鄔剛　廖華俊　袁嫚嫚　王家嘉　耿維　王家寶　張祥明　閆沖沖　孫義祥

摘要?以費(fèi)烏瑞它為試驗(yàn)材料，通過田間試驗(yàn)研究不同施氮量（N?0、86、124、161、248?kg/hm2）對馬鈴薯干物質(zhì)累積規(guī)律、氮素累積規(guī)律、產(chǎn)量和氮肥利用率的影響。結(jié)果表明，在塊莖膨大期和成熟期，隨著施氮量的增加，馬鈴薯塊莖的干物質(zhì)、氮素累積均呈先增加后降低的趨勢。馬鈴薯最高產(chǎn)量在施氮量為124?kg/hm2（N?2處理），與N?0處理相比，N?2處理塊莖產(chǎn)量顯著增加了19.8%。通過曲線回歸分析得出，馬鈴薯的最佳施氮量為137.6?kg/hm2。馬鈴薯氮素吸收利用率以施氮量124?kg/hm2處理最高，為37.1%，其氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用效率和氮肥生理利用效率均以施氮量86?kg/hm2處理最高，分別為293.1、35.7、97.4?kg/kg。在安徽稻茬田馬鈴薯生長中適宜施氮量應(yīng)控制在130?～150?kg/hm2。

關(guān)鍵詞?馬鈴薯;稻茬田;氮肥;氮素累積;產(chǎn)量

中圖分類號(hào)?S143.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2019）16-0184-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.16.053

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects?of?Nitrogen?Fertilizer?Application?on?Dry?Matter?Accumulation，Nitrogen?Accumulation?and?Yield?of?Potato?in?Anhui?Rice?Stubble?Field

WU?Gang1，LIAO?Hua?jun2，YUAN?Man?man1?et?al?（1.Soil?and?Fertilizer?Institute，Anhaui?Academy?of?Agricultural?Sciences，Hefei，Anhui?230031;2.Horticultural?Research?Institute，Anhui?Academy?of?Agricultural?Sciences，Hefei，Anhui230031）

Abstract?Using?“Favorite”?varieties?as?material，a?field?experiment?was?carried?out?to?investigate?the?effects?of?different?nitrogen?level?（N?0，86，124，161，248?kg/hm2?）?on?dry?matter?accumulation，nitrogen?accumulation，yield?and?nitrogen?utilization?efficiency?of?potato.The?results?showed?that?the?dry?matter?and?nitrogen?accumulation?of?potato?increased?at?first?and?then?decreased?with?the?increasing?nitrogen?fertilizer?in?the?tuber?bulking?and?maturity?stage.The?highest?yield?of?potato?was?observed?in?nitrogen?124?kg/hm2?level?（N?2）.Compared?with?N?0?treatment，the?yield?of?N?2?treatment?significantly?increased?19.8%.Regression?analysis?showed?that?the?best?nitrogen?application?rate?was?137.6?kg/hm2.The?highest?N?recover?efficiency?of?potato?was?observed?in?nitrogen?124?kg/hm2?level，about?37.1%.The?highest?partial?factor?productivity?of?applied?N，N?agronomic?efficiency?and?N?physiological?efficiency?of?potato?were?observed?in?nitrogen86?kg/hm2?level，about?293.1，35.7，97.4?kg/kg，respectively.The?nitrogen?application?rates?should?be?controlled?by?130-150?kg/hm2?in?potato?production?areas?of?Anhui?rice?stubble?field.

Key?words?Potato;Rice?stubble?fields;Nitrogen?fertilizer;Nitrogen?accumulation;Production

馬鈴薯是我國四大糧食作物之一，在保障糧食安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定等方面發(fā)揮重要作用[1]。我國馬鈴薯栽培面積和產(chǎn)量均處于世界第一，但單位面積產(chǎn)量遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家平均水平[2]。馬鈴薯品種特性、栽培地區(qū)氣候與土壤和農(nóng)田管理方式的差異是我國馬鈴薯產(chǎn)量較低的主要原因。因此，在馬鈴薯產(chǎn)區(qū)摸清馬鈴薯養(yǎng)分需求規(guī)律和探索農(nóng)田養(yǎng)分優(yōu)化管理技術(shù)對提高馬鈴薯產(chǎn)量具有重要意義。氮素是馬鈴薯葉綠素、蛋白質(zhì)和酶等物質(zhì)合成的重要基礎(chǔ)，是馬鈴薯生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的關(guān)鍵限制因子[3-4]。氮肥是馬鈴薯氮素的主要來源之一，馬鈴薯吸收氮的37.53%～54.24%來自施用的氮肥[5]。氮肥用量是否合理直接影響馬鈴薯的生長發(fā)育、干物質(zhì)累積、養(yǎng)分累積、產(chǎn)量和土壤氮素平衡[6-11]。由于品種和栽培環(huán)境的差異，不同地區(qū)馬鈴薯的適宜施氮量存在較大差異[6-9，12]。

