追肥對馬鈴薯農藝性狀、產量及品質的影響

張成龍，謝雪瑩，張麗莉，石 瑛*

（1.東北農業大學農學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.寒地糧食作物種質創新與生理生態教育部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150030）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是茄科（Solanaceae）茄屬（Solanum）一年生草本植物，又名洋芋、土豆、山藥蛋。明朝萬歷年間馬鈴薯由歐洲傳入中國，至今已有400 多年的栽培歷史[1]。2021 年中國馬鈴薯播種面積為421.8 萬hm2，占全球的26.6%，鮮薯總產量為7 823.7 萬t，占世界的21.8%，位居世界第一[2]。肥料是提高土壤肥力、調節植株生長發育、提升作物產量和品質的重要物質基礎。馬鈴薯對氮吸收較早，對鉀吸收較遲，對磷吸收較慢、較少。充足的氮素可以使馬鈴薯莖葉繁茂、葉色深綠、葉面積系數增加、光合作用強度增強[3,4]，塊莖膨大期對氮的吸收達到最大值[5]。因此，利用中耕追肥栽培模式，不僅能推動馬鈴薯植株生長和根系發育，還能提高肥料利用率，提高總產量與商品薯率[6]。與常規根部施肥相比，葉面施肥具有快速、高效、操作簡單和減少施肥總量等優勢[7]，因而合理施用葉面肥對提高作物產量和品質具有重要意義。常見的葉面肥種類有腐植酸、有機質、微量元素等[8]，湯云川等[9]研究追施水溶性生物腐植酸有機肥對馬鈴薯產量的影響，結果表明，在馬鈴薯現蕾期后，連續噴施水溶性生物腐植酸有機肥能起到增產、增收的效果。昝亞玲等[10]使用土施或結合葉面噴施微肥后玉米和大豆籽粒中硒、鋅、鐵含量明顯增加，大白菜[11]、花生[12]、甜菜[13]等農產品的產量和品質也隨著微量元素的噴施而得到顯著提升。本試驗對5 種追肥處理進行比較，為馬鈴薯追肥種類的選擇提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022 年在東北農業大學向陽試驗示范基地馬鈴薯試驗地進行。向陽試驗示范基地位于黑龍江省南部地區，屬于中溫帶大陸性季風氣候，晝夜溫差大，全年平均降水量569.1 mm，降水主要集中在6～9月。土壤類型為淋溶黑鈣土，試驗地前茬為大豆，土壤肥力水平見表1。

表1 土壤肥力水平Table 1 Soil fertility levels

1.2 試驗材料

馬鈴薯鮮食型品種‘東農312’和加工型品種‘東農321’，種薯級別為原種，選用無病害侵染且大小均勻一致的種薯切塊種植，切塊重約50 g，由東北農業大學馬鈴薯研究所提供。供試化肥為市售尿素（N 46%）、磷酸二銨（N 18%，P2O546%）和硫酸鉀（K2O 50%），3 種葉面肥主要成分分別為腐植酸、有機質和微量元素Zn、Mn。

1.3 試驗設計

對2 個品種分別采用單因素隨機區組試驗設計，單因素為追肥處理。常規追肥為對照，4個追肥處理（表2），每個處理3次重復。每小區種植5行，行長5 m，壟距0.8 m，栽培密度為5.1 萬株/hm2?；剩耗蛩兀∟ 120 kg/hm2）、磷酸二銨（N 43 kg/hm2，P2O5110 kg/hm2）和硫酸鉀（K2O 140 kg/hm2）?；试诓シN時（5月9日）開溝一次性施入，5種追肥于現蕾期施入，葉面肥每7 d 噴施1 次，連續2 次。于2022年5月9日播種，9月26日收獲。

