甘薯噴施烯效唑的適宜氮水平研究

馬　征，王學君，孫澤強，董曉霞，張立明，汪寶卿，張柏松

（1 山東省農業科學院農業資源與環境研究所，山東濟南 250100；2 山東省植物營養與肥料重點實驗室，山東濟南250100；3 山東省農業科學院，山東濟南 2501001；4 山東省農業科學院作物研究所，山東濟南 250100）

甘薯噴施烯效唑的適宜氮水平研究

馬征1，2，王學君1，孫澤強1，董曉霞1*，張立明3，汪寶卿4，張柏松1，2

（1 山東省農業科學院農業資源與環境研究所，山東濟南 250100；2 山東省植物營養與肥料重點實驗室，山東濟南250100；3 山東省農業科學院，山東濟南 2501001；4 山東省農業科學院作物研究所，山東濟南 250100）

【目的】為獲得甘薯最佳氮肥和烯效唑配施用量，比較了 6 個施氮水平下甘薯的干物質積累量（DMA）、蔓薯比（T/R）、各器官氮素含量、甘薯產量、氮素利用率及烯效唑貢獻率（UCR）的差異。探討不同氮肥施用量下，葉面噴施烯效唑與濟薯 22 生長及產量的關系。【方法】在山東平陰安城鄉小官村開展甘薯氮肥田間試驗，以不施肥為對照（CK），設 6 個施氮量處理：0（N0）、45 kg/hm2（N1）、90 kg/hm2（N2）、135 kg/hm2（N3）、180 kg/hm2（N4）、270 kg/hm2（N5）；每個水平設置噴施烯效唑（N-U）和不噴施兩個處理，烯效唑噴施濃度為 25 mg/L。在移栽后 85天、110 天和收獲期，調查了甘薯的干物質積累量、氮素利用率和產量。【結果】1）增施氮肥可明顯增加甘薯地上部干物質積累量（DMA）。噴施烯效唑施氮處理間，除 N1-U 外，DMA 無明顯差異，N3-U、N4-U 和 N5-U 地上部 DMA 相對于氮處理顯著降低，說明烯效唑噴施抑制了地上部分徒長；當施氮 量大于 90 kg/hm2時，氮處理與 N-U 處理甘薯地下部 DMA 均明顯降低，但 N-U 處理地下部 DMA 均高于氮處理，其中 N1-U 和 N2-U 與相對應N處理差異顯著。2）三個生育期的蔓薯比（T/R），N-U 處理的值均有不同程度地下降，說明烯效唑可起到抑制地上部生長或促進地下部生長的作用。3）噴施烯效唑提高了 85 天和 110 天甘薯蔓的氮含量，但對收獲期影響不大；同一生育期內，氮處理與 N-U 處理塊根氮含量曲線在 90 kg/hm2附近出現交點，并隨著生育期發展慢慢前移，表示可提高塊根氮含量的最小施肥量為 90 kg/hm2。4）氮 處理中產量最高為 N1處理（N 45 kg/hm2），N-U處理中產量最高為 N2（N 90 kg/hm2）；當施氮量大于 90 kg/hm2時，氮處理與 N-U 處理產量均顯著降低；在同一氮水平下，噴施烯效唑可顯著提高 CK-U 與 N0-U 的產量。5）氮處理中，氮肥貢獻率（FCR）和農學效率（AE）隨施氮量呈“V”型變化，N1最高；噴施烯效唑使 N2-U 處理的 FCR、AE 上升，其他處理均下降；偏生產力（PFP）隨施氮量增加而降低，噴施烯效唑可使 N-U 處理 PFP 值上升；烯效唑對產量的貢獻順序為 N2＞N0＞CK＞N4＞N3＞N5＞N1。【結論】氮肥施用量是影響甘薯產量的關鍵因素，本試驗條件下，氮處理甘薯的最佳氮肥用量為 45 kg/hm2，N-U 處理甘薯的最佳氮肥用量為 90 kg/hm2，噴施烯效唑可提高甘薯產量，使地上、地下部協調生長。

