羅 磊，李亞杰，黃 凱，姚彥紅，王 娟，李德明

(定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 甘肅 定西 743000)

不同增施微肥方式對(duì)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量的影響

羅 磊，李亞杰，黃 凱，姚彥紅，王 娟，李德明

(定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 甘肅 定西 743000)

本研究的目的在于揭示土施和噴施兩種增施微肥方式對(duì)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量的影響。試驗(yàn)選取定薯1號(hào)為試材，進(jìn)行田間試驗(yàn)，設(shè)13個(gè)處理，依次為：硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳分別作基肥施入(D1、D2、D3)，在現(xiàn)蕾期、開花期和塊莖膨大期噴施0.2%水溶液(A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3)，不噴施為對(duì)照(CK)。結(jié)果表明：增施微肥能使株高降低0.9～3.9 cm，莖粗增粗0.02～0.13 cm，單株結(jié)薯數(shù)增加0.13～0.86個(gè)，也能使單株產(chǎn)量增加0.002～0.18 kg，平均單薯重增加7.48～12.04 g，使生育期延長(zhǎng)1～8 d，在現(xiàn)蕾期、開花期、塊莖膨大期噴施硫酸鋅和現(xiàn)蕾期噴施硫酸錳能使產(chǎn)量增加18.4%～25.7%；現(xiàn)蕾期噴施硫酸鋅可提高塊莖Zn含量(提高2.2 mg·kg-1)，而在現(xiàn)蕾期噴施硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳，開花期噴施硫酸亞鐵，硫酸錳作基肥施入可提高塊莖Fe含量(提高2.0～9.0 mg·kg-1)。

馬鈴薯；增施微肥；產(chǎn)量；Zn、Fe含量

Zn、Fe是作物和人體生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素[1]。人體微量元素的缺乏是由許多原因造成的。有證據(jù)表明，全球糧食系統(tǒng)不能給人類足夠的營(yíng)養(yǎng)均衡的食品[2]，以至帶來了“隱形饑餓”，即微量元素的缺乏[3]，微量元素營(yíng)養(yǎng)不良會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人們健康，甚至危及到下一代，給國(guó)家造成沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[4]，而馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)作為世界第四大糧食作物，產(chǎn)量高，營(yíng)養(yǎng)豐富，其塊莖含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、礦物質(zhì)鹽類、粗纖維和各種維生素，是中國(guó)北方尤其是西北地區(qū)廣大農(nóng)村人口的重要食物來源，與老百姓的營(yíng)養(yǎng)和身體健康息息相關(guān)。因此，提高馬鈴薯產(chǎn)量和塊莖中微量元素營(yíng)養(yǎng)具有十分重要的意義。

