寧夏雨養(yǎng)區(qū)施鉀對(duì)馬鈴薯氮磷鉀養(yǎng)分積累及產(chǎn)量的影響

1、    寧夏雨養(yǎng)區(qū)施鉀對(duì)馬鈴薯氮磷鉀養(yǎng)分積累及產(chǎn)量的影響    白志強(qiáng)何文壽梁熠摘要：通過(guò)田間小區(qū)試驗(yàn)和采用單因素（鉀肥）隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方法，研究了鉀肥對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)及氮磷鉀養(yǎng)分積累和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，在整個(gè)生育期馬鈴薯干物質(zhì)的累積量表現(xiàn)為慢快慢的變化規(guī)律，呈近似“s”形趨勢(shì)，經(jīng)回歸分析和曲線擬合，符合logistic生長(zhǎng)函數(shù)。其干物質(zhì)累積量為169.72 g/株，鮮薯產(chǎn)量達(dá)到26.86 t/hm2；施鉀量在416 kg/667 m2之間時(shí)，均可促進(jìn)馬鈴薯氮磷鉀養(yǎng)分的吸收。形成塊莖所需氮（n）為4.077.77 kg/t，磷（p2o5）為0.842.

2、09 kg/t，鉀（k2o）為7.5411.99 kg/t，三要素（n kg-*3p2o5 kg-*3k2o）平均比例為1 kg-*30.23 kg-*31.58。當(dāng)施k量增至6.21 kg/667 m2時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量最大，為1 344.15 kg/667 m2，之后隨著施鉀量的增大產(chǎn)量緩慢下降。經(jīng)濟(jì)最佳施鉀量為3.23 kg/667 m2時(shí)，產(chǎn)量為1 332.49 kg/667 m2。關(guān)鍵詞：馬鈴薯；鉀肥；氮磷鉀養(yǎng)分；吸收；累積；生育期中圖分類號(hào)： s532.06文獻(xiàn)標(biāo)志碼： a文章編號(hào)：1002-1302（2017）14-0074-05馬鈴薯是糧、菜、飼兼用作物，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖

3、類和各種維生素等1-3，其制品是世界公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)豐富、美味可口的食品，素有“地下蘋果”“第二面包”之稱。2015年我國(guó)啟動(dòng)了馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，提出把馬鈴薯加工成饅頭、面條、米粉等主食，馬鈴薯將成為稻米、小麥、玉米外又一主糧，預(yù)計(jì)在2020年50%以上的馬鈴薯將作為主糧消費(fèi)。馬鈴薯是寧夏特色優(yōu)勢(shì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一，作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)起著十分重要的作用4。關(guān)于寧夏馬鈴薯施肥、產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收等方面的研究已經(jīng)有很多報(bào)道5-10，但近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，馬鈴薯單產(chǎn)有了很大提高，農(nóng)民卻出現(xiàn)了增產(chǎn)不增收的現(xiàn)象，這是由于盲目施肥現(xiàn)象十分嚴(yán)重11-12所導(dǎo)致的，不僅造成了肥料養(yǎng)分的浪費(fèi)，增大農(nóng)民

4、的生產(chǎn)成本，而且會(huì)帶來(lái)巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。氮、磷、鉀肥在馬鈴薯生產(chǎn)上的施用對(duì)解決馬鈴薯的單產(chǎn)不高、總產(chǎn)不穩(wěn)有重要作cm（25用13-15，但是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中只習(xí)慣于施用氮磷ll肥，而忽略鉀肥的重要性，導(dǎo)致土壤氮磷鉀養(yǎng)分不均衡，阻礙馬鈴薯產(chǎn)量的提高和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。本試驗(yàn)以青薯9號(hào)為研究對(duì)象，在統(tǒng)一施氮、磷肥量的基礎(chǔ)上，設(shè)置不同的鉀肥用量，旨在探明馬鈴薯的最佳鉀肥用量及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的施肥技術(shù)，為大面積推廣最優(yōu)施肥技術(shù)、提高馬鈴薯產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。1材料與方法1.1試驗(yàn)基地概況試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在寧夏雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)固原市西吉縣新營(yíng)鄉(xiāng)青土溝村，海拔高度2 036 m，地理坐標(biāo)36°0611 n、105

