施磷对鲜食甘薯产量 品质及磷利用效率的影响——以徐薯32为例.pdf

刘明 郑冬梅 靳容 等 施磷对鲜食甘薯产量 品质及磷利用效率的影响 以徐薯 为例 应用生态学报 施磷对鲜食甘薯产量 品质及磷利用效率的影响 以徐薯 为例 刘 明 郑冬梅 靳 容 赵 鹏 张强强 朱晓亚 王 静 唐忠厚 江苏徐淮地区徐州农业科学研究所 国家土壤质量徐州观测实验站 江苏徐州 滁州市农业农村技术推广中心 安徽滁州 摘 要 为了探索适宜的磷肥用量 提高鲜食型甘薯的经济产量和磷肥利用率 以徐薯 为例 于 年进行两年的田间试验 土壤有效磷含量为 比较了不同施磷量对鲜食甘薯产量 品 质 磷积累和磷利用效率的影响 试验设置 个施磷水平 分别为 和 结果表明 与 相比 施磷显著提高了鲜薯产量和商品薯产量 以 处理最高 其次为 处理 两处理间差异不显著 施磷显著提高了薯块中淀粉和还原糖含量 在 处理下可溶性 糖和蛋白质含量显著增加 在生育期 施磷显著提高了甘薯的磷积累量和干物质积累量 磷 表观利用率随着施磷量的增加而下降 磷农学效率则随着施磷量的增加先升后降 在 处理下显著高于其 他处理 综合考虑鲜薯产量 品质 经济产量和磷肥利用率 本试验条件下 的适宜用量为 关键词 鲜食甘薯 磷肥用量 商品薯产量 磷利用效率 本文由财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系建设专项 甘薯 国家重点研发计划项目 和江苏省 重点研发计划项目 资助 收稿 接受 通讯作者 应用生态学报 年 月 第 卷 第 期 甘薯 是我国重要的粮食作物 之一 可用于饲料和工业原料 我国每年甘薯的种 植面积约 万 占全球总面积的 以上 总 产量约为全球的 磷对甘薯器官的生长与 发育有很大影响 可以增强光合作用 参与碳水化合 物的合成 转运和贮藏 进而提高产量 适当施 磷有利于甘薯淀粉和蛋白质的积累 但降低了贮藏 根中的可溶性糖和还原糖含量 过量施用磷肥 则会带来土壤磷过度累积 磷肥利用率低 环境负荷 大等问题 研究表明 增加磷肥供应促进了甜玉米 生物量和磷素累积 但降低了单位磷素生产鲜穗量 磷素生理效率 农学效率 回收利用率和偏生产力也 随之降低 甘薯对磷的需求低于氮和钾 导致在 甘薯生产中过多关注氮和钾的投入 忽视了磷肥的 合理施用 目前 鲜食甘薯因丰富的营养价值和良好的口 感受到消费者重视 种植面积逐年扩大 约占我国甘 薯种植总面积的 以上 然而 鲜食甘薯生 产对薯块的大小和均匀度有较高的要求 商品薯产 量是影响甘薯经济效益的重要因素 研究表明 施用更多磷肥会获得更高的甘薯产量 但会导致商 品薯产量下降 目前甘薯种植过程中磷肥的施 用多以经验施肥或盲目施肥为主 有研究发现 增施 磷肥能提高淀粉型甘薯产量 但磷肥利用效率有下 降趋势 关于磷肥用量对鲜食型甘薯经济产量 和磷肥利用率的影响尚缺乏系统研究 因此 探索 适宜的磷肥用量 实现鲜食甘薯产量与商品薯产量 的平衡 从而获得最高的经济效益和磷肥利用率 具 有重要的实践意义 本研究以鲜食甘薯品种 徐薯 为例 通过田间试验比较不同磷肥用量对甘薯 产量 商品薯产量 磷积累和磷利用效率的影响 以 期为提高甘薯经济效益和磷肥利用效率提供理论 指导 材料与方法 试验材料与试验设计 年夏季在江苏徐淮地区徐州农业 科学研究所试验基地 进行田 间试验 试验地土壤类型为沙质黄潮土 试验前 土层土壤总氮 碱解氮 有效磷 速效钾和有 机质含量分别为 和 值为 选择鲜食型品种 徐薯 为试验材料 该品种由江苏徐淮地区徐州农业科学研究所育成并 获得国家审定 在山东 河南 江苏 安徽等地广泛种 植 鲜食口感好 年试验设置 个磷肥 用量 和 随 机区组设计 每处理重复 次 小区面积为 密度为 株 各小区间留 行保护行 约 宽 氮肥用量为 钾肥用量为 肥料种类分别为尿素和硫酸钾 与磷肥 过磷酸钙 全部在起垄前一次性施入 病 虫害防控和其他田间管理措施按照常规生产方式进 行 年在 年试验基础上增加了 处理 两年的试验方法与管理措施均保持 一致 样品采集与测定项目 分别在甘薯生长 和 时 每个重复连续 挖出 