尹旺 鄧仁菊 曾憲浩 孔令元 陳明俊 盧揚 王洪亮 李飛 雷尊國

摘要：以晚熟馬鈴薯品種青薯9號為試材，采用有機與無機相結合的田間培肥方式，研究不同施肥處理對馬鈴薯生長、光合特性及產量的影響。結果表明，不同培肥方式對植株的株高、葉面積指數(shù)、凈光合速率、總生物質量、產量等影響較為顯著，而對莖粗和葉綠素含量的影響相對較小;青薯9號的產量與植株的株高、凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率及總生物質量均呈極顯著正相關關系，而與葉溫下蒸汽壓虧缺呈極顯著負相關關系。不同施肥方式以處理8的效果最好，即施50 kg/667m2微生物菌肥 （有機質≥15%，有效活菌數(shù)≥0.20億個/g）+50 kg/667m2興農寶島復合肥 （總養(yǎng)分≥40%，N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶6 ∶24）+1 000 kg/667m2農家肥，植株整體長勢健壯，株高、葉面積指數(shù)、凈光合速率、總生物質量均顯著優(yōu)于其他處理，產量較空白對照增產42.21%，較農家肥對照增產38.91%。說明一季作區(qū)晚熟馬鈴薯品種采用農家肥配施復合肥和微生物菌肥，可以促進植物健壯生長，凈光合速率提高，對產量形成的效果顯著。

關鍵詞：肥料;生長;光合特性;晚熟馬鈴薯;增產;農家肥

中圖分類號：S532.06 文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2021）02-0058-05

收稿日期：2020-05-19

基金項目：貴州省農業(yè)科學院青年基金（編號：黔農科院青年基金[2018]70號）;薯芋類資源收集、保存與創(chuàng)新利用項目（編號：黔農科院種質資源[2020]15號）;貴州省創(chuàng)新人才團隊建設項目（編號：黔科合人才團隊[2020]5002號）;貴州省第五批創(chuàng)新人才基地建設項目（編號：黔人領發(fā)[2016]22號）。

作者簡介：尹旺（1990—），男，湖南岳陽人，碩士，助理研究員，主要從事薯類作物育種及栽培生理研究。E-mail：173100332@qq.com。

通信作者：雷尊國，碩士，研究員，主要從事馬鈴薯育種及栽培研究。E-mail：1398415777@163.com。

馬鈴薯屬于高產喜肥作物，對肥料的反應較為敏感。肥料充足、養(yǎng)分配比合理時，植株的生物產量、塊莖產量及品質也相應提高[1-2]。但不同熟期的馬鈴薯品種對施肥方式的反應有差異[3]，不同肥料種類[4]、不同施肥方式[5-6]、以及不同施肥水平[7]對馬鈴薯生長、光合及產量的影響也各不相同。史書強等研究表明，生物有機肥配合化肥施用能顯著提高馬鈴薯產量，增加土壤微生物活性以及降低化肥造成的環(huán)境污染[8]。張悅等研究表明，施用生物多元有機復合肥能顯著提高花期馬鈴薯的生物質量，單株結薯數(shù)和大中薯率顯著增加，馬鈴薯產量和水分利用效率顯著提高[9]。王國興等研究表明，氮 、磷、鉀、有機肥的合理施用明顯促進了馬鈴薯的干物質累積量，并對馬鈴薯葉片的葉綠素含量、葉面積等生長指標以及生物質量均產生重要影響[4]。青薯9號為青海省農林科學院選育的馬鈴薯晚熟品種，薯形好，產量高，抗病性強。2016年該品種通過貴州省農作物品種審定委員會審定，目前為貴州省主推品種之一。本研究主要針對貴州省特殊的寡日照氣候特點，開展不同肥料及配施肥方式對青薯9號生長、光合特性及產量等影響的研究，探討適宜高寒山區(qū)晚熟馬鈴薯的施肥方式，以期為當?shù)伛R鈴薯的優(yōu)質高產栽培提供依據和參考。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地點位于貴州省威寧縣雙龍鎮(zhèn)江林村（104°06′E，26°49′N，海拔為2 218 m），前茬作物為玉米，沙壤土，肥力中等。根據威寧縣氣象局提供的資料，2018年雙龍鎮(zhèn)4—9月 （馬鈴薯生育期內） 日照時數(shù)為2.91～5.74 h，日照時數(shù)最高為5月，最低為6月;月降水量為0.1～207.7 mm，降水量最高為6月，最低為4月;月平均溫度為12.73～18.87 ℃，溫度最高為7月，最低為4月。

