氮磷鉀施用量對馬鈴薯脫毒苗生長和產量的影響

氮磷鉀施用量對馬鈴薯脫毒苗生長和產量的影響

甘薯是世界上繼水稻、小麥和玉米之后的第四個主要糧食。馬鈴薯適宜鮮食、炸薯條、炸薯片、生產淀粉、釀造酒精、制作動物飼料等,用途廣泛。馬鈴薯是一種重要的經濟作物之一。中國馬鈴薯種植面積占全球播種總面積的25%,占亞洲的60%以上,是世界上馬鈴薯栽培面積最大的國家。但中國馬鈴薯單產水平及品質遠不及歐美等發(fā)達國家,其主要原因是合格種薯數(shù)量匱乏,生產應用的種薯大多為商品薯。制約脫毒種薯數(shù)量的根源是脫毒原原種數(shù)量不足。長期以來,馬鈴薯原原種生產僅靠經驗方式施肥,施肥量不均衡,各種礦質營養(yǎng)比例失調,導致馬鈴薯原原種的單產水平不理想,造成土地、資源和人工浪費。近年來,國內外學者圍繞馬鈴薯商品薯氮磷鉀的吸收規(guī)律和施肥技術開展大量研究,但針對馬鈴薯原原種生產的科學施肥問題研究較少。本試驗將針對原原種生產適宜氮磷鉀施用水平開展研究,旨在為黑龍江省乃至全國馬鈴薯原原種的高產施肥提供技術支持。1材料和方法1.1試驗材料和環(huán)境選用早熟品種荷蘭15號的脫毒試管苗為試驗材料,由黑龍江省馬鈴薯工程技術研究中心提供。試驗安排在黑龍江省農業(yè)科學院內的智能溫室中。1.2施肥因素的設置本試驗采用正交設計,選用L16(45)的正交表,設置3因素4水平,共16個處理,3次重復,其中氮、磷、鉀肥3個施肥因素各設4個水平(見表1)。1.3試驗設計及施肥量2011年2月1日,苗床小區(qū)基質為草炭+珍珠巖+爐灰,其比例為421,基質重量為40kg·m-2。2月2日,對苗床基質進行滅菌防蟲處理。2月15日,煉苗。2月20日,苗床澆底水。2月21日扦插種植脫毒苗,扦插密度為5cm×5cm。3月27日,在成苗期,對各小區(qū)進行第2次覆土,覆土基質為“草炭+珍珠巖+爐灰,其比例為421,基質重量為10kg·m-2;4月1日,在發(fā)棵期,覆2cm厚度的珍珠巖。選用(NH4)2SO4、NH4H2PO4、K2SO4三種分析純肥料配置氮磷鉀肥。各小區(qū)氮磷鉀肥均采用分期施肥的方式,栽苗后進行第1次施肥,以后每隔7d施1次,共6次,其中后4次的施肥量是前2次的2倍,每個小區(qū)的施肥總量按表2設計進行。生育期間防治病蟲草害,保證植株健康生長。4月15日,測定各小區(qū)株高、莖粗和葉面積。6月21日,按小區(qū)單獨收獲。分別測定各小區(qū)商品薯產量和總產。每個小區(qū)選取5個中等偏大的塊莖烘干后測定塊莖干物質含量。采集植株殘體并烘干測定小區(qū)植株的干重,計算經濟系數(shù)。1.4原原種及基質元素的測定株高:指從莖基部到主莖最高生長點的距離(cm)。莖粗:指主莖基部的直徑長度(mm)。葉面積:指隨機抽取的10個植株倒四葉的平均值(cm2),通過葉面積儀測定。商品薯產量(g·m-2):指單位面積上收獲的所有大于2g的原原種重量?？偖a(g·m-2):指單位面積上收獲的所有原原種的重量。干物質含量:采用烘干前后稱重法測定。經濟系數(shù):塊莖的干重(g)/(植株干重(g)+塊莖干重(g))基質礦質營養(yǎng)的測定:根據(jù)國家標準方法,全氮測定參照NY/T53-1987;全磷測定參照NY/T88-1988;全鉀測定參照NY/T87-1988;速效磷測定參照NY/T1121.7-2006;速效鉀測定參照NY/T889-2004;有機質測定參照NY/T1121.6-2006;pH測定參照NY/T1377-2007進行測定,速效氮測定參照堿解擴散法;其營養(yǎng)含量全氮為0.35%,全磷為0.396%,全鉀為2.009%,速效氮為437.5mg·kg-1,速效磷為292.5mg·kg-1,速效磷為192.5mg·kg-1,速效鉀358mg·kg-1,pH5.67,有機質為12.15%。