陳建國，何文壽，代曉華，王耀科，馬 儉

（寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021）

土壤肥料

施肥對旱作馬鈴薯干物質及養(yǎng)分吸收的影響

陳建國，何文壽*，代曉華，王耀科，馬 儉

（寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021）

在寧夏干旱半干旱地區(qū)，以不同氮磷鉀組合施肥方式為主要試驗因子進行田間試驗，對全生育期馬鈴薯單株及各器官干物質積累和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量進行測定，探究氮磷鉀肥不同配施方式下干物質與養(yǎng)分吸收累積規(guī)律。結果表明，整個生育期內馬鈴薯單株干物質累積呈“慢-快-慢-快-慢”的增長模式；各器官干物質累積量由高到低依次為塊莖＞葉＞地上莖＞地下莖＞根；各處理單株干物質累積量由高到低依次為N2P2K2（14-6-7 kg/667m2）＞有機肥（2 t/667m2）＞N2P2K0（14-6-0 kg/667m2）＞N2P0K2（14-0-7 kg/667m2）＞N0P2K2（0-6-7 kg/667m2）＞N0P0K0（0-0-0 kg/667m2）；不同處理馬鈴薯干物質總累積量均呈“S”形曲線，符合Logistic生長方程。各處理生產1 000 kg馬鈴薯塊莖所需氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）養(yǎng)分量分別在3.89～6.67，1.40～1.55和6.89～10.83 kg，生產1 000 kg馬鈴薯塊莖所需三要素（N：P2O5：K2O）比例平均為1：0.30：1.61。

馬鈴薯；干物質累積；氮磷鉀累積

馬鈴薯是世界上僅次于小麥、水稻、玉米之后的第四大糧食作物。其營養(yǎng)豐富，實用價值高，除糧菜兼用外，還可加工制成各種產品［1-3］。中國是馬鈴薯生產大國，目前中國馬鈴薯種植面積和產量均居世界第1位，但單產水平較低，與發(fā)達國家相比存在較大差距［4，5］。這主要是由于中國馬鈴薯種植未形成規(guī)模化、種薯品質差、長期偏施氮肥、不施或少施磷鉀肥，導致土壤結構破壞和肥力降低，肥料利用率持續(xù)下降，嚴重制約著馬鈴薯產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［6］。隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的提出，更突顯出馬鈴薯在中國糧食安全上的重要地位。寧夏回族自治區(qū)是北方馬鈴薯主要產區(qū)之一，馬鈴薯種植面積居所有作物之首，已成為當?shù)剞r民增收和發(fā)展農村特色經濟的優(yōu)勢產業(yè)［7，8］。試驗以寧夏干旱半干旱地為研究區(qū)，以不同氮磷鉀組合施肥方式為主要試驗因子，對全生育期馬鈴薯單株及各器官干物質積累和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量進行研究，探究氮磷鉀不同配施方式下養(yǎng)分吸收累積規(guī)律，為寧夏馬鈴薯的合理施肥提供理論依據(jù)，這對指導馬鈴薯優(yōu)質、高產、高效生產具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地與供試材料

試驗地位于寧夏同心縣王團鎮(zhèn)北村寧夏旱作節(jié)水高效農業(yè)科技園（N 36°52'1''，E 105°59'27''）。基地土壤類型為淡灰鈣土，土壤質地為砂壤土，土壤肥力水平較低；降水量200～300 mm，無霜期200 d左右，熱量充足、晝夜溫差大、蒸發(fā)量大，是中國北方典型的旱作農業(yè)區(qū)。供試品種為‘隴薯3號’（中晚熟淀粉加工型）。供試肥料為尿素（N 46%），重過磷酸鈣（P2O546%），硫酸鉀（K2O 50%），由中農金合肥料有限公司提供，有機肥羊糞含全氮18.69 g/ kg、全鉀9.99 g/kg、全磷10.63 g/kg。供試土壤主要理化性質見表1。

表1 供試土壤主要理化性質（0～60 cm）Table 1 Main physical and chemical properties of tested soil

