黃艷霞 郭其茂 林子龍 陳根輝
(龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 福建龍巖364000)
甘薯是繼水稻、小麥和玉米后第四大糧食作物和重要的工業(yè)原料作物[1]。我國年種植甘薯在3.3×106hm2左右,約占世界總面積的30%;總產(chǎn)量7 000萬t左右,約占世界總產(chǎn)量的40%,是世界甘薯主產(chǎn)國[2]。甘薯是典型的喜鉀作物,增施鉀肥可以增加干物質(zhì)產(chǎn)量,提高干物質(zhì)在塊根重的分配率,提高塊根產(chǎn)量,所以甘薯生產(chǎn)十分重視施用鉀肥[3-8]。本試驗(yàn)研究鉀肥對(duì)紫心甘薯品種‘龍紫4號(hào)’的高產(chǎn)栽培影響,為科學(xué)施用鉀肥提供依據(jù)。
試驗(yàn)在龍巖市新羅區(qū)大池鎮(zhèn)雅金村進(jìn)行,土壤類型為沙壤土,肥力中等,排灌良好,有機(jī)質(zhì)1.35%,堿解氮92.5 mg/kg,速效磷40.8 mg/kg,速效鉀118.6 mg/kg。
試驗(yàn)品種為龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所育成的紫薯新品種‘龍紫4號(hào)’,供試肥料為尿素(含N≥46.4%),普通過磷酸鈣(含P2O5≥12%),硫酸鉀(含K2O≥50%),所有肥料均在插栽前作為基肥條施,常規(guī)田間管理。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)4個(gè)處理:不施鉀肥(CK)、施鉀(K2O)80 kg/hm2(K1)、施鉀(K2O)160 kg/hm2(K2)、施鉀(K2O)320 kg/hm2(K3)3個(gè)施鉀水平。普通尿素純N 96 kg/hm2,磷肥P2O564 kg/hm2。試驗(yàn)設(shè)12個(gè)小區(qū),隨機(jī)排列,小區(qū)面積18 m2,3行區(qū)種植,行距1 m,種植密度為56 000株/hm2,試驗(yàn)地周圍設(shè)置保護(hù)行。栽插時(shí)間為6月29日,收獲時(shí)間為11月16日,全生育期140 d。
1.2.2 田間調(diào)查與生理指標(biāo)測(cè)定
分別于栽插后第30、60、90、120天進(jìn)行田間生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)調(diào)查,選取生長(zhǎng)均勻一致有代表性的單株作為調(diào)查對(duì)象,每個(gè)品種調(diào)查5株,重復(fù)3次,主要調(diào)查單株的最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)、分枝數(shù)、莖葉鮮重和地下部鮮重,采用烘干法測(cè)定莖葉和地下部干物質(zhì)含量,測(cè)定葉片相對(duì)葉綠素含量。
葉片相對(duì)葉綠素含量采用便攜式葉綠素測(cè)定儀(型號(hào)SPAD502)測(cè)定。
1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和DPS統(tǒng)計(jì)分析。
2.1.1 最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)、分枝數(shù)
鉀肥處理在不同生育期的地上部生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)(表1)可以看出:最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)在調(diào)查的4個(gè)時(shí)期,K2、K3處理均比CK、K1的長(zhǎng),但是K2、K3處理間差異不顯著。在30 d,4個(gè)處理的差異均不顯著;60 d,K1、K2、K3處理最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)顯著比CK的長(zhǎng),但是K1、K2、K3處理間差異不顯著;在90、120 d時(shí),K1、K2、K3處理的最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)也顯著比CK長(zhǎng),且K2、K3與CK的差異達(dá)到極顯著。在30、60 d時(shí),CK的分枝數(shù)顯著少于K1、K2、K3處理,但是K1、K2、K3處理間的差異不顯著;90 d時(shí),K2處理的分枝數(shù)與CK的差異達(dá)到顯著,120 d各處理的分枝數(shù)差異均不顯著。