甘薯；烯效唑；干物質積累量；產量

甘薯是中國重要的糧食、飼料和工業原料作物，總產量僅次于水稻、小麥和玉米。我國是世界上最大的甘薯生產國，占世界甘薯總產量的 75.3%［1-2］。優質食用型甘薯具有豐富的營養和良好的保健功能，同時甘薯具有適應性廣、對環境條件要求低，從移栽到產量形成需要的時間短、對逆境的適應性強等特點，在中國糧食與能源安全中具有重要作用［3-5］。氮素調節著植物的生長發育，是甘薯生長和產量形成的首要因素，缺氮會影響甘薯的光合作用、有機物轉化和養分的積累。但甘薯在水、肥較高地塊易旺長，地上莖葉生長消耗較多糖類物質，使運送到地下部分的糖類物質減少，造成塊根產量和薯塊品質降低［6-7］。烯效唑是一種廣譜高效植物生長延緩劑，低毒低殘留，具有控制株型，提高產量、品質及抗逆性的作用［8］。葉面噴施烯效唑可抑制植株地上部分生長，增強地下部分生長，在小麥（Triticum aestivum）、馬鈴薯（Solanum tuberosum.）、大豆（Glycine max）、花生（Arachis hypogaea L.）、玉米（Zea mays）、黑麥草（Lolium perenne）等作物上均有報道［9-17］。但是目前關于不同施氮量下噴施烯效唑對作物生長、品質、產量影響的研究報道較少。因此，本試驗在不同氮肥水平下對濟薯 22 植株進行烯效唑葉面噴施，研究烯效唑與氮肥水平對濟薯 22 的干物質積累量、氮素效率及產量的影響，明確施氮與烯效唑與濟薯 22 氮素代謝及產量之間的關系，為提高濟薯22 產量、科學施肥提供相應理論依據。

1　材料方法

1.1試驗材料

試驗于 2011年5～10 月在山東平陰安城鄉小官村進行，該區屬暖溫帶大陸性半濕潤季風性氣候，四季分明，光照充足。年平均氣溫 14.4℃，年均降水量為 606.4 mm，平均年無霜期 169.3 天，全年日照時數多年平均為 2371.2 h。試驗地處于山丘區，土壤類型屬于褐土，耕層土壤有機質 16.7 g/kg、堿解氮60.85 mg/kg、有效磷 13.4 mg/kg、速效鉀 159.85 mg/kg、pH 值 7.71。

1.2試驗設計

試驗設氮肥處理（N）和氮肥-烯效唑處理（N-U）。均設置 6 個氮水平和 1 個純空白對照，分別為 CK（不施肥）、N0（不施氮肥）、N1（N 45 kg/hm2）、N2（N 90 kg/hm2）、N3（N 135 kg/hm2）、N4（N 180 kg/hm2）、N5（N 270 kg/hm2）。N-U 試驗對不同施氮量處理噴施濃度為 25 mg/L 烯效唑（5% 可濕粉劑），用量為 600 L/hm2，在甘薯進入封壟期（栽植后 60 天）開始噴施，以后每 10 天噴施一次，共噴3次。氮肥品種為尿素（含N 46%）， 除 CK外，各處理基施重過磷酸鈣（含P2O544%）170 kg/hm2、硫酸鉀（含K2O 50%）300 kg/hm2。小區隨機排列，重復3次，小區面積 33.3 m2，南北 9 壟，3 個重復合并排列共 100 m2。

供試作物選用鮮食型甘薯品種濟薯 22［18］。采用壟作栽培，壟高 30 cm，寬 20 cm，壟距 75 cm，株距 30 cm，密度為4.5萬株/hm2，2011年5月25日栽植甘薯，10月25日收獲。

