大中微量元素配施对陇薯5号养分吸收及品质的影响

来源:用户上传      作者: 罗爱花 陆立银 王一航

　　摘 要：在陇中高寒阴湿区研究大中微量元素配施对马铃薯陇薯5号NPK吸收规律的影响。研究结果表明，生育阶段不同养分在陇薯5号各器官中的分配比例不同，生育期单株氮磷钾养分吸收速率呈单峰曲线。生育前期吸收的养分主要分配在茎叶中；块茎膨大期，养分在茎叶和块茎中的分配约为8∶2；成熟期，块茎中氮磷钾的比例分别约为50%，65%，60%。出苗后45 d，65~75 d分别是马铃薯陇薯5号P、NK需求关键期。此外，NPK+微量元素配施可以提高马铃薯块茎干物质、粗淀粉、VC、粗蛋白含量，提高马铃薯产量，说明均衡施肥可实现马铃薯稳产优质。
　　关键词：马铃薯；陇薯5号；大中微量元素；氮磷钾；养分吸收；品质
　　 马铃薯是一种抗逆性强，适应范围广的高产粮食作物，也可用作蔬菜、饲料和工业原料，用途十分广泛，且营养价值和经济效益很高[1]。氮素是影响马铃薯生长发育的三大要素之一。马铃薯的叶片数、叶片大小以及叶绿素含量，均随施氮量的增加而增加，单位叶面积的含氮量与叶片的光合功能呈线性关系，良好的氮素营养可延缓叶片的衰老。随着产量水平的提高，作物对氮素的吸收量增加[2~4]。收获期马铃薯块茎产量，植株干物质和氮素积累量与氮素供应息息相关。马铃薯精细栽培要求精确供应氮素才能获得较高的块茎产量和较好的块茎品质[5~7]。陇薯5号是甘肃省农科院马铃薯研究所育成的高淀粉型马铃薯新品种，高抗晚疫病，对花叶、卷叶病毒病有较好的田间抗性，但针对其开展的施肥研究较少。为弥补甘肃陇中旱作雨养农业区对马铃薯栽培营养、需肥规律研究的不足，研究了旱作栽培条件下马铃薯陇薯5号在整个生育期对氮素的吸收、积累、分配和转移，为指导旱作马铃薯的高产优质栽培提供科学依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验地点
　　 试验地设在甘肃省渭源县会川镇哈地窝村生卜滩社旱作雨养川地，海拔2 359 m，土壤pH值7.30，土壤为黑麻土，试验前茬为马铃薯。
　　1.2 试验方法
　　 试验材料为陇薯5号常规种。试验设置2个处理，分别为T1：NP，每667 m2施N 10 kg，P 8 kg；
　　T2：NP+K+Fe+Mn+Cu+Zn+Mg+S，每667 m2施N 10 kg，P 8 kg，K 5 kg，Fe 2.5 kg，Mn 0.3 kg，Cu 1.7 kg，Zn 0.5 kg，Mg 1 kg，S 2 kg。每个处理3次重复，随机排列，共6个小区，周围设保护行。小区面积20 m2，长6.67 m，每小区种5行，行距60 cm，株距33.3 cm，每行种20株。2009年4月18日播种，其中1/4的氮肥作为追肥在现蕾期结合培土追施，其他全部作为基肥施入。田间管理同当地，现蕾期用25%虱雷防治蚜虫，58%的甲霜・锰锌防治晚疫病，每7天喷施1次，视田间情况一般喷施3～4次。
　　1.3 测定项目
　　 ①植株养分含量测定：在马铃薯各生育期取鲜样分别测定根、茎、叶、块茎、整株的养分含量。
　　 ②产量测定：收获前分小区选择生长正常的植株30株，挖出薯块称质量，求平均值，折算小区以及667 m2产量。
　　 ③品质测定：成熟后按区收获马铃薯鲜样，测定块茎干物质、淀粉、粗蛋白、VC、还原糖含量等。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同处理下马铃薯各器官N含量的变化规律
　　 随着生育进程的推移，氮素在马铃薯各器官内的分配随着生长中心的转移而发生变化。整个生育期不同处理下，马铃薯陇薯5号单株N吸收量均表现为慢-快-慢的“S”型变化规律（图1）。叶片对N的吸收量呈抛物线的变化规律，吸收最大值出现在块茎快速增长期（出苗后63 d左右），之后逐渐减少。块茎吸收N量呈线性上升的变化规律，在出苗后63 d左右即块茎快速增长期与茎叶吸收氮素曲线相交，因而块茎快速增长期是氮素积累以茎叶为主向以块茎为主的转移时期，也是马铃薯氮素养分需求的关键时期。
