不同钾肥及配施对冬作马铃薯镁积累与分配特征的影响

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　　摘要[目的]研究不同钾肥及配施对冬作马铃薯镁积累与分配特征的影响。 [方法]以费乌瑞它脱毒种薯为试验材料，通过大田试验研究不同钾肥品种及配施，即硫酸钾∶氯化钾=1∶0、0∶1 及 1∶1对冬作马铃薯镁积累与分配特征的影响。[结果]在生长中后期，马铃薯整株、块茎镁积累量均表现为以配施处理最高，氯化钾处理次之，硫酸钾处理最低，且配施处理马铃薯整株、块茎镁积累量均与硫酸钾处理达显著差异水平（P<0.05）。随着生育进程的推进，各处理镁在茎叶中分配比例逐渐降低，在块茎中分配比例不断增加，在齐苗后73 d，镁在块茎中分配比例表现为配施>氯化钾>硫酸钾，最终块茎成为镁的贮存器官，且在供试条件下，平均每生产1 000 kg块茎，植株需吸收镁0.40 kg。 [结论]该研究为广东省冬作马铃薯主产区合理施肥提供参考。
　　关键词冬作马铃薯;硫酸钾;氯化钾;镁;积累;分配
　　中图分类号S532文献标识码A
　　文章编号0517-6611（2019）02-0141-03
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.02.042
　　马铃薯（Solanum tuberosum L.）属茄科（Solanaceae）茄属（Solanum）一年生草本块茎植物，是重要的粮菜兼用及工业原料作物，营养价值全面[1-2]。在我国南方冬作区，利用冬闲田种植马铃薯，既提高了土地利用率还促进了农民增收，进一步促进了冬作区马铃薯产业的发展。在马铃薯生产中肥料的合理施用对于产量及品质的形成具有积极作用，研究表明，马铃薯是一种对镁较敏感的作物，镁的缺乏会使马铃薯老叶尖端及边缘褪绿进而失绿凋落，严重时抑制根及块茎生长以及降低淀粉含量，影响产量和品质的形成[3-4]，同时，马铃薯又是一种典型的喜钾但对氯高度敏感的作物[5-6]，钾肥既可显著提高作物产量和品质[7-9]，又可明显影响养分吸收利用[10]，常用钾肥以硫酸钾和氯化钾为主，但由于广泛认为马铃薯是忌氯作物，因而较少将氯化钾作为马铃薯的钾源。关于不同钾肥品种在马铃薯上的应用效果研究主要集中在对产量和品質的影响上[11-14]，而对养分吸收方面的研究鲜见报道，且大量研究表明钾镁元素间存在交互作用[15-17]。笔者通过探讨不同钾肥配比对冬作马铃薯镁积累与分配特征的影响，以期为广东省冬作马铃薯主产区合理施肥提供参考。
　　1材料与方法
　　1.1试验地概况
　　试验于2014—2015年在广东省惠州市惠东县平海镇进行。供试土壤类型为水稻土，质地为轻壤土，前茬作物为水稻。土壤耕层0～20 cm测定的土壤基本农化性状：pH 5.65，有机质15.7 g/kg，碱解氮117.2 mg/kg，速效磷129.9 mg/kg，速效钾120.5 mg/kg，交换性镁47.92 mg/kg。
　　1.2试验材料
　　供试马铃薯品种为费乌瑞它（张家口雪川农业发展有限公司培育一级脱毒种薯）。供试肥料：尿素（N，46%）、过磷酸钙（P2O5，12%）、硫酸钾（K2O，50%）、有机肥（腐熟鸡粪，N 30.25 g/kg，P2O5 21.08 g/kg，K2O 27.04 g/kg）。
　　1.3试验方法
　　设置硫酸钾和氯化钾配比试验，钾肥（K2O）总施用量为312.0 kg/hm2，硫酸钾∶氯化钾=1∶0、0∶1及1∶1，分别用硫酸钾、氯化钾和配施处理表示，其他肥料用量均一致（表1）。播种时均匀施入基肥和全部有机肥，剩余肥料用于4次追肥。氮磷钾化肥基、追肥比例见表2。试验设3次重复，随机排列，小区面积19.14 m2（5.8 m×3.3 m），每小区间设置0.7 m的隔离带，防止肥料随雨水渗透至相邻小区，影响试验结果。
　　1.4样品采集与分析
　　生育期间共取样6次，分别于齐苗（出苗率达80%时）后3、17、31、45、59和73 d采样，每个小区取代表性的马铃薯植株3株，带回室内洗净、晾干。样品按叶、茎、块茎分器官称量鲜重，于105 ℃下杀青30 min后，75 ℃烘干至恒重并称重，粉碎，放置于密封袋保存供测定分析。
　　土壤样品采集与处理：播种前采用“S”型采样方法采集0～20 cm土层的基础混合土壤样品，经风干，过2、1和0.149 mm筛，保存于密封袋中供测定分析。
　　土壤理化性质的测定：土壤pH采用电位法测定;有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法测定;碱解氮采用碱解扩散法测定;速效磷采用0.5 mol/L碳酸氢钠钼锑抗比色法测定;速效钾采用1  mol/L中性醋酸铵浸提;交换性镁采用1 mol/L乙酸铵交换-原子吸收分光光度法测定;植物样品镁含量采用干灰化-原子吸收分光光度法[18]测定。
　　器官镁积累量（kg/hm2）=器官干物质质量（kg/hm2）×器官镁含量（g/kg）
