不同氮肥用量对冬种马铃薯产量、品质和氮肥利用率的影响

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热带作物学报2014，35(2)：266—270ChineseJournalofTropiealCro不同氮肥用量对冬种马铃薯产量、口口口质和氮肥利用率的影响黄继川，彭智平，于俊红，吴雪娜，林志军，杨林香袁农至业眷部篙南方植物营糍养与肥彝料重董点篓实藿验室广St-,)州lJ510640摘要通过田问试验研究不同氮用量对珠三角地区冬种马铃薯生长、产量、氮素利用率和品质的影响结果表明，180—300kgN／hm时马铃薯叶绿素含量、叶面积、株高和茎粗优于其它处理；在240kgN／hm2时产量和经济效益最高。氮素收获指数和氮素吸收利用率分别介于0．57～0．66和12．65％28．13％之间．随氮用量的增加而降低；而氮素农学利用率和氮素生理利用率则呈先升高后下降的趋势，在240kgN／hm2时达最大值．分别为55．56、48．07kg／kg。马铃薯块茎粗蛋白含量和可溶性糖含量分别在180kgN／hm2和120kgN／hm：时达到最大值。而氮用量对维生素C和淀粉含量无明显影响。建议珠三角地区冬种马铃薯氮用量以240kN／hm2为宜关键词冬种马铃薯；产量；品质：氮素利用率中图分类号$532文献标识码AEffectsofNitrogenApplicationRateonYield，QualityandNitrogenEficiencyofWinterPotatoHUANGJichuan，PENGZhiping，YUJunhong，WUXuena，LINZhijun，YANGLinxiangInstituteofAgriculturalResourcesandEnvirontnet~t，GuangdongAcademyofAgriculturalSciences／KeyLaboratoryofPlantNutritionandFertilizerinSouthRe~on，MinistryofAgricuhure，Guan~zhou,Guangdong510640AbstractAfieldexperimentwascarriedouttoinvestigatetheeffectsofnitrogenapplicationrate(0，120，180，240，300，360kgN／hm2)onthegrowth，yield，nitrogeneficiencyandqualityofwinterpotatoinPearlRiverDeltaarea．Theresultsshowedthatchlorophyllcontent，leafarea，heightandstemdiameterunder180—300kgN／hmwerebetterthanthoseunderothertreatments，theyieldandeconomiceffectivenessof240kgN／hm2wasthehighest．NharvestindexandapparentNrecoveryeficiencywasbetween0．57-0．66and12．65一28．13％．respectively。andtheydecreasedwiththenitrogenapplicationrateincreased．However，theagronomicNuseefficiencyandphysiologicalNuseeficiencywereenhancedwithnitrogenapplicationrateincreasedandpeakedat240kgN／hmwiththehighestvalueof55．56kg／kgand48．07kg／kg．respectively．Thecontentofcrudeproteinandsolublesugarofpotatotuberincreasedwithnitrogenfertilizerapplicationrateincreasedandpeakedat180kgN／hmand120kgN／hm，respectively．However，thenitrogenapplicationratehadnosignificanteffectonvitaminCandstarchcontent．Itissuggestedthat240kgN／hmapplicationonwinterpotatoinPearlRiverDeltaareaisadvisable。KeywordsWinterpotato；Yield；Quality；Nitrogenuseefficiencydoi10．3969／j．issn．1000—2561．2014．02．010广东地处热带和亚热带季风气候区，冬季冷及叶绿素含量和光合效率具有重要影响闭。