黃 科 ，劉明月 ，何長(zhǎng)征 ，宋 勇 ，熊興耀

（1.作物種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.湖南省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

合理施肥是提高馬鈴薯產(chǎn)量的有效措施，尤其是氮磷鉀三要素的合理施用對(duì)馬鈴薯的植株生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的形成有著直接的影響。湖南冬作馬鈴薯生產(chǎn)期間面臨著低溫、弱光等逆境，對(duì)馬鈴薯光合作用效率和產(chǎn)量形成有著極明顯的障礙。弄清氮磷鉀三要素對(duì)馬鈴薯光合作用效率的影響規(guī)律，對(duì)開展冬閑田馬鈴薯的科學(xué)施肥具有重要意義。筆者采用“3414”設(shè)計(jì)方案[1]，通過(guò)分析冬閑田馬鈴薯在不同肥料水平下馬鈴薯光合作用效率特征，以期弄清冬閑田馬鈴薯光合作用及產(chǎn)量形成對(duì)氮磷鉀需要的規(guī)律，為指導(dǎo)冬閑田馬鈴薯施肥提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試肥料：氮肥（尿素，含N 46%）；磷肥（鈣鎂磷肥，含P2O512%）；鉀肥（硫酸鉀，含K2O 50%）。

供試品種：早熟馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與時(shí)間 試驗(yàn)地點(diǎn)為中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所祁陽(yáng)紅壤試驗(yàn)站，農(nóng)業(yè)部馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系常德試驗(yàn)站試驗(yàn)基地，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)基地。前作均為水稻。試驗(yàn)時(shí)間為2010年1月8日至5月15日。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用“3414”方案設(shè)計(jì)，各肥料因子水平見表1，各處理施肥量實(shí)施方案見表2。0水平指不施肥，2水平指當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿浚?水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5（該水平為過(guò)量施肥水平）。設(shè)計(jì)的 2水平為：氮（N）12 kg/667m2、磷（P2O5）6 kg/667m2、鉀（K2O）26 kg/667m2。設(shè)一次重復(fù)。順序排列，小區(qū)面積為30 m2（1.2 m×25 m）。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行，采用大壟雙行地膜覆蓋種植，壟寬80 cm，壟高25 cm，壟溝寬40 cm。沿壟兩邊植入種薯，入土深度10 cm以上。播種后壟面與壟溝均噴芽前除草劑（金都爾）一遍，然后覆蓋幅寬120 cm的地膜。種薯出苗時(shí)，采用人工破膜讓秧苗長(zhǎng)出地面。其他栽培管理措施同大田。

表1 肥料各水平用量 （kg/667m2）

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目 馬鈴薯結(jié)薯期每處理隨機(jī)選取5株，用美國(guó)基因公司生產(chǎn)的LI-6400XT光合測(cè)定儀測(cè)定植株凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

于成熟期（5月15日）測(cè)定各處理小區(qū)馬鈴薯光合特性數(shù)據(jù)（表2）。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)分析，得出馬鈴薯凈光合速率與各肥料因子的回歸方程式：

表2 各處理施肥量實(shí)施方案

2.1 氮磷鉀單因子對(duì)馬鈴薯凈光合速率的影響

由回歸方程和圖1可知，本試驗(yàn)中馬鈴薯凈光合速率與氮水平呈直線正相關(guān)（圖1A）；與磷水平呈曲線相關(guān)，磷水平在5 kg/667m2之前，凈光合速率與磷肥水平呈正相關(guān)，高于5 kg/667m2的水平后則表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)（圖1B）；鉀水平低于25 kg/667m2水平時(shí)，凈光合速率與鉀水平呈直線負(fù)相關(guān)，但當(dāng)鉀水平高于25 kg/667m2的水平后，凈光合速率表現(xiàn)為趨于穩(wěn)定在一個(gè)較低的水平（圖1C）。