1.2試驗材料

試驗材料為青薯9號馬鈴薯，紅皮黃心，是晚熟品種，生育期為130 d左右。

1.3試驗方法

試驗采用單因素設計，共9個處理（表1）。為盡量保證試驗的有效性和一致性，所有處理均采用單壟雙行種植，按1.1 m×10 m開廂，每個處理 33 m2，3次重復，隨機區(qū)組排列。2018年4月初播種，9月底收獲，種植密度為3 760株/667 m2，其他管理措施完全一致。馬鈴薯盛花期，于不同小區(qū)隨機取樣3株，調查馬鈴薯株高、莖粗、地上和地下生物質量，用SPAD-502 葉綠素儀測定馬鈴薯主莖倒4葉的葉綠素含量（SPAD值），每片葉測3個位點，每個小區(qū)測5株。另外，在各小區(qū)選擇中間3株，于晴天08：00—11：00，選擇紅藍光源，光強 1 000 μmol/（m2·s），樣本室內氣流速率 500 μmol/s，用美國拉哥公司Li6400便攜式光合測定儀進行光合測定，主要測定指標：凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率、葉溫下蒸汽壓虧缺等。馬鈴薯收獲期，小區(qū)全部收獲測產，并調查各小區(qū)大薯率、中薯率、小薯率和商品薯率。

1.4數(shù)據統(tǒng)計

所有數(shù)據均采用Excel 2018和DPS v7.05進行統(tǒng)計分析。

2結果與分析

2.1不同施肥方式對青薯9號生長及SPAD值的影響

從田間植株長勢結合表2相關數(shù)據來看，不同施肥方式對青薯9號的株高和葉面積指數(shù)影響較為明顯，而對莖粗和SPAD值的影響相對較小?？傮w上施肥處理后植株的株高、莖粗以及葉面積指數(shù)均明顯高于對照未施肥處理;單施農家肥影響植株長高，而對莖粗、葉面積指數(shù)及SPAD值影響相對較小;農家肥配施含普通有機肥或含有效活菌數(shù)的微生物菌肥或不同N、P、K比例的復合肥，對馬鈴薯的生長影響不明顯，但施微生物有機肥和復合肥的植株葉片SPAD值明顯升高。所有處理中，以處理8的施肥方式，即施50 kg/667 m2微生物有機肥 （有機質≥15%，有效活菌數(shù)≥0.20億個/g）+50 kg/667 m2 興農寶島復合肥 （總養(yǎng)分≥40%，N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶6 ∶24）+1 000 kg/667 m2農家肥，植株整體長勢最好，株高、葉面積指數(shù)及SPAD值均高于其他處理。

2.2不同施肥方式對青薯9號光合特性的影響

從表3可以看出，不同施肥處理間的凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率及葉溫下蒸汽壓虧缺存在顯著性差異。凈光合速率表現(xiàn)為處理8>處理9>處理6>處理4>處理7>處理5>處理3>處理2>處理1，其中，處理8與處理9、處理6之間差異不明顯，與其余處理之間差異顯著;對照處理1的凈光合速率顯著低于其他處理。氣孔導度、 胞間CO2濃度和蒸騰速率與葉片凈光合速率存在一定相似的變化規(guī)律，均為對照未施肥處理顯著低于施肥處理，且凈光合速率相對較高的處理，其氣孔導度、胞間CO2濃度和蒸騰速率也處于一個相對較高的水平。其中，氣孔導度表現(xiàn)為處理9>處理8>處理6>處理4>處理7>處理3>處理5>處理2>處理1，胞間CO2濃度表現(xiàn)為處理9>處理4>處理8>處理7>處理6>處理3>處理2>處理5>處理1，蒸騰速率表現(xiàn)為處理9>處理6>處理8>處理4>處理7>處理5>處理3>處理2>處理1。而葉溫下蒸汽壓虧缺則與凈光合速率存在相反的變化規(guī)律，表現(xiàn)為處理1>處理5>處理2>處理3>處理6>處理7>處理4>處理9>處理8。

2.3不同施肥方式對青薯9號生物質量的影響

表4是不同施肥處理對青薯9號地上和地下生物質量的影響。總體上所有施肥處理的總生物質量均明顯高于空白對照，以處理8最高，分別比空白對照、農家肥對照高47.9%、30.4%;其次為處理9，分別比空白對照、農家肥對照高36.9%、20.7%;再次為處理7，分別比空白對照、農家肥對照高293%、14.0%。另外，從處理3到處理7，各處理間的總生物質量差異不明顯，但均與空白對照處理差異顯著。從不同器官的生物質量來看，葉、莖、薯塊的生物質量仍以處理8最高，比空白對照分別高37.1%、51.9%、59.9%，比農家肥對照分別高173%、28.4%、51.8%;而不同處理根的生物質量變化規(guī)律不明顯，以處理7最高，處理8次之，空白對照處理仍最低。

