不同施氮量对马铃薯晚疫病发生的影响

和习琼，和晓堂，和平根，石 涛，李光达，王菊英

（丽江市农业科学研究所，云南 丽江 674100）

氮元素是植物体内蛋白质、生物碱等多种物质的重要组成成分，是植物生长发育必需的大量元素，是植物生产的主要限制因子。在作物生产过程中，氮对作物增产的贡献在50%左右，氮肥作为氮元素的主要来源，是农业生产中使用量最大的肥料[1-3]。

随着中国马铃薯主粮化战略的推进，马铃薯的种植与生产在农作物中占比越来越大，其在保证中国粮食安全的同时，还带动地方经济的发展[4]。马铃薯产业是丽江市最具优势的高原特色产业之一，无论是种植面积还是产量产值均已超过小麦，成为继玉米、水稻之后的第三大作物[5]。近年来，马铃薯种植者一味追求高产，缺乏肥料施用科学指导。氮肥长期不合理施用，导致马铃薯产量与品质下降[6]、土壤养分和土壤微生物群落失衡[7]，严重的还会造成农业生态安全问题[8]。近年来，许多学者对马铃薯施氮量与晚疫病发生的关系进行了研究，结果发现，合理的氮肥施用可降低马铃薯晚疫病的发生、增加马铃薯产量；氮肥施用量过大时，晚疫病发病率较高，不利于结薯[9-11]。结合丽江市氮肥施用情况及晚疫病发生情况，弥补当地对此方面研究的空缺，为马铃薯生产合理施肥提供研究依据。本试验通过对不同马铃薯品种施用不同水平氮肥，探索施氮量与晚疫病发生的规律、不同抗病品种最适氮肥施用量，为当地马铃薯施肥提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2017～2018 年试验设在丽江市农业科学研究所太安科技示范场，位于丽江市玉龙县太安乡，N 26°47′29"，E 104°4′55"，海拔2 720 m；试验地土质为壤土，通透性好，保水保肥性好，肥力均匀，经华测公司测定土壤基本数据为全N 0.286%、全P 0.130%、全K 1.81 g∕kg、速效N 292 mg∕kg、速效P 75.90 mg∕kg、速效K 124 mg∕kg。

1.2 试验设计

供试肥料为尿素（N 46.4%）、过磷酸钙（P2O5≥16%）、硫酸钾（K2O ≥52%）。田间采用随机区组设计。选择3 个晚疫病抗性不同的马铃薯品种，分别是： 抗病品种‘丽薯10 号’（P1）、中抗品种‘青薯9 号’（P2）和感病品种‘中甸红’（P3）。氮施用量设5 个浓度梯度，分别是：15 kg∕667m2（T1）、20 kg∕667m2（T2）、25 kg∕667m2（T3）、30 kg∕667m2（T4）和35 kg∕667m2（T5），折合尿素（N 46.4%）用量分别为：32.33，43.10，53.88，64.66 和75.43 kg ∕667m2，平 均 分2 次 施加，第1 次作基肥，第2 次结合培土施加，3 次重复，裂区设计，不同品种为主区、不同施氮量为副 区。施 用1 500 kg∕667m2农 家 肥、30 kg∕667m2过 磷 酸 钙（P2O5≥16%）、15 kg∕667m2硫 酸 钾（K2O ≥52%）作基肥，于6 月结合中耕除草追施30 kg∕667m2过磷酸钙（P2O5≥16%）、15 kg∕667m2硫酸钾（K2O ≥52%）。小区面积15 m2，每个小区种植5垄，垄长4.7 m，垄距80 cm。

