钙肥配施对马铃薯产量•品质和空心的影响
2025-01-24周帅陈恩发叶夕苗范士杰卢扬
摘要为探究叶面肥与不同钙肥配施对马铃薯空心、产量、品质调控作用和影响，为马铃薯生产中钙肥合理施用提供理论和实践参考。以中晚熟品种“黔芋7号”为试验材料，设置CK1（复合肥）、T1（复合肥+普钙）、T2（复合肥±喷钙）、T3（复合肥+普钙+喷钙）、CK2（复合肥+叶面肥）、T4（复合肥+叶面肥+普钙）、T5（复合肥+喷钙+叶面肥）、T6（复合肥+普钙+喷钙+叶面肥）共8个处理。结果表明，T1促进产量形成表现最佳，其次是T4和T5，T5块茎品质改善最为明显，抑制空心发生率效果突出的有T2、T3和T5。若以产量为主要目标，建议参照T1施肥方案。若以降低马铃薯空心缺陷为主要目标，建议参照T2施肥方案，结合经济产出效益和块茎品质，建议参照T5施肥方案。
关键词马铃薯；钙肥；产量；品质；空心
中图分类号S532"文献标识码A
文章编号0517-6611（2025）02-0141-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.029
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
EffectsofCalciumFertilizersonPotatoYield，QualityandHollowing
ZHOU"Shuai，CHEN"En-fa，YE"Xi-miaoetal
（GuizhouInstituteofBiotechnology/MinistryofAgricultureandRuralAffairsKeyLaboratoryofCropCeneticResourcesandGermplasmInnovationinKarstRegion，Guiyang，Guizhou"550006）
AbstractToinvestigatetheregulatoryeffectsandimpactsoffoliarfertilizersincombinationwithdifferentcalciumfertilizersonpotatohollowing，yield，andquality，providingtheoreticalandpracticalreferencesfortherationalapplicationofcalciumfertilizersinpotatoproduction，thisexperimentutilizedthemid-to-latematuringvariety\"QianyuNo.7\"astheexperimentalmaterial.Eighttreatmentgroupswereestablished，includingCK1（compoundfertilizer），T1（compoundfertilizer+gypsum），T2（compoundfertilizer±calciumspray），T3（compoundfertilizer+gypsum+calciumspray），CK2（compoundfertilizer+foliarfertilizer），T4（compoundfertilizer+foliarfertilizer+gypsum），T5（compoundfertilizer+calciumspray+foliarfertilizer），andT6（compoundfertilizer+gypsum+calciumspray+foliarfertilizer）.Amongthesetreatments，T1demonstratedthebestperformanceinpromotingyieldformation，followedbyT4andT5.T5showedthemostsignificantimprovementintuberquality，whileT2，TandT5wereparticularlyeffectiveininhibitingtheoccurrenceofhollowing.Iftheprimaryobjectiveistomaximizeyield，itisrecommendedtofollowthefertilizationschemeofT1.Toprimarilyreducetheincidenceofpotatohollowingdefects，thefertilizationschemeofT2issuggested.Consideringbotheconomicoutputbenefitsandtuberquality，thefertilizationschemeofT5isadvisedforreference.