株甘薯 分别对地上部和甘薯块根称重 选 择 个均匀大小的薯块洗净去皮后切成细丝 与 地上部分一起放入 的烘箱中烘 称取地上 部分和薯块的干重计算干物质率 然后用福斯 旋风磨将烘干后的地上部和薯块细丝研磨成 细粉 分别测定磷含量 甘薯生长 时收获 所有甘薯 测算上述指标 并计算最终地上部和块根 产量及根冠比 调查商品薯 单个薯块在 的重量 并计算商品薯率 将薯块细粉过 目筛后测定甘薯营养品质 甘薯淀粉 粗蛋白 还原糖和可溶性糖采用 型近红外分析仪 德国 参 照唐忠厚等 的方法测定 数据处理 磷积累和磷利用效率计算公式 磷积累量 磷含量 干重 磷表观利用率 施磷区磷积累量 缺磷区磷积累 量 磷肥用量 磷农学效率 施磷区甘薯产量 缺磷区甘薯产量 磷肥 用量 运用 软件对数据进行单因素 方差分析 不同处理间的多重比较采 用 新复极差法 用 软件作图 图表中数据为平均值 标准差 结果与分析 不同施磷量对鲜食甘薯产量性状和商品薯率 的影响 年 与其他处理相比 处理的鲜薯产量 应 用 生 态 学 报 卷 表 不同施磷量对鲜食甘薯产量性状和商品薯率的影响 年份 处理 地上部生物量 鲜薯产量 根冠比 商品薯产量 商品薯率 同列不同字母表示处理间差异显著 下同 根冠比 商品薯产量和商品薯率均为最高 分别比 显著增加 和 表 当施磷量达到 时 根冠比和商 品薯产量均比 处理显著降低 鲜薯产量和商品薯 率无显著差异 地上部生物量在 处理下显著低 于 处理 但与 相比差异不显著 年 随 着施磷量的增加 鲜薯产量 根冠比 商品薯产量和 商品薯率均呈先增加后降低的趋势 鲜薯产量 根冠 比和商品薯产量均在 处理下最高 分别比 显 著增加 和 而商品薯率在 处 理下最高 比 显著提高 其次为 处理 但其与 处理差异不显著 处理的鲜薯产量 根冠比和商品薯产量显著高于 和 处理 但与 处理差异均不显著 与 相比 各施磷处理地上 部生物量均显著增加 但施磷处理间差异均不显著 不同施磷量对鲜食甘薯营养品质的影响 年 施磷对甘薯营养品质的影响略 有不同 表 年 与 相比 各施磷处理下 表 不同施磷量对鲜食甘薯营养品质的影响 年份 处理 淀粉 还原糖 可溶性糖 蛋白质 薯块还原糖和可溶性糖含量均显著提高 蛋白质含 量显著降低 淀粉含量在 和 处理下也显著降 低 处理的还原糖和可溶性糖含量最高 分别比 显著增加 和 蛋白质含量最低 比 显著降低 年 各施磷处理显著提高了淀粉含量 处理的淀粉含量显著高于其他处理 比 显著增加 随施磷量增加 还原糖 可溶性糖和蛋白质含 量先升高后降低 还原糖和可溶性糖含量在 处理 下最高 分别比 显著提高 和 蛋白质 含量在 和 处理下分别比 显著增加 和 而在 和 处理下分别比 显著降低 和 不同施磷量对鲜食甘薯不同生长时期干物质 积累的影响 由图 可知 薯块干物质积累量随生育期推进 不断升高 而地上部干物质积累量在生长 时达 到最大值 在生长 时 和 处理的地上部 干物质积累量显著高于其他处理 分别比 显著提 高 和 处理的薯块干物质积累量显 著高于其他处理 比 显著提高 和 处 理的薯块干物质积累量显著低于 处理 在生长 时 各施磷处理的薯块干物质积累量均显著高 于 处理 处理的薯块干物质积累量最高 比 显著提高 其次为 和 处理 分别比 显著提高 和 地上部干物质积累量在 处理下显著高于其他处理 在生长 时 各 施磷处理的地上部和薯块干物质积累量均显著高于 处理 处理地上部干物质积累量比 显著提高 薯块干物质积累量在 处理下显著高于其 他处理 比 显著提高 期 刘 明等 施磷对鲜食甘薯产量 品质及磷利用效率的影响 以徐薯 为例 8 6 4 2 0 P 0 P 25 P 50 P 75 P 100 UNI5904 UNI7406 Treatment UNI5e72 UNI7269 UNI8d28 UNI79ef UNI7d2f UNI91cf D r y m a t t e r a c c u m u l a t i o n t h m 2 60 d P 0 P 0 P 25 P 25 P 50 P 50 P 75 P 75 