5、°3149 e，年降水量377 mm，馬鈴薯生育期間（5月13日10月11日）降水量234 mm，無(wú)霜期136 d，年均氣溫5.4 ，10 的有效積溫2 107 ·d。該地區(qū)為典型雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，無(wú)灌溉條件。前茬作物為大豆，試驗(yàn)地農(nóng)田土壤為侵蝕黑壚土，其土壤理化性質(zhì)見表1。1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)本試驗(yàn)采用單因素（k）隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，把試驗(yàn)設(shè)計(jì)為6個(gè)處理，4次重復(fù)，即分別施鉀0、60、120、180、240 kg/hm2，試驗(yàn)處理為n0p0k0（ck）、n2p2k0、n2p2k1、n2p2k2、n2p2k3、n2p2k4，氮肥、磷肥施用量分別為n 225 kg/hm2、p2o5 90 kg

6、/hm2。小區(qū)面積48 m2（8 m×6 m），氮（n）、磷（p2o5）、鉀（k2o）的推薦用量分別為225、90、120 kg/hm2。全部磷鉀肥、70%氮肥基施，30%氮肥作追肥，于現(xiàn)蕾期追施尿素，為預(yù)防早衰，蕾期和花期各噴灑尿素和磷酸二氫鉀溶液（濃度為0.2%）1次。苗期34葉第1次中耕，68葉2次中耕，結(jié)合中耕培土。試驗(yàn)于2015年5月4日播種、10月11日收獲，種植密度為50 010 株/hm2，等行距平種，行距50 cm、株距 40 cm，每個(gè)小區(qū)12行，每行20株，小區(qū)共240株，種植深度1015 cm，用種量1 800 kg/hm2。1.4樣品采集與測(cè)定樣品采集日期見

7、表2。植株干物質(zhì)測(cè)定方法：采用烘干法測(cè)定。植株n、p、k含量的測(cè)定16-19：樣品統(tǒng)一采用h2so4-h2o2消煮，半微量凱氏定氮法測(cè)定全氮含量，釩鉬黃比色法測(cè)定全磷含量，火焰光度計(jì)法測(cè)定全鉀含量，以烘干質(zhì)量為基礎(chǔ)計(jì)算氮磷鉀養(yǎng)分含量。植株養(yǎng)分n、p、k吸收量=各器官干物質(zhì)質(zhì)量×相應(yīng)氮（n）、磷（p）、鉀（k）含量（%）；各器官n養(yǎng)分積累量（g/株）=各器官干物質(zhì)質(zhì)量（g/株）×各器官養(yǎng)分百分含量/100；各器官p2o5養(yǎng)分積累量（g/株）=各器官干物質(zhì)質(zhì)量（g/株）×各器官養(yǎng)分百分含量×2.291 4/100；各器官k2o養(yǎng)分積累量（g/株）=各器官干物

8、質(zhì)質(zhì)量（g/株）×各器官養(yǎng)分百分含量×1.204 6/100；整株馬鈴薯養(yǎng)分積累量（g/株）=根系養(yǎng)分積累量（g/株）+莖稈養(yǎng)分積累量（g/株）+葉片養(yǎng)分積累量（g/株）+塊莖養(yǎng)分積累量（g/株）。2結(jié)果與分析2.1馬鈴薯不同生育期干物質(zhì)累積量的變化特征由圖1可知，馬鈴薯干物質(zhì)累積量在出苗后1834 d增長(zhǎng)速度較慢，干物質(zhì)增加主要是葉片和莖稈；而出苗后3488 d干物質(zhì)累積增長(zhǎng)速度較快，主要是由于這一時(shí)期是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)并進(jìn)階段，生長(zhǎng)發(fā)育達(dá)到了全盛時(shí)期，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)逐漸向生殖生長(zhǎng)過(guò)渡轉(zhuǎn)移；到出苗88 d以后，葉片和莖稈逐漸枯萎，光合作用下降，這一階段主要以淀粉積累為中心，干