1.5統(tǒng)計分析方法利用DPS3.1.0.1軟件進行統(tǒng)計分析,利用Excel2003軟件計算和作圖,利用新復極差最小顯著性測驗法對各性狀的參數(shù)進行差異顯著性比較。2結果與分析2.1施磷量、n、po不同用量對脫毒苗生長和葉面積的影響N施用量對馬鈴薯脫毒苗的株高存在顯著影響。其中,N施用量在150~195kg·hm-2時,隨施氮量增加,株高顯著增加;而N氮施用量在195~285kg·hm-2時,隨施氮量增加,株高變化不大。P2O5施用量135~225kg·hm-2時,隨施磷量增加,株高變化未達到差異顯著水平。K2O施用量90~270kg·hm-2時,隨施鉀量增加,株高變化未達到差異顯著水平(見圖1)。N施用量150~285kg·hm-2時,隨施氮量的增加,脫毒苗莖粗的變化未達到差異顯著水平。P2O5的施用量為135~225kg·hm-2時,隨施磷量增加,莖粗變化不大。K2O施用量為90~210kg·hm-2時,隨施鉀量增加,莖粗顯著增大;K2O施用量為210~270kg·hm-2時,隨施鉀量的增加,莖粗變化不大(見圖2)。N施用量為150~195kg·hm-2時,隨施氮量增加,葉面積顯著增大;N施用量為195~285kg·hm-2時,隨施氮量增加,葉面積的變化不大。P2O5施用量為135~225kg·hm-2時,葉面積的變化不大(見圖3)。2.2氮、磷、鉀的使用水平對坡面原生動物產量的影響2.2.1n和ko施用量對馬鈴薯產量的影響N施用量在150~195kg·hm-2時,隨施氮量增加,商品薯產量顯著增加;N施用量為195~240kg·hm-2時,隨施氮量增加,商品薯產量變化不大;N施用量在240~285kg·hm-2時,隨施氮量增加,商品薯產量顯著降低;N施用量在240kg·hm-2時,商品薯產量最高,為32170kg·hm-2。P2O5的施用量在135~225kg·hm-2時,商品薯產量變化不大。K2O施用量90~150kg·hm-2時,隨施鉀量增加,商品薯產量顯著增加;K2O施用量為150~270kg·hm-2時,隨施鉀量增加,商品薯產量變化不大(見圖4)。2.2.2氮、n、ko施用量對原原種化指標的影響N施用量150~195kg·hm-2時,隨施氮量增加,原原種總產顯著增加;N施用量195~240kg·hm-2時,隨施氮量增加,原原種總產變化不大;N施用量240~285kg·hm-2時,隨施氮量增加,原原種總產顯著降低;N施用量240kg·hm-2時,總產達到最高,達到34020kg·hm-2;N施用量控制195~240kg·hm-2時,可獲得較高的總產。P2O5施用量135~225kg·hm-2時,原原種總產變化不大;P2O5施用量165kg·hm-2時,原原種總產最高;P2O5施用量控制135~165kg·hm-2,可獲得較高總產。K2O施用量90~150kg·hm-2時,隨K2O施用量增加,原原種總產顯著增加;K2O施用量150~270kg·hm-2時,隨K2O施用量增加,原原種總產變化不大;K2O施用量控制150~270kg·hm-2時,可獲得較高總產(見圖5)。2.3施氮量對原原種莖干物質含量的影響N施用量150~240kg·hm-2時,隨施氮量增加,原原種塊莖的干物含量顯著增加;N施用量在240~285kg·hm-2時,隨施氮量增加,原原種塊莖干物含量變化不大;N施用量240kg·hm-2時,原原種塊莖干物質含量最高,達21.67%;N施用量控制在195~240kg·hm-2時,可獲得較高干物質含量。P2O5施用量135~225kg·hm-2時,原原種塊莖干物質含量變化不大。K2O施用量90~270kg·hm-2時,原原種塊莖的干物質變化不大(見圖6)。