不同施氮量对马铃薯氮素吸收、积累及利用的影响

不同施氮量对马铃薯氮素吸收、积累及利用的影响
李利
【摘要】通过施用不同量的氮素,对马铃薯植物氮素积累、吸收速率、块茎生产效率、氮肥利用率进行研究.结果表明,马铃薯植株内氮素的积累量随生育时期的推移逐渐增加,在淀粉积累期达到最大,之后又有降低的趋势；氮素吸收速率随生育期变化,呈现先增加后降低的趋势,在出苗后35～ 55 d(块茎膨大期),氮素吸收速率达到最大,之后呈降低的趋势；随着施氮量的增加,块茎生产效率、氮肥的吸收利用率和氮肥偏生产力呈现下降趋势,氮素收获指数呈现先增加后降低的趋势.氮肥的农学利用率和氮肥生理利用率均为施氮量225 kg/hm2最高.%Field experiments involving six nitrogen treatments with the potato variety of Kexin 1 were conducted to study the potato nitrogen accumulation, uptake rate, tuber productivity and nitrogen use efficiency. The results showed that the nitrogen accumulation in plant increased with progress of growth stages and increased to the top at starch accumulation stages and decreased later; the nitrogen uptake rates kept changing during all growth stages. It showed an increasing trend and decreased later, and reached to the top in 35-55 days after seedling and showed a dropping trend later; along with the increasing of nitrogen application rates, tuber productivity, nitrogen uptaking rates and use efficiency partial factor productivity of applied N showed decreasing trend. N harvesting index showed a trade of first increasing and later decreasing. Both agronomic N use efficiency and physiological efficiency were the highest.
【期刊名称】《山西农业科学》
【年(卷),期】2012(040)012
【总页数】4页(P1292-1295)
【关键词】马铃薯;施氮量;氮素积累量;收获指数;氮肥吸收速率;氮肥利用效率
【作者】李利
【作者单位】大同大学农学与生命科学学院,山西大同 037009
【正文语种】中文
【中图分类】S532.062
马铃薯在世界上是继小麦、水稻、玉米之后的第4大粮食作物，产量高，用途广泛。

在马铃薯生产中，氮肥是主要的产量限制因子之一，20世纪70—90年代，
化肥的大量使用明显提高了马铃薯单产，而90年代之后，随着施肥量的增多，马铃薯的产量却并非一直增加[1-6]。

这是因为施肥量虽然增加了，但是肥料的利用
效率并没有达到预期的效果，而且过量施肥不仅造成氮肥的浪费，还污染环境[7]。

因此，研究马铃薯对肥料的利用效率尤其是对氮肥的利用效率成为当前的首要任务。

氮肥利用率一般随施氮量的增加而降低，虽然可以通过少施氮肥来提高氮肥的利用率，但是这样并不能获得最佳的经济利益。

因此，只能通过保持较高产量水平下的合理施肥来提高氮肥利用率[8]。

提高氮素肥料的利用效率，一方面要考虑氮肥的挥发和淋洗，减少氮素的损失[9]；另一方面也要考虑不同作物的生长情况，确定适宜的施氮量和施肥时期，使作物的生长发育和对氮肥的需求与氮素的供应互相匹配[10]，并结合不同的土壤、水分等
生态环境特点进行施肥[11]，此外，研发新型肥料也是提高氮肥利用效率的一个有效措施[12]。

1 材料和方法
1.1 供试材料
供试材料为脱毒克新1号，由内蒙古正丰马铃薯种业有限公司提供。

1.2 试验地条件
试验在内蒙古农业大学职业技术学院教学农场进行，供试土壤为壤土，耕作层0～20 cm，土壤有机质含量9.8 g/kg，全氮含量1.21 g/kg，硝态氮含量40.66 mg/kg，速效磷含量16.1 mg/kg，速效钾含量92 mg/kg。