P 100 P 100 90 d 120 d UNI85afUNI5757Storage root ShootUNI5730UNI4e0aUNI90e8 b B A c C a ab b c A B c C C b A ab B B a c C b B b b a A A A 图 不同施磷量对鲜食甘薯不同生长时期干物质积累的影响 同一时期不同小写字母表示不同处理之间块 根干物质积累量存在显著差异 不同大写字母表示不同处理之间地上部干物质积累量存在显著差异 下同 14 12 10 8 6 4 2 0 P 0 P 25 P 50 P 75 P 100 UNI5904 UNI7406 Treatment UNI78f7 UNI79ef UNI7d2f UNI91cf P a c c u m u l a t i o n k g h m 2 60 d P 0 P 0 P 25 P 25 P 50 P 50 P 75 P 75 P 100 P 100 90 d 120 d UNI85afUNI5757 UNI5730UNI4e0aUNI90e8 Storage root Shoot b C c A B C D a c c b b a a a A D D C B c C B AB A A a a b b 图 不同施磷量对鲜食甘薯不同生长时期磷积累的影响 不同施磷量对鲜食甘薯不同生长时期磷积累 的影响 由图 可知 甘薯生长前期磷在地上部的积累 量高于薯块 随生育期延长 磷在薯块中的积累量大 幅增加 但在收获期时薯块中的磷积累量仍低于地 上部 在生长 时 和 处理的薯块磷 积累量显著低于 而 处理的薯块磷积累量比 显著提高 和 处理的地上部磷积累 量显著高于 在生长 时 除 处理外 其他 施磷处理的地上部和薯块中磷积累量均比 显著 提高 处理的薯块磷积累量最高 比 显著提高 处理的地上部磷积累量显著高于其他处 理 比 显著提高 在生长 时 各施磷 处理的薯块和地上部磷积累量均显著高于 地上 部磷积累量在 处理下最高 而薯块磷积累量在 处理下最高 分别比 显著增加 和 不同施磷量对鲜食甘薯磷表观利用率和磷农 学效率的影响 由图 可知 磷表观利用率随施磷量的增加而 逐步下降 在 处理下最高 和 处理的磷表观利用率分别比 处理显著降低 和 磷农学效率随施磷量的增 加呈先升高后下降的趋势 在 处理下达最大值 为 其次是 处理 和 处理的磷农学效率分别比 处理显著降低 和 讨 论 研究表明 磷具有促进植物生长和提高产量的 潜力 充足的磷对提升马铃薯块茎产量和营养品 质及提高抗病性有重要作用 虽然甘薯对磷的 需求量低于氮和钾 但不当施用仍会影响甘薯生长 和产量形成 本研究结果表明 经过两年的磷肥 处理 处理下的鲜薯产量和商品 薯产量最高 其次为 处理 这与 等 的研究用量较为接近 本研究中 当磷肥 用量为 时 地上部植株旺长 影 响了干物质向根系的运输 鲜薯产量和商品薯产量 应 用 生 态 学 报 卷 120 100 80 60 40 20 0 UNI78f7 UNI519c UNI5b66 UNI6548 UNI7387 P a g r o n o m i c e f f i c i e n c y k g k g 1 UNI5904 UNI7406 Treatment P 25 P 50 P 75 P 100 20 15 10 5 0 UNI78f7 UNI8868 UNI89c2 UNI5229 UNI7528 UNI7387 A p p a r e n t P u s e e f f i c i e n c y a b c d a b c d 图 不同施磷量对鲜食甘薯磷表观利用率和磷农学效率 的影响 不同小写字母表示不同处理之间存在显著差异 均降低 可见 适量增施磷肥有利于提高鲜食甘薯的 经济产量 过量施磷则有负调控效应 这与贾赵东 等 的研究结果一致 然而 也有研究表明 当磷 肥施用量为 时可获得最佳的甘薯产量 和经济特征 这可能是因为其试验土壤中的有效 磷含量 远低于本研究试验田土壤 此外 本研究发现 处理下 的商品薯率低于 