2.1.2 莖葉生產(chǎn)動(dòng)態(tài)
從表1可以看出,莖葉鮮重在30 d時(shí),各處理差異不顯著;在60、90、120 d時(shí),K2、K3處理的莖葉鮮重極顯著比CK的重。在栽后30~60 d,莖葉生長(zhǎng)速度是K3最快,每株日增15.53 g,K2、K1、CK依次為15.41、14.68、10.32 g;60~90 d,CK的莖葉增長(zhǎng)速度出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng),K1、K2、K3都保持一定的莖葉生長(zhǎng)速度,可見CK出現(xiàn)早衰,其他鉀肥處理中期莖葉生長(zhǎng)穩(wěn)定,為促進(jìn)光合作用產(chǎn)物的形成、運(yùn)輸和地下部“庫”容的擴(kuò)大維持持續(xù)的“源”動(dòng)力。
2.1.3 葉片相對(duì)葉綠素含量
葉綠素含量可以反映出葉片光合作用的效率。從圖1得知,鉀肥處理對(duì)‘龍紫4號(hào)’的葉片相對(duì)葉綠素含量影響不大。
地下部生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)分析(圖2)表明:在栽后30 d,各處理的單株結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重差異不大,可見‘龍紫4號(hào)’早期都是地上部生長(zhǎng),結(jié)薯比較晚。60 d時(shí),薯塊膨大期開始,施鉀肥處理的結(jié)薯數(shù)明顯比CK多,30~60 d的薯重日增重率CK、K1、K2、K3依次是 4.91、5.72、6.48、5.61。到90 d時(shí),K2的結(jié)薯數(shù)和單株薯重分別為5個(gè)、528.50 g,位列第一,CK的結(jié)薯數(shù)最少,單株結(jié)薯重與K1相當(dāng),60~90 d時(shí)K1的結(jié)薯數(shù)不再增加,薯重增長(zhǎng)速率明顯比其他3個(gè)處理緩慢,K2、K3的薯重增長(zhǎng)速率均達(dá)到10.79、10.78。到120 d時(shí),只有K3處理的結(jié)薯數(shù)還在增加,但是單株薯重增長(zhǎng)不明顯,K2的單株薯重最大,為618.9 g,90~120 d由于地上部的衰減,薯重增長(zhǎng)速率都明顯降低,只有K2處理的增長(zhǎng)速率還保持在3.01,可見K2處理對(duì)‘龍紫4號(hào)’地下薯塊重量的累積最合適。CK處理‘龍紫4號(hào)’的干物率高于鉀肥處理,各鉀肥處理對(duì)‘龍紫4號(hào)’干物率影響不大。
表1 鉀肥對(duì)‘龍紫4號(hào)’不同時(shí)期的地上部生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響
圖1 鉀肥對(duì)‘龍紫4號(hào)’不同時(shí)期的的葉片相對(duì)葉綠色含量的影響
甘薯的產(chǎn)量取決于干物質(zhì)總量大小及其分配到塊根中的比例,干物質(zhì)生產(chǎn)的“源”是進(jìn)行光合作用的葉片,“庫”是積累干物質(zhì)的塊根,“流”則是干物質(zhì)由源到庫運(yùn)輸?shù)哪芰?。也就是說甘薯要獲得高產(chǎn),源、庫、流關(guān)系必須協(xié)調(diào),不僅要求“源”利用光能的效率高,“庫”接受同化物的容量大,更要求“流”暢[9]。從表2可以看出,K2處理的生物產(chǎn)量高于其他處理,特別在中后期極顯著高于CK、K1處理,說明K2處理對(duì)甘薯生長(zhǎng)最合適,早期地上部生長(zhǎng)旺盛,有足夠的“源”,中后期“流”暢,地下“庫”容量大,在120 d,K2處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量達(dá)到最大。