腐植酸尿素对鲜食型甘薯生长及产量形成的影响

井水华，范建芝，冯维清，王洪芹，郑鹏，段成鼎，黄成星

（济宁市农业科学研究院，山东 济宁 272031）

甘薯（Ipomoea batatas L.）高产稳产、抗逆性强、适应性广，是重要的工业原料、饲料、新型能源及减灾作物，是我国第四大粮食作物，种植面积和产量分别约占世界的40%和70%［1］。在植物必需的营养元素中，氮素是限制作物生长和产量形成的首要因素，合理施用氮肥有利于提高作物的合成速率和产量［2，3］。甘薯缺氮则生长受阻，产量降低，但过高的氮肥施用量，会导致茎叶徒长、延迟结薯，降低块根产量［4，5］。在一定范围内，甘薯茎叶重随施氮量的增加而增加，当土壤水解氮含量超过70 mg／kg时甘薯植株容易徒长，经济产量大幅下降［6，7］。

中国传统氮肥如尿素等，其利用率较低，仅为30%～35%，造成氮素的大量流失，对环境构成严重威胁［8，9］。提高氮肥利用率是国家“十三五”节肥减药目标的核心问题［10］。采用新型肥料，减少施用量，提高利用率显得尤为重要。腐植酸是一类具有高生物活性的有机物质，具有较强的离子络合和吸附能力，对矿质元素的缓释增效作用明显，且对植物的根系生长具有显著的促进作用。腐植酸作为一种尿素增效剂，与尿素有机结合生成腐植酸尿素络合物，有效降低氮素释放速率［11］，从而使氮肥肥效延长，大大降低氮素的损失，提高氮肥利用率［12］。与普通尿素相比，施用腐植酸尿素可使棉花增产30%、肥效相应增加15%左右，作物吸氮量增加10%左右［13］。近年来，控释尿素、腐植酸尿素等新型尿素产品在玉米、棉花、小麦等作物上的应用研究较多［14-18］，但在甘薯生产上的应用研究较少。本试验以鲜食型甘薯徐薯32为材料，在当地甘薯田氮肥常规施用量的基础上适当减少用量，研究减氮条件下腐植酸尿素、普通尿素对甘薯生长、产量形成及肥料利用率的影响，以期为甘薯施肥提供指导，达到甘薯高产高效和生态环境友好的目的。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2018年在济宁市农业科学研究院试验农场进行。试验地为平原壤土，有机质含量1.62%、全氮1.17 g／kg、速效氮60.9 mg／kg、速效磷106 mg／kg、速效钾150 mg／kg，pH值5.4。供试品种为鲜食型甘薯徐薯32，由江苏徐州甘薯研究中心提供。供试肥料：普通尿素（N≥46.4%）、腐植酸尿素（N≥28.4%）。

1.2 试验设计

在基施硫酸钾（K2O≥51.0%）300 kg／hm2和过磷酸钙（P2O5≥12.5%）450 kg／hm2条件下，氮肥施用量设7个处理，分别为：T1，当地甘薯田尿素常规施用量，195.0 kg／hm2；T2，尿素减量，165.0 kg／hm2；T3，尿素减量，147.0 kg／hm2；T4，等氮量腐植酸尿素施用量318.6 kg／hm2（与T1等氮量）；T5，腐植酸尿素减量，269.6 kg／hm2（与T2等氮量）；T6，腐植酸尿素减量，240.2 kg／hm2（与T3等氮量）；CK，不施氮肥。随机区组排列，重复3次。小区面积31.5 m2。行长5 m，行距90 cm，7行区，株距25 cm。小区间设100 cm过道。供试肥料全部作基肥于起垄前均匀撒施。其他管理措施同一般大田。6月18日栽植，10月18日收获，生长期为122 d。

1.3 测定项目及方法

分别在甘薯栽植后50、80 d和110 d进行取样调查，每次挖取长势基本一致的植株10株，调查分枝数、最长蔓长、单株地上和地下部鲜重，计算T／R值；将植株按叶、叶柄、茎和块根分成四部分，混匀后各取100 g样品烘干，并分别计算干物率。