9、物質(zhì)累積速度緩慢。在整個(gè)生育期馬鈴薯干物質(zhì)積累表現(xiàn)為慢快慢的規(guī)律，呈“s”形變化趨勢(shì)。從圖1中也可以看出，n2p2k2較其他處理的干物質(zhì)累積高，在出苗后88 d時(shí)，n2p2k2比n0p0k0（即ck）高83.70%，n2p2k1比n0p0k0（即ck）高74.21%，說(shuō)明隨著鉀肥的增加，馬鈴薯干物質(zhì)的累積量也呈增加趨勢(shì)，但鉀肥增加到一定程度干物質(zhì)開始下降，這是由于鉀素過(guò)多會(huì)引起塊莖含水量增加，從而導(dǎo)致干物質(zhì)減少，加工品質(zhì)變差。綜合而言，n2p2k2處理對(duì)提高馬鈴薯干物質(zhì)效果較好。 從整個(gè)生育期來(lái)看（圖1），馬鈴薯干物質(zhì)累積量隨生育進(jìn)程呈近似“s”形變化，經(jīng)回歸分析和曲線擬合選優(yōu)，完全符合log

10、istic生長(zhǎng)函數(shù)y=178.032/（1+64.389e-0.069 4x），其干物質(zhì)實(shí)測(cè)值與由logistic方程得出的模擬值之間呈極顯著正相關(guān)（r=0.998 2*kg-*3*），其干物質(zhì)累積量為169.72 g/株，鮮薯產(chǎn)量達(dá)到26.86 t/hm2。從不同生育期來(lái)看，在幼苗期，干物質(zhì)累積量較少，約占總累積量的3%；塊莖形成期，干物質(zhì)累積量約占總累積量的29%；塊莖膨大期，干物質(zhì)累積量約占總累積量的64%，是干物質(zhì)累積最多的時(shí)期；淀粉累積期，干物質(zhì)累積量約占總累積量的5%。可見，干物質(zhì)累積量最大的時(shí)期在塊莖膨大期，其次是塊莖形成期，干物質(zhì)在各個(gè)時(shí)期累積量依次為塊莖膨大期塊莖形成期淀粉累

11、積期幼苗期。2.2鉀肥用量對(duì)馬鈴薯各器官n、p、k養(yǎng)分累積量的影響2.2.1對(duì)各器官n養(yǎng)分累積量的影響如圖2所示，在馬鈴薯前期，氮素的吸收以葉片為主。從苗期到塊莖膨大期，葉片對(duì)氮素的吸收一直處于較高水平，塊莖膨大期時(shí)達(dá)到峰值（除ck外）；塊莖膨大期以后氮素的累積則明顯下降，其主要原因是隨著塊莖的不斷膨大，葉片中的氮素開始不斷向塊莖中轉(zhuǎn)移，說(shuō)明植株已經(jīng)慢慢從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)過(guò)渡；在淀粉積累期時(shí)，塊莖中氮的積累量達(dá)到最大值，根系中氮的積累量則處于較低水平。在苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期，馬鈴薯各器官的氮素累積量大致表現(xiàn)為葉片>根系>莖稈、葉片>塊莖>莖稈>

12、;根系、葉片>塊莖>莖稈>根系、塊莖>葉片>莖稈>根系。不同的鉀素處理對(duì)馬鈴薯不同器官的氮素積累起著決定性的作用（圖2）。苗期，葉片中氮的積累量以n2p2k2處理為最高，莖稈和根系氮的積累均是n2p2k3處理最高，n0p0k0處理最低，由此可得，在苗期施鉀肥對(duì)氮素的吸收具有很大的促進(jìn)作用，馬鈴薯各器官中氮的累積量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；在塊莖形成期，植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)，塊莖中的氮積累量以n2p2k2處理為最高，比對(duì)照（n0p0k0處理）高出2.18倍；塊莖膨大期時(shí)，葉片、根系中氮的累積量均是n2p2k1處理最高，而莖稈和塊莖中氮的累積量則是n2p2k2處理為

