尹旺 邓仁菊 曾宪浩 孔令元 陈明俊 卢扬 王洪亮 李飞 雷尊国

摘要：以晚熟马铃薯品种青薯9号为试材，采用有机与无机相结合的田间培肥方式，研究不同施肥处理对马铃薯生长、光合特性及产量的影响。结果表明，不同培肥方式对植株的株高、叶面积指数、净光合速率、总生物质量、产量等影响较为显著，而对茎粗和叶绿素含量的影响相对较小;青薯9号的产量与植株的株高、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及总生物质量均呈极显著正相关关系，而与叶温下蒸汽压亏缺呈极显著负相关关系。不同施肥方式以处理8的效果最好，即施50 kg/667m2微生物菌肥 （有机质≥15%，有效活菌数≥0.20亿个/g）+50 kg/667m2兴农宝岛复合肥 （总养分≥40%，N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶6 ∶24）+1 000 kg/667m2农家肥，植株整体长势健壮，株高、叶面积指数、净光合速率、总生物质量均显著优于其他处理，产量较空白对照增产42.21%，较农家肥对照增产38.91%。说明一季作区晚熟马铃薯品种采用农家肥配施复合肥和微生物菌肥，可以促进植物健壮生长，净光合速率提高，对产量形成的效果显著。

关键词：肥料;生长;光合特性;晚熟马铃薯;增产;农家肥

中圖分类号：S532.06 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2021）02-0058-05

收稿日期：2020-05-19

基金项目：贵州省农业科学院青年基金（编号：黔农科院青年基金[2018]70号）;薯芋类资源收集、保存与创新利用项目（编号：黔农科院种质资源[2020]15号）;贵州省创新人才团队建设项目（编号：黔科合人才团队[2020]5002号）;贵州省第五批创新人才基地建设项目（编号：黔人领发[2016]22号）。

作者简介：尹旺（1990—），男，湖南岳阳人，硕士，助理研究员，主要从事薯类作物育种及栽培生理研究。E-mail：173100332@qq.com。

通信作者：雷尊国，硕士，研究员，主要从事马铃薯育种及栽培研究。E-mail：1398415777@163.com。

马铃薯属于高产喜肥作物，对肥料的反应较为敏感。肥料充足、养分配比合理时，植株的生物产量、块茎产量及品质也相应提高[1-2]。但不同熟期的马铃薯品种对施肥方式的反应有差异[3]，不同肥料种类[4]、不同施肥方式[5-6]、以及不同施肥水平[7]对马铃薯生长、光合及产量的影响也各不相同。史书强等研究表明，生物有机肥配合化肥施用能显著提高马铃薯产量，增加土壤微生物活性以及降低化肥造成的环境污染[8]。张悦等研究表明，施用生物多元有机复合肥能显著提高花期马铃薯的生物质量，单株结薯数和大中薯率显著增加，马铃薯产量和水分利用效率显著提高[9]。王国兴等研究表明，氮 、磷、钾、有机肥的合理施用明显促进了马铃薯的干物质累积量，并对马铃薯叶片的叶绿素含量、叶面积等生长指标以及生物质量均产生重要影响[4]。青薯9号为青海省农林科学院选育的马铃薯晚熟品种，薯形好，产量高，抗病性强。2016年该品种通过贵州省农作物品种审定委员会审定，目前为贵州省主推品种之一。本研究主要针对贵州省特殊的寡日照气候特点，开展不同肥料及配施肥方式对青薯9号生长、光合特性及产量等影响的研究，探讨适宜高寒山区晚熟马铃薯的施肥方式，以期为当地马铃薯的优质高产栽培提供依据和参考。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验地点位于贵州省威宁县双龙镇江林村（104°06′E，26°49′N，海拔为2 218 m），前茬作物为玉米，沙壤土，肥力中等。根据威宁县气象局提供的资料，2018年双龙镇4—9月 （马铃薯生育期内） 日照时数为2.91～5.74 h，日照时数最高为5月，最低为6月;月降水量为0.1～207.7 mm，降水量最高为6月，最低为4月;月平均温度为12.73～18.87 ℃，温度最高为7月，最低为4月。