收获时取中间5行测产，并调查单株结薯数、单株薯重、薯块干物率和商品薯率（商品薯块重量≥100 g）。

计算公式：氮肥农学利用率（kg／kg）＝（施氮区甘薯块根产量-不施氮对照区甘薯块根产量）／施氮量；氮肥偏生产力（kg／kg）＝施氮区甘薯块根产量／施氮量。

2 结果与分析

2.1 不同处理对甘薯T／R值的影响

由表1可以看出，随着甘薯生长进程，各处理T／R值呈下降趋势，除110 d时T6处理T／R值略低于CK外，其它处理整个甘薯生长期T／R值均高于CK。同一生长期同种肥料施用量越多T／R值越大，甘薯生长50 d和110 d时，各处理间甘薯T／R值差异不显著，但生长80 d时，T1、T4处理甘薯T／R值与CK差异显著。同一生长期，等氮量条件下，腐植酸尿素处理的甘薯T／R值与普通尿素处理差异不显著。

2.2 不同处理对甘薯单株鲜重的影响

由表2可以看出，不同生长时期，甘薯单株地上部鲜重随着氮肥施用量的增加而增加，用量越大地上部生长越快，各施肥处理均高于CK；等氮量条件下，腐植酸尿素处理地上部鲜重高于普通尿素处理，其中T4、T5单株地上部鲜重较高，说明腐植酸尿素能提高单株地上部鲜重。

表1 不同处理对甘薯T／R值的影响

除110 d时T1处理甘薯单株地下部鲜重略低于CK外，其它处理在不同生长时期均高于CK，说明本试验条件下氮肥最高施用量并未造成甘薯茎叶旺长。甘薯生长80～110 d时，等氮量条件下腐植酸尿素处理的单株地下部鲜重高于普通尿素处理；110 d时T6、T5处理单株地下部鲜重最高，分别为858.0、849.2 g，比CK提高6.36%、5.27%。

表2 不同处理对甘薯单株鲜重的影响

2.3 不同处理对甘薯营养器官干物率的影响

由表3可以看出，甘薯生长50～80 d时不同处理甘薯叶片的干物率随着生长时间的延长呈现相对稳定的趋势，110 d时达到最大值。

50 d时，除T6处理外，其它处理甘薯叶柄干物率均比CK低，但差异不显著；80 d时叶柄干物率在整个生育期处于最低值，施氮各处理均比CK低，除T6处理外，其它处理与CK差异显著；110 d时不同氮肥处理叶柄干物率均比CK低，差异未达显著水平。

由表4可以看出，甘薯生长50 d时不同氮肥处理茎蔓干物率均比CK低，差异不显著；80 d时，T3、T6处理茎蔓干物率显著低于CK，其它处理差异不显著；110 d时，除T4处理外，其它处理茎蔓干物率均显著低于CK。在整个生长期，不同处理甘薯茎蔓干物率均呈下降趋势，同一生长时期内不同处理甘薯茎蔓干物率均低于CK，说明施用腐植酸尿素和普通尿素降低了甘薯茎蔓干物率。

在整个生长期，甘薯块根干物率随着生长时间的延长呈现增长趋势。同一生长时期，各施氮处理的甘薯块根干物率与CK差异不显著。

表3 不同处理对甘薯叶片、叶柄干物率的影响

表4 不同处理对甘薯茎蔓、块根干物率的影响

2.4 不同处理对甘薯农艺性状的影响

由表5可以看出，T1、T4、T5处理平均最长蔓长比CK显著提高33.67%以上。T1、T2、T4、T5处理平均分枝数比CK显著提高18.87% ～36.79%。这表明施用腐植酸尿素、普通尿素均能提高甘薯平均最长蔓长和平均分枝数；减施氮肥甘薯平均最长蔓长、平均分枝数呈下降趋势；等氮量条件下，腐植酸尿素、普通尿素对甘薯平均最长蔓长、单株分枝数影响无显著差异。