表2 追肥試驗設計Table 2 Experimental design of topdressing test

1.4 數據采集

1.4.1 農藝性狀采集

試驗在馬鈴薯苗期（T1）、現蕾期（T2）、初花期（T3）、盛花期（T4）和終花期（T5）進行農藝性狀的調查。

調查時，每個小區隨機選取15 株馬鈴薯植株測量其農藝性狀。

（1）株高：用直尺測量植株從土壤表面到主莖頂端的高度（cm），精確到0.1 cm。

（2）莖粗：用電子游標卡尺測量植株最粗莖的直徑（mm），精確到0.01 mm。

（3）SPAD 值：采用SPAD-502 Plus 葉綠素儀對植株進行測定，葉片選取為倒三、倒四功能葉片，測量3次并取平均值。

（4）冠層覆蓋度：采用Canopeo 軟件對植株進行拍照測量，測量時手機平行于地面，在距離地面60～70 cm處進行拍照記錄。

1.4.2 產量性狀測定

收獲時對馬鈴薯產量進行調查，每小區去除兩側邊際行，從中間3行中，每行隨機選取15株測定單株結薯數、單株產量、商品薯（重量＞75 g）數和商品薯產量，并計算單薯重和公頃產量。

單薯重（g）=單株產量/單株薯數

1.4.3 品質性狀測定

（1）干物質含量：采用烘干法[14]測定干物質含量。記錄鮮重、干重，計算出干物質含量。將烘干后的樣品用粉碎機粉碎，過篩，密封干燥下保存，用于后續其他品質指標的測定。

干物質含量（%）=干重/鮮重×100

（2）淀粉含量：采用碘比色法[14]對樣品進行淀粉含量測定。

（3）粗蛋白含量：采用近紅外光譜分析法[15]對樣品進行粗蛋白含量測定。

（4）維生素C含量：采用2,6-二氯靛酚（2,6-D）滴定法[16]對樣品進行維生素C含量測定。

（5）還原糖含量：采用3,5-二硝基水楊酸比色法[17]對樣品進行還原糖含量測定。

1.5 數據統計

數據處理與作圖使用Microsoft Excel 2019 軟件。使用DPS 7.05數據處理系統進行統計分析，采用最小顯著差數（Least significant difference，LSD）法進行處理間差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 追肥對馬鈴薯農藝性狀的影響

在初花期，‘東農312’株高、莖粗、SPAD 值和冠層覆蓋度受追肥處理影響達到顯著或極顯著水平，‘東農321’莖粗、SPAD 值和冠層覆蓋度受追肥處理影響極顯著；在盛花期和終花期追肥處理對2 個品種的株高、莖粗和SPAD 值均有顯著或極顯著的影響（表3）。

表3 不同追肥處理下各生育時期2個馬鈴薯品種農藝性狀方差分析（F值）Table 3 Analysis of variance for agronomic character of two potato varieties under different topdressing treatments(F value)

2.1.1 追肥對馬鈴薯株高的影響

在盛花期，‘東農312’的CK（對照組）和C3 處理株高增長較快，各追肥處理間表現為C3＞CK＞C4＞C1＞C2，C3 處理株高最大，為72.15 cm，與CK 相比增長了6.11%。C2 處理株高最小，且顯著低于其他處理，為64.38 cm?！畺|農321’的C1 和C2處理對株高促進作用明顯，與CK相比，C1、C2和C4 處理均有提升，且C1 處理與CK 相比差異達到顯著水平，增幅為9.59%。在終花期，除‘東農312’的CK、C2和C4處理及‘東農321’的C2處理株高略有上升外，其他處理下2個品種株高均有所下降（圖1）。

圖1 不同追肥處理下2個馬鈴薯品種株高的動態變化Figure 1 Dynamic changes of plant height of two potato varieties under different topdressing treatments

2.1.2 追肥對馬鈴薯莖粗的影響

生育期內馬鈴薯莖粗隨著生育時期的推進，莖粗呈上升趨勢，且追肥后增幅變大。在初花期，‘東農312’在各處理下株高均顯著低于CK，C1、C3 和C4 處理間差異不顯著，均為12 mm 左右；‘東農321’與CK 相比，C1 和C2 處理莖粗顯著增大，增幅分別為12.90%和5.57%。在盛花期，‘東農312’的C3、C4 和CK 處理間無顯著差異，C2 處理與CK 相比顯著降低，減小15.34%；‘東農321’的C1顯著高于其他處理，為13.02 mm，C2處理略高于CK，C3 和C4 處理與CK 相比顯著降低。在終花期，各處理下2 個品種莖粗差異基本趨于穩定（圖2）。