1.3取樣與測定方法

1.4指標計算方法

蔓薯比（T/R）=地上部分鮮重/地下部分鮮重

肥料貢獻率（fertilizer contribution rate，FCR）=（施肥區經濟產量-缺素區經濟產量）/施肥區經濟產量×100%

農學效率（agronomy efficiency，AE，kg/kg）=（施肥區經濟產量-缺素區經濟產量）/（施肥區施肥量-缺素區施肥量）

氮肥偏生產力（partial factor productivity，PFP，kg/kg）=施氮處理產量/施氮量

烯效唑貢獻率（uniconazole contribution rate，UCR）=（施藥區經濟產量-未施藥區經濟產量）/施藥區經濟產量×100%

綜上所述，針對一氧化碳中毒遲發型腦病患者應用依達拉奉聯合高壓氧進行治療效果顯著，具有較高的臨床應用價值。

1.5統計與分析

用 Microsoft Excel 和 DPS 軟件進行統計分析。

2　結果與分析

2.1不同氮肥施用量下葉面噴施烯效唑對濟薯 22干物質積累量的影響

隨著施氮量的增加，收獲期地上部干物質積累量呈 “M” 型變化趨勢。由表1可得，氮處理中，各施氮水平干物質積累量比對照 CK 均顯著提高，以N4最高，為 7.89 t/hm2，較對照增加 59.39%；噴施烯效唑后，干物質積累量隨著施氮量的增加變化趨勢與 N 處理相同，但除 N1-U 外，其值與 CK-U 相比均無明顯差異。同時，噴施烯效唑可使 N3-U、N4-U、N5-U 處理均比對應氮處理的干物質積累量明顯降低，降低幅度分別為 16.88%、16.73% 和 11.18%，說明烯效唑噴施對地上部分的徒長起到了抑制作用。當施氮量小于 N2（90 kg/hm2）時，烯效唑對干物質積累量的影響不明顯。

對地下部來講，當施氮量大于 N2（90 kg/hm2）時，氮處理和 N-U 處理干物質積累量均顯著降低，說明氮肥施用量大于 90 kg/hm2時可造成地上部分莖葉旺長，影響糖類物質向下運輸，從而造成地下部干物質積累量降低。噴施烯效唑后，N-U 處理的干物質積累量值均比氮處理高，其增長幅度由大至小為：N2-U＞N4-U＞N0-U＞CK-U＞N1-U＞N3-U＞N5-U，其中 N2-U 和 N3-U 顯著高于 N2和 N3，其他處理無明顯差異。

2.2不同氮肥施用量下葉面噴施烯效唑對 T/R 值的影響

甘薯的蔓薯比（Top/Root，T/R）是甘薯栽培中采取促控措施的重要依據，是反映同化產物分配的重要指標，當 T/R 值接近 1.00 時，說明同化產物分配達到平衡點，地上地下部協調生長［20］。由圖1可見，濟薯 22 從 85 天到 110 天，各處理 T/R 值從較高值迅速下降至接近 1.00，140 天收獲時，T/R 值在 1.00附近波動，隨著施氮量的增加，T/R 值呈緩慢增長趨勢。噴施烯效唑后，85 天時 T/R 值大幅下降，說明烯效唑提早了同化產物向下運輸時間，塊根形成越早越有利于膨大。從三個生育期的 T/R 值來看，N-U處理的值均有不同程度地下降，說明烯效唑可起到抑制地上部生長或促進地下部生長的作用。140 天時，烯效唑使 CK-U、N0-U、N1-U、N2-U 的 T/R 值降至 1.00 以下，其中 CK-U 處理 T/R 值最小，為0.52，說明烯效唑促使同化產物分配重心向地下轉移。當施氮量大于 N2-U 時，T/R 值大于 1.00，說明烯效唑控制作用小于施氮量對 T/R 值的影響。

表1　收獲期不同氮肥施用量噴施烯效唑的甘薯干物質積累量（t/hm2）Table 1　Effects of N application rate with or without uniconazole on dry matter accumulation of Jishu 22 during harvesting stage

圖1　不同生育期氮肥用量和烯效唑對濟薯 22 T/R 值的影響Fig.1　Effects of N application rate with or without Uniconazole on T/R value of Jishu 22 at different growth stages