1.2 試驗設計

采用“3414”部分實施試驗設計，共設6個處理，即處理1（N0P0K0）：（0-0-0 kg/667m2）；處理2（N0P2K2）：（0-6-7 kg/667m2）；處理3（N2P0K2）：（14-0-7 kg/667m2）；處理4（N2P2K0）：（14-6-0 kg/ 667m2）；處理5（N2P2K2）：（14-6-7 kg/667m2）；處理6：有機肥（羊糞2 t/667m2）。3次重復，共18個小區(qū)，小區(qū)面積9 m×5 m=45 m2。人工起壟覆黑膜，滴管管帶鋪設于膜下，壟寬60 cm，南北走向。寬窄行種植，寬行60 cm，窄行40 cm，處理間留埂30 cm，重復間留走道50 cm。株距40 cm，每行種植22株，壟上2行呈“S”形種植。每小區(qū)種植5壟10行，小區(qū)種植220株，種植密度3 284株/ 667m2，種子用量120 kg/667m2。2014年5月4日上午種植，10月6日收獲。

1.3 測試項目與方法

區(qū)組2各處理小區(qū)作為破壞性采樣小區(qū)，收獲時不進行實產測定。采樣時遵循隨機并具有代表性原則，出苗時（苗后20 d）采樣1次，之后每隔15 d采樣1次，共采樣9次。前期每小區(qū)取樣量8～10株，現(xiàn)蕾后取樣量3～5株，裝入樣品袋，立即帶回實驗室，分根系（水平方向，以主莖為中心，以直徑20 cm、垂直方向30 cm，取樣）、地下莖（包括匍匐莖）、地上莖、葉片和塊莖，分別測定不同生育時期不同器官N、P、K養(yǎng)分含量及干物質累積量。

干物質測定方法：將所采植株帶回室內洗凈晾干，分器官稱取鮮重，再取小樣于105℃下殺青，在80℃下烘干至恒重后稱取干重，分別計算全株干重、各器官干重及干物質分配率等。

植株N、P、K含量的測定方法：將樣品沖洗干凈后，將不同器官分開放入烘箱，在85℃下烘30 min，然后在65℃下烘12 h左右。烘干樣粉碎后過0.5 mm篩，然后貯存于具有標簽的密封袋中待測。樣品經H2SO4-H2O2消煮，分別采用半微量凱氏定氮法、釩鉬黃比色法、火焰光度計法對全氮、全磷、全鉀進行測定。

數(shù)據(jù)采用Excel 2007、CurveExpert 1.4、Origin 7.5、DPS統(tǒng)計分析軟件。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理下馬鈴薯單株及各器官干物質累積變化特征與趨勢

2.1.1 馬鈴薯各器官及單株干物質累積變化特征

圖1 不同施肥處理下馬鈴薯各器官及單株干物質累積趨勢Figure 1 Dry matter accumulation trends of different organs and individual plants of potato under different fertilization treatments

由圖1可以看出，整個生育期內馬鈴薯各器官干物質累積量由高到低依次為葉＞地上莖＞地下莖（包括匍匐莖）＞根，苗后50 d以后塊莖干物質累積量超過葉片為各器官中最高，直至收獲。收獲時各處理單株干物質總累積量由高到低依次為N2P2K2＞ 有機肥 ＞ N2P2K0＞ N2P0K2＞N0P2K2＞N0P0K0，其中 N2P2K2、有機肥、N2P2K0、N2P0K2、N0P2K2的干物質累積量分別較N0P0K0處理高72.7%，66.4%，47.2%，51.7%和17.3%，氮磷鉀肥的配施可有效提高馬鈴薯干物質累積量，氮肥對干物質累積貢獻較磷鉀肥更大。成熟期時，各處理葉干物質累積量由高到低依次為N2P2K2＞N2P2K0＞N2P0K2＞有機肥＞N0P2K2＞N0P0K0，地上莖干物質累積量由高到低依次為N2P2K2＞有機肥＞N2P2K0＞N2P0K2＞N0P0K0＞N0P2K2，地下莖干物質累積量由高到低依次為N2P2K2＞N2P2K0＞N2P0K2＞有機肥＞N0P0K0＞N0P2K2，根干物質累積量由高到低依次為N2P2K2＞有機肥＞N2P2K0＞N0P2K2＞N2P0K2＞N0P0K0，塊莖干物質累積量由高到低依次為N2P2K2＞有機肥＞N2P2K0＞N0P2K2＞N2P0K2＞N0P0K0。