T5、T2处理单株结薯数分别比CK 提高9.38%、6.25%，T5处理显著高于其它处理。等氮量条件下，腐植酸尿素处理单株结薯数比普通尿素处理略高，但差异不显著。不同氮肥处理单株薯重比CK提高1.26%～8.81%，其中T2、T3、T5、T6处理比CK显著提高6.72%～8.81%。在一定范围内，甘薯单株结薯数、单株薯重随着氮肥施用量的减少表现出先增加后下降的趋势。本试验结果表明，在不降低甘薯单株结薯数、单株薯重情况下，氮肥适宜用量处理为T5、T6、T2。

与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，其它处理商品薯率比CK提高3.79% ～9.53%，差异均达极显著水平，其中T5处理商品薯率最高，为97.11%。

表5 不同处理对甘薯农艺性状的影响

2.5 不同处理对甘薯产量的影响

由图1可以看出，不同氮肥处理的甘薯鲜薯产量比CK显著增产6.51% ～19.35%，其中T5、T6处理鲜薯产量较高，分别比CK增产19.35%、17.60%。等氮量条件下，腐植酸尿素处理的鲜薯产量比普通尿素处理增产1.38% ～3.31%。T2、T3、T5、T6处理甘薯鲜薯产量比T1显著提高8.47%～12.06%。

由图2可以看出，不同氮肥处理的甘薯商品薯产量比CK显著增产11.37%～30.72%，其中，T5处理最高，比CK增产30.72%；其次是T3和T6处理，分别比CK增产23.13%、22.05%。等氮量条件下，腐植酸尿素处理的甘薯商品薯产量比普通尿素处理最高增产11.70%。T2、T3、T5、T6处理甘薯商品薯产量比T1显著提高5.08% ～17.38%。

图1 不同处理对甘薯鲜薯产量的影响

图2 不同处理对甘薯商品薯产量的影响

2.6 不同处理对甘薯氮肥农学利用率、偏生产力的影响

由表6可以看出，甘薯的氮肥农学利用率、氮肥偏生产力随着氮肥施用量的减少呈上升趋势，T5、T6处理氮肥农学利用率较高，分别为81.50、83.09 kg／kg，T3、T6处理氮肥偏生产力较高，分别为547.69、555.23 kg／kg。等氮量条件下，腐植酸尿素处理的氮肥农学利用率比普通尿素提高9.99%～52.98%，氮肥偏生产力提高1.38% ～3.31%。

表6 不同处理对甘薯氮肥农学利用率、氮肥偏生产力的影响

3 讨论与结论

已有研究表明甘薯地上部和地下部协调生长及其与块根产量的关系受氮肥的影响［19-23］，在一定范围内，增施氮肥可提高甘薯干物质生产能力和块根产量，而施氮量过高会延迟结薯，氮素主要分配于地上部茎叶中，氮素营养过剩，导致地上部旺长，块根产量降低［24-27］。本试验所用氮肥最高施用量并未造成甘薯茎叶旺长，施氮量越高，T／R值平衡点出现延后趋势，但氮肥种类对甘薯T／R值影响不显著；施用腐植酸尿素或普通尿素均能降低甘薯生长中期叶柄干物率，对茎蔓干物率影响不大，提高甘薯平均最长蔓长和平均分枝数，显著提高商品薯率。腐植酸尿素比普通尿素提高甘薯单株地下部鲜重效果更好，在不降低单株结薯数、单株薯重条件下，施用腐植酸尿素可以达到减少氮肥施用量的效果。

在一定氮肥施用量条件下，腐植酸尿素、普通尿素均能提高鲜薯和商品薯产量，适当减少氮肥施用量，二者表现出显著增产趋势。与当地氮肥常规施用量（纯氮90.0 kg／hm2）相比，氮肥用量减少15.38% ～24.61% 时，鲜薯产量显著提高8.47%～12.06%，商品薯产量显著提高5.08% ～17.38%；等氮量条件下，腐植酸尿素处理的鲜薯产量和商品薯产量分别比普通尿素处理最高增产3.31%、11.70%。

腐植酸尿素能比普通尿素提高氮肥农学利用率和偏生产力。与等氮量普通尿素相比，腐植酸尿素处理的氮肥农学利用率提高9.99%～52.98%，氮肥偏生产力提高1.38%～3.31%。

综上所述，腐植酸尿素比普通尿素更能促进甘薯增产稳产，且能达到节肥增效、减少对环境污染的目的。