2.3不同氮肥施用量下葉面噴施烯效唑對甘薯各器官氮素積累的影響

各器官含氮量揭示了甘薯氮代謝和生長發育的狀況。從圖2看出，各器官含氮量為甘薯蔓＞塊根。甘薯蔓中氮含量隨著生長天數的增長而降低，隨著施氮量的增加出現波動性地緩慢上升。85 天時甘薯蔓氮含量最高，各處理平均值為 3.14%；110 天時隨著氮素向地下轉移，甘薯蔓氮含量下降，各處理平均值為 2.96%；140 天收獲期，甘薯蔓平均氮含量降至 2.42%。N-U 處理中，噴施烯效唑提高了 85天和 110 天甘薯蔓的氮含量，但對收獲期甘薯蔓的氮含量影響不大。

塊根氮含量在三個生育期之間變化并不明顯，但在同一生育期內，隨著施氮量的增加，氮處理與N-U 處理氮含量兩線在 N2附近出現交點“ a”。85 天時，“ a” 點出現在 N2之后；110 天，“ a” 點處于 N2位置；140 天，“ a” 點出現在 N2（90 kg/hm2）之前。交點隨著生育期發展慢慢前移，表示可提高塊根氮含量的最小施肥量，在本試驗中 90 kg/hm2是最適宜施氮量。

圖2　不同施氮量對甘薯蔓及塊根氮素含量影響Fig.2　Effect of N application rate on N content in vine and storage root of Jishu 22 at different growth stages

2.4不同氮肥施用量下葉面噴施烯效唑對甘薯產量的影響

由表2可見，N1（45kg/hm2）的產量最高，N3、N4和 N5產量比 N1明顯降低。噴施烯效唑后，以N2-U 處理產量最高，當施氮量小于等于 N2（90 kg/hm2）時，甘薯產量隨施氮量的增加而增加；當施氮量大于 N2（90 kg/hm2）時，產量變化趨勢與單純氮處理相同，其值顯著降低。在同一氮水平下，噴施烯效唑可顯著提高 CK 與 N0的產量，其他處理差異不顯著。

表2　烯效唑對濟薯 22 產量的影響Table 2　Effect of uniconazole on yield of Jishu 22

2.5烯效唑調控效果及對氮素利用效率的影響

表征肥料利用效率的參數有很多，常用的有肥料貢獻率（FCR）、肥料農學效率（AE）［21-22］和作物的偏生產率（PFP）［23-25］等。FCR 是反映年投入肥料的生產能力的指標；AE 反映了單位施肥量增加作物產量的能力；PFP 反映投入基礎養分水平和化肥施用量綜合效應。根據比較目的不同，可選擇不同的參數。同理，通過比較氮處理和 N-U 處理產量，計算 UCR值，可以反映烯效唑的調控效果，得到烯效唑對產量的貢獻。

從表3可以看出，氮處理中，FCR 和 AE 值隨施氮量的增加先下降后上升，N1的 FCR 和 AE 值最高，N-U 處理中 N2最高，當施氮量大于 N2（90 kg/hm2）時，兩處理 FCR 和 AE 值均為負值；噴施烯效唑后，N-U 處理的 FCR 和 AE 值均比氮處理有所降低。氮 處理和 N-U 處理的 PFP 值均隨施氮量的增加而降低。噴施烯效唑后，除 N1-U 外，N-U 處理的PFP 值大于氮處理。N2水平下 UCR 值最大，說明烯效唑在 N2水平對產量的貢獻最大，烯效唑對產量的貢獻順序為N2＞N0＞CK＞N4＞N3＞N5＞N1。

表3　施氮量對氮素利用率的影響Table 3　Effects of N application rate on N utilization efficiency

3　結果與討論

烯效唑通過影響植物內源激素系統，起到調節植物生長的作用。前期在花生、小麥、大豆的研究都表明［16，26-27］，噴施烯效唑可降低作物頂端生長的優勢，控制節間長度，矮化植株，提高作物產量。