1.3 试验设计
试验设 6 个处理：N0，N1，N2，N3，N4，N5，分别施纯氮 0，75，150，225，300，375 kg/hm2，氮肥品种为尿素（N含量为46%）。

每个处理小区面积50 m2（10 m×5 m），3次重复，18个小区，随机区组排列。

同时每小区按过磷酸钙（P2O5含量为12%）750 kg/hm2，硫酸钾（K2O含量为 50%）450 kg/hm2进行施肥。

磷、钾肥全部作基肥在播前施入，氮肥分为基肥与追肥，追肥在马铃薯块茎形成期浇水时开沟施入，基追比为3∶2，试验地管理同大田。

1.4 测定内容及方法
1.4.1 生物量全生育期于8月15日（苗期）、9月5日（块茎形成期）、10月1日（块茎膨大期）、10月16日（淀粉积累期）、10月31日（成熟收获期）共取样5次。

每小区取均匀一致的样株3株，带回实验室内洗净晾干，分别称量叶片、地上茎、地下茎、根、块茎等鲜质量，然后在105℃杀青30 min，再于70℃下烘至恒质量，然后称其干质量。

1.4.2 全氮含量样品先用浓硫酸-过氧化氢消煮法消煮，然后再用半微量凯氏定氮仪蒸馏，最后用标准硫酸溶液滴定。

1.4.3 氮肥利用率植株氮素积累量＝叶片含氮量×叶片干质量+地上茎含氮量×地
上茎干质量+地下茎含氮量×地下茎干质量+块茎含氮量×块茎干质量+根含氮量×
根干质量；氮肥回收率（RE）＝（施氮区植株氮素积累量-不施氮区植株氮素积累量）/施氮量×100%；氮素收获指数（HI）＝成熟期植株块茎中氮素积累量/植株
氮素积累量；氮素块茎生产效率＝块茎产量/植株氮积累量；氮肥生理利用率（PE）＝（施氮区产量-不施氮区产量）/（施氮区植株的氮素积累量-不施氮区植株的氮
素积累量）；氮肥农学利用率（AE）＝（施氮区产量-不施氮区产量）/施氮量；
氮肥偏生产力（PFP）＝施氮区产量/施氮量；氮素吸收速率＝植株氮素累积量/天数。

1.5 数据分析
数据采用Excel 2003，SPSS20.0进行分析。

2 结果与分析
2.1 不同施氮量对马铃薯植株氮素积累的影响
从图1可以看出，马铃薯植株内氮素的积累量随生育时期的推移逐渐增加，在淀
粉积累期达到最大，之后又有降低的趋势。

从出苗后15 d（苗期）到35 d（块茎形成期）处于缓慢增长期，从出苗后35 d（块茎形成期）到60 d（块茎膨大期），植株氮素积累增长的幅度最大，到80 d（淀粉积累期）达到峰值，最高可达4.25 g/株，此后由于地上部分叶片的枯萎和脱落，氮素出现转移和损失，使氮素的积
累量下降。

随着施氮量的增加，植株氮素的积累量也在增加，出苗后15 d（苗期），各施氮处理的氮素积累量没有显著差异，这可能是由于植株苗期生长所需的营养主要由种薯提供。

从出苗后80 d（淀粉积累期）和出苗后100 d（成熟期）
可以看出，施氮量达到225 kg/hm2时，植株的氮素积累量达到最大值，当施氮
量超过225 kg/hm2时，植株的氮素积累量差异不明显。

2.2 不同施氮水平对氮素收获指数的影响
从表1可以看出，各施用氮肥处理的马铃薯氮素收获指数都大于N0；在低氮处理时，氮素收获指数随着施氮量的增加而增加，N3处理（施氮量为225 kg/hm2）达到最大，为0.81；当施氮量超过225 kg/hm2时，氮素收获指数又随着施氮量的增加而呈减少的趋势。