圖2 不同追肥處理下2個馬鈴薯品種莖粗的動態變化Figure 2 Dynamic changes of stem diameter of two potato varieties under different topdressing treatment

2.1.3 追肥對馬鈴薯SPAD值的影響

隨著生育期的推進，SPAD 值呈下降趨勢。在初花期，各追肥處理對2 個品種SPAD 值影響達到顯著水平，‘東農312’在C4 處理下顯著高于CK，增幅為5.54%，C2 處理與CK 相比顯著降低，僅為40.04；‘東農321’的C3、C4和CK處理較高，均在46 以上，與CK 相比，C1 和C2 處理顯著降低，降幅分別為3.73%和11.52%。在盛花期，‘東農312’的C3、C4和CK處理較高，SPAD值在43以上，C1和C2 與CK 相比顯著降低；‘東農321’的C3 和CK處理顯著高于其他處理，SPAD 值分別為43.60 和44.68。在終花期，‘東農312’除C3 處理外，其他處理下降速度均較快；‘東農321’的C3 處理顯著高于其他處理，與CK相比增加了6.79%，SPAD值為40.69（圖3）。

圖3 不同追肥處理下2個馬鈴薯品種SPAD值的動態變化Figure 3 Dynamic changes of SPAD value of two potato varieties under different topdressing treatments

2.1.4 追肥對馬鈴薯冠層覆蓋度的影響

馬鈴薯冠層覆蓋度隨生育期的推進呈逐漸上升趨勢，在盛花期冠層覆蓋度基本穩定?！畺|農312’在初花期冠層覆蓋度表現為CK＞C3＞C4＞C1＞C2，C3 和C4 處理略低于CK，分別為85.34%和83.73%，且三者間差異不顯著；C1和C2處理冠層覆蓋度較小，為79.29%。初花期，‘東農321’的C1 和C2 處理冠層覆蓋度較高，與CK 相比分別增加了10.85%和7.92%；C3、C4和CK間差異不顯著，均低于80%（圖4）。

T圖1 4 T不2 同追T3肥 處T理4 下2T個5 馬鈴薯品T種1 冠層T2覆 蓋T度3 的動T態4 變化T5Figure 4 Dynamic changes of canopy cover of two potato varieties under different topdressing treatments

2.2 追肥對馬鈴薯產量及其構成因素的影響

不同追肥處理對‘東農312’和‘東農321’產量和商品薯產量影響均達到顯著水平?！畺|農312’的C3 處理產量和商品薯產量表現較好，分別為54 748 和43 832 kg/hm2，產量較CK 增長3.43%，商品薯產量與CK 基本相同。C4 處理產量略低于CK，為51 919 kg/hm2，商品薯產量與CK 相比下降達到顯著水平。C1、C2處理下，與CK相比產量均降低，降幅分別為6.89%和15.01%，C2 處理和CK差異顯著；商品薯產量均低于39 000 kg/hm2?！畺|農321’在C1 和C2 處理下產量有所提升，與CK 相比分別增產8.50%和5.62%，C1處理下商品薯產量顯著上升，相比于CK 增產12.83%，其他各追肥處理商品薯產量均未超過33 000 kg/hm2。C3、C4處理和CK 產量差異未達到顯著水平，在45 973～47 932 kg/hm2。從產量構成因素上看，‘東農312’在C3處理下單株結薯數較高，為12.4個，C3和C4處理單株結薯數與CK 無顯著差異。C1 和C2 處理下單株結薯數均顯著低于CK，分別為10.6 和9.9 個，各追肥處理間單薯重差異不顯著?！畺|農321’在C2和C4處理下單株結薯數提升較大，顯著高于CK，分別增長了15.81%和19.05%，但C4 處理的單薯重較低，各追肥處理間除C4 處理外均達到100 g以上（表4）。

表4 不同追肥處理對2個馬鈴薯品種產量及其構成因素的影響Table 4 Effects of different topdressing treatments on yield and its component factors of two potato varieties