3.1施氮量與烯效唑對甘薯產量的影響

甘薯生長經歷了莖蔓伸長、分枝增加、光合作用產物由莖葉向塊根運輸、塊根膨大及干物質積累的過程。要獲得甘薯高產，需在其生長前期促進葉面積擴大，更重要的是使同化物質有效地向塊根轉運。前人對于烯效唑葉面噴施與甘薯的研究多集中于噴施條件與產量的關系研究。如李艷霞等［20］關于烯效唑噴施時期的研究，發現用 25 mg/L 的烯效唑15.0 g/hm2噴施甘薯，50 天噴藥處理的商品薯產量最高，比對照增加 10.61%；甘金初［28］關于烯效唑噴施濃度的研究，發現在 60 天噴施 15～40 mg/L 烯效唑均可降低株高，提高產量，其中 30 mg/L 的濃度產量最高，較對照增產 23.4%。對于氮肥施用量與甘薯產量的研究相對較多，大量的研究發現在低氮、中氮水平下，施氮量的增加可提高甘薯產量。當施氮量超過一定值時，塊根膨大受到制約，塊根產量開始下降。這是由于存在其他制約因素，符合肥料“報酬遞減律”及限制因子定律［29］。如 Hill 等［30］報道美國Wisconsin 甘薯適宜的氮肥用量為 0～46 kg/hm2；寧運旺等［31］試驗得出蘇北灘涂區甘薯適宜氮肥施用量為60 kg/hm2；賈趙東等［32］在南京地區典型馬肝土上進行的試驗表明，當施純氮為120 kg/hm2時，可發揮其高產潛能。

本研究比較了在不同施氮量下噴施與不噴施烯效唑對甘薯產量的影響。結果表明，氮處理中產量最高的為 N1處理，得到最佳施肥量為 N 45 kg/hm2；N-U 處理中，N2-U 產量最高，得到最佳施肥量為 N 90 kg/hm2。當施氮量大于 N290 kg/hm2時，氮處理和N-U 處理產量均明顯降低，烯效唑對產量的影響小于氮肥的影響，處理之間無顯著差異。在同一氮水平下，除 N1外，噴施烯效唑均提高了甘薯產量。

3.2施氮量與烯效唑對氮素積累的影響

氮素對植物的生長發育、產量形成和品質好壞起著極為重要的作用。在甘薯生長前期，葉蔓生長吸收大量氮，之后由于甘薯生長需求，肥料氮大量轉移到根塊中。徐聰等［6］利用15N 示蹤法研究甘薯氮素的吸收分配，發現生長前期15N 主要分配到地上部，75 天之后大量轉移到根塊，收獲期根塊中15N分配率大于葉片。噴施烯效唑有利于地上部葉片對氮素的同化，增加小麥葉片和莖中的氮含量［33］。噴施烯效唑，可促進植株對氮素吸收，提高大豆地上部和地下部全氮含量［15］。本試驗中得到，85 天甘薯蔓氮含量最高，并隨著生長天數增加而下降。噴施烯效唑提高了 85 天和 110 天甘薯蔓的氮含量，但對收獲期甘薯蔓的氮含量影響不大。同時，試驗發現，在同一生育期內，塊根 N 處理與 N-U 處理含氮量曲線規律性地出現交點，該交點隨著生育期發展慢慢前移，在 N2附近變化，表示可提高塊根氮含量的最小施肥量。在本試驗中 N2是最適宜施氮量。

3.3烯效唑對氮素利用效率的影響

魚彩彥［34］研究了氮肥及化控對旱地冬小麥水肥利用效率的影響，發現在一定的氮素濃度下使用生長調節劑可有效提高氮肥貢獻率。本試驗也發現，當施氮量等于 N2時，噴施烯效唑使得 N2-U 處理FCR、AE、PFP 值均升高。過高的施氮量（N＞90kg/hm2）使 N 處理和 N-U 處理的 FCR、AE 和 PFP 降低，FCR 和 AE 成為負值。 UCR 可更直接地得到烯效唑對產量的貢獻。通過對UCR的計算得出，合理施氮下，噴施烯效唑可提高甘薯產量。

綜上，通過化控的手段抑制封壟期后地上部分旺長，促進光合作用產物向塊根運輸可認為是提高甘薯產量的關鍵方法。但烯效唑的噴施濃度、噴施量對濟薯 22 營養品質、薯干品質及蒸煮后食味等性狀的影響仍需進一步研究。