　　 马铃薯对氮素的吸收速率在整个生育期呈单峰曲线变化，峰值出现在块茎快速增长期（出苗后41~54 d）。马铃薯出苗后，由于各器官建成及生长发育对氮的需求量不断增加，氮的吸收速率逐渐加快，特别是块茎形成和块茎增长期间，由于旺盛的细胞分裂和块茎的迅速建成，氮的吸收速率增加，并达到峰值，而此后由于块茎增长趋慢，转入淀粉积累期，对氮的需求量逐渐减少，氮的吸收速率随之逐渐下降。由此可见，马铃薯对氮的吸收与营养生长和块茎的增长密切相关，而植株发生早衰，主要由于生长后期氮素营养不足所致。
　　 N在茎叶中的分配率以苗期为最高， 主要用于光合系统的迅速建成，此后随着生育过程的推移，氮素在叶片中的分配不断下降。块茎形成后，N在块茎的分配率一直呈上升趋势，大量的N转移到块茎中，用于块茎的建成和贮存。在淀粉积累期以前，氮素在茎叶中的分配大于块茎，而在淀粉积累期后，块茎中的氮素分配大于茎叶，表明马铃薯植株在淀粉积累期，茎叶中的氮素向块茎的转移加快，到成熟期，大约有50%的氮素贮存在块茎中。
　　 与CK（NP处理）相比，NPK+微肥处理下，陇薯5号生育前期各器官对N素积累相差不大，但生育中后期叶片、块茎的N素积累量均较CK高，说明氮磷钾适量配施下，氮素在各器官中的分配相对均衡，利于各器官的协调生长和生长中心的适期转移，提高块茎产量。
　　2.2 不同处理下马铃薯各器官P含量的变化规律
　　 不同处理下，马铃薯陇薯5号整个生育期对P的吸收量均表现为慢-快-慢的“S”型变化规律，苗期吸收缓慢，块茎膨大期快速增加，之后吸收量趋缓（图2）。马铃薯对P养分的吸收速率呈单峰曲线变化，在苗期日吸收量较低，出苗后25~55 d日吸收量逐渐加快直至达到最大值，之后速率逐渐减少。从各器官来看，块茎在出苗后40~75 d是快速吸收阶段，茎叶在出苗后25~60 d是快速吸收阶段，茎叶与块茎吸收曲线相交于出苗后45~70 d。这一时期是马铃薯磷素需求的关键时期。P在马铃薯叶片和茎中的分配率均以测定初期为最高，此后逐渐下降；而在块茎中的分配率则在块茎形成之后逐渐上升，成熟时65%以上的P分配到块茎，块茎是P的最终贮存库。与CK（NP处理）相比，NPK+微肥处理陇薯5号生育前期各部分P素积累无一致性表现，生育中后期叶片、块茎的P素积累量均较CK高。
　　2.3 不同处理下马铃薯各器官K含量的变化规律
　　 不同处理下，马铃薯对K的吸收量均表现为慢-快-慢的“S”型吸收规律，苗期吸收缓慢，块茎膨大期快速增加，之后吸收量趋缓（图3）。从各器官来看，茎叶吸收钾素在出苗25 d左右缓慢增长，块茎形成到快速膨大期（45~70 d）是吸收最快时期，并达到峰值，此后随着叶片的衰老，钾素发生转移和流失，使钾素的积累量有所下降；块茎是在出苗40 ~75 d快速增加，之后趋缓直至收获。茎叶与块茎吸收K的曲线相交于出苗后65~80 d，此时也是马铃薯需钾的关键时期。K在茎叶中的分配以测定初期为最高，此后随着生育期的推移，不断下降。块茎形成以后，K在块茎的分配一直呈上升趋势，说明大量的K运到块茎中用于块茎的建成与淀粉的合成，到成熟期，约60%的K转移到块茎中。与CK（NP处理）相比，NPK+微肥处理陇薯5号生育前期各部分K素积累无一致性表现，生育中后期叶片、块茎的K素积累量均较CK高。说明，大中微量元素配施有利于陇薯5号马铃薯K素积累。

　　2.4 不同生育期NPK在马铃薯茎叶和块茎中的分配比例
　　 马铃薯在不同的生长发育阶段吸收的养分在各器官中的分配比例不同（表1）。在前期（出苗后25~63 d），吸收的N主要分配在叶片和茎中；在块茎膨大期（出苗后63~99 d），N分配仍然以茎和叶片为主，块茎为次，大体比例为8∶2。P在块茎中的分配比例高于N和K；P在马铃薯叶片和茎中的分配率均以测定初期为最高，此后逐渐下降；而在块茎中的分配率则在块茎形成之后逐渐上升，成熟时65%以上的P分配到块茎，块茎是P的最终贮存库。K在茎叶中的分配以测定初期为最高，此后随着生育期的推移，不断下降，块茎形成以后，K在块茎的分配一直呈上升趋势，说明大量的K运到块茎中用于块茎的建成与淀粉的合成，到成熟期，约60%的K转移到块茎中。出苗后45 d是马铃薯P素需求关键期；出苗后65~75 d是马铃薯N、K需求关键期，与Asadi Azad 等[7]研究结果一致。