可见，施氮量过高时会造成植株对氮素的奢侈吸收，不利于氮素向块茎中运输。

表1 不同施氮量对马铃薯氮素收获指数的影响处理氮素收获指数N0 0.59 N3
0.81 N1 0.60 N2 0.74 N4 0.68 N5 0.61
2.3 不同施氮量对马铃薯氮素吸收速率的影响
通过对不同施氮水平下马铃薯植株氮素吸收速率的影响进行研究结果（图2）发现，随着生育期的变化，马铃薯氮素吸收速率呈先增加后降低的趋势。

在出苗后15 d （苗期），各施氮处理的氮素吸收速率无显著差异。

从出苗后15～35 d（苗期到块茎形成期），各施用氮肥处理的氮素吸收速率都显著高于N0处理，且随着施氮量的增加而增加。

在出苗后35～55 d（块茎膨大期），各处理的氮素吸收速率达到最大。

在出苗后55～80 d（淀粉积累期）和出苗后80～100 d（成熟收获期），随着施氮量的增加,氮素吸收速率增加，但达到N3处理的剂量后氮素吸收速率有
降低的趋势。

2.4 不同施氮量对氮素块茎生产效率的影响
从不同施氮水平对氮素块茎生产效率的影响结果（表2）可知，马铃薯的氮素块茎生产效率随着施氮量的增加而降低，也就是说随着施氮量的增加，生产1 000 kg
块茎氮素需求量也增加。

结合产量因素，获得最佳产量时生产1 000 kg块茎氮素需求量为5.40 kg，此时马铃薯的氮素块茎生产效率为185.3。

表2 不同施氮量对马铃薯氮素块茎生产效率的影响施氮处理氮素块茎生产效率/
（kg/kg）生产1 000 kg块茎氮素需求量/kg N3 185.30 5.40 N0 3.86 N1 233.10 4.29 N2 187.90 5.32 N4 184.40 5.42 N5 183.50 5.45
2.5 不同施氮量对马铃薯氮肥利用率的影响
氮肥回收率也就是氮肥当季利用率，能充分反映马铃薯对氮素的吸收利用状况，可以将其作为判断植株氮素利用率高低的指标；而氮肥的生理利用率则反映了作物将所吸收的氮素转化为马铃薯块茎的效率。

通过研究不同施氮量对马铃薯氮肥利用率的影响，结果（表3）发现，氮肥的回收率随着施氮量的增加呈下降的趋势；氮肥的农学利用率在N3处理达到最大值；氮肥的偏生产力随着施氮量的增加而呈降低的趋势；氮肥的生理利用率在N3处理达最大，不同处理间的氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力差异非常显著。

表3 不同施氮量对马铃薯氮肥利用率的影响处理N0 N1 N2 N3 N4 N5氮肥回收率/%63.4a 48.0c 53.3b 43.4d 32.3e氮肥农学利用率/（kg/kg）40.0b 31.1c 47.2a 32.0c 31.1c氮肥生理利用率/（kg/kg）63.1b 51.4c 75.7a 37.7e 43.9d氮肥偏生产力/（kg/kg）300.0a 117.8b 112.2c 84.0d 74.4e
3 结论与讨论
马铃薯植株内氮素的积累量随生育时期的推移逐渐增加，在淀粉积累期达到最大，之后又有降低的趋势。

氮素吸收速率随生育期变化，呈现先增加后降低的趋势，在出苗后35～55 d（块茎膨大期），氮素吸收速率达到最大，之后呈降低的趋势。

随着施氮量的增加，块茎生产效率、氮肥的吸收利用率和氮肥偏生产力呈现下降趋势，而氮素收获指数随施氮量增加呈现先增加后降低的趋势。

氮肥的农学利用率和氮肥生理利用率均为施氮量225 kg/hm2处理最高。

因此，马铃薯的高产不能简单通过增施氮肥而实现，只有在一定条件下合理施用才能达到高产高效的效果。

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