追肥对马铃薯农艺性状、产量及品质的影响

张成龙，谢雪莹，张丽莉，石 瑛*

（1.东北农业大学农学院，黑龙江 哈尔滨 150030；2.寒地粮食作物种质创新与生理生态教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150030）

马铃薯（Solanum tuberosumL.）是茄科（Solanaceae）茄属（Solanum）一年生草本植物，又名洋芋、土豆、山药蛋。明朝万历年间马铃薯由欧洲传入中国，至今已有400 多年的栽培历史[1]。2021 年中国马铃薯播种面积为421.8 万hm2，占全球的26.6%，鲜薯总产量为7 823.7 万t，占世界的21.8%，位居世界第一[2]。肥料是提高土壤肥力、调节植株生长发育、提升作物产量和品质的重要物质基础。马铃薯对氮吸收较早，对钾吸收较迟，对磷吸收较慢、较少。充足的氮素可以使马铃薯茎叶繁茂、叶色深绿、叶面积系数增加、光合作用强度增强[3,4]，块茎膨大期对氮的吸收达到最大值[5]。因此，利用中耕追肥栽培模式，不仅能推动马铃薯植株生长和根系发育，还能提高肥料利用率，提高总产量与商品薯率[6]。与常规根部施肥相比，叶面施肥具有快速、高效、操作简单和减少施肥总量等优势[7]，因而合理施用叶面肥对提高作物产量和品质具有重要意义。常见的叶面肥种类有腐植酸、有机质、微量元素等[8]，汤云川等[9]研究追施水溶性生物腐植酸有机肥对马铃薯产量的影响，结果表明，在马铃薯现蕾期后，连续喷施水溶性生物腐植酸有机肥能起到增产、增收的效果。昝亚玲等[10]使用土施或结合叶面喷施微肥后玉米和大豆籽粒中硒、锌、铁含量明显增加，大白菜[11]、花生[12]、甜菜[13]等农产品的产量和品质也随着微量元素的喷施而得到显著提升。本试验对5 种追肥处理进行比较，为马铃薯追肥种类的选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022 年在东北农业大学向阳试验示范基地马铃薯试验地进行。向阳试验示范基地位于黑龙江省南部地区，属于中温带大陆性季风气候，昼夜温差大，全年平均降水量569.1 mm，降水主要集中在6～9月。土壤类型为淋溶黑钙土，试验地前茬为大豆，土壤肥力水平见表1。

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

1.2 试验材料

马铃薯鲜食型品种‘东农312’和加工型品种‘东农321’，种薯级别为原种，选用无病害侵染且大小均匀一致的种薯切块种植，切块重约50 g，由东北农业大学马铃薯研究所提供。供试化肥为市售尿素（N 46%）、磷酸二铵（N 18%，P2O546%）和硫酸钾（K2O 50%），3 种叶面肥主要成分分别为腐植酸、有机质和微量元素Zn、Mn。

1.3 试验设计

对2 个品种分别采用单因素随机区组试验设计，单因素为追肥处理。常规追肥为对照，4个追肥处理（表2），每个处理3次重复。每小区种植5行，行长5 m，垄距0.8 m，栽培密度为5.1 万株/hm2。基肥：尿素（N 120 kg/hm2）、磷酸二铵（N 43 kg/hm2，P2O5110 kg/hm2）和硫酸钾（K2O 140 kg/hm2）。基肥在播种时（5月9日）开沟一次性施入，5种追肥于现蕾期施入，叶面肥每7 d 喷施1 次，连续2 次。于2022年5月9日播种，9月26日收获。