　　 马铃薯对NPK养分的吸收速率呈单峰曲线变化，出苗后25~55 d日吸收量逐渐加快直至达到最大值，之后速率逐渐减少。NPK+微肥处理对N的日吸收量最多，钾素次之，磷素最少。NP处理在75 d左右K吸收量大于N。在马铃薯的生长发育过程中，前期（出苗后25 d左右）吸收的养分主要分配在叶片和茎秆中；在块茎膨大初期，养分的分配仍然以茎秆和叶片为主，块茎次之；生育后期NPK养分分配以块茎为主。在成熟期50%以上的N分配给块茎，65%以上的P分配到块茎，60%的钾素转移到块茎中。
　　 NPK+微肥处理可以显著增加马铃薯对NPK养分的吸收量。与CK相比，单株N的吸收量平均增加12.64%，单株P的吸收量平均增加19.40%，单株K的吸收量平均增加15.60%。N以淀粉积累期增加最多达29.87%，而P、K则在盛花期增加最多，分别达到31.02%和45.08%。表明大中微量元素配施可以显著增加马铃薯对NPK养分的吸收量。
　　2.5 大中微量元素配施对陇薯5号产量及品质的影响
　　 收获后考种产量统计分析表明（表2），与对照相比，播前NPK+微量元素配施处理下，大中薯个数增加、质量增加，小薯质量增加，因而最终的块茎产量较对照增加了170.45 kg/667 m2，增产了11.18%。品质分析结果表明（见表3），大中微量元素配施处理后，马铃薯块茎干物质、粗淀粉、VC、粗蛋白含量均高于对照，说明养分均衡可保证马铃薯稳产优质。此外，通过对还原糖含量的比较发现，各处理的还原糖含量远高于一般测定值，这就说明在送检之前，马铃薯样品已经遭受逆境，尤其是低温伤害。
　　3 小结
　　 ①不同的生长发育阶段，NPK在马铃薯各器官中的分配比例不同。生长前期，吸收的养分主要分配在叶片和茎；块茎膨大期，养分分配仍然以茎和叶片为主，块茎次之，大体比例为8∶2；块茎成熟期，50%以上的氮，65%以上的磷，60%的钾素均转移至块茎中。
　　 ②NPK+微肥处理可以显著增加马铃薯对氮磷钾养分的吸收量，成熟期氮、磷、钾的单株吸收量较NP处理平均增加12.64%，19.40%，15.60%。马铃薯对氮磷钾养分的吸收速率大致呈单峰曲线变化，出苗后25~55 d日吸收量逐渐加快直至达到最大值，之后逐渐减少。N以淀粉积累期增加最多，达29.87%，而P、K则在盛花期增加最多，分别达到31.02%和45.08%。出苗后45 d是马铃薯磷素需求的关键时期；出苗后65~75 d是马铃薯NK需求的关键时期。
　　 ③产量以及品质测定结果表明，大中微量元素配施有利于增加马铃薯块茎产量、粗淀粉的积累、提高VC和粗蛋白的含量，有利于提高马铃薯商品薯的品质，说明均衡施肥可保证马铃薯稳产优质目标的实现。
　　参考文献
　　[1] 段义字，蒲玉宏.旱地坑种马铃薯栽培技术方案优化决策分析[J].干旱地区农业研究，1999（3）：18-23.
　　[2] 汪定淮，刘尚义.作物养分平衡与高产栽培兼论作物栽培科学的现代化[M].北京：北京大学出版社，1994：90-223.
　　[3] 严小龙，张福锁.作物营养遗传学[M].北京：中国农业出版社，1997：86-246.
　　[4] 哈里斯著.蒋先明译.马铃薯改良的科学基础[M].北京：农业出版社，1984：79-316.
　　[5] Mustonen L, Wallius E, Hurme T. Nitrogen fertilization and yield formation of potato during a short growing period[J]. Agricultual and Food Science, 2010, 19:173-183.
　　[6] Sharifi M, Zebarth B, Hajabbasi M, et al. Dry matter and nitrogen accumulation and root morphological characteristics of two clonal selections of 'Russet Norkotah' potato as affected by nitrogen fertilization[J]. Journal of Plant Nutrition, 2005, 28(12): 2 243-2 253.