13、最高，說(shuō)明在不同的生育期內(nèi)，馬鈴薯的不同器官對(duì)氮素的吸收也各不相同；在淀粉積累期，葉片、莖稈、根系、塊莖均是n2p2k2處理最高，說(shuō)明鉀肥用量過(guò)大或過(guò)小都會(huì)引起植株對(duì)其他養(yǎng)分吸收的不平衡，不利于植株對(duì)氮素的吸收和同化，故施鉀量應(yīng)該控制在n2p2k1處理和n2p2k2處理之間。2.2.2對(duì)各器官磷養(yǎng)分累積量的影響如圖3所示，馬鈴薯對(duì)磷的積累，前期都是以葉片為中心。苗期到塊莖膨大期，葉片對(duì)磷的吸收一直處于較高水平，塊莖膨大期時(shí)達(dá)到峰值（除ck和n2p2k3處理外）；塊莖膨大期以后，由于塊莖的不斷膨大，葉片、根系、莖稈中磷的累積量有所下降，開始向塊莖中不斷轉(zhuǎn)移；在淀粉積累期時(shí)，塊莖中的磷累積量達(dá)到最

14、高值，根系中磷的累積量則處于較低水平。在苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期，各處理馬鈴薯各器官磷的累積量大致表現(xiàn)為葉片>根系>莖稈，葉片>塊莖>莖稈>根系，葉片>塊莖>根系>莖稈，塊莖>葉片>莖稈>根系。不同的鉀素處理對(duì)馬鈴薯不同器官磷的累積也有著不同的影響（圖3）。苗期，各器官中n2p2k2處理的磷累積量為最高，n0p0k0處理最低，由此可得，苗期隨著鉀肥施用量的不同，馬鈴薯不同的器官對(duì)磷的吸收量也有所不同；塊莖膨大期時(shí)，馬鈴薯的葉片、根系、莖稈和塊莖中磷累積量則是n2p2k1處理最高，說(shuō)明這一時(shí)期過(guò)量的鉀肥會(huì)抑制磷的積

15、累；在塊莖形成期和淀粉積累期，馬鈴薯各個(gè)器官磷的積累量均是n2p2k2處理最高，充分說(shuō)明適量的氮鉀配比，對(duì)馬鈴薯葉片、根系、莖稈和塊莖中磷的積累均產(chǎn)生積極的影響，而施用過(guò)量的鉀肥，植株則對(duì)磷的吸收表現(xiàn)不明顯。2.2.3對(duì)各器官鉀養(yǎng)分累積量的影響如圖4所示，馬鈴薯對(duì)鉀的吸收，前期和n、p的累積相似，以葉片為主。出苗期到塊莖形成期，葉片中鉀的累積量一直很高；在塊莖形成期以后直至淀粉積累期，由于塊莖的生長(zhǎng)需要，葉片、根系、莖稈中的鉀累積量呈下降趨勢(shì)，開始向塊莖中不斷轉(zhuǎn)移；在淀粉積累期時(shí)，塊莖中的鉀累積量達(dá)到最高值，根系中鉀的累積量則處于較低水平。在苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期，馬鈴薯各器

16、官鉀的累積量大致表現(xiàn)為葉片>根系>莖稈，葉片>塊莖>莖稈>根系，塊莖>葉片>莖稈>根系，塊莖>莖稈>葉片>根系。不同的鉀素處理對(duì)馬鈴薯鉀的累積量影響也不同（圖4）。苗期，葉片和莖稈中鉀的累積量均是n2p2k2處理最高，比對(duì)照（n0p0k0處理）高出1.47倍、1.38倍；塊莖形成期時(shí)，馬鈴薯不同器官的鉀累積量均為n2p2k2處理最高，說(shuō)明施鉀肥可以促進(jìn)馬鈴薯各器官對(duì)鉀的吸收，但施用過(guò)量的鉀肥會(huì)引起養(yǎng)分失衡，不利于植株對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而造成投資成本過(guò)高和資源的浪費(fèi)；在塊莖膨大期、淀粉積累期，塊莖中的鉀累積量均是n2p2k3處理最高

17、，分別比對(duì)照（n0p0k0處理）高出70.06%、55.96%，說(shuō)明這2個(gè)時(shí)期塊莖對(duì)鉀素的養(yǎng)分需求量較大。由此可見，鉀肥的用量要控制在一定的范圍內(nèi)，過(guò)高或過(guò)低均影響植株對(duì)鉀素的吸收。2.2.4生產(chǎn)1 000 kg馬鈴薯塊莖所需氮磷鉀養(yǎng)分量及其比例n2p2k3>n2p2k4>n2p2k0>n0p0k0；所需k在6269.95 kg/t 之間，需k2o在7.5411.99 kg/t之間，各處理高低順序均表現(xiàn)為n2p2k3>n2p2k2>n2p2k4>n2p2k1>n2p2k0>n0p0k0。每生產(chǎn)1 000 kg馬鈴薯塊莖所需三要素n、p、k平均為6