2.4n和2o施用量N施用量在150~240kg·hm-2時,隨施氮量增加,經濟系數(shù)變化不大;N肥施用量在240~285kg·hm-2時,隨施氮量增加,經濟系數(shù)顯著變小;N施用量195kg·hm-2時,經濟系數(shù)最大,達到0.812;N施用量控制150~240kg·hm-2時,脫毒苗的經濟系數(shù)比較高。P2O5施用量135~225kg·hm-2時,隨P2O5施用量增加,經濟系數(shù)表現(xiàn)不一致;P2O5施用量165kg·hm-2時,經濟系數(shù)最高,為0.807。K2O施用量90~270kg·hm-2時,隨K2O施用量增加,經濟系數(shù)表現(xiàn)不一致;K2O施用量150kg·hm-2時,經濟系數(shù)最大(見圖7)。3討論3.1運輸速度和用量馬鈴薯脫毒苗重要形態(tài)指標有葉面積、莖粗和株高。如果葉面積越大,葉片形成光合產物就越多;如果莖越粗,莖疏導組織越發(fā)達,對蔗糖轉運速度就越快;株高越高,從葉片經莖通往地下塊莖運輸蔗糖速度就越慢,塊莖產量越低。本試驗結果顯示,氮和鉀對馬鈴薯脫毒苗葉面積均有顯著影響,鉀對脫毒苗的莖粗有顯著影響,氮對脫毒苗的株高有顯著影響,而磷對葉面積、莖粗和株高影響不明顯。本研究表明,氮磷鉀肥的合理搭配能夠通過合理協(xié)調馬鈴薯脫毒苗的葉面積、莖粗和株高三者間相互促進和抑制關系,顯著提高馬鈴薯原原種產量。3.2施氮量對馬鈴薯產量的影響氮對馬鈴薯產量的影響主要表現(xiàn)在:影響馬鈴薯的葉面積,使同化面積增大;氮可延長葉片的功能期。施氮少時,由于營養(yǎng)不足造成葉片小而表現(xiàn)早衰,生產同化產物的量少,降低塊莖產量。施氮多時,植株生育后期仍保持綠色,延遲結薯,影響同化產物向塊莖中積累,降低產量。本研究表明,N施用量150~195kg·hm-2時,隨施氮量增加,原原種總產顯著增加;N施用量195~240kg·hm-2時,隨施氮量增加,原原種總產變化不大;N施用量240~285kg·hm-2時,隨施氮量增加,原原種總產顯著降低;驗證氮素對馬鈴薯產量影響的一般規(guī)律;首次得出馬鈴薯脫毒苗生產原原種最佳氮水平。磷對馬鈴薯產量的作用因土壤而異,對于高肥力土壤,施磷對產量無顯著影響;對于中等肥力土壤,施磷對有極顯著增產作用。一般情況下,每生產1t塊莖需要從土壤中吸收P2O53.65~4.07kg。本研究表明,P2O5施用量135~225·hm-2時,獲得的原原種總產變化不大,這可能是由于本研究選用的基質含磷量比較高或者施磷量設計水平較高造成,因此,需進一步磷肥試驗驗證。馬鈴薯是喜鉀作物。徐德欽和胡助力等認為,施鉀量維持在較低水平時,隨施鉀量提高,增產效果逐漸提高;當增施鉀肥到一定水平時,繼續(xù)提高施鉀量增產效果下降。本研究表明,K2O施用量90~150kg·hm-2時,隨K2O施用量增加,原原種總產逐漸增加;K2O施用量150~270kg·hm-2時,鉀增產效果不明顯。試驗首次得出馬鈴薯脫毒苗生產原原種適宜施鉀水平。3.3關于馬鈴薯莖干物質含量的影響塊莖干物質含量越高,塊莖淀粉含量越高。對于商品薯而言,用干物質含量高塊莖生產淀粉,出粉率就高。種薯塊莖干物質含量高,說明種薯發(fā)芽和生長能力強。馬鈴薯塊莖淀粉含量除與其品種本身的遺傳特性有關外,還與其生長的環(huán)境條件有關,其中包括氮磷鉀肥的施用。當前,針對“氮肥對塊莖干物質含量影響”研究較少,本研究表明,N施用量控制195~240kg·hm-2時,可獲得較高干物質含量。其次,針對“磷肥對塊莖干物質含量的影響”研究也較少。本研究表明,P2O5施用量為135~225kg·hm-2時,塊莖干物質含量的變化不大,可能是由于基質供磷能力較好和整體施磷水平較高造成。再次,圍繞“鉀肥對馬鈴薯塊莖干物質含量的影響研究”較多。胡助力等報道,增施鉀肥可提高馬鈴薯塊莖干物含量。胡靄堂認為,增施鉀肥,可使馬鈴薯塊莖中淀粉含量由53%提高到66%。殷文等研究