KeywordsPotato;Calciumfertilizer;Yield;Quality;Hollowing
马铃薯是全国第四大粮食作物，也是贵州省最重要的非谷类粮食作物，平均种植面积为80万hm2，2020年贵州省马铃薯种植面积占全国的17.76%，位居全国第一位，马铃薯产量和品质对贵州省乃至全国的马铃薯产业发展至关重要。“黔芋7号”是贵州省科研单位自主选育的第一个国审马铃薯新品种，在黔西北地区及周边相似气候条件区域广泛种植。
马铃薯是喜酸作物，种植过程中的钙肥施用长期受到忽视。但钙作为植物必需的营养元素，活跃参与植物生理活动的调节，能通过促进碳水化合物的分配提高块茎产量［1］，可以控制多种酶的活性增加有机物质的合成效率，提高块茎中淀粉、Vc和可溶性蛋白含量，并降低还原糖含量［2］。钙是果胶重要成分，能增加块茎硬度，降低空心等生理缺陷的发生［3-4］。笔者通过开展叶面肥与不同钙肥配施试验，筛选出马铃薯最佳钙肥施用模式，对马铃薯新品种的选育和推广具有重要意义。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验安排在贵州省威宁县雪山镇种薯繁育基地，海拔2340m，年平均高温16.7℃，年平均低温6.5℃，年降雨天数122d，年均降水量890mm，年均日照时数1800h，无霜期180d，试验地以玉米轮作，茬口种植蔬菜或油菜。
1.2试验材料"以贵州省主栽品种“黔芋7号”（自主选育）为供试材料。
1.3试验设计
田间试验采用随机区组排列，每个小区3次重复，小区面积16.25m2，小区长5.00m，宽3.25m。单垄单行种植，区组内小区间不留走道。试验地周边设2行以上保护行。播种50g左右的切块种薯，各处理施肥方案见表1。复合肥和普钙作为基肥施用。复合肥为普通复合肥（N-P2O5-K2O：12-18-15），按600kg/hm2施用，普通钙肥为过磷酸钙［Ca（H2PO4）2，CaSO4·2H2O，12%］，按300kg/hm2施用。叶面肥和喷钙在块茎生长期施用。叶面肥为硝酸钾复合肥，按1600g/hm2配清水225kg施用。叶面喷施钙肥为硝酸钙［Ca（NO3）2］，按1600g/hm2配清水225kg施用。苗期进行覆土固苗（10～15cm覆土深度），其余栽培和田间管理措施均按统一方法进行，各地块保持一致。2022年3月23日播种，10月15日收获。
1.4测定项目与方法
块茎采样方法：在收获时选择各处理3个正常块茎，带回实验室备测。块茎总钙：原子分光吸收法测定；蛋白质含量：蛋白质羰基含量检测试剂盒（品牌：索莱宝，货号：BC1275）测定；淀粉含量：淀粉含量检测试剂盒（品牌：索莱宝，货号：BC0705）测定；还原糖含量：还原糖含量检测试剂盒（品牌：索莱宝，货号：BC0235）测定；块茎空心发生率：随机挑选20个薯重200g以上大薯，竖切后调查空心情况。
2结果与分析
2.1不同处理对马铃薯块茎产量和经济性状的影响
由表2可知，钙肥单独处理中，CK1单株结薯个数为7.33个，T1处理单株结薯个数为9.00个，最高的为处理T2，达11.33个。单株重量最高的为处理T为1.68kg，其次是处理T为1.31kg。CK1因结薯个数和商品薯率均低，单株薯重低于各处理，仅为0.73kg。商品薯率最高的为处理T处理T3与其仅相差0.51百分点，最低的为对照，未达80%。产量方面，CK1为51.74t/hm2，T1、T2、T3分别提高14.51%、6.86%、11.31%。相较于CK施用不同钙肥能提高商品薯率、促进结薯个数，从而影响马铃薯产量，但若仅促进个数，对产量的影响也不大。
叶面肥与不同钙肥配施处理中，各处理单株结薯个数为T6gt;CK2gt;T5gt;T4，T6单株结薯个数最高，为16.00个，较CK2增长33.33%，T4结薯个数为8.00个，略低于T5。单株薯重为T6gt;CK2gt;T5gt;T4，T6平均单株薯重为2.27kg，较CK2增长23.37%，T4、T5差异很小，分别为1.43、1.50kg。商品薯率方面，T5商品薯率为90.95%，表现最优，其次是T6，为88.13%。产量为T4gt;T5gt;CK2gt;T6，T4、T5分别较CK2提高2.66%和0.66%，T6较CK2降低4.78%。