1.2试验材料

试验材料为青薯9号马铃薯，红皮黄心，是晚熟品种，生育期为130 d左右。

1.3试验方法

试验采用单因素设计，共9个处理（表1）。为尽量保证试验的有效性和一致性，所有处理均采用单垄双行种植，按1.1 m×10 m开厢，每个处理 33 m2，3次重复，随机区组排列。2018年4月初播种，9月底收获，种植密度为3 760株/667 m2，其他管理措施完全一致。马铃薯盛花期，于不同小区随机取样3株，调查马铃薯株高、茎粗、地上和地下生物质量，用SPAD-502 叶绿素仪测定马铃薯主茎倒4叶的叶绿素含量（SPAD值），每片叶测3个位点，每个小区测5株。另外，在各小区选择中间3株，于晴天08：00—11：00，选择红蓝光源，光强 1 000 μmol/（m2·s），样本室内气流速率 500 μmol/s，用美国拉哥公司Li6400便携式光合测定仪进行光合测定，主要测定指标：净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶温下蒸汽压亏缺等。马铃薯收获期，小区全部收获测产，并调查各小区大薯率、中薯率、小薯率和商品薯率。

1.4数据统计

所有数据均采用Excel 2018和DPS v7.05进行统计分析。

2结果与分析

2.1不同施肥方式对青薯9号生长及SPAD值的影响

从田间植株长势结合表2相关数据来看，不同施肥方式对青薯9号的株高和叶面积指数影响较为明显，而对茎粗和SPAD值的影响相对较小。总体上施肥处理后植株的株高、茎粗以及叶面积指数均明显高于对照未施肥处理;单施农家肥影响植株长高，而对茎粗、叶面积指数及SPAD值影响相对较小;农家肥配施含普通有机肥或含有效活菌数的微生物菌肥或不同N、P、K比例的复合肥，对马铃薯的生长影响不明显，但施微生物有机肥和复合肥的植株叶片SPAD值明显升高。所有处理中，以处理8的施肥方式，即施50 kg/667 m2微生物有机肥 （有机质≥15%，有效活菌数≥0.20亿个/g）+50 kg/667 m2 兴农宝岛复合肥 （总养分≥40%，N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶6 ∶24）+1 000 kg/667 m2农家肥，植株整体长势最好，株高、叶面积指数及SPAD值均高于其他处理。

2.2不同施肥方式对青薯9号光合特性的影响

从表3可以看出，不同施肥处理间的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及叶温下蒸汽压亏缺存在显著性差异。净光合速率表现为处理8>处理9>处理6>处理4>处理7>处理5>处理3>处理2>处理1，其中，处理8与处理9、处理6之间差异不明显，与其余处理之间差异显著;对照处理1的净光合速率显著低于其他处理。气孔导度、 胞间CO2浓度和蒸腾速率与叶片净光合速率存在一定相似的变化规律，均为对照未施肥处理显著低于施肥处理，且净光合速率相对较高的处理，其气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率也处于一个相对较高的水平。其中，气孔导度表现为处理9>处理8>处理6>处理4>处理7>处理3>处理5>处理2>处理1，胞间CO2浓度表现为处理9>处理4>处理8>处理7>处理6>处理3>处理2>处理5>处理1，蒸腾速率表现为处理9>处理6>处理8>处理4>处理7>处理5>处理3>处理2>处理1。而叶温下蒸汽压亏缺则与净光合速率存在相反的变化规律，表现为处理1>处理5>处理2>处理3>处理6>处理7>处理4>处理9>处理8。

2.3不同施肥方式对青薯9号生物质量的影响

表4是不同施肥处理对青薯9号地上和地下生物质量的影响。总体上所有施肥处理的总生物质量均明显高于空白对照，以处理8最高，分别比空白对照、农家肥对照高47.9%、30.4%;其次为处理9，分别比空白对照、农家肥对照高36.9%、20.7%;再次为处理7，分别比空白对照、农家肥对照高293%、14.0%。另外，从处理3到处理7，各处理间的总生物质量差异不明显，但均与空白对照处理差异显著。从不同器官的生物质量来看，叶、茎、薯块的生物质量仍以处理8最高，比空白对照分别高37.1%、51.9%、59.9%，比农家肥对照分别高173%、28.4%、51.8%;而不同处理根的生物质量变化规律不明显，以处理7最高，处理8次之，空白对照处理仍最低。