Haberland[5]研究結(jié)果表明在馬鈴薯生育過程中需要多種微肥的適量施入。合理的農(nóng)藝措施是提高塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量最有效的途徑之一[6-23]。目前，農(nóng)藝措施主要包括培育產(chǎn)量高且塊莖富含Zn、Fe元素的品種和施用多種微肥和氮磷鉀肥料，前者通過育種手段提高塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量，但周期長(zhǎng)，且需要持續(xù)投入大量時(shí)間和資源；而施用微肥和氮磷鉀肥料則能快速提高塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量。本研究通過田間試驗(yàn)，分析不同增施微肥方式(土施和噴施)下塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量的變化，旨在結(jié)合甘肅省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)土壤的Zn、Fe供應(yīng)能力，探討提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量的最有效方法，為旱作栽培條件下提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2014年5月—10月在定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院作物育種基地進(jìn)行，土壤類型為黃綿土，0～20 cm土層含有機(jī)質(zhì)10.8 g·kg-1，堿解氮59 mg·kg-1，有效磷21.29 mg·kg-1，速效鉀115.09 mg·kg-1，有效鋅0.52 mg·kg-1，有效鐵6.13 mg·kg-1，土壤pH值為7.6。施用900 kg·hm-2(N：180 kg·hm-2；P：39.3 kg·hm-2；K：74.7 kg·hm-2)穩(wěn)定性復(fù)合肥(總養(yǎng)分≥40%，N-P2O5-K2O，20-10-10，施可豐化工股份有限公司)。供試馬鈴薯品種為定薯1號(hào)(定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育)。試驗(yàn)用微肥為硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)、硫酸錳(MnSO4·H2O)(純度≥99%，天津市凱信化學(xué)工業(yè)有限公司)等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 微肥施用方法 噴施時(shí)，將上述各種微肥按0.2%的水溶液(按化合物的含量計(jì)算)配制成液肥，分別在馬鈴薯現(xiàn)蕾期、開花期和塊莖膨大期，噴施在馬鈴薯植株葉面，噴施前不添加表面活性劑；作基肥是在常規(guī)肥料中每hm2增加15 kg微肥，一次性施入。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在5月1日播種期按小區(qū)將3種微肥作基肥施入Zn 3.40 kg·hm-2、Fe 3.02 kg·hm-2、Mn 4.88 kg·hm-2(分別用D1、D2、D3表示)，現(xiàn)蕾期噴Zn、現(xiàn)蕾期噴Fe、現(xiàn)蕾期噴Mn、開花期噴Zn、開花期噴Fe、開花期噴Mn、塊莖膨大期噴Zn、塊莖膨大期噴Fe、塊莖膨大期噴Mn(分別用A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3表示)，根據(jù)孫小龍[6]、劉福剛等[7]、譚宗九等[8]、馬光怒等[9]的研究硫酸鋅和硫酸亞鐵液肥噴施濃度在0.2%、硫酸錳液肥噴施濃度0.05%～0.50%能夠促進(jìn)馬鈴薯根系生長(zhǎng)發(fā)育，為產(chǎn)量的增加奠定基礎(chǔ)，濃度過高將會(huì)起到抑制的作用，因此在3個(gè)時(shí)期每個(gè)小區(qū)微肥用量為Zn 1.21 kg·hm-2、Fe 1.11 kg·hm-2、Mn 1.09 kg·hm-2，以不噴施作為對(duì)照(CK)，共13個(gè)處理，設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積19.95 m2，5行區(qū)，行長(zhǎng)5.7 m，行距70 cm，株距30 cm，穴播種植100株為一小區(qū)。噴施時(shí)間選在17∶30以后晴朗無風(fēng)天氣進(jìn)行，并且噴后12 h內(nèi)無降雨，以葉片正反兩面全部濕潤(rùn)無下滴為宜。各處理生長(zhǎng)期間管理措施保持一致。

1.2.3 測(cè)定指標(biāo)與方法 在9月15日用直尺和游標(biāo)卡尺測(cè)定馬鈴薯株高(土壤表面到主莖第一花序分支處的高度，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)抽查20株測(cè)量株高，求平均值)，莖粗(莖基部最粗處縱橫二向直徑[24]，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)抽查20株測(cè)量莖粗，求平均值)。成熟期按小區(qū)單收記產(chǎn)。用HNO3-H2O2消煮，原子吸收分光光度法測(cè)定Zn、Fe含量(干樣測(cè)定)。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 對(duì)產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀、各項(xiàng)微量元素含量等數(shù)據(jù)均采用方差分析法，顯著性分析用新復(fù)極差法(SSR法)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)用Excel制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同增施微肥處理對(duì)馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀的影響

從表1可見，增施微肥能不同程度的降低株高(降低0.9～3.9 cm)，增加莖粗(增粗0.02～0.13 cm)、增加單株結(jié)薯數(shù)(增加0.13～0.86 個(gè))，也能增加單株產(chǎn)量(增加0.002～0.18 kg)和平均單薯重(增加7.48～12.04 g)。處理D1、D2、D3較CK株高差異不顯著，其他處理都較CK株高差異顯著；處理B1、B2和B3莖粗最粗，達(dá)1.48 cm，與處理A1莖粗無顯著差異，與CK莖粗差異顯著；處理A1、A3、B1、C1單株結(jié)薯數(shù)、單株產(chǎn)量、平均單薯重都與CK單株結(jié)薯數(shù)、單株產(chǎn)量、平均單薯重差異顯著，說明硫酸鋅、硫酸亞鐵和硫酸錳作基肥施入對(duì)降低馬鈴薯株高效果不明顯，在開花期噴施硫酸鋅、硫酸亞鐵和硫酸錳，使主莖增粗明顯，現(xiàn)蕾期、開花期、塊莖膨大期噴施硫酸鋅和現(xiàn)蕾期噴施硫酸錳能明顯增加單株結(jié)薯數(shù)、單株產(chǎn)量、平均單薯重。

表1 不同增施微肥處理主要農(nóng)藝性狀的差異

注：數(shù)值后小寫字母表示5%的差異顯著水平。下同。

Note: The small letters mean significant difference at 5%, the same below.