　　茎叶镁积累量（kg/hm2）=茎镁积累量（kg/hm2）+叶片镁积累量（kg/hm2）
　　整株镁积累量（kg/hm2）=茎叶镁积累量（kg/hm2）+块茎镁积累量（kg/hm2）
　　积累速率[kg/（hm2·d）]=阶段镁积累量差值（kg/hm2）/阶段天数（d）
　　各器官镁分配率=各器官镁积累量（kg/hm2）/整株镁积累量（kg/hm2）×100%
　　1.5数据分析
　　试验数据采用DPS 8.10统计软件[19]和Excel 2010进行统计分析。
　　2结果与分析
　　2.1不同钾肥及配施对马铃薯茎叶镁积累量的影响
　　由图1可知，在整个生育期间，马铃薯茎叶镁积累量均呈先升高后下降的趋势。硫酸钾、氯化钾、配施处理均在齐苗后59 d达到最大值，分别为91.65、119.79、133.68 mg/株，配施和氯化钾处理与硫酸钾处理达显著差异。齐苗后3～31 d，各处理间茎叶镁积累量整体差异不大，齐苗后45～59 d，配施处理镁积累量均高于其他处理，这一时期积累充足的镁对于增强光合作用、促进马铃薯生长具有重要作用。 　　2.2不同钾肥及配施对马铃薯块茎镁积累量的影响
　　由图2可知，块茎镁积累量随着生育进程的推进呈升高趋势，其中配施处理的增长量最大。齐苗后17～45 d，硫酸钾处理镁积累量均高于其他处理，齐苗后59～73 d则低于其他处理，且与配施处理间差异达显著水平。齐苗后73 d，各处理块茎镁积累量表现为配施>氯化钾>硫酸钾。整个生育期，配施处理块茎镁积累量均处于较高水平，硫酸钾的施用效果在生长前期较好，硫酸钾配合施用氯化钾有助于生长后期镁积累。
　　2.3不同钾肥及配施对马铃薯整株镁积累量的影响
　　由图3可知，配施和氯化钾处理马铃薯整株镁积累量在整个生育期间均呈先升高后下降的趋势。配施和氯化钾处理最大值均在齐苗后59 d，而硫酸钾处理延迟14 d，硫酸钾、氯化钾、配施处理最大积累量分别为167.90、201.08、217.60 mg/株，配施处理的镁积累量增长幅度最大。齐苗后3～31 d，各处理间整株镁积累量差异不显著，齐苗后45～73 d，配施处理镁积累量均处于最高水平，氯化钾处理次之，硫酸钾处理最低，这一时期配施处理镁积累量均与硫酸钾处理差异显著。硫酸钾与氯化钾配施更有助于马铃薯整株在生长后期对镁的积累，在该试验条件下，不同钾肥配比处理的田块平均每生产1 000 kg块茎，植株需吸收镁 0.40 kg。
　　2.4不同钾肥及配施对马铃薯各器官镁分配比例的影响
　　由图4可知，镁在马铃薯各器官的分配随生育期推进而发生相应的变化。各处理下镁在叶片中的分配比例随生育期的推进整体均呈逐渐降低趋势，分配比例以苗期（齐苗后3 d）最高，成熟期（齐苗后73 d）最低，为75.61%～34.47%;镁在茎中的分配比例整体呈逐渐降低趋势，为33.32%～6.55%;块茎形成后，生长中心由茎叶转为茎叶与块茎并进阶段，镁在块茎中的分配比例呈持续上升趋势，为12.51%～58.46%，齐苗后73 d，各处理镁在块茎中分配比例表现为配施>氯化钾>硫酸钾。在马铃薯全生育期内，最终块茎成為镁的贮存器官。
　　3结论与讨论
　　该研究结果表明，硫酸钾利于马铃薯生长前期镁积累，氯化钾及配施更利于马铃薯生长中期和后期镁积累。且各处理马铃薯块茎、整株镁积累量差异主要产生在生长后期，硫酸钾处理块茎、整株镁积累量均低于其他处理，并与配施处理达显著差异（P<0.05），
　　这与前人研究结果一致。郭熙盛等[20]研究钾肥品种与用量对黄瓜养分吸收和分配的影响，结果表明，氯化钾处理黄瓜营养体、整株镁积累量比硫酸钾处理高，付谨等[21]研究表明，氯化钾处理水稻秸秆镁积累量高于硫酸钾处理。郭熙盛等[22]在不同钾肥品种及用量对花椰菜养分吸收与分配的影响研究中发现，在同一用量水平下，硫酸钾处理花椰菜各部位及整株镁积累量均高于氯化钾处理，氯化钾和镁吸收之间有拮抗作用，氯化钾会降低镁吸收量，这与该试验结果不同，可能是不同作物之间的生理营养特性存在一定差异以及钾肥的施用量不同，具体原因有待进一步研究。
　　郭熙盛等[20]研究表明，同一水平下，硫酸钾处理对黄瓜果实镁分配率高于氯化钾处理，这与该试验结果不同，其原因可能是作物种类间的差异，黄瓜收获的是未完全成熟的产品，其果实积累养分元素的比例可能与其他作物存在一定差异。该试验中，配施处理用氯化钾部分替代硫酸钾，相应地降低了硫酸根离子浓度，而马铃薯镁积累量具有较大增幅，进一步提高氯化钾的比例是否仍有利于马铃薯镁积累值得在田间试验中进一步研究。
　　综上所述，不同钾肥品种离子的化学特性和植物生理特点间存在一定密切关系，离子间相互作用关系会影响作物对养分的吸收。该试验条件下，单施氯化钾对镁吸收积累效果优于硫酸钾，但硫酸钾和氯化钾按1∶1配施更有利于植株对镁的吸收积累，且镁在块茎中具有更高的分配率。
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