表2 追肥试验设计Table 2 Experimental design of topdressing test

1.4 数据采集

1.4.1 农艺性状采集

试验在马铃薯苗期（T1）、现蕾期（T2）、初花期（T3）、盛花期（T4）和终花期（T5）进行农艺性状的调查。

调查时，每个小区随机选取15 株马铃薯植株测量其农艺性状。

（1）株高：用直尺测量植株从土壤表面到主茎顶端的高度（cm），精确到0.1 cm。

（2）茎粗：用电子游标卡尺测量植株最粗茎的直径（mm），精确到0.01 mm。

（3）SPAD 值：采用SPAD-502 Plus 叶绿素仪对植株进行测定，叶片选取为倒三、倒四功能叶片，测量3次并取平均值。

（4）冠层覆盖度：采用Canopeo 软件对植株进行拍照测量，测量时手机平行于地面，在距离地面60～70 cm处进行拍照记录。

1.4.2 产量性状测定

收获时对马铃薯产量进行调查，每小区去除两侧边际行，从中间3行中，每行随机选取15株测定单株结薯数、单株产量、商品薯（重量＞75 g）数和商品薯产量，并计算单薯重和公顷产量。

单薯重（g）=单株产量/单株薯数

1.4.3 品质性状测定

（1）干物质含量：采用烘干法[14]测定干物质含量。记录鲜重、干重，计算出干物质含量。将烘干后的样品用粉碎机粉碎，过筛，密封干燥下保存，用于后续其他品质指标的测定。

干物质含量（%）=干重/鲜重×100

（2）淀粉含量：采用碘比色法[14]对样品进行淀粉含量测定。

（3）粗蛋白含量：采用近红外光谱分析法[15]对样品进行粗蛋白含量测定。

（4）维生素C含量：采用2,6-二氯靛酚（2,6-D）滴定法[16]对样品进行维生素C含量测定。

（5）还原糖含量：采用3,5-二硝基水杨酸比色法[17]对样品进行还原糖含量测定。

1.5 数据统计

数据处理与作图使用Microsoft Excel 2019 软件。使用DPS 7.05数据处理系统进行统计分析，采用最小显著差数（Least significant difference，LSD）法进行处理间差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 追肥对马铃薯农艺性状的影响

在初花期，‘东农312’株高、茎粗、SPAD 值和冠层覆盖度受追肥处理影响达到显著或极显著水平，‘东农321’茎粗、SPAD 值和冠层覆盖度受追肥处理影响极显著；在盛花期和终花期追肥处理对2 个品种的株高、茎粗和SPAD 值均有显著或极显著的影响（表3）。

表3 不同追肥处理下各生育时期2个马铃薯品种农艺性状方差分析（F值）Table 3 Analysis of variance for agronomic character of two potato varieties under different topdressing treatments(F value)

2.1.1 追肥对马铃薯株高的影响

在盛花期，‘东农312’的CK（对照组）和C3 处理株高增长较快，各追肥处理间表现为C3＞CK＞C4＞C1＞C2，C3 处理株高最大，为72.15 cm，与CK 相比增长了6.11%。C2 处理株高最小，且显著低于其他处理，为64.38 cm。‘东农321’的C1 和C2处理对株高促进作用明显，与CK相比，C1、C2和C4 处理均有提升，且C1 处理与CK 相比差异达到显著水平，增幅为9.59%。在终花期，除‘东农312’的CK、C2和C4处理及‘东农321’的C2处理株高略有上升外，其他处理下2个品种株高均有所下降（图1）。

图1 不同追肥处理下2个马铃薯品种株高的动态变化Figure 1 Dynamic changes of plant height of two potato varieties under different topdressing treatments

2.1.2 追肥对马铃薯茎粗的影响

生育期内马铃薯茎粗随着生育时期的推进，茎粗呈上升趋势，且追肥后增幅变大。在初花期，‘东农312’在各处理下株高均显著低于CK，C1、C3 和C4 处理间差异不显著，均为12 mm 左右；‘东农321’与CK 相比，C1 和C2 处理茎粗显著增大，增幅分别为12.90%和5.57%。在盛花期，‘东农312’的C3、C4 和CK 处理间无显著差异，C2 处理与CK 相比显著降低，减小15.34%；‘东农321’的C1显著高于其他处理，为13.02 mm，C2处理略高于CK，C3 和C4 处理与CK 相比显著降低。在终花期，各处理下2 个品种茎粗差异基本趋于稳定（图2）。