整個生育期內各處理馬鈴薯單株干物質累積量均呈現(xiàn)“慢-快-慢-快-慢”的增長趨勢，其中出現(xiàn)2次快速增長，第1次為現(xiàn)蕾期至始花期，此時正值馬鈴薯營養(yǎng)生長時期，植株根莖葉各個器官均在快速生長，大量的地上部干物質形成；第2次快速增長為塊莖增大期，此時馬鈴薯塊莖快速膨大，干物質隨之大幅增加。現(xiàn)蕾期以前干物質主要貢獻于莖葉，現(xiàn)蕾期以后干物質累積則主要來自于塊莖，因而塊莖干物質累積曲線與整株馬鈴薯干物質累積曲線基本保持一致。整個生育期內馬鈴薯不同器官的干物質累積曲線均為單峰增長模式，其中有機肥曲線峰值出現(xiàn)最晚，較N0P0K0、N0P2K2處理的峰值晚40 d左右，N2P2K2處理次之，較無肥（N0P0K0）、無氮（N0P2K2）處理的峰值晚15 d左右。主要是因為有機肥的肥效釋放較為緩慢，化肥肥效釋放迅速，因而有機肥處理前期較其他處理生長較為緩慢，但中后期不斷的肥效釋放促使植株快速生長，生育期延長，峰值推遲，而N0P0K0、N0P2K2處理由于養(yǎng)分供應不足，導致其出現(xiàn)早衰現(xiàn)象，峰值自然提前。

2.1.2 不同施肥處理馬鈴薯干物質累積模擬趨勢

根據(jù)實測數(shù)據(jù)，不同處理下馬鈴薯干物質總累積量可用Logistic方程進行動態(tài)模擬，模擬方程見表2。N0P0K0、N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0、N2P2K2、有機肥各處理模擬方程相關系數(shù)分別為0.989 5，0.990 9，0.994 9，0.993 6，0.995 9和0.973 0，相關均顯著。由模擬曲線（圖2）可以看出，整個生育期各處理馬鈴薯干物質總累積量均呈“S”形曲線，符合Logistic生長方程。

表2 不同施肥處理馬鈴薯全株干物質累積模擬方程Table 2 Whole-plant dry matter accumulation simulation equations of potato under different fertilization treatments

圖2 不同施肥處理馬鈴薯全株干物質累積模擬曲線Figure 2 Whole-plant dry matter accumulation simulating curves of potato under different fertilization treatments

2.2 不同施肥處理下馬鈴薯氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收累積特點

由圖3可知，整個生育期內馬鈴薯氮、磷、鉀吸收累積變化趨勢均為遞增，其中鉀吸收累積量最多、氮次之、磷最少，且磷累積量與氮累積量較為接近。成熟期各處理氮累積量由高到低依次為N2P2K2＞ N2P2K0＞ N2P0K2＞ 有機肥＞ N0P2K2＞N0P0K0，累積量在1.28～3.26 g/株，平均為2.28 g/株，因此施氮能夠有效提高馬鈴薯植株的氮累積量；成熟期磷累積量由高到低依次為N2P2K2＞有機肥＞N2P0K2＞N2P2K0＞N0P2K2＞N0P0K0，累積量在1.33～2.44 g/株，平均為1.94 g/株，由此可見施磷肥對馬鈴薯磷累積量的影響較小，反而施氮肥能夠促進馬鈴薯磷素的累積；成熟期鉀累積量由高到低依次為N2P2K2＞有機肥＞N2P2K0＞N2P0K2＞N0P2K2＞N0P0K0，累積量在4.88～11.97 g/株，平均為8.03 g/株，同樣單獨施鉀肥對馬鈴薯植株的鉀累積量作用較小。氮磷鉀總累積量均為處理5（N2P2K2）最高，分別較最低的 N0P0K0處理高154.7%，83.6%和145.3%。因此氮、磷、鉀及有機肥的合理配施既能增加馬鈴薯生長量，又能促進氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收累積。