安徽是馬鈴薯中原二季作區(qū)的典型區(qū)域，馬鈴薯可以春秋兩季種植，其中稻作區(qū)春馬鈴薯的產(chǎn)量、效益較高[13]。目前安徽稻茬田馬鈴薯研究主要集中在品種的引進(jìn)和選育[14-18]、栽培模式的優(yōu)化[19-21]等方面，而針對稻茬田馬鈴薯氮素營養(yǎng)和氮肥優(yōu)化施用量等方面研究鮮有報(bào)道，因此，筆者通過安徽稻茬田馬鈴薯氮肥管理試驗(yàn)，研究不同氮肥用量對馬鈴薯干物質(zhì)、氮素累積、氮肥利用效率和產(chǎn)量的影響，旨在明確稻茬馬鈴薯最優(yōu)施氮量，以期為安徽稻茬田馬鈴薯生產(chǎn)中科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016年在安徽省滁州市定遠(yuǎn)縣西卅店鎮(zhèn)東昌科技園進(jìn)行（117°55′E，32°57′N），試驗(yàn)地屬于江淮丘陵區(qū)，亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.9～15.7?℃，年平均降水量在923～997?mm，土壤類型為黃褐土。耕層0～?20?cm土壤基本理化性質(zhì)：pH?6.60，有機(jī)質(zhì)23.3?g/kg，全氮?1.27g/kg，速效磷25.9?mg/kg，速效鉀165.5?mg/kg。

1.2?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)氮肥水平，分別為0、86、124、161、248?kg/hm2，用量見表1。每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積30?m2。氮磷鉀肥分別為尿素（含N?46%）、過磷酸鈣（含?P?2O?5?12%）和硫酸鉀（含K?2O?50%）。氮肥的75%和全部磷鉀肥基施;氮肥的25%于出苗后25?d追施。供試馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它，種植密度為66?000穴/hm2，于2016年1月15日播種，2016年5月23日收獲。其他田間管理按當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣進(jìn)行。

1.3?樣品采集與處理?試驗(yàn)前采集0～20?cm土層土樣，測定土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、pH、速效磷和速效鉀含量。分別在塊莖形成初期（第一花序開始開花）、塊莖膨大期（葉面積達(dá)最大值）和成熟期取樣，隨機(jī)取5穴，分別測定干物質(zhì)累積量和植株養(yǎng)分吸收量。馬鈴薯成熟期分別對各小區(qū)進(jìn)行實(shí)測產(chǎn)。樣品經(jīng)H?2SO?4-H?2O?2消化，半微量開氏法測定全氮含量?[22]。

氮累積量=干物質(zhì)重量×相應(yīng)的氮養(yǎng)分含量。

氮肥吸收利用率=（施氮區(qū)植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）?/?氮肥用量×100%

氮肥農(nóng)學(xué)利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)塊莖產(chǎn)量-空白區(qū)塊莖產(chǎn)量）?/氮肥用量

氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施氮區(qū)塊莖產(chǎn)量/氮肥用量

氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮區(qū)塊莖產(chǎn)量-空白區(qū)塊莖產(chǎn)量）?/?（施氮區(qū)植株吸氮量-空白區(qū)植株吸氮量）

1.4?數(shù)據(jù)分析?用?Exce1?2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表處理，用SPSS?17.0?軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同施氮量對馬鈴薯干物質(zhì)累積的影響

由圖1可知，隨著氮肥用量的增加，不同生育期馬鈴薯的地上部干物質(zhì)量均表現(xiàn)逐漸增加的趨勢。在塊莖形成期、塊莖膨大期和成熟期，地上部干物質(zhì)量均以N?4處理最高，但各施氮處理間差異不顯著。與N?0處理相比，N?4處理的地上部干物質(zhì)量分別顯著增加?45.3%、51.1%和26.2%。

