钾肥对甘薯品种‘龙紫4号’高产生理特性的影响①

2019-12-10 03:20黄艳霞郭其茂林子龙陈根辉
热带农业科学 2019年9期
关键词:结薯甘薯钾肥

黄艳霞 郭其茂 林子龙 陈根辉

(龙岩市农业科学研究所 福建龙岩364000)

甘薯是继水稻、小麦和玉米后第四大粮食作物和重要的工业原料作物[1]。我国年种植甘薯在3.3×106hm2左右,约占世界总面积的30%;总产量7 000万t左右,约占世界总产量的40%,是世界甘薯主产国[2]。甘薯是典型的喜钾作物,增施钾肥可以增加干物质产量,提高干物质在块根重的分配率,提高块根产量,所以甘薯生产十分重视施用钾肥[3-8]。本试验研究钾肥对紫心甘薯品种‘龙紫4号’的高产栽培影响,为科学施用钾肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在龙岩市新罗区大池镇雅金村进行,土壤类型为沙壤土,肥力中等,排灌良好,有机质1.35%,碱解氮92.5 mg/kg,速效磷40.8 mg/kg,速效钾118.6 mg/kg。

试验品种为龙岩市农业科学研究所育成的紫薯新品种‘龙紫4号’,供试肥料为尿素(含N≥46.4%),普通过磷酸钙(含P2O5≥12%),硫酸钾(含K2O≥50%),所有肥料均在插栽前作为基肥条施,常规田间管理。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验采用单因素完全随机区组设计,设4个处理:不施钾肥(CK)、施钾(K2O)80 kg/hm2(K1)、施钾(K2O)160 kg/hm2(K2)、施钾(K2O)320 kg/hm2(K3)3个施钾水平。普通尿素纯N 96 kg/hm2,磷肥P2O564 kg/hm2。试验设12个小区,随机排列,小区面积18 m2,3行区种植,行距1 m,种植密度为56 000株/hm2,试验地周围设置保护行。栽插时间为6月29日,收获时间为11月16日,全生育期140 d。

1.2.2 田间调查与生理指标测定

分别于栽插后第30、60、90、120天进行田间生长发育动态调查,选取生长均匀一致有代表性的单株作为调查对象,每个品种调查5株,重复3次,主要调查单株的最长蔓长、分枝数、茎叶鲜重和地下部鲜重,采用烘干法测定茎叶和地下部干物质含量,测定叶片相对叶绿素含量。

叶片相对叶绿素含量采用便携式叶绿素测定仪(型号SPAD502)测定。

1.2.3 数据统计与分析

试验数据采用Excel和DPS统计分析。

2 结果与分析

2.1 地上部生长动态

2.1.1 最长蔓长、分枝数

钾肥处理在不同生育期的地上部生长动态(表1)可以看出:最长蔓长在调查的4个时期,K2、K3处理均比CK、K1的长,但是K2、K3处理间差异不显著。在30 d,4个处理的差异均不显著;60 d,K1、K2、K3处理最长蔓长显著比CK的长,但是K1、K2、K3处理间差异不显著;在90、120 d时,K1、K2、K3处理的最长蔓长也显著比CK长,且K2、K3与CK的差异达到极显著。在30、60 d时,CK的分枝数显著少于K1、K2、K3处理,但是K1、K2、K3处理间的差异不显著;90 d时,K2处理的分枝数与CK的差异达到显著,120 d各处理的分枝数差异均不显著。

2.1.2 茎叶生产动态

从表1可以看出,茎叶鲜重在30 d时,各处理差异不显著;在60、90、120 d时,K2、K3处理的茎叶鲜重极显著比CK的重。在栽后30~60 d,茎叶生长速度是K3最快,每株日增15.53 g,K2、K1、CK依次为15.41、14.68、10.32 g;60~90 d,CK的茎叶增长速度出现负增长,K1、K2、K3都保持一定的茎叶生长速度,可见CK出现早衰,其他钾肥处理中期茎叶生长稳定,为促进光合作用产物的形成、运输和地下部“库”容的扩大维持持续的“源”动力。

2.1.3 叶片相对叶绿素含量

叶绿素含量可以反映出叶片光合作用的效率。从图1得知,钾肥处理对‘龙紫4号’的叶片相对叶绿素含量影响不大。

2.2 地下部生长动态

地下部生长动态分析(图2)表明:在栽后30 d,各处理的单株结薯数和结薯重差异不大,可见‘龙紫4号’早期都是地上部生长,结薯比较晚。60 d时,薯块膨大期开始,施钾肥处理的结薯数明显比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时,K2的结薯数和单株薯重分别为5个、528.50 g,位列第一,CK的结薯数最少,单株结薯重与K1相当,60~90 d时K1的结薯数不再增加,薯重增长速率明显比其他3个处理缓慢,K2、K3的薯重增长速率均达到10.79、10.78。到120 d时,只有K3处理的结薯数还在增加,但是单株薯重增长不明显,K2的单株薯重最大,为618.9 g,90~120 d由于地上部的衰减,薯重增长速率都明显降低,只有K2处理的增长速率还保持在3.01,可见K2处理对‘龙紫4号’地下薯块重量的累积最合适。CK处理‘龙紫4号’的干物率高于钾肥处理,各钾肥处理对‘龙紫4号’干物率影响不大。