18、.52、0.64、8.44 kg，平均比例為 1 kg-*30.10 kg-*31.31，所需n、p2o5、k2o平均為6.52、1.47、10.17 kg，平均比例為1 kg-*30.23 kg-*31.58。 2.3不同鉀肥用量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響試驗(yàn)結(jié)果（表4）表明，隨著施鉀量的不同，馬鈴薯產(chǎn)量也均有所不同。通過(guò)實(shí)際測(cè)產(chǎn)和方差分析可知，各個(gè)施肥處理產(chǎn)量均比對(duì)照（n0p0k0處理）高，并且不同的施肥處理與n0p0k0處理相比均達(dá)到了顯著水平，其中n2p2k2、n2p2k1、n2p2k0、n2p2k3比n0p0k0的產(chǎn)量分別提高了18.75%、1552%、13.97%、13.84%，

19、處理n2p2k0、n2p2k1與n2p2k3相比無(wú)顯著性差異，而處理n2p2k4與其他施鉀處理相比差異顯著，說(shuō)明了隨著鉀肥施用量的增加，產(chǎn)量也有所提升，但鉀肥施用到一定程度，產(chǎn)量則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。經(jīng)回歸統(tǒng)計(jì)分析（圖5），產(chǎn)量與施肥量之間存在顯著的回歸關(guān)系，用一元二次肥料效應(yīng)模型擬合不同鉀素水平與產(chǎn)量之間的關(guān)系，可得馬鈴薯產(chǎn)量（y）與施鉀量（x）回歸方程y=-1.314x2+16316x+1 293.5，r2=0.936 2。當(dāng)施k量增至 6.21 kg/667 m2 時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量最大，為1 344.15 kg/667 m2，之后隨著施鉀量的增大產(chǎn)量緩慢下降。經(jīng)濟(jì)最佳施鉀量為3.23 kg/66

20、7 m2時(shí)，產(chǎn)量為1 332.49 kg/667 m2。3結(jié)論與討論馬鈴薯干物質(zhì)積累是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，干物質(zhì)在各器官的合理分配是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵20-21。本研究結(jié)果表明，鉀肥使用得當(dāng)則有利于馬鈴薯干物質(zhì)積累量的增加，對(duì)馬鈴薯養(yǎng)分積累和產(chǎn)量提高均有重要意義。從整個(gè)生育期來(lái)看，馬鈴薯干物質(zhì)累積量隨生育進(jìn)程呈近似s型變化，經(jīng)回歸分析和曲線擬合選優(yōu)，完全符合logistic生長(zhǎng)函數(shù)。這一研究結(jié)果與何文壽等的研究結(jié)果22-24相似。干物質(zhì)累積量最大的時(shí)期在塊莖膨大期，其次是塊莖形成期，干物質(zhì)在各個(gè)時(shí)期累積量依次為塊莖膨大期塊莖形成期淀粉累積期幼苗期。從研究中可以看出，不同的鉀肥用量，對(duì)馬鈴薯各器官氮磷鉀累積的影響也不盡相同。鉀肥控制在一定范圍內(nèi)，對(duì)馬鈴薯葉片、根系、莖稈和塊莖對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的吸收均產(chǎn)生積極的影響。鉀肥用量過(guò)高，則會(huì)引起養(yǎng)分失衡，影響植株對(duì)其他養(yǎng)分的吸收。馬鈴薯是高產(chǎn)喜鉀作物25，在施肥時(shí)應(yīng)采取前促、中控、后保的原則。馬鈴薯增產(chǎn)效果與施鉀量呈拋物線的關(guān)系，這與邊際報(bào)酬遞減規(guī)律相符合。已有研究結(jié)果表明，鉀的合理施用有利于馬鈴薯產(chǎn)量的提高，對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量具有重要的影響26。鉀肥施用量過(guò)高過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量