不同鉀肥施用量對馬鈴薯產量、品質及土壤質量的影響

張皓 周麗敏 申雙和

摘要：研究不同鉀肥施用量對微型馬鈴薯產量、品質及土壤質量的影響，為馬鈴薯生產和肥料管理提供科學依據。以微型馬鈴薯荷蘭7號為材料，于2016年3—6月在江蘇省南京地區設計6個施鉀處理：不施硫酸鉀肥（K0，對照）;硫酸鉀肥施肥量為300 kg/hm2（K1）、375 kg/hm2（K2）、450 kg/hm2（K3）、525 kg/hm2（K4）和600 kg/hm2（K5），統計馬鈴薯產量并測定淀粉、蛋白質和維生素C含量以及種植區土壤銨態氮、硝態氮、速效磷和速效鉀含量。結果表明，馬鈴薯產量及淀粉、蛋白質、維生素C含量的最高值分別出現在K3、K2、K3、K3處理;土壤銨態氮、硝態氮、速效磷和速效鉀的含量的最高值分別出現在K4、K3、K2和K5處理。研究認為適量增施鉀肥可使馬鈴薯產量，塊莖中淀粉、蛋白質及維生素C含量增加;隨著施鉀量的增加土壤銨態氮和速效鉀的含量均呈增加趨勢，而土壤硝態氮和速效磷含量在施鉀過量時呈降低趨勢。綜合馬鈴薯產量、品質及肥料成本等因素，硫酸鉀肥施用量為450 kg/hm2時效果最佳。

關鍵詞：鉀肥;馬鈴薯;產量;生理指標;土壤質量

中圖分類號： S532.06? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）11-0116-04

近年來，氣候變化對生態與環境產生了重大影響，并嚴重威脅到了農業生產與糧食安全。馬鈴薯作為世界第四大糧食作物，亦糧亦菜，具有生育期短、適應性強、營養豐富和經濟價值高的特點。其需求量在我國已進入快速增長期，種植面積呈逐年增加趨勢[1]。以往北方地區是我國馬鈴薯的主產區，但近年來，包括南方稻區在內的部分濕潤地區已快速發展為馬鈴薯種植最具潛力的地區之一。

鉀是作物維持正常生長發育所需的主要礦質元素之一，在眾多生理生化過程中起著至關重要的作用[2-4]。馬鈴薯作為典型的喜鉀作物，鉀素在馬鈴薯的生長發育過程中有著不可或缺的作用。近年來，不少學者就鉀肥施用量與馬鈴薯產量及品質性狀的關系開展了相關研究。王文麗等對甘肅省的相關研究表明，適量增施鉀肥有利于馬鈴薯各部分營養元素（氮、磷、鉀）和干物質的累積，可使馬鈴薯淀粉含量及產量增加[5]。高翔等研究發現，在同時控釋氮肥和鉀肥的基礎上，適量增施鉀肥可使還原糖含量下降，使馬鈴薯蛋白質、維生素C和淀粉含量增加，且控釋包膜氯化鉀較單一鉀肥處理對鉀肥利用率更高[6]。郭志平等研究同樣發現，增施鉀肥可促進根系活力，促使馬鈴薯葉綠素含量和塊莖商品率增加，進而影響馬鈴薯的品質[7]。還有研究表明，硫酸鉀較氯化鉀對馬鈴薯的增產效果更好[8-9]。另外，不同地區馬鈴薯的最適施鉀量存在差異。陳功楷等指出，浙江省溫州市甌海區馬鈴薯的最適硫酸鉀肥施用量為375 kg/hm2[10];牟百川等在貴州省銅仁市的研究表明，硫酸鉀肥用量為450 kg/hm2時馬鈴薯增產最明顯[11];徐德欽等對浙江省麗水市縉云縣馬鈴薯鉀肥施用量的研究指出，該地最優鉀肥用量為480 kg/hm2[12]。我國缺鉀較為嚴重的東部地區，不同硫酸鉀肥施用量對馬鈴薯產量形成、品質及土壤質量影響的相關研究還較少。

本研究選用生長期較短、經濟效益較高的微型馬鈴薯，一般可于每年5月底收獲，恰好避開了夏季高溫時段。采用外施不同用量硫酸鉀肥的方法，對比各鉀肥水平下馬鈴薯產量、質量及土壤養分的差異，以期能找到江蘇省南京市馬鈴薯種植的最適鉀肥施用量，為鉀肥的高效利用與農業生產提供科學有效的指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗于2016年3—6月在南京信息工程大學農業氣象站進行，試驗地屬于亞熱帶濕潤地區，海拔約為22 m，年均氣溫為15.6 ℃，年降水量在1 100 mm左右，供試土壤質地為壤質黏土，土壤pH值為6.8。