由圖2可知，從塊莖形成期至塊莖膨大期，馬鈴薯塊莖干物質(zhì)累積量快速增加，該階段干物質(zhì)積累量占總累積量的比例達(dá)51.4%～68.3%;塊莖膨大期至成熟期，馬鈴薯塊莖干物質(zhì)累積量緩慢升高，該階段干物質(zhì)積累量占總累積量的比例達(dá)10.4%～30.9%。在塊莖形成期，不同施氮量處理間塊莖干物質(zhì)累積量差異不顯著;在塊莖膨大期和成熟期，馬鈴薯塊莖干物質(zhì)量隨著施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢。其塊莖干物質(zhì)N?2處理最高，較N?0、N?2處理干物質(zhì)累積量分別增加了24.9%和51.0%。

2.2?不同施氮量對馬鈴薯氮素累積的影響

由表2可知，在塊莖形成期，地上部氮素累積量高于塊莖，隨著施氮量的增加馬鈴薯地上部和塊莖的氮素累積量呈增加趨勢，較不施氮肥處理（N?0）和低氮量處理（N?1），N?4處理地上部氮素累積量顯著增加了81.3%和20.3%，N?2處理塊莖氮素累積量分別顯著增加了39.2%和16.1%;在塊莖膨大期，馬鈴薯地上部氮素累積規(guī)律與塊莖形成期類似，但塊莖的氮素累積量隨著氮肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，與N?0和N?3處理相比，N?2處理塊莖氮素累積顯著增加了41.0%和12.9%;在成熟期，塊莖氮素累積量遠(yuǎn)大于地上部，其變化規(guī)律與塊莖膨大期一致，N?2處理表現(xiàn)最大。較N?1和N?4處理，N?2處理的塊莖氮素累積量顯著增加了92.4%和8.7%。

2.3?不同施氮量對馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和氮素吸收利用的影?響

由圖3可知，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量隨著施氮量的增加呈先增加后降低趨勢，適宜的氮肥用量可以增加馬鈴薯的產(chǎn)量，過低和過高的氮肥投入均不利于馬鈴薯產(chǎn)量的提高。費(fèi)烏瑞它的最高產(chǎn)量為N?2處理，與N?0處理相比，N?2處理塊莖產(chǎn)量顯著增加了19.8%。將馬鈴薯產(chǎn)量與施氮量進(jìn)行一元二次模擬得出，費(fèi)烏瑞它的回歸方程為y=-0.223x2+61.44x+22?026.9（F=14.15**，R2=0.702**），其最佳施氮量為137.6?kg/hm2。

由表3可知，馬鈴薯的氮素吸收利用率隨施氮量的增加呈降低趨勢，其氮素吸收利用率以N?1和N?2處理最高，均為36.7%，馬鈴薯在高氮處理下（N?4）氮素吸收利用率最低，表明在低施氮量下，馬鈴薯能充分吸收氮素，而在高氮量下供應(yīng)的氮肥超過馬鈴薯生長所需，不能被其充分吸收利用，從而造成氮素吸收利用率的降低。馬鈴薯的氮肥偏生產(chǎn)力、氮素農(nóng)學(xué)利用率和氮素生理利用效率均隨著施氮量的增加而顯著降低，且均以N?1處理最大，N?4處理最小。

3?結(jié)論與討論

水稻是安徽最主要的糧食作物，播種面積占全省糧食作物播種面積的30%。近年來由于勞動(dòng)力成本增加、小麥和油菜的效益下滑和小麥成熟期降雨多引起的病害等因素，大大挫傷了農(nóng)戶種植的積極性，進(jìn)而造成安徽稻茬田閑置面積越來越大。稻茬馬鈴薯成為安徽冬閑稻田的新型產(chǎn)業(yè)。該研究中，在稻茬田起壟栽培下，隨著施氮量的增加，馬鈴薯地上部干物質(zhì)累積量表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢，而塊莖的干物質(zhì)積累表現(xiàn)為先增加后降低，這與前人的研究結(jié)果相似[23-24]。這是由于過多施用氮肥會(huì)導(dǎo)致馬鈴薯的營養(yǎng)生長過剩，不利于塊莖的形成和發(fā)育。

該研究結(jié)果表明，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量隨著施氮量的增加呈先升高后降低的趨勢，其最佳施氮量為137.6?kg/hm2，當(dāng)施氮量超過137.6?kg/hm2時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量開始降低，可見在該試驗(yàn)條件下，施氮量在120～140?kg/hm2時(shí)，馬鈴薯即可實(shí)現(xiàn)較高產(chǎn)量，繼續(xù)增加氮肥用量不再提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量。這與前人的研究結(jié)果有所差異[6-7，9，12]，其原因可能與馬鈴薯品種、栽培環(huán)境、土壤肥力和水分條件等的差異有關(guān)。因此，進(jìn)一步研究不同馬鈴薯品種和栽培環(huán)境對氮肥的響應(yīng)非常?必要。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2019年

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