1.3 田间管理

2017 年3 月23 日采用马铃薯“平播后起垄”栽培技术种植，种植密度为3 550 粒∕667m2，2017年6月8日结合中耕除草，进行第2次追肥。

2018 年3 月20 日采用马铃薯“平播后起垄”栽培技术种植，种植密度为3 550 粒∕667m2，2018年6月8日结合中耕除草，进行第2次追肥。

1.4 病情调查

生育期内每10 d 对马铃薯晚疫病发生情况目测调查。收获时记载商品薯（大中薯≥75 g）和非商品薯（小薯和畸形薯＜75 g）重量，并按当时田间收购价折算667 m2产值。

马铃薯晚疫病病情分级标准[12]。0 级：无病斑；1 级：病斑面积占整个叶面积5%以下；3级：病斑面积占整个叶面积6%～10%；5级：病斑面积占整个叶面积11%～20%；7 级：病斑面积占整个叶面积21%～50%；9 级：病斑面积占整个叶面积50%以上。

病情指数=∑（各级病叶数× 相对病级数值）∕（调查总叶数× 9）

防治效果（%）=（CK 病情指数－处理病情指数）∕CK病情指数× 100

产量调查：收获时对各小区进行实收测产。

1.5 数据处理与分析

利用Excel 2010 进行数据统计，利用方差分析软件（stst 1.00）进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对马铃薯晚疫病发生的影响

不同品种马铃薯施用同水平氮肥，晚疫病发病率不同（表1），具体表现为‘丽薯10 号’晚疫病抗性最强、‘青薯9 号’次之、‘中甸红’最差。相同马铃薯品种施用不同水平氮肥，晚疫病发病率也不相同，从2 年试验结果可以看出，3 个品种在施用较低水平氮肥时，晚疫病发病率也较低，当施氮量大于25 kg∕667m2时，晚疫病发病率随着施氮量的增加而增高。‘丽薯10号’在施用20 kg∕667m2氮肥时，晚疫病发病率最低；‘青薯9 号’在施用15 kg∕667m2氮肥时，晚疫病发病率最低；‘中甸红’在施用15 和20 kg∕667m2氮肥时，晚疫病发病率最低。3个对晚疫病抗性不同品种在施用35 kg∕667m2氮肥时，晚疫病发病指数达最大值。

表1 不同施氮量马铃薯晚疫病病情指数Table 1 Disease index of potato late blight under different nitrogen application rates

2.2 不同施氮水平对马铃薯产量的影响

收挖每个小区（15 m2）马铃薯后进行测产，发现同一马铃薯品种施用不同水平氮肥，其产量不同（表2），在施用15～20 kg∕667m2氮肥时，对马铃薯增产具有促进作用，当氮肥施用量大于25 kg∕667m2时，随着施用量增高，产量逐渐降低。‘丽薯10号’在施用20 kg∕667m2氮肥时，产量最高，2 年产量分别为1 671 和2 059 kg∕667m2，与施用30 和35 kg∕667m2（2018 年除外）氮肥的产量差异极显著；‘青薯9 号’在施用15 kg∕667m2氮肥时，产量最高，2 年产量分别为1 256 和1 197 kg∕667m2，与施用30 和35 kg∕667m2氮肥的产量差异显著；‘中甸红’在施 用15 和20 kg∕667m2氮 肥 时，产 量 最 高，2 年最高产量分别为1 000 和666 kg∕667m2，与施用35 kg∕667m2（2018 年除外）氮肥的产量差异极显著。不同品种在同一氮肥水平下，产量也有差异，‘丽薯10 号’2 年产量均显著高于‘青薯9 号’和‘中甸红’，‘青薯9 号’2 年产量与‘中甸红’差异也大体表现出显著。3 个品种产量差异显著，一方面可能受到晚疫病的影响，另一方面也可能是品种遗传特性所导致。

表2 不同施氮量马铃薯产量Table 2 Yield of potato under different nitrogen application rates

2.3 不同施氮水平对马铃薯商品薯率及效益的影响

同一品种马铃薯在低氮条件下，商品薯率较高，所产生的经济效益也越好，随着氮水平增高，其商品薯率及经济效益逐渐降低，具体表现为2 年平均‘丽薯10 号’在施用20 kg∕667m2氮肥时，商品薯率及经济效益最高；‘青薯9 号’在施用15 和20 kg∕667m2氮肥时，商品薯率及经济效益最高；‘中甸红’在施用15 和20 kg∕667m2氮肥时，商品薯率及经济效益最高（表3）。