2.2 不同增施微肥處理下馬鈴薯生育期的變化

從表2可見，所有增施微肥處理與對(duì)照相比生育期延長(zhǎng)了1～8天，其中A1處理生育期最長(zhǎng)，說明增施微肥對(duì)馬鈴薯的生育期有明顯的影響，增施微肥后馬鈴薯成熟期推遲，生育期延長(zhǎng)。

表2 不同增施微肥處理下馬鈴薯生育期變化

2.3 不同增施微肥處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

從表3可見，各處理產(chǎn)量由高到低依次為A1>A3>C1>B1>D3>C2>CK>D2>B2>B3>C3>D1>A2，產(chǎn)量最高的處理A1(44.03 t·hm-2)與產(chǎn)量最低處理A2(30.24 t·hm-2)相差13.79 t·hm-2。處理A1、A3、C1和B1較CK和其他處理差異顯著，處理A2較CK差異顯著，處理D3、C2、D2、B2、B3、C3和D1較CK差異不顯著。說明現(xiàn)蕾期、開花期、塊莖膨大期噴施硫酸鋅和現(xiàn)蕾期噴施硫酸錳能明顯增加產(chǎn)量。

表3 不同處理間產(chǎn)量差異

2.4 不同增施微肥對(duì)馬鈴薯塊莖Zn、Fe含量的影響

從表4可見，處理A1塊莖Zn含量最高，達(dá)14.2 mg·kg-1，處理D3塊莖Zn含量最低，為9.2 mg·kg-1，處理D2、B3、B2、C2和D3較CK(12.0 mg·kg-1)差異顯著，處理A1、C1、A2、A3、C3、B1和D1較CK差異不顯著；處理A3塊莖Fe含量最高，達(dá)30.0 mg·kg-1，其次為A1(28.0 mg·kg-1)、B2(24.0 mg·kg-1)、A2和D3(23.0 mg·kg-1)，處理B3和C3塊莖Fe含量最低，為17.0 mg·kg-1，處理A3、A1、B2、B3和C3較CK(21.0 mg·kg-1)差異顯著，處理A2、D3、C1、C2、D1、B1和D2較CK差異不顯著；說明現(xiàn)蕾期噴施硫酸鋅可提高塊莖Zn含量，現(xiàn)蕾期噴施硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳，開花期噴施硫酸亞鐵和硫酸錳作基肥施入可提高塊莖Fe含量。

表4 不同增施微肥塊莖Zn、Fe含量差異

注：塊莖Zn、Fe含量以干基計(jì)算。 Note: The contents of Zinc and Fe were based on dry weight.

3 討論與結(jié)論

WHO(世界衛(wèi)生組織)資料表明，缺鐵缺鋅是人類最普遍的微量元素營(yíng)養(yǎng)缺乏癥[25]，本研究通過土施和噴施兩種方式為提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量提供一定的技術(shù)支撐，有其必要的研究意義。有研究表明，通過土施鋅肥能增加小麥籽粒鋅含量[26-27]；也有報(bào)道認(rèn)為土施鋅肥無法達(dá)到改善人體健康的要求[28]；呂慧峰等[17]研究結(jié)果表明在巫溪地區(qū)土施鋅錳肥可提高馬鈴薯產(chǎn)量，在城口地區(qū)土施鋅肥對(duì)提高產(chǎn)量效果明顯，而施用錳肥則減產(chǎn)；本實(shí)驗(yàn)中土施硫酸錳使產(chǎn)量略有增加，而其他土施處理則減產(chǎn)，土施硫酸錳顯著提高塊莖Fe含量，而其他土施處理Zn、Fe含量都減少。土施措施很難提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量，可能是因?yàn)槲⒎适┤胪寥篮笫芡寥赖膒H值、質(zhì)地、溫濕度、供給微量元素強(qiáng)度及耕作制度和輪作方式的影響使其有效性大大降低。

杜長(zhǎng)玉[10]、王海泉[16]等研究顯示噴施微肥能促使馬鈴薯植株矮化，主莖增粗，生長(zhǎng)健壯，提高N、P、K的吸收量，增加光合面積，提高光合強(qiáng)度，增加有機(jī)物的積累，使塊莖膨大，顯著提高產(chǎn)量；劉福剛等[7]研究認(rèn)為噴施0.2%硫酸鋅能增強(qiáng)馬鈴薯根系活力，提高塊莖數(shù)量和產(chǎn)量；許正輝等[13]研究表明開花期噴施0.05%硫酸亞鐵能使植株矮化，主莖增粗，提高產(chǎn)量；馬光怒等[9]研究表明噴施0.05%～0.50%硫酸錳可促進(jìn)馬鈴薯根系發(fā)育，提高根系活力和吸收能力；賈景麗等[21]研究表明用0.05%～0.15%硫酸錳浸種能促使馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育，顯著提高產(chǎn)量；本試驗(yàn)結(jié)果顯示，10個(gè)噴施處理均能使植株矮化，主莖增粗，單株結(jié)薯數(shù)增加，生育期延長(zhǎng)，除處理A2較CK產(chǎn)量顯著減產(chǎn)，其他處理較CK增產(chǎn)或差異不顯著。因?yàn)閲娛┪⒎实姆N類、濃度、噴施時(shí)期和氣候、土壤條件及供試材料的不同而造成作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的差異，但是噴施微肥總體上還是有利于增加馬鈴薯塊莖的產(chǎn)量。