处理 这可能是因为施用磷肥在 提高商品薯 产量的同时 也增加了大 薯块 产量 这与其他研究结果类似 作物养分吸收是干物质形成和积累的基础 干 物质和养分积累是作物器官分化和产量形成的前 提 在甘薯中 磷素的大量吸收发生在中后期 适宜的施磷量可显著提高磷积累速率和积累量 促 进薯块干物质积累 本研究中 随生育期推进 甘薯中磷的积累量不断增加 促进了薯块干物质积 累 但在 后积累速度减慢 表明甘薯磷素的吸 收高峰在种植后 左右 肥料利用率是衡量肥 料合理施用的重要指标 本研究发现 甘薯的磷 表观利用率随施磷量的增加不断下降 这与颜晓军 等 在甜玉米上的研究结果类似 这可能与土壤中 速效磷含量较高有关 甘薯磷农学效率随施磷 量的增加先升后降 在 处理下最高 表明适宜磷 肥用量可在提高甘薯产量和商品薯率的同时 获得 较高的磷肥利用率 这对指导鲜食甘薯生产具有重 要意义 有研究表明 适当的磷和钾组合可以促进薯块 中前期可溶性糖的积累 并促进可溶性糖在生长后 期转化为淀粉 本研究发现 与 相比 连续两 年施磷处理下薯块中淀粉和还原糖含量显著提高 除 处理外可溶性糖含量也显著提高 这可能是 因为施用磷肥上调了蔗糖降解酶和蔗糖合成酶的活 性 增加了蔗糖代谢和贮藏强度 从而增加了可溶性 糖的浓度 施磷同时增强了淀粉生物合成所需物 质运输的通道活性 从而增加淀粉积累 从不同 处理来看 处理的淀粉含量显著低于 处理 但 可溶性糖 还原糖和蛋白质含量显著高于 处理 鲜薯会有更好的口感和营养价值 结 论 连续两年的田间试验表明 虽然 磷 肥施用量可获得最高的甘薯产量和商品薯产量 但 其磷表观利用率和磷农学效率均较低 相比之下 磷肥施用量可获得与 磷肥施 用量相当的总产量和经济产量 但显著提高了磷表 观利用率和磷农学效率 薯块的鲜食口感更佳 因 此 在本试验条件下 综合考虑施磷量对鲜食甘薯产 量 品质 商品薯率和磷肥利用率的影响 的适 宜投入量以 为宜 本试验结果可为中 等肥力地块鲜薯生产提供施肥参考 缺磷地块可适 当增加磷肥投入量 参考文献 唐忠厚 李洪民 张爱君 等 长期施用磷肥对甘薯 主要品质性状与淀粉 特性的影响 植物营养与 肥料学报 颜晓军 叶德练 苏达 等 磷肥用量对甜玉米磷素 吸收利用的影响 作物学报 贾赵东 马佩勇 边小峰 等 不同施磷水平下甘薯 干物质积累及其氮磷钾养分吸收特性 西南农业学 报 陆建珍 汪翔 秦建军 等 我国甘薯种植业发展状 期 刘 明等 施磷对鲜食甘薯产量 品质及磷利用效率的影响 以徐薯 为例 况调查报告 年 基于国家甘薯产业技术体 系产业经济固定观察点数据的分析 江苏农业科学 戴起伟 钮福祥 孙健 等 我国甘薯生产与消费结 构的变化分析 中国农业科技导报 刘明 张爱君 陈晓光 等 秸秆还田配施化肥对土 壤肥力及鲜食甘薯产量和品质的影响 应用生态学 报 王秋媛 田江梅 韩叙 等 磷对淀粉型甘薯产量及 养分吸收利用的影响 植物营养与肥料学报 鲍士旦 土壤农化分析 第三版 北京 中国农业出 版社 唐忠厚 李洪民 李强 等 基于近红外光谱技术预 测甘薯块根淀粉与糖类物质含量 江苏农业学报 李前 侯云鹏 尹彩侠 等 吉林省半干旱区膜下滴 灌施磷管理对玉米生长与产量及土壤磷素平衡的影 响 中国农学通报 张辉 张永春 宁运旺 等 土壤与肥料对甘薯生长 调控的研究进展 土壤通报 解晓红 解红娥 李江辉 等 富钾土壤中氮 磷肥不 同水平对甘薯生长及产量的影响 山西农业科学 孔宏敏 何圆球 吴大付 等 长期施肥对红壤旱地 作物产量和土壤肥力的影响 应用生态学报 邢海峰 石晓华 杨海鹰 等 磷肥分次滴灌施用提 高马铃薯群体磷素吸收及磷利用率的作用 植物营 养与肥料学报 卢刚 史衍玺 不同施磷量对鲜食型甘薯产量及磷素 吸收的影响 作物杂志 付蓉 袁久东 胥婷婷 等 不同施磷量对春油菜产 量和土壤磷素平衡的影响 应用生态学报 张海燕 董顺旭 董晓霞 等 氮磷钾不同配比对甘 薯产量和品质的影响 山东农业科学 作者简介 刘 明 男 年生 硕士 助理研究员 主 要从事甘薯养分管理与品质调控研究 责任编辑 张凤丽 应 用 生 态 学 报 卷