李 凯,张国辉,郭志乾,余帮强,张新学,颉瑞霞,吴林科,张建虎
(宁夏农林科学院固原分院,固原 756000)
马铃薯(Solanum tuberosum L.)作为我国第四大主要粮食作物,也是宁夏优势特色作物之一,其块茎富含淀粉、蛋白质、糖类、脂肪和各种维生素[1]。宁夏每年马铃薯种植面积在20万公顷左右,主要种植区域分布在宁夏南部山区[2],是当地解决温饱和粮食安全的重要保障。微量元素是作物生长所必需的营养元素,它与生物分子蛋白质、多糖、核酸、维生素等密切相关[3~5]。相关研究表明,在马铃薯生育过程中适量施入Fe、Zn、Mn等微量元素,对提高其产量和品质具有十分重要的意义[6]。近年来,微肥的施用虽然已经被重视,但在马铃薯生产上,有关施用微肥来提高产量和品质的报道较少。本研究通过采用叶面喷施Fe、Zn、Mn微量元素肥料的方法,研究其对马铃薯产量、品质和块茎中Fe、Zn、Mn含量的影响,为宁南山区马铃薯栽培上合理施用微量元素肥料提供科学依据。
试验在固原市农科所头营科研基地进行,海拔1550 m。初霜期9月上中旬,终霜期次年5月上中旬,年降水426 mm。土壤类型以黄绵土、黑垆土为主。耕层土壤有机质含量平均为10.0 g/kg,碱解氮41.3 mg/kg,有效磷 6.7 mg/kg,速效钾 122.6 mg/kg,pH值 6.3,有效锌 0.25 mg/kg,有效锰3.32 mg/kg,有效铁 3.25 mg/kg。
供试品种为国家马铃薯产业技术体系提供的‘宁薯14号’,供试锌肥为硫酸锌,铁肥为七水硫酸铁,锰肥为硫酸锰。
试验采用随机区组设计,共设4个处理:1.喷施 Fe;2.喷施 Zn;3.喷施 Mn;4.喷施清水(CK),各3次重复。平种垄作方式种植,5行区,行距50 cm,株距33 cm,小区面积30 m2。试验用微量元素肥料溶于自来水后2 min喷施,喷施浓度均为100 mg/L,在苗期和薯块膨大期各喷施1次,喷施时以所有叶片湿润为标准。播种前各施农家肥(牛粪)30 000 kg/hm2,磷酸二铵 225 kg/hm2,现蕾期结合中耕培土追施尿素75 kg/hm2。
马铃薯块茎中淀粉含量利用蒽酮硫酸法测定[7];还原糖含量利用 3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法测定[8];维生素C含量利用2,6-二氯靛酚滴定法测定[9];有效 Fe、Zn、Mn含量利用 DTPATEA浸提 -AAS法测定[10]。
采用Excel2007、DPS9.50数据处理软件进行数据处理和分析。
从表1可以看出,喷施 Fe、Zn、Mn,可以促进马铃薯植株生长发育,其中施Mn处理的株高较对照增加了15.48%,差异达到极显著;施Fe、Zn处理较对照分别增加了2.09%、1.67%,但差异不显著。
表1 各处理马铃薯株高Table1 Plantheightofpotatounderdifferenttreatments
从表2可以看出,喷施 Fe、Zn、Mn,虽然单株块茎重、商品薯率都有所增加,但各处理间差异均不显著;其中施Fe处理单株块茎重最重,达到了0.56 kg,施Zn处理商品薯率最高,达到了89.37%。
表2 各处理马铃薯结薯性比较Table2 Tubercharactersofpotatounderdifferenttreatments
从表3可以看出,喷施Fe、Zn、Mn,马铃薯淀粉、还原糖、维生素C含量较对照都有所增加,其中施Fe处理淀粉含量最高,施Mn处理还原糖、维生素C含量最高,但各处理间差异均不显著。
喷施Fe、Zn、Mn,块茎中本处理元素不仅较其他处理明显增加,还带动了其它非本处理元素有所增加。喷施Fe,块茎中Fe元素含量最高,达到10.3 mg/kg,与对照及其它处理差异极显著;喷施 Zn,块茎中Zn元素含量最高,达到4.3 mg/kg,与对照及其它处理差异极显著;喷施Mn,块茎中Mn元素含量最高,达到0.7 mg/kg,与对照及其它处理差异极显著。
表3 各处理马铃薯品质比较Table3 Potatoqualityunderdifferenttreatments
从表4可以看出,各处理产量由高到低依次为处理1>处理3>处理2>处理4(CK),喷施Fe、Zn、Mn,马铃薯产量明显增加,经济效益突出,其中施Fe处理增产幅度最大,达到34.45%,与对照及其它处理差异显著;施Zn处理增产幅度最小,为7.21%。
表4 各处理的马铃薯产量比较Table4 Potatoyieldsunderdifferenttreatments
本试验结果表明,叶面喷施Fe、Zn、Mn微量元素,可以促进马铃薯植株生长发育,增加单株块茎重量,提高商品薯率,马铃薯产量也有较明显增加,产生了较高的经济效益。喷施微肥以后马铃薯品质发生了改变,块茎中淀粉、还原糖、维生素C含量均有所增加,淀粉含量增加0.13%~0.58%,还原糖含量增加0.037~0.054 g/100 g,维生素 C含量增加 0.94~1.51 g/100 g;同时块茎对微肥也有较好的吸收效果,喷施Fe,块茎中Fe元素含量增加33.77%,喷施Zn,块茎中Zn元素含量增加62.5%,喷施Mn,块茎中Mn元素含量增加84.21%。因此,在主食化马铃薯的实际生产中,可根据市场多样性的需求,通过施用不同的微肥,满足人们对富含微量元素优质马铃薯的需要,同时使宁南山区马铃薯栽培模式得到优化。
[1] 盛万民.中国马铃薯品质现状及改良对策[J].中国农学通报,2006(3):166-170.
[2] 杨巨良.主粮化战略下宁夏马铃薯产业发展路径选择[J].宁夏农林科技,2017,58(3):41-43.
[3] 李辉桃,赵伯善,李昌纬.塿土农业生态系统中微量元素研究Ⅱ.有机肥对作物—土壤中Zn、Mn、Cu平衡的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),1995(4):58-62.
[4] 刘 铮.微量元素在农业生产中作用[J].土壤,1975(5):226-229.
[5] 余存祖,彭 琳,刘耀宏.黄土区土壤微量元素含量分布与微肥效应[J].土壤学报,1991(3):317-326.
[6] Amaducci S,Monti A,Venturi G.Non-structural carbohydrates and fibre components in sweet and fibre sorghum as affected by low and normal input techniques[J].Industrial Crops and Products,2004,20(1):111-118.
[7] 崔喜艳.基础生物化学实验方法和技术[M].北京:中国林业出版社,2008.119-120.
[8] 梅文泉,隋启君,佴 注,等.马铃薯块茎中还原糖测定的一种方法[J].云南农业科技,2003(3):23-24.
[9] 谢 音,屈小英.食品分析[M].北京:科学技术文献出版社,2006.116.
[10]鲁如坤.土壤农业化学分析法[M].北京:中国农业科技出版社,1999.325-336.