圖3 不同施肥處理下馬鈴薯單株氮、磷、鉀累積量Figure 3 Nitrogen，phosphorus and potassium accumulation of potato under different fertilization treamentents

2.3 不同施肥處理下馬鈴薯塊莖所需氮磷鉀養(yǎng)分量

由表3可知，各處理生產1 000 kg馬鈴薯塊莖所需氮在3.89～6.67 kg，平均為5.10 kg，各處理所需氮由高到低依次為N2P0K2＞N2P2K2＞N2P2K0＞有機肥＞N0P0K0＞N0P2K2；所需磷（P2O5）在1.40～1.55 kg，平均為1.46 kg，各處理所需磷（P2O5）由高到低依次為N0P2K2＞N2P2K0＞有機肥＞N2P2K2= N2P0K2＞ N0P0K0；所需鉀（K2O）在6.89～10.83 kg，平均為8.01 kg，各處理所需鉀（K2O）由高到低依次為N2P2K2＞N2P2K0＞N2P0K2＞有機肥＞N0P0K0＞N0P2K2。生產1 000 kg馬鈴薯塊莖所需三要素（N∶P2O5∶K2O）比例平均為1∶0.30∶1.61。

表3 不同施肥處理下馬鈴薯塊莖所需氮磷鉀養(yǎng)分量Table 3 Requirement of nitrogen，phosphorus and potassium for potato tuber under different treatments

3 討論

全生育期馬鈴薯各器官干物質累積量由高到低依次為葉＞地上莖＞地下莖（包括匍匐莖）＞根；成熟期各處理單株干物質總累積量由高到低依次為N2P2K2＞ 有機肥 ＞ N2P2K0＞N2P0K2＞N0P2K2＞N0P0K0。整個生育期內馬鈴薯葉、地上莖、地下莖和根各器官干物質累積量呈現(xiàn)“慢-快-慢-快-慢”的增長模式。這一結果與前人的研究結果相近［9，10］，雖然研究的時間地點品種不同，但苗期干物質累積都是以葉、地上莖為中心，現(xiàn)蕾期以后隨著塊莖的不斷生長干物質累積主要集中在塊莖。

整個生育期各處理馬鈴薯干物質總累積量均呈“S”形曲線，符合Logistic生長方程，這一結果與前人的研究結果基本一致［8，9，11］。不同處理下馬鈴薯干物質總累積量可用Logistic方程進行動態(tài)模擬，N0P0K0、N0P2K2、N2P0K2、N2P2K0、N2P2K2、有機肥各處理模擬方程相關系數(shù)分別為0.989 5，0.990 9，0.994 9，0.993 6，0.995 9和0.973 0，均達到了顯著水平。

各處理生產1 000 kg馬鈴薯塊莖所需氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）養(yǎng)分量分別在3.89～6.67，1.40～ 1.55和6.89～10.83 kg，生產1 000 kg馬鈴薯塊莖所需三要素（N∶P2O5∶K2O）比例平均為1∶0.30∶1.61。而夏錦慧［12］認為生產1 000 kg塊莖需吸收N 2.756 kg、P2O50.310 kg、K2O 4.256 kg，N∶P2O5∶K2O為1∶0.140∶1.919。段玉等［13］認為生產1 000 kg馬鈴薯塊莖吸收N、P2O5、K2O分別為5.32，1.42和6.01 kg。由于試驗地點、品種、時間的不同因而結論也不盡一致，但都基本符合馬鈴薯生長吸收規(guī)律。

［1］孫慧生.馬鈴薯育種學［M］.北京:中國農業(yè)出版社，2002:7-8.

［2］谷茂，豐秀珍.馬鈴薯栽培種的起源與進化［J］.西北農業(yè)學報，2000，9（1）:114-117.