表3 不同施氮量马铃薯商品薯率及经济效益Table 3 Marketable tuber percentage and economic benefit of potato under different nitrogen application rates

对试验结果进行综合分析，同一马铃薯品种随着氮肥施用量的增加，晚疫病发病率逐渐增加、产量和经济效益逐渐降低。具体表现为随着施氮量的增加，‘丽薯10 号’2017 年晚疫病病情指数由0.47 增加到0.67，产量从1 593 kg∕667m2减少到1 196 kg∕667m2，产值从1 935.32元∕667m2降低到1 401.18 元∕667m2，2018 年晚疫病病情指数由0.17 增 加 到0.22，产 量 从1 978 kg∕667m2减 少 到1 805 kg∕667m2，产 值 从2 790.14 元∕667m2降 低 到2 508.79 元∕667m2；‘青薯9 号’2017 年晚疫病病情指数由0.64 增加到0.82，产量从1 256 kg∕667m2减少 到749 kg∕667m2，产值从1 563.74 元∕667m2降低到852.04 元∕667m2，2018 年 晚 疫 病 病 情 指 数 由0.58 增 加 到0.73，产 量 从1 197 kg∕667m2减 少 到753 kg∕667m2，产 值 从1 629.64 元∕667m2降 低 到1 032.05元∕667m2；‘中甸红’2017 年晚疫病病情指数由0.69 增加到0.92，产量从1 000 kg∕667m2减少到499 kg∕667m2，产值从1 058.05 元∕667m2降低到463.96元∕667m2，2018年晚疫病病情指数由0.80增加到0.88，产量从575 kg∕667m2减少到351 kg∕667m2，产值从730.93 元∕667m2降低到436.02 元∕667m2。不同品种马铃薯在同一施氮水平下，晚疫病发病率、产量不同。具体表现为‘丽薯10号’晚疫病抗性最强、产量最高，其次为‘青薯9号’，最差为‘中甸红’。其中，‘丽薯10号’最佳氮肥施用量为20 kg∕667m2，‘青薯9号’最佳氮肥施用量为15 kg∕667m2，‘中甸红’最佳氮肥施用量为15 kg∕667m2。

3 讨 论

马铃薯对氮元素敏感，施用充足的氮肥是马铃薯高产的重要保证。前人研究发现，马铃薯产量提高7.5 t∕hm2，需施用2.75 kg 氮素，在肥力较差的地块施用，增产效果更为明显[13,14]。但是过量施用氮肥会导致土壤酸化或盐渍化，当氮肥施用超过一定量时，马铃薯产量甚至有降低的趋势[15]；大量施用氮肥还会导致马铃薯晚疫病等真菌性病害的发生，从而导致马铃薯产量和品质降低[16]。近年来，部分学者对不同施氮水平的土壤微生物、土壤水解酶活性、植株酶活性和晚疫病发病情况进行了探究，对马铃薯氮肥施用提出科学性依据[9,10]。

本研究揭示了施氮量与马铃薯产量及晚疫病的关系，过量施用氮肥会导致马铃薯晚疫病发病率增加、产量和经济效益降低，研究结果可为今后马铃薯晚疫病防治提供新思路。但是，该研究尚有不足，未从土壤养分、土壤微生物群落等方面解释施氮量与晚疫病发生的规律。故在以后的研究中，应从土壤微环境、植株酶活性等方面深入研究，全方位解释过量施用氮肥导致马铃薯晚疫病发病率高、产量下降的原因，甚至还可以从分子生物学的角度进一步的剖析，找出关键调控基因，从而使施氮量与晚疫病发生之间关系更加清晰。