2.4不同施肥方式對青薯9号产量的影响

从表5可以看出，不同施肥方式下的马铃薯产量存在显著性差异，较对照的增产幅度也各不相同。产量总体表现为处理8>处理9>处理6>处理7>处理4>处理5>处理3>处理2>处理1。其中，处理8的产量最高，较空白对照处理1增产42.21%， 较农家肥对照处理2增产38.91%; 其次为处理9，产量较空白对照处理1增产35.52%，较农家肥对照处理2增产32.39%;增产幅度最小的是处理3，较空白对照增产12.78%;而只施农家肥的产量较空白对照产量差异不显著。从马铃薯商品率来看，施肥处理与空白对照、农家肥对照处理之间差异显著，而不同施肥处理之间差异并不显著。

2.5青薯9号的产量与植株生长、光合指标、生物质量之间的相关性分析

从表6可以看出，青薯9号的产量与植株的株高、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及总生物质量均呈极显著正相关关系，而与叶温下蒸汽压亏缺呈极显著负相关关系。从植株生长来看，株高与净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、总生物质量、产量及商品薯率呈极显著正相关关系，与叶面积指数呈显著相关关系;而茎粗除与叶面积指数呈极显著正相关关系外，与其他指标的正负相关性均不显著;叶面积指数与净光合速率、胞间CO2浓度、总生物质量呈显著正相关关系，与叶温下蒸汽压亏缺呈显著负相关关系;SPAD值除与产量、总生物质量呈显著正相关外，与其他指标的相关性均不显著。从植株的光合指标来看，净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等4个指标之间均呈极显著正相关关系，而叶温下蒸汽压亏缺与其他光合指标均呈极显著负相关关系。总体上马铃薯产量和商品薯率与植株长势、净光合速率、总生物质量密切相关，而与叶面积指数、茎粗的相关性相对较小。

3讨论

施肥通过改善土壤环境、增加土壤肥力，进而提高作物产量，改善作物品质[10-11]。而在贵州省高寒山区，施肥长期以农家肥为主，或农家肥配施少量三元复合肥（N ∶P ∶K=15 ∶15 ∶15），且无论针对早熟、中熟还是晚熟品种，基本都采用同一施肥模式，这对充分发挥不同马铃薯品种的产量潜力具有较大的局限性。从本研究结果可以看出， 施肥均能促进青薯9号生长和光合产物的形成，但不同肥料配施之间存在显著的差异。单施农家肥马铃薯植株生长矮小、净光合速率低、总生物质量偏低，与后期产量较低相呼应，这可能由于农家肥为缓释肥，有机质含量虽高，但有效N、P、K含量少，满足不了生育期较长的马铃薯的需肥要求。农家肥配施有机肥或农家肥配施复合肥均能有效促进马铃薯长高，显著增加叶面积指数，提高净光合速率和增加产量。其中，农家肥配施总养分≥40% （N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶6 ∶24） 的兴农宝岛复合肥对产量的贡献相对较大，比空白对照增产32.31%，比农家肥对照增产29.24%，这说明农家肥可通过改善土壤性能，促使作物对N、P、K的吸收，从而间接增加作物产量[12]。其次为农家肥配施有机质≥15%、有效活菌数≥0.20亿个/g 的微生物菌肥，分别较空白对照、农家肥对照增产26.30%、23.37%，这可能是与生物菌肥能改善作物根际微生物群，促进化肥的利用，提高化肥利用率的特性有关[9]。为进一步了解农家肥、有机肥以及复合肥对青薯9号产量形成的影响，本研究在农家肥配施有机肥的基础上增施了复合肥，在农家肥配施复合肥的基础上增施了微生物菌肥。结果表明，微生物菌肥 （有机质≥15%，有效活菌数≥0.20亿个/g）+兴农宝岛复合肥 （总养分≥40%，N ∶P2O5 ∶K2O=10 ∶6 ∶24）+农家肥，这3种肥料配施对产量形成的效果显著优于其他施肥方式;整个生育期，该处理的植株长势最好，株高、叶面积指数、SPAD值净光合速率、总生物质量均高于其他施肥处理。究其原因，一方面可能与青薯9号的生长特性有关，整个生育期较长（约130 d），植株较高（正常高度在65 cm左右），枝叶生长茂盛，对肥料的需求相对早熟或中熟品种较高;另一方面，马铃薯生长前期主要靠施入的N、P、K复合肥维持生长发育，后期的肥料来源主要靠微生物分解土壤或农家肥释放，促进块茎膨大从而达到增产的效果。

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