然而，凉、全省80％的区域均适宜马铃薯冬种，目前马氮肥用量过高会推迟马铃薯生育进程，降低品铃薯冬种面积超过6万hm，产量近200万t，已质『引．而且不同氮肥用量可影响马铃薯的防御酶系成为广东省效益农业的新亮点。氮素对马铃薯的产活性，从而影响抗性。目前农业生产中习惯偏施、量起决定性作用_1l，良好的氮素营养对叶片生长以重施氮肥．然而氮被农作物吸收利用只是其中一部收稿日期2013—08—21修回日期2013一l1—14基金项目广东省科技计划项目(No．2012B020303003)；国家科技支撑项目(No．2011BADllB05)；广东省农机化项目(多功能、智能型水肥一体化施肥设备集成研究及应用示范)。作者简介黄继川(1981年一)，男，助理研究员；研究方向：土壤肥料与植物营养。通讯作者(corre印ondi“gauthor)，彭智平(PENGzhiping)，E-mail：ytifei@yahoo．com．cn。 第2期黄继川等：不同氮肥用量对冬种马铃薯产量、品质和氮肥利用率的影响一267一分，其余则以氨挥发、反硝化、土壤残留、淋失等测供试土壤的本底值．采用鲍士旦的方法检测[81，途径损失．不仅导致氮肥肥效降低．造成资源浪在播种后70d每小区采集倒数第3片功能叶(15费，而且易对生态环境、食物等造成污染，成为现份)测定叶绿素含量．采用乙醇丙酮混合液提取分代农业迫切需要解决的问题。适宜的氮肥用量和水光光度法测定．随机采集l0棵测定植株叶面积肥调控是提高氮肥利用率的有效途径[5]在珠三角f采用倪纪恒等的方法测定[叫)，同时每个小区随机冬种马铃薯施肥研究方面．邓兰生等[-71研究了不测定30棵株高和茎粗；实收测产(统计50g以上薯同氮肥对马铃薯产量和品质的影响以及采用滴灌、块产量)：植株养分分析采用土壤农化分析法⋯】，淋施液体肥提高肥料利用率．但是在淋施液体肥料品质指标：微量凯氏定氮法测定粗蛋白[121、维生素方面合理的氮肥用量及其肥料利用率的研究未见报C含量采用26一二氯靛酚滴定法测定㈣；可溶糖道因此．本试验在大田条件下采用淋施液体肥料采用蒽酮比色法测定[4]：可溶性蛋白含量采用考马的方法研究冬种马铃薯适宜的氮肥用量．以期降低斯亮兰G一250法测定肥料投入，提高肥料利用率，对于提升马铃薯的种1．3数据分析植效益和缓解环境压力具有一定的参考价值。相关参数的计算方法．氮素收获指数(Nharvestindex，NHI)=块茎吸氮量／植株总吸氮量；1材料与方法氮素农学利用率(AgronomicNuseeficiency，1．1试验材料ANUE)=(施氮区块茎产量一空白区块茎产量)／施氮试验于2011年l1月～2012年4月在博罗县园量：氮素吸收利用率(ApparentNrecovery洲镇进行．试验地土壤有机质含量为13．85g／kg、efficiencyANRE)=(施氮区地上部吸氮量一空白区碱解氮为103．08mg／kg、有效磷为．28mg／kg、速地上部吸氮量)／施氮量×100：氮素生理利用率效钾为l10．65mg／kg、pH5-31。供试品种为：费乌(PhysiologicalNuseeficiency，PNUE)：(施氮区瑞它。块茎产量～空白区块茎产量)／(施氮区地上部吸氮1．2试验方法量一空白区地上部吸氮量)1．2．1试验设计氮肥为尿素．试验设置6个数据采用Excel2003和SAS软件进行分析处理(0、120、180、240、300和360kgN／hm)水平，每个处理设置3个重复．种植52500株]hm2．小区2结果与分析面积为36m，随机排列。氮的施用时间和用量为2．1不同氮用量对冬种马铃薯生长的影响基肥40％，之后分别在播种25天和50天各追施叶绿素是植物光合作用合成碳水化合物的一类30％；除氮肥外，各处理统一施用15000kg／hm2腐重要色素，叶面积大小和叶绿素含量的高低对于光熟鸡粪、135kg／hInP05(过磷酸钙)和270kg／hITIz合作用形成碳水化合物具有重要影响表1所示．K20(硫酸钾)。鸡粪和磷肥在播种前作为基肥施马铃薯叶片叶绿素含量随氮用量增加呈先升高后下人，基肥施用钾肥用量的30％．在播种50天和75降的趋势，在240kgN／hm时叶绿素含量最高．较天分别追施钾肥用量的40％和30％各处理田间对照区显著增加：此外，施氮处理除120kgN／hm2管理一致外其他处理均较对照显著增加．而施氮处理之间1．2．2样品采集与检测分析试验前采集土样检无明显差异。马铃薯叶面积随氮用量增加而提表1不同氦用量对马铃薯生长指标的影响Table1Efectsofnitrogenapplicationrateonthegrowthindexofpotato说明：表中同列不同字母表示差异达到显著水平(p<0．o5)，下同(_Note：Differentlettersindicatesignificantdifferences(p<0．05)，thesamebelow —．268——热带作物学报第35卷高．至300kgN／hm2用量时达到最大值．