Gupta[28]的研究結(jié)果表明，葉面噴施微量元素未能增加谷物籽粒中鐵元素的含量；Yilmaz等[27]報(bào)道葉面噴施鋅肥增加了小麥籽粒鋅含量；由本實(shí)驗(yàn)可看出增施微肥對(duì)馬鈴薯塊莖Zn、Fe含量的影響復(fù)雜，這與孫小龍[6]研究相似；候叔音[23]研究認(rèn)為成熟期使用鋅肥處理的馬鈴薯塊莖的Zn積累顯著高于對(duì)照，而本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在馬鈴薯現(xiàn)蕾期噴施硫酸鋅可提高塊莖Zn含量，成熟期噴施硫酸鋅效果較對(duì)照不顯著，在現(xiàn)蕾期噴施硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳可有效提高塊莖Fe含量。不同研究者的試驗(yàn)結(jié)論不盡相同，可能是因?yàn)樵跍y(cè)定Zn、Fe含量時(shí)受取樣的方法、組織類型、器官部位、薯塊年齡和品種影響[29]，同時(shí)也受到鋅鐵微量元素在馬鈴薯塊莖中的積累與分配規(guī)律的影響[30]。

本試驗(yàn)得出，土施微肥對(duì)增加馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量效果不大，而在馬鈴薯現(xiàn)蕾期噴施濃度為0.2%硫酸鋅，能使植株莖節(jié)間縮短，株高降低，主莖增粗，生長(zhǎng)健壯，避免倒伏造成的蔭蔽，改良行間通氣性和透光性，減少病害發(fā)生幾率，保持莖葉健康，增加光合面積，提高光合強(qiáng)度和根系活力，加速土壤N、P、K的吸收，使光合產(chǎn)物和土壤養(yǎng)分向塊莖轉(zhuǎn)移，促進(jìn)塊莖迅速膨大，而成熟期延后，生育期延長(zhǎng)能積累更多的有機(jī)物質(zhì)，從而達(dá)到提高塊莖產(chǎn)量和Zn、Fe含量的目的。

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Influences of different application methods of micronutrient fertilizers to yield and content of zinc and iron in potato

LUO Lei, LI Ya-jie, HUANG Kai, YAO Yan-hong, WANG Juan, LI De-ming

(DingxiAcademyofAgriculturalSciences,Dingxi,Gansu743000,China)

With the purpose to analyze the influences of two different application methods (soil application and spraying) of micronutrient fertilizers to tuber yield and content of zinc and iron in potato, using Dingshu 1 as test material, a field experiment was conducted with 13 treatments, i.e., zinc sulfate, ferrous sulfate and manganese sulfate as base fertilizer (D1, D2 and D3), spraying with 0.2% aqueous solution in budding period, flowering period and tuber expanding period (A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2 and C3), and no application as control (CK). The results showed that the application of micronutrient fertilizers reduced plant height by 0.9～3.9 cm, increased stem diameter by 0.02～0.13 cm, increased tuber number per plant by 0.13～0.86, increased yield per plant by 0.002～0.18 kg, increased average tuber weight by 7.48～12.04 g, and extended growth duration by 1～8 days. The production could be increased by 18.4%～25.7% by spraying zinc sulfate in budding period, flowering period and tuber expanding period and spraying manganese sulfate in budding period. Spraying zinc sulfate in budding period could improve zinc content in tubers by 2.2 mg·kg-1, while spraying zinc sulfate, ferrous sulfate, manganese sulfate in budding period, spraying ferrous sulfate in flowering period, and applying manganese sulfate as base fertilizer could increase iron content by 2.0～9.0 mg·kg-1.

potato; micronutrient fertilizer; yield; content of zinc and iron

1000-7601(2017)02-0152-05

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.02.24

2015-12-09基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金(CARS-10-ES27)；國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目(2014GB2G100146)

羅 磊(1977—)，男，本科，副研究員，主要從事馬鈴薯育種和栽培推廣。 E-mail:dxluolei56998@163.com。

李德明，男，推廣研究員，主要從事馬鈴薯育種和栽培推廣。 E-mail:dxlideming@163.com。

S143.7

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