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Suitable nitrogen fertilizer rate for foliar spray of uniconazole in sweet potato

MA Zheng1，2，WANG Xue-jun1，SUN Ze-qiang1，DONG Xiao-xia1*，ZHANG Li-ming3，WANG Bao-qing4，ZHANG Bo-song1，2
（1 Agricultural Resources and Environment Institute， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， Chian；2 Shandong Province Key laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer， Shandong Academy of Agricultural Science，Jinan 250100， China； 3 Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China； 4 Crop Research Institute，Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

【Objectives】A field experiment was carried out in order to determine the optimum nitrogen（N）application rate with or without applying uniconazole for dry matter accumulation（DMA）， top-root ratio（T/R）， N content of above and below-ground biomass， yield， N utilization efficiency and uniconazole contribution rate（UCR）of sweat potato（Jishu22）.【Methods】Using sweet potato cultivar of Jishu 22 as material， a fieldexperiment was carried out by setting-up N treatments（N）and N-uniconazole treatments（N-U）with different N application rates in Pingyin， Shandong Province. The N rates in treatments were 0， 45， 90， 135， 180， 270 kg/hm2，recorded as N0， N1， N2， N3， N4， and N5in turn. The uniconazole application rate was 25 mg/L， using no fertilizer as control. Dry matter accumulation（DMA）， N utilization efficiency and yield were recorded 85， 110 days after transplanting and during harvesting stage.【Results】1）The DMA of aboveground biomass increased with the increasing of nitrogen application rates， while the DMA in N-U treatments had no differences， except N1-U treatment. Spraying of uniconazole significantly reduced the DMA of aboveground in N3-U， N4-U and N5-U treatments. This suggested that the growth of aboveground biomass was constrained by uniconazole application. The DMA of underground biomass was significantly decreased when N application rate was higher than N2（90 kg/hm2）in both N and N-U treatments with the DMA higher in N-U treatments than that in N treatments. Significant correlation was noted between uniconazole and DMA of underground biomass in N1-U and N2-U treatments. 2）T/R ratio of N-U treatments decreased in all three growing periods， suggesting the retarded aboveground growth and accelerated underground growth by applying uniconazole. 3）Application of uniconazole increased N content of vine of Jishu22 after 85 and 110 days， while after 140 days it didn’t differ. There was a point in N content of storage root of Jishu22 between N and N-U treatments which was near the application rate of N2（90 kg/hm2）， this indicated that 90 kg/hm2was the minimum application rate with the aim to increase the N concentration of storage root. 4）The highest yield was found in N1（N 45 kg/hm2）in N treatments and N2-U（N 90 kg/hm2）in N-U treatments， respectively with no further increase in yield with excessive fertilizer application. At the same N application rate， the yield was found to increase in CK-U and N0-U treatments by the application of uniconazole. 5）With increasing N application， fertilizer contribution rate（FCR）and agronomy efficiency（AE）changed following the pattern of “V” in N treatment with the highest value in N1. FCR and AE decreased in all treatments except in N2-U treatment with uniconazole. Partial factor productivity（PFP）decreased with increasing fo N application with greater PFP in N-U treatments than those in N treatments. Uniconazole contribution rate（UCR）to yield followed the order of N2＞N0＞CK＞N4＞N3＞N5＞N1.【Conclusion】Nitrogen application rate is the key factor regulating yield of sweet potato（Jishu22）. The study suggested that the optimum N application rate was N145 kg/hm2in N treatment and N290 kg/hm2in N-U treatment. Higher yield and improved growth of aboveground and underground biomass were found after the application of uniconazole. Key words： sweet potato； uniconazole； dry matter accumulation； yield

S531； S482.8

A

1008-505X（2016）05-1433-08

2015-06-01接受日期：2015-10-23

國家甘薯產業技術體系北方區栽培（CARS-11-B-11）；山東省農業科學院青年科研基金資助項目（2014QNM56）資助。

馬征（1982—），女，山東濟南人，碩士，助理研究員，主要從事植物營養與肥料研究。E-mail：mazheng15@163.com

E-mail：dongxiaoxia612@163.com