　　[7] Asadi Azad K, Mirhadi M J, Hassanpanah D, et al. The effect of K-humate on the nitrate content and accumulation and some yield components in three potato cultivars[J]. Research Journal of Environmental Sciences, 2010, 4(5): 460-466.
　　Effect of Combined Application of Large and Medium and Trace Elements on Nutrient Uptake and Tuber Quality of Longshu No.5 Potato
　　LUO Aihua, LU Liyin, WANG Yihang
　　( Institute of Potato, Gansu Academy of Agricultural Science, Lanzhou 730070 )
　　Abstract: Effects of combined application of large, middle and trace nutrient elements on nutrient uptake and tnbe quality of Longhshu No.5 potato were studied in high cold and wet condition. The results indicated that assignment proportion of main nutrient in different organs of Longhshu No.5 potato differed from growing period. Law of main nutrient element uptake rate per plant of potato during whole growing period was a single peak curve. Absorbed main nutrient element at growing prophase mainly distributed to the leaf and stem, and at tuber expansion stage, the proportion of main nutrient element was generally 8∶2 in up-ground parts and underground tuber. Near to maturity, main nutrient element percentages of tuber, such as nitrogen, phosphorus, potassium were 50%, 65%, 60%, respectively. 45 days after emergence was the critical time for phosphorus demand of potato growing, while from 65-75 days for nitrogen and potassium. Combined application of large, middle and trace nutrient elements in field significantly increased the absorption of NPK nutrients and tuber yield, and could promote optimization tuber quality of Longshu No.5 potato.
　　Key words: Potato; Longshu No.5; Large and medium and trace elements; NPK; Nutrient uptake; Quality

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-640813.htm