腐植酸尿素對鮮食型甘薯生長及產量形成的影響

井水華，范建芝，馮維清，王洪芹，鄭鵬，段成鼎，黃成星

（濟寧市農業科學研究院，山東 濟寧 272031）

甘薯（Ipomoea batatas L.）高產穩產、抗逆性強、適應性廣，是重要的工業原料、飼料、新型能源及減災作物，是我國第四大糧食作物，種植面積和產量分別約占世界的40%和70%［1］。在植物必需的營養元素中，氮素是限制作物生長和產量形成的首要因素，合理施用氮肥有利于提高作物的合成速率和產量［2，3］。甘薯缺氮則生長受阻，產量降低，但過高的氮肥施用量，會導致莖葉徒長、延遲結薯，降低塊根產量［4，5］。在一定范圍內，甘薯莖葉重隨施氮量的增加而增加，當土壤水解氮含量超過70 mg／kg時甘薯植株容易徒長，經濟產量大幅下降［6，7］。

中國傳統氮肥如尿素等，其利用率較低，僅為30%～35%，造成氮素的大量流失，對環境構成嚴重威脅［8，9］。提高氮肥利用率是國家“十三五”節肥減藥目標的核心問題［10］。采用新型肥料，減少施用量，提高利用率顯得尤為重要。腐植酸是一類具有高生物活性的有機物質，具有較強的離子絡合和吸附能力，對礦質元素的緩釋增效作用明顯，且對植物的根系生長具有顯著的促進作用。腐植酸作為一種尿素增效劑，與尿素有機結合生成腐植酸尿素絡合物，有效降低氮素釋放速率［11］，從而使氮肥肥效延長，大大降低氮素的損失，提高氮肥利用率［12］。與普通尿素相比，施用腐植酸尿素可使棉花增產30%、肥效相應增加15%左右，作物吸氮量增加10%左右［13］。近年來，控釋尿素、腐植酸尿素等新型尿素產品在玉米、棉花、小麥等作物上的應用研究較多［14-18］，但在甘薯生產上的應用研究較少。本試驗以鮮食型甘薯徐薯32為材料，在當地甘薯田氮肥常規施用量的基礎上適當減少用量，研究減氮條件下腐植酸尿素、普通尿素對甘薯生長、產量形成及肥料利用率的影響，以期為甘薯施肥提供指導，達到甘薯高產高效和生態環境友好的目的。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2018年在濟寧市農業科學研究院試驗農場進行。試驗地為平原壤土，有機質含量1.62%、全氮1.17 g／kg、速效氮60.9 mg／kg、速效磷106 mg／kg、速效鉀150 mg／kg，pH值5.4。供試品種為鮮食型甘薯徐薯32，由江蘇徐州甘薯研究中心提供。供試肥料：普通尿素（N≥46.4%）、腐植酸尿素（N≥28.4%）。

1.2 試驗設計

在基施硫酸鉀（K2O≥51.0%）300 kg／hm2和過磷酸鈣（P2O5≥12.5%）450 kg／hm2條件下，氮肥施用量設7個處理，分別為：T1，當地甘薯田尿素常規施用量，195.0 kg／hm2；T2，尿素減量，165.0 kg／hm2；T3，尿素減量，147.0 kg／hm2；T4，等氮量腐植酸尿素施用量318.6 kg／hm2（與T1等氮量）；T5，腐植酸尿素減量，269.6 kg／hm2（與T2等氮量）；T6，腐植酸尿素減量，240.2 kg／hm2（與T3等氮量）；CK，不施氮肥。隨機區組排列，重復3次。小區面積31.5 m2。行長5 m，行距90 cm，7行區，株距25 cm。小區間設100 cm過道。供試肥料全部作基肥于起壟前均勻撒施。其他管理措施同一般大田。6月18日栽植，10月18日收獲，生長期為122 d。

1.3 測定項目及方法

分別在甘薯栽植后50、80 d和110 d進行取樣調查，每次挖取長勢基本一致的植株10株，調查分枝數、最長蔓長、單株地上和地下部鮮重，計算T／R值；將植株按葉、葉柄、莖和塊根分成四部分，混勻后各取100 g樣品烘干，并分別計算干物率。

