保水剂与氮肥对马铃薯生长和WUE效应及其机制研究

Abstract

保水剂应用是近年发展迅速的化学节水技术。成本过高，使用技术不完善，作用机制研究的不深入使得保水剂在农业生产中推广缓慢。保水剂与肥料、生长调节剂、微量元素等结合成新产品的应用，具有广阔的前景。本研究针对目前国内外保水剂发展和研究中存在的问题，就其应用方法及作用机制，在陕北黄土高原地区对北方农田主要作物马铃薯(Solanum tuberosum L.) 进行田间试验。苗期保水剂采用两种用法(沟施、穴施)、两个深度(5cm、10&mdash;15cm)处理，现蕾期各追施氮肥形成保水剂和氮肥(N)交互组合处理。研究了保水剂和N肥对马铃薯生长、产量、水分利用效率(WUE)及N肥利用率的影响，得出以下主要结果：&nbsp;&nbsp;&nbsp; 1. 保水剂对土壤团粒结构的形成有促进作用，特别是土壤中0.5&mdash;5mm粒径的团粒结构增加显著，保水剂与N肥结合增加了土壤有机质的含量；在有效降水后，保水剂在一定程度上改善、维持了土壤耕层的水分状况；同时保水剂的应用，提高了马铃薯的N肥利用效率。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 2. 保水剂、N肥都能增加马铃薯根干重，深沟施用保水剂与N肥交互作用明显。穴施保水剂对根/冠影响不大；深沟施用保水剂根/冠有所增加；浅沟施用保水剂，穴施保水剂结合N肥，及单独N肥处理，根/冠降低。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3. 保水剂与N肥结合应用改善了马铃薯的生长及光合性能。在苗期，保水剂能有效的促进马铃薯幼苗生长，增加茎粗，增加冠层分枝，增大冠幅面积；保水剂和氮肥增加了马铃薯叶面积系数，其中氮肥对马铃薯系数的增加贡献大于单用保水剂。保水剂和氮肥提高了马铃薯花期及块茎膨大期叶片的光合速率，延长马铃薯植株的光合作用时间14&mdash;15d。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 4. 保水剂结合氮肥有效提高盛花期马铃薯的生物量(较对照增加46.7&mdash;98.8%)，大幅度增加马铃薯的经济产量75.0&mdash;108.3%，特别是大块茎(&ge;10cm)商品薯的产量增加极明显(160.7&mdash;273.8%)。保水剂与氮肥提高马铃薯花期WUE(62.3&mdash;85.1%)是干物质量增加和耗水减少引起，其中以干物质量增加为主。而整个生育期内WUE的增加(54.6&mdash;93.8%)几乎全由干物质量大幅度提高所致，与耗水减少关系甚微。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 5. 从最终产量上反应出保水剂使用方法，沟施优于穴施，深施(10&mdash;15cm)优于浅施(5cm)。表施保水剂，受外界环境，特别是高温影响较大，使保水剂功能受到抑制。穴施保水剂，由于过于集中，对改变土壤通透性作用不利。开沟深施保水剂，可最大程度改良马铃薯根系所在部位的土壤结构，增加蓄水能力，降低肥料的淋溶，满足根系和块茎的发展。</span