2.3 追肥對馬鈴薯塊莖品質的影響

各追肥處理對2個品種塊莖干物質、淀粉、粗蛋白、維生素C和還原糖含量的影響均達到顯著水平?！畺|農312’的C1處理干物質、粗蛋白和還原糖含量較低，但淀粉和維生素C 含量顯著高于CK，分別為15.91%和10.13 mg/100 g；C2處理僅蛋白質含量相對較高，為2.08%，但仍低于CK；C3 處理下干物質和淀粉含量均較高，且淀粉含量為16.25%，顯著高于其他處理，與CK 相比增長了5.72%，但粗蛋白含量較低，僅為1.85%；C4 處理下各項品質性狀表現較均衡，干物質和維生素C含量與CK相比無顯著差異，淀粉含量高于CK，增長了3.43%?！畺|農321’在C1 處理下還原糖含量與CK相比顯著降低，僅為0.15%，且維生素C含量為10.30 mg/100 g，顯著高于其他處理；C2 處理各項品質指標均顯著低于CK；C3 和C4 處理下，‘東農321’的干物質、淀粉和還原糖含量基本相同，且均與CK無顯著差異，維生素C含量均高于CK（表5）。

表5 不同追肥處理對2個馬鈴薯品種塊莖品質的影響Table 5 Effects of different topdressing treatments on tuber quality of two potato varieties

3 討 論

馬鈴薯對不同養分的吸收量、吸收時期、利用效率均不同，因此科學追施肥料是馬鈴薯莖葉繁茂、根系健康發育、產量及肥料利用率協同提高的措施。但生產中化肥施用量持續增加，且過量使用化肥帶來的危害已開始凸顯。土壤有機質的減少、土壤生產力的衰退以及化肥利用率的下降等已經成為作物產量提高的關鍵性限制因子[18]。因此，為減少化肥的不合理施入，同時保證作物產量的提升，可以通過葉面施肥的方式來起到節肥增產的作用[19]。在馬鈴薯生長發育過程中，還需要關注微量元素的施入，適量噴施微量肥料對馬鈴薯的生長有促進作用。梁帥等[20]研究表明，施加腐植酸和微量元素可以增強馬鈴薯抵抗不良環境的抗性并延緩葉片衰老，從而提高馬鈴薯產量和商品薯率。噴施微肥可以增加塊莖中淀粉、還原糖、維生素C含量[21]。本研究中，追施有機質和鋅、錳對‘東農312’植株生長起到促進作用，株高和SPAD值均有上升，并且顯著提高了馬鈴薯塊莖中淀粉的含量。施用有機肥料同樣可提高稻谷產量[22]、能促進西瓜生長、提高西瓜果實產量[23]。本試驗中噴施腐植酸和有機質對‘東農321’產量無顯著影響；減氮追肥對‘東農321’產量有促進作用。追肥時期通過用噴施葉面肥的方式替代傳統化肥追施的方式，能夠維持馬鈴薯產量。

合理追肥能有效提高塊莖淀粉、蛋白質和維生素C 含量[24]。郝智勇[25]研究發現，噴施中微量元素顯著提高了馬鈴薯產量以及淀粉、蛋白質和總糖含量。本試驗研究結果顯示，不同肥料處理對馬鈴薯品質具有一定的影響。各追肥處理中，追施有機質和鋅、錳微量元素，可以顯著提高‘東農312’塊莖中淀粉含量，減氮追肥處理后，其維生素C含量最高。白雪[26]發現，噴施腐植酸后馬鈴薯淀粉和粗蛋白等含量均有顯著提高，而本試驗中施加腐植酸對馬鈴薯塊莖品質指標提升效果不顯著，且干物質和淀粉含量有所降低。張愛華等[27]研究結果表明，僅部分腐植酸復合肥對馬鈴薯品質有促進作用，因此，這可能與其試驗所用的腐植酸種類與本試驗不同有關。綜合分析表明，追施葉面肥可以改善塊莖中干物質、淀粉、維生素C、還原糖和蛋白質含量，提高馬鈴薯品質。