与对照于150300g之间和50～150g之间的薯块比例以对相比．240kgN／h1112和300kgN／hm时叶面积显著照最高。其中各处理间150～300g的薯块占产量的提高。在株高方面随氮用量的增加而逐渐升高，百分比没有明显差异。而50150g的薯块占产量的至300kgN／hm2和360kgN／hm时较对照显著升百分比以300kgN／hm2处理最低，除120kgNham2高：茎粗随氮用量增加呈先增加后下降的趋处理外。其它处理均较对照显著下降。从经济效益势。在180kgN／hmz以上均较对照显著增加，方面来看。经济效益最高的为240kgN／hm2处理在240kgN／hm2时茎粗达到最大值2．3不同氮用量马铃薯氮素利用效率2．2不同氮用量对马铃薯产量及其构成的影响表3所示，氮用量越多，氮素收获指数则越低，表2所示．马铃薯的产量随氮用量增加呈先增说明氮素向块茎转移的比例并未因为氮用量的增加后降的趋势．在240kgN／hm2时产量达最大值．较而提高：氮素农学利用率在低氮情况下显著高于高对照增产31．48％．较120kgN／hm2处理增产氮处理，其中以240kgN／hm2处理最高，其次为26．08％．差异均达到显著水平：而氮用量增加至180kgN／hm和120kgN／hm处理．而当氮用量增300kgN／hm2和360kgN／hm2时产量分别较最高产加至300kgN／hm2和360kgN／hm2时氮素农学利量下降6．95％和l7．96％．氮用量为360kgN／hm2用效率显著下降说明氮用量的增加．单位氮时减产显著肥料的效应方程为y=40650+95．81x一素增产效果降低氮素吸收利用率随着氮用量0．2Ix2，(为氮用量，Y为产量)，当氮用量为的增加呈下降趋势．在120kgN／hm2时为228kg／hm2时产量达到理论最大值51572kg／hm。28．13％．180kgN／lamE和240kgN／hm~处理时有所下马铃薯块茎分级结果表明．大于300g以上的薯块降．但差异不显著．而当氮用量达到300kgNham和比例以240kgN／hm2处理最高。其次为300kgN／hm360kgN／hm2时氮素吸收利用率则显著下降。说明和180kgN／hm2处理，而120kgN／hm时显著下氮用量的增加并不能使马铃薯同步增加吸收量，较高降．空白对照最低，与施氮处理比较显著下降；介的氮用量会因作物吸收不及时而流失，造成氮利用率表2不同氮用量下马铃薯薯块产量及其构成Table2Effectsofnitrogenapplicationrateonthecomposingofpotatotuberyield说明：尿素按2元g计，折合纯N4．35~t2kg，300g、150--300g和5o~l50g薯块分别按3．0~Jkg、2．4：~／kg1．8元／kg计。Note：Urea2yuan／kg，equivalenttopureN4．35yuan／kg．Thepriceof300g，150—300gand50150gpotatotuberis3．0yuan／kg，2．4yuan／kgand1．8yuan／kg，respectively．表3不同氮水平下氮素利用效率Table3Efectsofnitrogenapplicationrateonnitrogenuseeficiency施N水平／(kg，}lmz)氮素收获指数氮素农学利用率／(kg，l【g)氮素吸收利用率／％氮素生理利用率，(kkg) 第2期黄继川等：不同氮肥用量对冬种马铃薯产量、品质和氮肥利用率的影响一269一下降氮素生理利用效率随氮用量的增加呈先升高后和360kgN／hm2时粗蛋白含量分别相对下降15．37下降的趋势．以240kgN／hm。最高，并显著高于和l6．31％．差异达到显著水平。对可溶性糖含量120、360kgN／hm．分别提高26．23％和70．89％。的分析结果表明，除对照外．随氮用量的增加可溶2．4不同氮用量对薯块品质的影响性糖含量呈下降趋势．与120kgN／hm处理相比．表4所示．不同氮用量对薯块的品质指标影响增至360kgN／hm2时可溶性糖含量下降16．87％，以粗蛋白最明显。随着氮用量的增加．粗蛋白含量差异显著而对于维生素C和淀粉含量而言，不呈先升高后下降的趋势．以180kgN／hmz处理粗蛋同施肥处理之间无明显差异．但均在240kgN／hm白含量最高．而随着氮用量增加至300kgN／hm和300kgN／hm2时含量稍高于其它处理。表4不同氮肥水平下马铃薯品质Table4Efectsofnitrogenapplicationrateonqualityofpotato3讨论与结论在内蒙以夏坡蒂品种研究其氮素利用率介于马铃薯氮素营养状况与叶绿素含量的高低密切4O．30％～67．97的结果具有较大的差异【咖．但其随相关『163，直接影响光合作用和干物质的积累_17J。本着施肥量增加而下降的变化趋势是相同的．可能与试验中适当增加氮用量能有效提高叶绿素含量，与氮用量增加造成马铃薯不能及时吸收而导致氮素流BiljanaBojovic等人的研究结果相同_l8]然而．