鉀肥對甘薯品種‘龍紫4號’高產生理特性的影響①

黃艷霞 郭其茂 林子龍 陳根輝

(龍巖市農業科學研究所 福建龍巖364000)

甘薯是繼水稻、小麥和玉米后第四大糧食作物和重要的工業原料作物［1］。我國年種植甘薯在3.3×106hm2左右，約占世界總面積的30%；總產量7 000萬t左右，約占世界總產量的40%，是世界甘薯主產國［2］。甘薯是典型的喜鉀作物，增施鉀肥可以增加干物質產量，提高干物質在塊根重的分配率，提高塊根產量，所以甘薯生產十分重視施用鉀肥［3-8］。本試驗研究鉀肥對紫心甘薯品種‘龍紫4號’的高產栽培影響，為科學施用鉀肥提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在龍巖市新羅區大池鎮雅金村進行，土壤類型為沙壤土，肥力中等，排灌良好，有機質1.35%，堿解氮92.5 mg/kg，速效磷40.8 mg/kg，速效鉀118.6 mg/kg。

試驗品種為龍巖市農業科學研究所育成的紫薯新品種‘龍紫4號’，供試肥料為尿素（含N≥46.4%），普通過磷酸鈣（含P2O5≥12%），硫酸鉀（含K2O≥50%），所有肥料均在插栽前作為基肥條施，常規田間管理。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗采用單因素完全隨機區組設計，設4個處理：不施鉀肥（CK）、施鉀（K2O）80 kg/hm2（K1）、施鉀（K2O）160 kg/hm2（K2）、施鉀（K2O）320 kg/hm2（K3）3個施鉀水平。普通尿素純N 96 kg/hm2，磷肥P2O564 kg/hm2。試驗設12個小區，隨機排列，小區面積18 m2，3行區種植，行距1 m，種植密度為56 000株/hm2，試驗地周圍設置保護行。栽插時間為6月29日，收獲時間為11月16日，全生育期140 d。

1.2.2 田間調查與生理指標測定

分別于栽插后第30、60、90、120天進行田間生長發育動態調查，選取生長均勻一致有代表性的單株作為調查對象，每個品種調查5株，重復3次，主要調查單株的最長蔓長、分枝數、莖葉鮮重和地下部鮮重，采用烘干法測定莖葉和地下部干物質含量，測定葉片相對葉綠素含量。

葉片相對葉綠素含量采用便攜式葉綠素測定儀（型號SPAD502）測定。

1.2.3 數據統計與分析

試驗數據采用Excel和DPS統計分析。

2 結果與分析

2.1 地上部生長動態

2.1.1 最長蔓長、分枝數

鉀肥處理在不同生育期的地上部生長動態（表1）可以看出：最長蔓長在調查的4個時期，K2、K3處理均比CK、K1的長，但是K2、K3處理間差異不顯著。在30 d，4個處理的差異均不顯著；60 d，K1、K2、K3處理最長蔓長顯著比CK的長，但是K1、K2、K3處理間差異不顯著；在90、120 d時，K1、K2、K3處理的最長蔓長也顯著比CK長，且K2、K3與CK的差異達到極顯著。在30、60 d時，CK的分枝數顯著少于K1、K2、K3處理，但是K1、K2、K3處理間的差異不顯著；90 d時，K2處理的分枝數與CK的差異達到顯著，120 d各處理的分枝數差異均不顯著。

2.1.2 莖葉生產動態

從表1可以看出，莖葉鮮重在30 d時，各處理差異不顯著；在60、90、120 d時，K2、K3處理的莖葉鮮重極顯著比CK的重。在栽后30～60 d，莖葉生長速度是K3最快，每株日增15.53 g，K2、K1、CK依次為15.41、14.68、10.32 g；60～90 d，CK的莖葉增長速度出現負增長，K1、K2、K3都保持一定的莖葉生長速度，可見CK出現早衰，其他鉀肥處理中期莖葉生長穩定，為促進光合作用產物的形成、運輸和地下部“庫”容的擴大維持持續的“源”動力。

2.1.3 葉片相對葉綠素含量

葉綠素含量可以反映出葉片光合作用的效率。從圖1得知，鉀肥處理對‘龍紫4號’的葉片相對葉綠素含量影響不大。

2.2 地下部生長動態

地下部生長動態分析（圖2）表明：在栽后30 d，各處理的單株結薯數和結薯重差異不大，可見‘龍紫4號’早期都是地上部生長，結薯比較晚。60 d時，薯塊膨大期開始，施鉀肥處理的結薯數明顯比CK多，30～60 d的薯重日增重率CK、K1、K2、K3依次是 4.91、5.72、6.48、5.61。到90 d時，K2的結薯數和單株薯重分別為5個、528.50 g，位列第一，CK的結薯數最少，單株結薯重與K1相當，60～90 d時K1的結薯數不再增加，薯重增長速率明顯比其他3個處理緩慢，K2、K3的薯重增長速率均達到10.79、10.78。到120 d時，只有K3處理的結薯數還在增加，但是單株薯重增長不明顯，K2的單株薯重最大，為618.9 g，90～120 d由于地上部的衰減，薯重增長速率都明顯降低，只有K2處理的增長速率還保持在3.01，可見K2處理對‘龍紫4號’地下薯塊重量的累積最合適。CK處理‘龍紫4號’的干物率高于鉀肥處理，各鉀肥處理對‘龍紫4號’干物率影響不大。