K3處理的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與處理K2的差異不顯著,但從經(jīng)濟(jì)效益上考慮,K3處理明顯比K2差。T/R值在甘薯的生長(zhǎng)過程中整體呈下降趨勢(shì),表明光合產(chǎn)物向塊根轉(zhuǎn)移,其下降幅度大小也表明營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移的程度。由表2可以看出,在K2處理,前期T/R值最高,在中后期T/R值接近1也較快,說明K2處理下,光合產(chǎn)物向地下根部轉(zhuǎn)移的速度明顯高于其他處理。
圖2 鉀肥對(duì)‘龍紫4號(hào)’不同時(shí)期的的地下部生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)的影響
表2 鉀肥處理在‘龍紫4號(hào)’不同生育期的干物質(zhì)積累與分配動(dòng)態(tài)
作物的生物產(chǎn)量取決于光合作用積累的干物質(zhì)量,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量取決于光合同化物的運(yùn)輸和分配,鉀不但可影響作物光合作用,而且能促進(jìn)光合同化物的輸送[10]。施鉀肥處理的甘薯前期地上部莖葉生長(zhǎng)比不施肥的快,中期穩(wěn)定,利于光合面積的形成,后期光合產(chǎn)物向地下部根塊轉(zhuǎn)移,莖葉增速減慢,利于“庫”的形成。在本研究中,鉀肥對(duì)‘龍紫4號(hào)’不同時(shí)期的葉片相對(duì)葉綠素含量的影響不大,可能是因?yàn)槿~片相對(duì)葉綠素含量不能全面反映光合作用,與當(dāng)時(shí)的光照強(qiáng)度和測(cè)定位置有關(guān),不能體現(xiàn)規(guī)律變化。在寧運(yùn)旺等[11]的研究中提出不同基因型的干物質(zhì)積累和分配及鉀效率在不同供鉀水平下存在明顯差異。甘薯干物質(zhì)的形成,有90%~95%是來自光合作用的產(chǎn)物。葉片為同化器官,它是制造和供應(yīng)塊根有機(jī)物的基礎(chǔ),所以,甘薯地上部莖葉的生長(zhǎng)和光合功能的大小,直接關(guān)系到養(yǎng)分的制造、分配和積累,對(duì)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)有重要意義。本實(shí)驗(yàn)中,‘龍紫4號(hào)’的在施鉀水平是(K2O)160 kg/hm2時(shí),前期T/R值最高,在中后期T/R值接近1,說明此處理‘龍紫4號(hào)’前期地上部植株早發(fā),生長(zhǎng)旺盛,中期健旺,后期不早衰,光合同化物的輸送也快。楊愛梅等[12]研究表明,增施鉀肥可以提高‘商薯19’的單株結(jié)薯數(shù)和分枝數(shù),縮短最長(zhǎng)蔓長(zhǎng)。在本研究中,增施鉀肥可以提高‘龍紫4號(hào)’的單株結(jié)薯數(shù)和分枝數(shù),對(duì)蔓長(zhǎng)的影響結(jié)果不同,這可能與‘龍紫4號(hào)’地上部生理特性有關(guān),‘龍紫4號(hào)’是長(zhǎng)蔓型品種,前期地上部生長(zhǎng)迅速,在后期研究中會(huì)著重研究生長(zhǎng)素對(duì)地上部生長(zhǎng)的影響。
試驗(yàn)中鉀肥處理與對(duì)照在前期表現(xiàn)的差異不大,推測(cè)‘龍紫4號(hào)’結(jié)薯比較晚,鉀肥對(duì)‘龍紫4號(hào)’高產(chǎn)的影響關(guān)鍵期在60 d以后,后期在鉀肥追施與基施差異上做進(jìn)一步研究。
本研究表明,施鉀肥處理的甘薯前期地上部莖葉生長(zhǎng)比不施肥的快,分枝數(shù)明顯多于CK,K2處理,莖葉生長(zhǎng)速度前期快速,中后期穩(wěn)定,利于后期地下部塊根的積累;施鉀(K2O)160 kg/hm2對(duì)‘龍紫4號(hào)’地下薯塊干物質(zhì)的累積最合適,光合產(chǎn)物向地下根部轉(zhuǎn)移的速度明顯高于其他處理,過量增施鉀肥對(duì)甘薯地下部干物質(zhì)的累積效果不顯著。本試驗(yàn)中,施鉀量(K2O)160 kg/hm2是‘龍紫4號(hào)’高產(chǎn)高效的施鉀栽培模式。