过失量增加有关氮素农学利用效率和氮素生理利用量施氮容易导致徒长。植株偏高．茎机械强度下降率均在240kgN／hmz时上升至最大值．说明在120而易倒伏。本试验研究发现在180300kgN／hm2用240kgN／hmz用量范围内，单位增施氮素具有较好量时，马铃薯功能叶片叶绿素含量、植株叶面积、株的增产效果．而当氮用量达到300kgN／hm2或以上高和茎粗的指标综合情况优于对照、120kgN／lainz时。单位增施氮素增产效果下降。甚至造成减产。和360kgN／hm2处理：结合马铃薯产量和薯块分级然而．马铃薯对氮利用率不仅与用量有关还受到情况。240kgN／hm2马铃薯产量最高．而且薯块大土壤肥力、土壤类型、供试品种和气候等因素的综小分级以大薯块比例最多．小薯块比例显著下降．合影响．因此．本试验结果代表了珠三角地区冬种优化了马铃薯产量结构组成．有利于提高马铃薯块马铃薯费乌瑞它对尿素氮肥的利用特征茎的商品性．其经济效益最高此外．施氮对冬种马铃薯的品质具有一定的影氮素收获指数主要受作物生育后期干物质和氮响。其中粗蛋白在低氮水平用量下随氮用量的增加素转移的影响本试验中．氮用量的增加并没有导而提高．与宋志荣的研究结果相似_15I．氮用量继续致干物质和氮素向块茎转移成比例增加．说明施用增加则呈下降趋势．可能与试验品种或冬种的气候的氮素更多的停留在地上部分．而过量施氮也会导因子有关。可溶性糖在高氮用量情况下含量下降．致马铃薯地上部徒长和贪青．造成氮素向块茎转移而对维生素C和淀粉含量无明显影响的时间延迟或转移速率下降有关．与井涛等人的研参考文献究结果不同ll91．研究结果的差异可能与供试品种或[1]霍晓兰，姬青云，滑小赞，等．氮、磷、钾肥不同用量对马铃薯试验地土壤氮素水平有关。本试验马铃薯的氮素吸产量的影响[Jl_山西农业科学，2011，39(1O)：1064—1066．收利用率介于12．65％～28．13％之间．与井涛等人【2】严小龙，张福锁．作物营养遗传学【M】．北京：中国农业出版 —．270．—热带作物学报第35卷社．1997：86—246．【16]SEMIHAGtiLER．Effectsofnitrogenonyieldandchlorophyll【3]宋志荣．不同氮钾比例对马铃薯产量和品质的影响lJ1．中国马ofpotato(SolariumtuberosumL)cuhivars[J]．BangladeshJ．Bot．铃薯，2009，23(3)：155—1572009，38(2)：163—169，I41郝娜，靳学慧，杨埸．氮对马铃薯防御酶系活性及抗性的【17]ALVAAK，HODGEST，BOYDSTONRA，eto1．Dry影响【J】．黑龙江八一农垦大学学报，2012．24(2)：8-11matterandnitrogenaccumulationsandpartitioningintwo[5]闫湘，金继运，何萍，等．提高肥料利用率技术研究进potatocultivars[J]．JournalofPlantNutrition，2002，25(8)：展IJ1．中国农业科学，2008，41(2)：450—459．1621—1630．[61邓兰生，林翠兰，龚林，等．滴灌施用不同氮肥对马铃薯生f18]BiljanaBojovic，AcaMarkovic．Correlationbetweenni~ogen长的影响[J]_土壤通报，2011，42(1)：141—144．andchlorophyllcontentinwheat(TriticumaestivumL．)【J1．[7】邓兰生，齐庆振，涂攀峰，等．液体肥在马铃薯生产上的应用KragujevacJSci，2009(31)：69-74．效果研究【J1．广东农业科学，2011(17)：9-51．【19]井涛，樊明寿，周登博，等．滴灌施氮对高垄覆膜马铃薯产【8】鲍士旦．土壤农化分析fM】．北京：中国农业出版社，2000．量、氮素吸收及土壤硝态氮累积的影响[J]．植物营养与肥料学【9】张志良．植物生理学实验指导[M】．北京：高等教育出版社，报，2012，18(3)：654—661．1990．【lO]倪纪恒，罗卫红，李永秀，等．温室番茄叶面积与干物质生产的模拟[中国农业科学，2005，38(8)：1629—1635．[11]鲁如坤．土壤农化分析fM】．北京：科学教育出版社，1999．【l2】杨胜．饲料分析及饲料质量检测技术【M】．北京：北京农业大学出版社．1993．[13】中国人民共和国国家标准(GB6195—86)．水果、蔬菜制品维生素C含量的测定【s]．北京：中华人民共和国农牧渔业部，1986．[14】张宪政．作物生理研究法[M】．北京：农业出版社，1992：150—155．[15]万靓军，张洪程，霍中洋，等．氮肥运筹对超级杂交粳稻产量、品质及氮素利用率的影响【JI．作物学报，2007，33(2)：】75-】82．责任编辑：张海东