收獲時取中間5行測產，并調查單株結薯數、單株薯重、薯塊干物率和商品薯率（商品薯塊重量≥100 g）。

計算公式：氮肥農學利用率（kg／kg）＝（施氮區甘薯塊根產量-不施氮對照區甘薯塊根產量）／施氮量；氮肥偏生產力（kg／kg）＝施氮區甘薯塊根產量／施氮量。

2 結果與分析

2.1 不同處理對甘薯T／R值的影響

由表1可以看出，隨著甘薯生長進程，各處理T／R值呈下降趨勢，除110 d時T6處理T／R值略低于CK外，其它處理整個甘薯生長期T／R值均高于CK。同一生長期同種肥料施用量越多T／R值越大，甘薯生長50 d和110 d時，各處理間甘薯T／R值差異不顯著，但生長80 d時，T1、T4處理甘薯T／R值與CK差異顯著。同一生長期，等氮量條件下，腐植酸尿素處理的甘薯T／R值與普通尿素處理差異不顯著。

2.2 不同處理對甘薯單株鮮重的影響

由表2可以看出，不同生長時期，甘薯單株地上部鮮重隨著氮肥施用量的增加而增加，用量越大地上部生長越快，各施肥處理均高于CK；等氮量條件下，腐植酸尿素處理地上部鮮重高于普通尿素處理，其中T4、T5單株地上部鮮重較高，說明腐植酸尿素能提高單株地上部鮮重。

表1 不同處理對甘薯T／R值的影響

除110 d時T1處理甘薯單株地下部鮮重略低于CK外，其它處理在不同生長時期均高于CK，說明本試驗條件下氮肥最高施用量并未造成甘薯莖葉旺長。甘薯生長80～110 d時，等氮量條件下腐植酸尿素處理的單株地下部鮮重高于普通尿素處理；110 d時T6、T5處理單株地下部鮮重最高，分別為858.0、849.2 g，比CK提高6.36%、5.27%。

表2 不同處理對甘薯單株鮮重的影響

2.3 不同處理對甘薯營養器官干物率的影響

由表3可以看出，甘薯生長50～80 d時不同處理甘薯葉片的干物率隨著生長時間的延長呈現相對穩定的趨勢，110 d時達到最大值。

50 d時，除T6處理外，其它處理甘薯葉柄干物率均比CK低，但差異不顯著；80 d時葉柄干物率在整個生育期處于最低值，施氮各處理均比CK低，除T6處理外，其它處理與CK差異顯著；110 d時不同氮肥處理葉柄干物率均比CK低，差異未達顯著水平。

由表4可以看出，甘薯生長50 d時不同氮肥處理莖蔓干物率均比CK低，差異不顯著；80 d時，T3、T6處理莖蔓干物率顯著低于CK，其它處理差異不顯著；110 d時，除T4處理外，其它處理莖蔓干物率均顯著低于CK。在整個生長期，不同處理甘薯莖蔓干物率均呈下降趨勢，同一生長時期內不同處理甘薯莖蔓干物率均低于CK，說明施用腐植酸尿素和普通尿素降低了甘薯莖蔓干物率。

在整個生長期，甘薯塊根干物率隨著生長時間的延長呈現增長趨勢。同一生長時期，各施氮處理的甘薯塊根干物率與CK差異不顯著。

表3 不同處理對甘薯葉片、葉柄干物率的影響

表4 不同處理對甘薯莖蔓、塊根干物率的影響

2.4 不同處理對甘薯農藝性狀的影響

由表5可以看出，T1、T4、T5處理平均最長蔓長比CK顯著提高33.67%以上。T1、T2、T4、T5處理平均分枝數比CK顯著提高18.87% ～36.79%。這表明施用腐植酸尿素、普通尿素均能提高甘薯平均最長蔓長和平均分枝數；減施氮肥甘薯平均最長蔓長、平均分枝數呈下降趨勢；等氮量條件下，腐植酸尿素、普通尿素對甘薯平均最長蔓長、單株分枝數影響無顯著差異。

T5、T2處理單株結薯數分別比CK 提高9.38%、6.25%，T5處理顯著高于其它處理。等氮量條件下，腐植酸尿素處理單株結薯數比普通尿素處理略高，但差異不顯著。不同氮肥處理單株薯重比CK提高1.26%～8.81%，其中T2、T3、T5、T6處理比CK顯著提高6.72%～8.81%。在一定范圍內，甘薯單株結薯數、單株薯重隨著氮肥施用量的減少表現出先增加后下降的趨勢。本試驗結果表明，在不降低甘薯單株結薯數、單株薯重情況下，氮肥適宜用量處理為T5、T6、T2。