由此可知，产量方面除T6外，不同钙肥单独施用或与叶面肥配施较CK1、CK2有明显促进作用。在促进单株结薯个数、单株产量方面配施比仅施钙肥表现更优，如T6。
2.2不同处理对马铃薯块茎总钙含量的影响由表3可知，单独施用钙肥对马铃薯块茎各部分钙含量有明显提升作用，各处理薯皮、环髓区薯肉、髓部薯肉总钙含量无显著差异。薯皮钙含量最高的是T为300.78μg/g，比CK1高31.22%，其次是T钙含量为286.57μg/g，比CK1高25.03%。环髓区薯肉和髓部薯肉总钙含量为T1gt;T3gt;T2gt;CK且T1和T3含量相当，T2环髓区薯肉为30.73μg/g，髓部薯肉为22.85μg/g，分别比各自CK1高38.61%、48.76%。
叶面肥配施对马铃薯块茎钙吸收影响不大。薯皮T6含量最高，为304.19μg/g，较CK2增长27.21%，其次是T4和T5，分别较CK2增长16.22%、6.93%，CK2与处理T6呈显著差异，其他各处理间无显著差异；各处理环髓区薯肉钙含量为T4gt;T6gt;T5gt;CK2，T4最高，为39.30μg/g，较CK2增长41.06%，T6、T5分别较CK2增长39.55%、23.22%。各处理髓部薯肉钙含量为T4gt;T6gt;CK2gt;T5，各处理与对照无显著差异。
由此可知，钙肥对马铃薯块茎各部位钙含量提升明显，叶面肥与不同钙肥配施效果类似。薯皮含量最高，其次是环髓区薯肉，最低是髓部薯肉，符合块茎类作物钙的吸收规律。
2.3不同处理对马铃薯主要品质性状的影响由表4可知，钙肥单独处理中，CK1和处理蛋白质含量为1.66%～1.80%，平均含量为1.73%，为T3gt;T2gt;T1gt;CK分别较CK1增长0.14百分点、0.07百分点、0.05百分点。淀粉含量为11.78%～15.05%，平均含量为13.41%，T3最高，达15.05%，较CK1增长3.27百分点，其次是T2，较CK1增长3.09百分点，CK1和T1未达12.00%。还原糖含量为1.79～1.98mg/g，平均含量为1.89mg/g，为T1gt;T2gt;CK1gt;TT1、T2差异极小，T3略低于CK1。
叶面肥不同钙肥配施后的蛋白质含量为1.69%～1.97%，最低的是CK2，最高的是T5，其次是T6和T4，分别为1.93%、1.90%，较CK2增长0.24百分点、0.21百分点，各处理无显著差异。淀粉含量为13.99%～18.70%，平均含量为16.50%，T6最高，达18.70%，其次是T4和T5，为17.86%和16.06%。CK2和T4、T5、T6存在显著差异（Plt;0.05），其余各处理间无显著差异。还原糖含量为1.69～2.36mg/g，CK2的还原糖含量最高，与T5、T6存在显著差异，T6为1.70mg/g，与T4也存在显著差异（Plt;0.05）。
由此可知，施用钙肥可以提高马铃薯块茎中蛋白质和淀粉含量，并能有效降低还原糖含量，通过叶面肥配施后，改善作用更为明显，如施用钙肥中，各处理的蛋白质含量比对照平均提高0.08百分点，叶面肥与钙肥混施后提升0.24百分点。
通过综合对比，施用复合钙肥、叶面肥、复合肥的方式进行马铃薯种植，可以在马铃薯保证较高产品水平前提下，品质得到改善。
2.4不同处理对马铃薯空心发生率的影响
由表5可知，钙肥单独处理中，空心发生率最高为CK达30.00%，T2、T3处理都不空心，T1处理的空心发生率为5.00%。CK1的空心最大长度为7.70cm，T1处理的空心最大长度明显缩短，仅3.40cm。CK1与T1处理在空心表现类型上也有差异，CK1有一字型、工字型2种类型，T1的空心形状类似X型（图1）。