［3］吳秋云，黃科，宋勇，等.2000-2009年世界馬鈴薯生產狀況分析［J］.中國馬鈴薯，2012，26（2）:115-121.

［4］盛萬民.中國馬鈴薯品質現(xiàn)狀及改良對策［J］.中國農學通報，2006，22（2）:166-170.

［5］蘇年貴，張學良，冀秀梅.晉西南山區(qū)馬鈴薯氮磷鉀肥肥效及合理施用［J］.中國馬鈴薯，2005，19（3）:144-147.

［6］張西露，劉明月，伍壯生，等.馬鈴薯對氮磷鉀的吸收及分配規(guī)律研究進展［J］.中國馬鈴薯，2010，24（4）:237-241.

［7］杜茜，閆興富.寧夏馬鈴薯產業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展對策［J］.中國馬鈴薯，2010，24（2）:125-127.

［8］何文壽，馬琨，代曉華，等.寧夏馬鈴薯氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收累積特征［J］.植物營養(yǎng)與肥料學報，2014，20（6）:1477-1487.

［9］盧建武，邱慧珍，張文明，等.半干旱雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)馬鈴薯干物質和鉀素積累與分配特性 ［J］.應用生態(tài)學報，2013，24（2）: 423-430.

［10］楊瑞平，張勝，王珊珊.氮磷鉀配施對馬鈴薯干物質積累及產量的影響［J］.安徽農業(yè)科學，2011，39（7）:3871-3874.

［11］高聚林，劉克禮，張寶林，等.馬鈴薯干物質積累與分配規(guī)律的研究［J］.中國馬鈴薯，2003，17（4）:209-212.

［12］夏錦慧.馬鈴薯干物質積累及氮、磷、鉀營養(yǎng)特征研究［J］.長江蔬菜，2008，25（20）:34-37.

［13］段玉，張君，李煥春，等.馬鈴薯氮磷鉀養(yǎng)分吸收規(guī)律及施肥肥效的研究［J］.土壤，2014，46（2）:212-217.

Effects of Fertilization on Dry Matter and Nutrient Uptake of Potato Under Dry Farming System

CHEN Jianguo，HE Wenshou*，DAI Xiaohua，WANG Yaoke，MA Jian
（College of Agronomy，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 750021，China）

Dry matter accumulation and N，P，K contents at various growth stages were measured in a plant and different organs of field grown potatoes treated with various combinations of N，P，K fertilization in the arid and semi-arid area of Ningxia Province to understand the patterns of nutrient absorption and dry matter accumulation.In the whole growth period，potato dry matter accumulation followed a''slow-fast-slow-fast-slow''pattern.Dry matter accumulation of each organ was tuber＞leaf＞stem＞rhizome＞root.Dry matter accumulation of a plant for each treatment was N2P2K2（14-6-7 kg/667m2）＞organic fertilizer（2 t/667m2）＞N2P2K0（14-6-0 kg/667m2）＞N2P0K2（14-0-7 kg/667m2）＞N0P2K2（0-6-7 kg/ 667m2）＞N0P0K0（0-0-0 kg/667m2）.Dry matter accumulation of potato under different treatments all followed an''S''curve，and accorded with''Logical''growth equation.Requirement of nitrogen（N），phosphorus（P2O5）and potassium（K2O）for production of 1 000 kg of potato tubers were 3.89-6.67，1.40-1.55 and 6.89-10.83 kg，respectively，and N∶P2O5∶K2O was 1∶0.30∶1.61.

potato；dry matter accumulation；N，P and K accumulation

S532

A

1672－3635（2016）05-0282-07

2015-02-12

國家科技支撐計劃課題（2011BAD29B07-05）；寧夏科技支撐計劃項目（2014ZBN0103）；公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項經費項目（201503120）。

陳建國（1990-），男，碩士研究生，研究方向為農業(yè)資源與環(huán)境。

何文壽，教授，碩士生導師，主要從事土壤與植物營養(yǎng)學研究工作，E-mail:hews818@163.com。