表1 钾肥对‘龙紫4号’不同时期的地上部生长动态的影响

图1 钾肥对‘龙紫4号’不同时期的的叶片相对叶绿色含量的影响

2.3 干物质积累与分配的动态变化

甘薯的产量取决于干物质总量大小及其分配到块根中的比例,干物质生产的“源”是进行光合作用的叶片,“库”是积累干物质的块根,“流”则是干物质由源到库运输的能力。也就是说甘薯要获得高产,源、库、流关系必须协调,不仅要求“源”利用光能的效率高,“库”接受同化物的容量大,更要求“流”畅[9]。从表2可以看出,K2处理的生物产量高于其他处理,特别在中后期极显著高于CK、K1处理,说明K2处理对甘薯生长最合适,早期地上部生长旺盛,有足够的“源”,中后期“流”畅,地下“库”容量大,在120 d,K2处理的经济产量达到最大。K3处理的经济产量与处理K2的差异不显著,但从经济效益上考虑,K3处理明显比K2差。T/R值在甘薯的生长过程中整体呈下降趋势,表明光合产物向块根转移,其下降幅度大小也表明营养物质转移的程度。由表2可以看出,在K2处理,前期T/R值最高,在中后期T/R值接近1也较快,说明K2处理下,光合产物向地下根部转移的速度明显高于其他处理。

图2 钾肥对‘龙紫4号’不同时期的的地下部生长动态的影响

表2 钾肥处理在‘龙紫4号’不同生育期的干物质积累与分配动态

3 讨论

作物的生物产量取决于光合作用积累的干物质量,经济产量取决于光合同化物的运输和分配,钾不但可影响作物光合作用,而且能促进光合同化物的输送[10]。施钾肥处理的甘薯前期地上部茎叶生长比不施肥的快,中期稳定,利于光合面积的形成,后期光合产物向地下部根块转移,茎叶增速减慢,利于“库”的形成。在本研究中,钾肥对‘龙紫4号’不同时期的叶片相对叶绿素含量的影响不大,可能是因为叶片相对叶绿素含量不能全面反映光合作用,与当时的光照强度和测定位置有关,不能体现规律变化。在宁运旺等[11]的研究中提出不同基因型的干物质积累和分配及钾效率在不同供钾水平下存在明显差异。甘薯干物质的形成,有90%~95%是来自光合作用的产物。叶片为同化器官,它是制造和供应块根有机物的基础,所以,甘薯地上部茎叶的生长和光合功能的大小,直接关系到养分的制造、分配和积累,对实现高产有重要意义。本实验中,‘龙紫4号’的在施钾水平是(K2O)160 kg/hm2时,前期T/R值最高,在中后期T/R值接近1,说明此处理‘龙紫4号’前期地上部植株早发,生长旺盛,中期健旺,后期不早衰,光合同化物的输送也快。杨爱梅等[12]研究表明,增施钾肥可以提高‘商薯19’的单株结薯数和分枝数,缩短最长蔓长。在本研究中,增施钾肥可以提高‘龙紫4号’的单株结薯数和分枝数,对蔓长的影响结果不同,这可能与‘龙紫4号’地上部生理特性有关,‘龙紫4号’是长蔓型品种,前期地上部生长迅速,在后期研究中会着重研究生长素对地上部生长的影响。

试验中钾肥处理与对照在前期表现的差异不大,推测‘龙紫4号’结薯比较晚,钾肥对‘龙紫4号’高产的影响关键期在60 d以后,后期在钾肥追施与基施差异上做进一步研究。

本研究表明,施钾肥处理的甘薯前期地上部茎叶生长比不施肥的快,分枝数明显多于CK,K2处理,茎叶生长速度前期快速,中后期稳定,利于后期地下部块根的积累;施钾(K2O)160 kg/hm2对‘龙紫4号’地下薯块干物质的累积最合适,光合产物向地下根部转移的速度明显高于其他处理,过量增施钾肥对甘薯地下部干物质的累积效果不显著。本试验中,施钾量(K2O)160 kg/hm2是‘龙紫4号’高产高效的施钾栽培模式。

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