叶面肥不同钙肥配施处理中，空心发生率最高的为T4，为26.67%，其次是CK2，有20.00%薯块出现空心，T6处理的空心发生率为15.00%，最低为T5处理，仅为3.33%。T6空心最大长度为7.1cm，T4、T5空心最大长度接近。CK2和T5处理空心类型为星型，T4处理的空心类型为一字型，T6处理的空心类型出现了不规则和工字形（图1）。
由此可知，施用钙肥能明显改善块茎空心发生情况，T2、T3处理后未有空心情况发生。叶面肥配合施用的2个处理即T5、T6的块茎空心发生率比对照低，T4处理比CK2高，叶面肥配施的空心发生率平均为15.00%，低于CK20.05百分点。随机各抽选20个空心与非空心的薯块，发现空心的薯块平均单个薯重513.39g，非空心平均单个薯重368.48g，差异显著，大薯块出现空心的概率更大，合理施用钙肥能有效改善块茎发育条件，块茎发育稳定在正常水平，限制块茎过大，从而降低空心发生率（图2）。
3结论与讨论
钙在马铃薯块茎产量形成和品质调控方面具有重要作用。研究表明，在大田种植中施用钙肥可以引起马铃薯单株结薯数量减少，但能增加单个块茎的重量和整体商品薯率，从而提高产量。以试管薯为试验对象，单株结薯数随试管薯营养液中钙浓度的增加而增加［5-6］。钙含量过多会引起马铃薯产量降低。孙磊等［7］在土壤水溶性钙含量为105.33 mg/kg的试验田中开展施钙处理试验，2年平均结果表明，当施 CaO 40 kg/hm2时产量最大，较对照增加13.91%，施CaO 80 kg/hm2已不增产。李文霞等［8］在土壤水溶性钙含量为 383.25 mg/ kg的试验田中开展施钙处理试验，当施CaO 57 kg/hm2时，马铃薯块茎产量最大，当施CaO 171 kg/hm2 时，产量低于对照。研究表明，Ca2＋通过钙依赖蛋白激酶（CD-PKs）发挥功能，传递信号，若转入蔗糖磷酸合成酶，可增进呼吸作用和糖酵解，若转入转化酶，会导致块茎数量减少，但使块茎的体积增加［9］。因此，块茎的形成和发育可能受到钙信号和糖信号协同调控。同时土壤中的Ca2+能够平衡匍匐茎茎尖的激素情况，促使块茎的形成［2］。
钙具有抑制细胞呼吸的功能，并通过控制多种酶活性增加有机物质的合成效率，提升果蔬品质［10］。钙素可以增强块茎中淀粉合成酶的活性，促进块茎中的淀粉积累［11］。高建莉等［12］研究硝酸钙对冬作马铃薯产量和品质的影响发现，在硝酸钙用量在0～300 kg/hm2时，马铃薯块茎中可溶性蛋白、还原糖、Vc和淀粉含量均随施钙量的增加而增加。黄鹏翔等［13］通过分析不同外源钙肥处理对马铃薯贮藏品质的影响时发现，选用叶面喷施硝酸钙或1 200～2 000 g/hm2 有机钙时，能降低块茎中还原糖含量，并显著提高蛋白质、淀粉、Vc含量以及块茎硬度。空心是伴随马铃薯块茎膨大过程中的一种生理缺陷，多以星状、不规则形状的空洞发生，会严重影响马铃薯鲜食和加工品质。一般而言，马铃薯空心是由于髓部和髓周的细胞对物理应力、水分和养分波动的表现差异不同［14-15］，但目前对影响空心分子机制还不明确。Palta［16］ 研究表明通过提高块茎钙含量减少块茎空心缺陷。
该研究结果表明，在基肥中仅施加一定量的过磷酸钙（T1），可以明显提升马铃薯块茎产量和经济性状，商品薯率提高8.51%、产量提升11.31%，200g以上大薯的空心发生率降低25%；若在追肥过程叶面喷施硝酸钙（T3），蛋白质较对照增长0.14%，淀粉较对照增长3.72%，还原糖略低于对照，200g以上大薯的空心发生率降低至0。叶面肥与不同钙肥配施表明，叶面肥对产量的贡献不稳定，仅部分处理对产量有提升作用，即CK2gt;CKT5gt;T2；对品质中淀粉和蛋白质含量改善效果突出，CK2gt;CKT4gt;TT5gt;T2，T6gt;T以T5效果最佳，其200g以上大薯的空心发生率也降至3.33%。该品种更适用于参照T5方式种植，可以促进马铃薯品种丰产，明显改善其营养品质。该研究也为后期开展钙素参与马铃薯代谢通路调控空心机理研究奠定坚实基础。
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