2.4不同施肥方式對青薯9號產量的影響

從表5可以看出，不同施肥方式下的馬鈴薯產量存在顯著性差異，較對照的增產幅度也各不相同。產量總體表現(xiàn)為處理8>處理9>處理6>處理7>處理4>處理5>處理3>處理2>處理1。其中，處理8的產量最高，較空白對照處理1增產42.21%， 較農家肥對照處理2增產38.91%; 其次為處理9，產量較空白對照處理1增產35.52%，較農家肥對照處理2增產32.39%;增產幅度最小的是處理3，較空白對照增產12.78%;而只施農家肥的產量較空白對照產量差異不顯著。從馬鈴薯商品率來看，施肥處理與空白對照、農家肥對照處理之間差異顯著，而不同施肥處理之間差異并不顯著。

2.5青薯9號的產量與植株生長、光合指標、生物質量之間的相關性分析

從表6可以看出，青薯9號的產量與植株的株高、凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率及總生物質量均呈極顯著正相關關系，而與葉溫下蒸汽壓虧缺呈極顯著負相關關系。從植株生長來看，株高與凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、總生物質量、產量及商品薯率呈極顯著正相關關系，與葉面積指數(shù)呈顯著相關關系;而莖粗除與葉面積指數(shù)呈極顯著正相關關系外，與其他指標的正負相關性均不顯著;葉面積指數(shù)與凈光合速率、胞間CO2濃度、總生物質量呈顯著正相關關系，與葉溫下蒸汽壓虧缺呈顯著負相關關系;SPAD值除與產量、總生物質量呈顯著正相關外，與其他指標的相關性均不顯著。從植株的光合指標來看，凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率等4個指標之間均呈極顯著正相關關系，而葉溫下蒸汽壓虧缺與其他光合指標均呈極顯著負相關關系。總體上馬鈴薯產量和商品薯率與植株長勢、凈光合速率、總生物質量密切相關，而與葉面積指數(shù)、莖粗的相關性相對較小。

3討論

施肥通過改善土壤環(huán)境、增加土壤肥力，進而提高作物產量，改善作物品質[10-11]。而在貴州省高寒山區(qū)，施肥長期以農家肥為主，或農家肥配施少量三元復合肥（N ∶P ∶K=15 ∶15 ∶15），且無論針對早熟、中熟還是晚熟品種，基本都采用同一施肥模式，這對充分發(fā)揮不同馬鈴薯品種的產量潛力具有較大的局限性。從本研究結果可以看出， 施肥均能促進青薯9號生長和光合產物的形成，但不同肥料配施之間存在顯著的差異。單施農家肥馬鈴薯植株生長矮小、凈光合速率低、總生物質量偏低，與后期產量較低相呼應，這可能由于農家肥為緩釋肥，有機質含量雖高，但有效N、P、K含量少，滿足不了生育期較長的馬鈴薯的需肥要求。農家肥配施有機肥或農家肥配施復合肥均能有效促進馬鈴薯長高，顯著增加葉面積指數(shù)，提高凈光合速率和增加產量。其中，農家肥配施總養(yǎng)分≥40% （N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶6 ∶24） 的興農寶島復合肥對產量的貢獻相對較大，比空白對照增產32.31%，比農家肥對照增產29.24%，這說明農家肥可通過改善土壤性能，促使作物對N、P、K的吸收，從而間接增加作物產量[12]。其次為農家肥配施有機質≥15%、有效活菌數(shù)≥0.20億個/g 的微生物菌肥，分別較空白對照、農家肥對照增產26.30%、23.37%，這可能是與生物菌肥能改善作物根際微生物群，促進化肥的利用，提高化肥利用率的特性有關[9]。為進一步了解農家肥、有機肥以及復合肥對青薯9號產量形成的影響，本研究在農家肥配施有機肥的基礎上增施了復合肥，在農家肥配施復合肥的基礎上增施了微生物菌肥。結果表明，微生物菌肥 （有機質≥15%，有效活菌數(shù)≥0.20億個/g）+興農寶島復合肥 （總養(yǎng)分≥40%，N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶6 ∶24）+農家肥，這3種肥料配施對產量形成的效果顯著優(yōu)于其他施肥方式;整個生育期，該處理的植株長勢最好，株高、葉面積指數(shù)、SPAD值凈光合速率、總生物質量均高于其他施肥處理。究其原因，一方面可能與青薯9號的生長特性有關，整個生育期較長（約130 d），植株較高（正常高度在65 cm左右），枝葉生長茂盛，對肥料的需求相對早熟或中熟品種較高;另一方面，馬鈴薯生長前期主要靠施入的N、P、K復合肥維持生長發(fā)育，后期的肥料來源主要靠微生物分解土壤或農家肥釋放，促進塊莖膨大從而達到增產的效果。

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