1.2 試驗設計

試驗共設6個處理，分別為不施硫酸鉀肥（K0，對照）;施硫酸鉀肥300 kg/hm2（K1）、375 kg/hm2（K2）、450 kg/hm2（K3）、525 kg/hm2（K4）和600 kg/hm2（K5）。設3個小區作為重復，采用隨機組合排列，重復之間留70 cm過道供試驗行走，小區面積為4 m×3 m=12 m2。薯種為微型馬鈴薯荷蘭7號，于2016年3月15日播種，6月20日收獲。大田試驗的播種密度為90 000株/hm2，種前按當地習慣施入有機肥 22 500 kg/hm2，在馬鈴薯膨大期之前各處理追施硫酸鉀復合肥112.5 kg/hm2，均使用固定量器將肥料均勻撒入每個小區。試驗期間控制各處理光溫、灌溉等環境條件適宜并一致。

1.3 試驗方法

1.3.1 馬鈴薯產量及生理指標的測定 馬鈴薯成株期時，在大田中每個小區用5點法隨機采5株于室內，分別對馬鈴薯塊莖淀粉及蛋白質含量和產量進行測定。其中，淀粉含量采用旋光儀測定;蛋白質含量采用考馬斯亮藍比色法測定;維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚法測定;產量采用1/1 000電子天平測定。

1.3.2 土壤養分指標的測定 播種前和收獲后，用土鉆鉆取表層20 cm土層的土，風干后用于土壤速效鉀、速效磷及有效氮含量的測定。其中，土壤硝態氮及銨態氮含量都采用流動注射儀進行測定，土壤速效磷含量用分光光度計測定，速效鉀含量用原子吸收光度計測定。

1.4 數據處理

采用Origin 9及SPSS 19對試驗數據進行整理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同鉀肥施用量對馬鈴薯產量的影響

不同處理下馬鈴薯產量見圖1，馬鈴薯增施鉀肥具有明顯的增產效果，相比于對照，在本試驗條件下施用鉀肥的增產幅度在12%～137%之間，且馬鈴薯產量隨鉀肥施用量的增加呈先增后減的趨勢。K3處理下馬鈴薯產量最高，達到 4 651.7 kg/hm2，較K0增加了137%，K2處理下馬鈴薯產量次之，為4 464.4 kg/hm2，較K0增加了127%。K2和K3處理下的馬鈴薯產量顯著高于其他處理，K1和K4處理差異不顯著，K5與K0處理下的產量最低，差異不顯著。

增施硫酸鉀肥可有效提高馬鈴薯塊莖的淀粉含量，但并不是施鉀量越高塊莖淀粉含量越大，這與陳學才等的研究結果[17]一致，與尚文艷等馬鈴薯淀粉含量隨鉀肥施用量的增加而增加的結果[18]不一致。可能與試驗地的選擇、馬鈴薯品種及鉀肥梯度的設定不同有關。黃繼川等的研究表明，馬鈴薯蛋白質含量隨鉀肥用量的增加呈先升后降的趨勢[19]，這與本試驗研究結果一致。已有學者提出，高等植物維生素C的合成方式有碳鏈倒位途徑、鄰酮醛糖途徑、L-半乳糖途徑和糖醛酸途徑等學說[20]，被廣泛認可的是L-半乳糖途徑，方式為以D-果糖-6-磷酸為起始原料，在一系列酶的作用下經過催化反應，最終生成維生素C[21]。本研究發現施用鉀肥后，馬鈴薯塊莖維生素C含量均有升高。這與有關研究結果一致[22]。這可能是由于增施鉀肥后馬鈴薯合成維生素C的原材料增多，相關酶的活性增加，從而使維生素C含量升高。而隨著施鉀量的增加維生素C合成的促進效應減小，在生產中可適量增施鉀肥[23]，從而促進馬鈴薯營養物質含量的提高而避免肥料的浪費。

不同鉀肥施用量下土壤銨態氮含量無顯著性差異，這與康小華的研究結果[22]一致，可能是因為土壤銨態氮具有移動性強的特點，可直接被植物吸收利用，且影響因素較多[24]。土壤硝態氮含量先增后減，其變化趨勢與馬鈴薯產量基本一致，硝態氮含量高時，馬鈴薯產量也高。再者，土壤銨態氮與硝態氮表現出此消彼長的特征，這是由于硝化作用的存在使得銨態氮與硝態氮相互轉化所致。適量增施鉀肥可以提高土壤速效磷含量，但施用量過多反而會使土壤速效磷含量降低，可能是因為鉀肥在一定范圍內可以促進根系活力，影響酶的分泌，促進有機態的磷向速效磷轉化，但施鉀過多時根系吸收較快，致使土壤速效磷因不能及時獲得補充而降低[25]。施鉀處理下土壤速效鉀含量較不施鉀處理顯著升高，且在一定的硫酸鉀肥施用范圍內，土壤速效鉀含量增幅不大，這可能是因為飽和現象使得鉀肥貢獻降低[26]。在半濕潤的南京地區，降水較多造成鉀的淋失和風化嚴重也可能會影響土壤鉀平衡，進而影響土壤速效鉀含量[3]。

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