2.2 氮磷鉀互作對(duì)馬鈴薯凈光合速率的影響

進(jìn)一步分析氮、磷、鉀之間的互作對(duì)馬鈴薯凈光合速率的影響。氮磷之間的互作關(guān)系表明：低氮低磷水平時(shí)，氮水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的增加而降低，磷水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著氮水平的提高而降低；高氮低磷水平時(shí)，氮水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而增加，磷水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著氮水平的提高而降低；低氮高磷水平時(shí)，氮水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而降低，磷水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著氮水平的提高而增加；高氮高磷水平時(shí)，氮水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而降低，磷水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著氮水平的提高而降低（圖1D）。氮鉀互作關(guān)系表明，氮水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著鉀水平的提高而降低，并且這個(gè)降低趨勢(shì)在低氮水平時(shí)表現(xiàn)更為明顯；鉀水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著氮水平的提高而提高，并且這個(gè)增加趨勢(shì)在高鉀水平時(shí)表現(xiàn)更為明顯（圖1E）；磷鉀之間的互作關(guān)系表明，低磷低鉀水平時(shí)，磷水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著鉀水平的提高而提高，鉀水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而提高；高磷低鉀水平時(shí)，磷水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著鉀水平的提高而提高，鉀水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而降低；低磷高鉀水平時(shí)，磷水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著鉀水平的提高而提高，鉀水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而降低；高磷高鉀水平時(shí)，磷水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著鉀水平的提高而降低，鉀水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而降低（圖1F）。

圖1 馬鈴薯凈光合速率與各肥料因子的相關(guān)性分析

3 結(jié)論與討論

馬鈴薯吸收氮，主要用于植株莖稈的生長(zhǎng)和葉片的擴(kuò)大。葉片是進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物質(zhì)的關(guān)健部位。所以有足量的氮素，就能使馬鈴薯植株枝葉繁茂、葉片墨綠，為有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的制造和積累創(chuàng)造有利的條件。適量的氮?dú)膺€能增加塊莖中的蛋白質(zhì)含量，提高塊莖的產(chǎn)量[2-3]。因此，氮素是馬鈴薯植株健壯生長(zhǎng)和獲得較高產(chǎn)量不可缺少的肥料之一。如果氮肥不足，就會(huì)使馬鈴薯棵長(zhǎng)得矮，長(zhǎng)勢(shì)弱，葉片小，葉色淡綠發(fā)灰，分枝少，開花早，下部葉片提早枯萎和凋落，降低產(chǎn)量。但是，如果氮肥過(guò)量，則又會(huì)引起植株瘋長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)分配打亂，大量營(yíng)養(yǎng)被莖葉生長(zhǎng)所消耗，匍匐莖“竄箭”，降低塊莖形成效量，延遲結(jié)薯時(shí)間，造成塊莖晚熟和個(gè)小，使它的干物質(zhì)含量降低，淀粉含量減少等。本研究結(jié)果表明馬鈴薯凈光合速率與氮肥施用量呈正相關(guān)（圖1A），說(shuō)明在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的氮肥施用范圍對(duì)馬鈴薯光合作用及產(chǎn)量形成有積極作用，沒有氮肥過(guò)量施用的問(wèn)題，這對(duì)于冬閑田馬鈴薯科學(xué)施用氮肥具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

馬鈴薯吸收的磷肥，在前期主要用于根系的生長(zhǎng)發(fā)育和匍匐莖的形成，使幼苗健壯，提高抗旱、抗寒能力[4]。本研究結(jié)果表明馬鈴薯凈光合速率與磷肥施用量呈曲線相關(guān)（圖1B），更進(jìn)一步說(shuō)明了馬鈴薯在前期主要為產(chǎn)量形成打基礎(chǔ)，重點(diǎn)是根、莖、葉的生長(zhǎng)，這一時(shí)期主要是光合作用產(chǎn)物的形成和積累，所以對(duì)氮、磷的需要較大；馬鈴薯生長(zhǎng)后期磷肥主要用于干物質(zhì)和淀粉的積累，促進(jìn)早熟，增進(jìn)品質(zhì)，增加耐貯性[4]，所以磷肥對(duì)于光合速率的影響趨于下降。磷肥的施用還能增強(qiáng)氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)[4]，本研究結(jié)果也表明高氮低磷水平時(shí)，氮水平一定的情況下，馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而增加，而在高氮高磷、低氮低磷、低氮高磷水平時(shí)則表現(xiàn)為馬鈴薯凈光合速率隨著磷水平的提高而降低，說(shuō)明氮磷組合對(duì)馬鈴薯光合作用的積極效應(yīng)需要在適合的范圍之內(nèi)。

馬鈴薯是喜鉀作物，馬鈴薯吸收鉀素主要用于塊莖的生長(zhǎng)發(fā)育[5-8]。本試驗(yàn)結(jié)果表明鉀肥施用量與馬鈴薯凈光合速率在低水平范圍內(nèi)呈負(fù)相關(guān)，這可能與馬鈴薯前期生長(zhǎng)鉀肥供應(yīng)不足導(dǎo)致光合作用對(duì)鉀的分配不利有關(guān)[10]，其更深層次的機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

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