图2 不同追肥处理下2个马铃薯品种茎粗的动态变化Figure 2 Dynamic changes of stem diameter of two potato varieties under different topdressing treatment

2.1.3 追肥对马铃薯SPAD值的影响

随着生育期的推进，SPAD 值呈下降趋势。在初花期，各追肥处理对2 个品种SPAD 值影响达到显著水平，‘东农312’在C4 处理下显著高于CK，增幅为5.54%，C2 处理与CK 相比显著降低，仅为40.04；‘东农321’的C3、C4和CK处理较高，均在46 以上，与CK 相比，C1 和C2 处理显著降低，降幅分别为3.73%和11.52%。在盛花期，‘东农312’的C3、C4和CK处理较高，SPAD值在43以上，C1和C2 与CK 相比显著降低；‘东农321’的C3 和CK处理显著高于其他处理，SPAD 值分别为43.60 和44.68。在终花期，‘东农312’除C3 处理外，其他处理下降速度均较快；‘东农321’的C3 处理显著高于其他处理，与CK相比增加了6.79%，SPAD值为40.69（图3）。

图3 不同追肥处理下2个马铃薯品种SPAD值的动态变化Figure 3 Dynamic changes of SPAD value of two potato varieties under different topdressing treatments

2.1.4 追肥对马铃薯冠层覆盖度的影响

马铃薯冠层覆盖度随生育期的推进呈逐渐上升趋势，在盛花期冠层覆盖度基本稳定。‘东农312’在初花期冠层覆盖度表现为CK＞C3＞C4＞C1＞C2，C3 和C4 处理略低于CK，分别为85.34%和83.73%，且三者间差异不显著；C1和C2处理冠层覆盖度较小，为79.29%。初花期，‘东农321’的C1 和C2 处理冠层覆盖度较高，与CK 相比分别增加了10.85%和7.92%；C3、C4和CK间差异不显著，均低于80%（图4）。

T图1 4 T不2 同追T3肥 处T理4 下2T个5 马铃薯品T种1 冠层T2覆 盖T度3 的动T态4 变化T5Figure 4 Dynamic changes of canopy cover of two potato varieties under different topdressing treatments

2.2 追肥对马铃薯产量及其构成因素的影响

不同追肥处理对‘东农312’和‘东农321’产量和商品薯产量影响均达到显著水平。‘东农312’的C3 处理产量和商品薯产量表现较好，分别为54 748 和43 832 kg/hm2，产量较CK 增长3.43%，商品薯产量与CK 基本相同。C4 处理产量略低于CK，为51 919 kg/hm2，商品薯产量与CK 相比下降达到显著水平。C1、C2处理下，与CK相比产量均降低，降幅分别为6.89%和15.01%，C2 处理和CK差异显著；商品薯产量均低于39 000 kg/hm2。‘东农321’在C1 和C2 处理下产量有所提升，与CK 相比分别增产8.50%和5.62%，C1处理下商品薯产量显著上升，相比于CK 增产12.83%，其他各追肥处理商品薯产量均未超过33 000 kg/hm2。C3、C4处理和CK 产量差异未达到显著水平，在45 973～47 932 kg/hm2。从产量构成因素上看，‘东农312’在C3处理下单株结薯数较高，为12.4个，C3和C4处理单株结薯数与CK 无显著差异。C1 和C2 处理下单株结薯数均显著低于CK，分别为10.6 和9.9 个，各追肥处理间单薯重差异不显著。‘东农321’在C2和C4处理下单株结薯数提升较大，显著高于CK，分别增长了15.81%和19.05%，但C4 处理的单薯重较低，各追肥处理间除C4 处理外均达到100 g以上（表4）。

表4 不同追肥处理对2个马铃薯品种产量及其构成因素的影响Table 4 Effects of different topdressing treatments on yield and its component factors of two potato varieties

