度，从而促进马铃薯的生长。在钾肥施用量为200kg/hm2时，马铃薯株高、茎粗最大，主茎数最多。

钾肥作为作物三大基肥之一[18]，马铃薯又是典型的喜钾作物，所以其用量对马铃薯产量有着至关重要的作用[19]，且钾对马铃薯产量的影响主要是通过结薯个数增多和大中薯率比例提高来实现的[20]。赵永萍等[21]研究表明，适量的增施钾肥和锌肥，可改善其结薯量、薯块质量、大薯率等性状，大幅度提高马铃薯的产量。王丽丽等[22]研究表明，随着施钾量增大，马铃薯块茎产量、株高、茎粗、地上部干重、单株块茎重、叶面积出现了由低到高的变化趋势。但施钾量过量则会限制产量的增加，本研究表明，钾肥显著提高商品薯产量、商品薯率和总产量，一方面是由于钾能促进植物的光合作用，增加马铃薯在生育后期干物质积累量，促进产量的形成；另一方面，钾肥促进根系生长、增强根系活力，可促进碳水化合物的合成和运输，为产量的形成奠定基础。在钾肥施用量为200kg/hm2时，产量达到最大值，而施钾量过多限制产量的增加，可能是钾肥过多对根系生产产生胁迫。

钾肥在生育前期可促进马铃薯矿质的吸收与代谢和有机物的合成[23]，在块茎膨大期可促进茎叶光合产物转运，有利于淀粉合成与块茎膨大。郭岷江等[24]研究表明，钾肥用量达240kg/hm2时，马铃薯干物质含量和淀粉含量均最高，和对照相比，淀粉、还原糖、维生素C和蛋白质含量显著提高。张皓等[25]研究表明，钾肥显著提高马铃薯产量及淀粉、蛋白质、维生素C含量。本研究结果表明，钾肥显著提高马铃薯总蛋白、可溶性糖、维生素C和游离氨基酸含量，显著降低硝酸盐含量，主要是由于钾在碳水化合物代谢、蛋白质代谢、呼吸作用以及渗透调节中起着重要的作用。有利于碳水化合物的合成和运输，协调作物物质合成过程中源和库的关系。在钾肥施用量为200kg/hm2时，品质最好。

综合比较，钾肥显著提高马铃薯形态指标、产量及品质，在钾肥施用量为200kg/hm2时，马铃薯长势较好、产量最高，品质较好，是较为合理的钾肥施用量。