與CK相比，腐植酸尿素、普通尿素均能提高甘薯商品薯率，除T2外，其它處理商品薯率比CK提高3.79% ～9.53%，差異均達極顯著水平，其中T5處理商品薯率最高，為97.11%。

表5 不同處理對甘薯農藝性狀的影響

2.5 不同處理對甘薯產量的影響

由圖1可以看出，不同氮肥處理的甘薯鮮薯產量比CK顯著增產6.51% ～19.35%，其中T5、T6處理鮮薯產量較高，分別比CK增產19.35%、17.60%。等氮量條件下，腐植酸尿素處理的鮮薯產量比普通尿素處理增產1.38% ～3.31%。T2、T3、T5、T6處理甘薯鮮薯產量比T1顯著提高8.47%～12.06%。

由圖2可以看出，不同氮肥處理的甘薯商品薯產量比CK顯著增產11.37%～30.72%，其中，T5處理最高，比CK增產30.72%；其次是T3和T6處理，分別比CK增產23.13%、22.05%。等氮量條件下，腐植酸尿素處理的甘薯商品薯產量比普通尿素處理最高增產11.70%。T2、T3、T5、T6處理甘薯商品薯產量比T1顯著提高5.08% ～17.38%。

圖1 不同處理對甘薯鮮薯產量的影響

圖2 不同處理對甘薯商品薯產量的影響

2.6 不同處理對甘薯氮肥農學利用率、偏生產力的影響

由表6可以看出，甘薯的氮肥農學利用率、氮肥偏生產力隨著氮肥施用量的減少呈上升趨勢，T5、T6處理氮肥農學利用率較高，分別為81.50、83.09 kg／kg，T3、T6處理氮肥偏生產力較高，分別為547.69、555.23 kg／kg。等氮量條件下，腐植酸尿素處理的氮肥農學利用率比普通尿素提高9.99%～52.98%，氮肥偏生產力提高1.38% ～3.31%。

表6 不同處理對甘薯氮肥農學利用率、氮肥偏生產力的影響

3 討論與結論

已有研究表明甘薯地上部和地下部協調生長及其與塊根產量的關系受氮肥的影響［19-23］，在一定范圍內，增施氮肥可提高甘薯干物質生產能力和塊根產量，而施氮量過高會延遲結薯，氮素主要分配于地上部莖葉中，氮素營養過剩，導致地上部旺長，塊根產量降低［24-27］。本試驗所用氮肥最高施用量并未造成甘薯莖葉旺長，施氮量越高，T／R值平衡點出現延后趨勢，但氮肥種類對甘薯T／R值影響不顯著；施用腐植酸尿素或普通尿素均能降低甘薯生長中期葉柄干物率，對莖蔓干物率影響不大，提高甘薯平均最長蔓長和平均分枝數，顯著提高商品薯率。腐植酸尿素比普通尿素提高甘薯單株地下部鮮重效果更好，在不降低單株結薯數、單株薯重條件下，施用腐植酸尿素可以達到減少氮肥施用量的效果。

在一定氮肥施用量條件下，腐植酸尿素、普通尿素均能提高鮮薯和商品薯產量，適當減少氮肥施用量，二者表現出顯著增產趨勢。與當地氮肥常規施用量（純氮90.0 kg／hm2）相比，氮肥用量減少15.38% ～24.61% 時，鮮薯產量顯著提高8.47%～12.06%，商品薯產量顯著提高5.08% ～17.38%；等氮量條件下，腐植酸尿素處理的鮮薯產量和商品薯產量分別比普通尿素處理最高增產3.31%、11.70%。

腐植酸尿素能比普通尿素提高氮肥農學利用率和偏生產力。與等氮量普通尿素相比，腐植酸尿素處理的氮肥農學利用率提高9.99%～52.98%，氮肥偏生產力提高1.38%～3.31%。

綜上所述，腐植酸尿素比普通尿素更能促進甘薯增產穩產，且能達到節肥增效、減少對環境污染的目的。