表1 鉀肥對‘龍紫4號’不同時期的地上部生長動態的影響

圖1 鉀肥對‘龍紫4號’不同時期的的葉片相對葉綠色含量的影響

2.3 干物質積累與分配的動態變化

甘薯的產量取決于干物質總量大小及其分配到塊根中的比例，干物質生產的“源”是進行光合作用的葉片，“庫”是積累干物質的塊根，“流”則是干物質由源到庫運輸的能力。也就是說甘薯要獲得高產，源、庫、流關系必須協調，不僅要求“源”利用光能的效率高，“庫”接受同化物的容量大，更要求“流”暢［9］。從表2可以看出，K2處理的生物產量高于其他處理，特別在中后期極顯著高于CK、K1處理，說明K2處理對甘薯生長最合適，早期地上部生長旺盛，有足夠的“源”，中后期“流”暢，地下“庫”容量大，在120 d，K2處理的經濟產量達到最大。K3處理的經濟產量與處理K2的差異不顯著，但從經濟效益上考慮，K3處理明顯比K2差。T/R值在甘薯的生長過程中整體呈下降趨勢，表明光合產物向塊根轉移，其下降幅度大小也表明營養物質轉移的程度。由表2可以看出，在K2處理，前期T/R值最高，在中后期T/R值接近1也較快，說明K2處理下，光合產物向地下根部轉移的速度明顯高于其他處理。

圖2 鉀肥對‘龍紫4號’不同時期的的地下部生長動態的影響

表2 鉀肥處理在‘龍紫4號’不同生育期的干物質積累與分配動態

3 討論

作物的生物產量取決于光合作用積累的干物質量，經濟產量取決于光合同化物的運輸和分配，鉀不但可影響作物光合作用，而且能促進光合同化物的輸送［10］。施鉀肥處理的甘薯前期地上部莖葉生長比不施肥的快，中期穩定，利于光合面積的形成，后期光合產物向地下部根塊轉移，莖葉增速減慢，利于“庫”的形成。在本研究中，鉀肥對‘龍紫4號’不同時期的葉片相對葉綠素含量的影響不大，可能是因為葉片相對葉綠素含量不能全面反映光合作用，與當時的光照強度和測定位置有關，不能體現規律變化。在寧運旺等［11］的研究中提出不同基因型的干物質積累和分配及鉀效率在不同供鉀水平下存在明顯差異。甘薯干物質的形成，有90%～95%是來自光合作用的產物。葉片為同化器官，它是制造和供應塊根有機物的基礎，所以，甘薯地上部莖葉的生長和光合功能的大小，直接關系到養分的制造、分配和積累，對實現高產有重要意義。本實驗中，‘龍紫4號’的在施鉀水平是（K2O）160 kg/hm2時，前期T/R值最高，在中后期T/R值接近1，說明此處理‘龍紫4號’前期地上部植株早發，生長旺盛，中期健旺，后期不早衰，光合同化物的輸送也快。楊愛梅等［12］研究表明，增施鉀肥可以提高‘商薯19’的單株結薯數和分枝數，縮短最長蔓長。在本研究中，增施鉀肥可以提高‘龍紫4號’的單株結薯數和分枝數，對蔓長的影響結果不同，這可能與‘龍紫4號’地上部生理特性有關，‘龍紫4號’是長蔓型品種，前期地上部生長迅速，在后期研究中會著重研究生長素對地上部生長的影響。

試驗中鉀肥處理與對照在前期表現的差異不大，推測‘龍紫4號’結薯比較晚，鉀肥對‘龍紫4號’高產的影響關鍵期在60 d以后，后期在鉀肥追施與基施差異上做進一步研究。

本研究表明，施鉀肥處理的甘薯前期地上部莖葉生長比不施肥的快，分枝數明顯多于CK，K2處理，莖葉生長速度前期快速，中后期穩定，利于后期地下部塊根的積累；施鉀（K2O）160 kg/hm2對‘龍紫4號’地下薯塊干物質的累積最合適，光合產物向地下根部轉移的速度明顯高于其他處理，過量增施鉀肥對甘薯地下部干物質的累積效果不顯著。本試驗中，施鉀量（K2O）160 kg/hm2是‘龍紫4號’高產高效的施鉀栽培模式。