2.3 追肥对马铃薯块茎品质的影响

各追肥处理对2个品种块茎干物质、淀粉、粗蛋白、维生素C和还原糖含量的影响均达到显著水平。‘东农312’的C1处理干物质、粗蛋白和还原糖含量较低，但淀粉和维生素C 含量显著高于CK，分别为15.91%和10.13 mg/100 g；C2处理仅蛋白质含量相对较高，为2.08%，但仍低于CK；C3 处理下干物质和淀粉含量均较高，且淀粉含量为16.25%，显著高于其他处理，与CK 相比增长了5.72%，但粗蛋白含量较低，仅为1.85%；C4 处理下各项品质性状表现较均衡，干物质和维生素C含量与CK相比无显著差异，淀粉含量高于CK，增长了3.43%。‘东农321’在C1 处理下还原糖含量与CK相比显著降低，仅为0.15%，且维生素C含量为10.30 mg/100 g，显著高于其他处理；C2 处理各项品质指标均显著低于CK；C3 和C4 处理下，‘东农321’的干物质、淀粉和还原糖含量基本相同，且均与CK无显著差异，维生素C含量均高于CK（表5）。

表5 不同追肥处理对2个马铃薯品种块茎品质的影响Table 5 Effects of different topdressing treatments on tuber quality of two potato varieties

3 讨 论

马铃薯对不同养分的吸收量、吸收时期、利用效率均不同，因此科学追施肥料是马铃薯茎叶繁茂、根系健康发育、产量及肥料利用率协同提高的措施。但生产中化肥施用量持续增加，且过量使用化肥带来的危害已开始凸显。土壤有机质的减少、土壤生产力的衰退以及化肥利用率的下降等已经成为作物产量提高的关键性限制因子[18]。因此，为减少化肥的不合理施入，同时保证作物产量的提升，可以通过叶面施肥的方式来起到节肥增产的作用[19]。在马铃薯生长发育过程中，还需要关注微量元素的施入，适量喷施微量肥料对马铃薯的生长有促进作用。梁帅等[20]研究表明，施加腐植酸和微量元素可以增强马铃薯抵抗不良环境的抗性并延缓叶片衰老，从而提高马铃薯产量和商品薯率。喷施微肥可以增加块茎中淀粉、还原糖、维生素C含量[21]。本研究中，追施有机质和锌、锰对‘东农312’植株生长起到促进作用，株高和SPAD值均有上升，并且显著提高了马铃薯块茎中淀粉的含量。施用有机肥料同样可提高稻谷产量[22]、能促进西瓜生长、提高西瓜果实产量[23]。本试验中喷施腐植酸和有机质对‘东农321’产量无显著影响；减氮追肥对‘东农321’产量有促进作用。追肥时期通过用喷施叶面肥的方式替代传统化肥追施的方式，能够维持马铃薯产量。

合理追肥能有效提高块茎淀粉、蛋白质和维生素C 含量[24]。郝智勇[25]研究发现，喷施中微量元素显著提高了马铃薯产量以及淀粉、蛋白质和总糖含量。本试验研究结果显示，不同肥料处理对马铃薯品质具有一定的影响。各追肥处理中，追施有机质和锌、锰微量元素，可以显著提高‘东农312’块茎中淀粉含量，减氮追肥处理后，其维生素C含量最高。白雪[26]发现，喷施腐植酸后马铃薯淀粉和粗蛋白等含量均有显著提高，而本试验中施加腐植酸对马铃薯块茎品质指标提升效果不显著，且干物质和淀粉含量有所降低。张爱华等[27]研究结果表明，仅部分腐植酸复合肥对马铃薯品质有促进作用，因此，这可能与其试验所用的腐植酸种类与本试验不同有关。综合分析表明，追施叶面肥可以改善块茎中干物质、淀粉、维生素C、还原糖和蛋白质含量，提高马铃薯品质。