甘薯（Ipomoea batatas Lam.）是世界上第5大粮食能源供应植物，也是中国重要的粮食、饲料、能源兼用作物。中国是世界上最大的甘薯生产国，种植面积占全世界的45.1%，产量为全世界的75.3%^[1]。甘薯富含人体需要的各种营养物质，以其优良的口感和特殊的保健作用逐渐走上人们的餐桌。近年来，随着保护地甘薯种植面积不断扩大，为提高甘薯产量，人们盲目增施肥料，尤其是氮肥用量过多，造成甘薯茎叶徒长，产量品质下降，肥料利用率低等问题^[2-3]。甘薯生产上一般通过喷施烯效唑等植物生长调节剂控制茎叶旺长的问题，对甘薯的安全生产存在较大的隐患，探讨合理的氮钾肥配施是解决这一难题既安全又有效的途径。因此，甘薯氮钾肥配施的研究对提高甘薯产量、改善甘薯品质、提高生产效率及保护生态安全具有重要的理论和实践意义。

在一定范围内，增施氮肥对促进甘薯库源关系建立、发展具有重要作用^[4-5]。氮能够增强甘薯的光合作用、加速有机物的转化和养分的积累^[6]，具有提高甘薯茎叶生物量、叶面积指数的作用，而且氮肥可提高叶片叶绿素含量和光合速率^[7]，可有效地提高单薯重和薯块产量^[8]，但施用氮肥过量时将导致甘薯产量降低^[9]。甘薯是典型的喜钾作物，增施钾肥能够提高甘薯功能叶片的叶绿素含量和光合势，增加块根三磷酸腺苷、脱落酸含量^[10]，提高块根淀粉含量，促进碳水化合物由叶片向块根运输；也提高碳同化物在块根中的分配比例，促进块根迅速膨大，增加块根产量等^[11-12]；同时还可以缓解因氮素过高而引起的甘薯茎叶旺长问题。氮钾配施在甘薯上的应用研究报道有限，主要集中在甘薯氮钾积累分配及其与产量的关系、块根品质的提高等方面^[13-14]，氮钾配施对提高甘薯茎叶和块根协调生长的研究鲜有报道。因此，本研究设置氮钾肥配施试验，研究不同氮钾肥配施对甘薯茎叶生长、干物质积累以及产量形成的影响，以期为甘薯的高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甘薯品种选用“ 泰薯14” 作为供试材料，所用肥料为尿素（N 46.0%）、过磷酸钙（P₂O₅ 16.0%）、硫酸钾（K₂O 50.0%）。

1.2 试验设计

试验于2018年6～10月在泰安市农业科学研究院试验基地（36°20' N，117°18' E）进行，属温带大陆性半湿润季风气候，四季分明。多年平均气温12.9℃，降水量1106mm，日照时数2627.1h。土壤类型为棕壤，质地为壤土，土壤有机质1.6g/kg，碱解氮73.4mg/kg，有效磷18.61mg/kg，速效钾81.22mg/kg，pH值6.87。

采用随机区组设计，主区为氮肥处理，设3个水平，副区为钾肥处理，设2个水平；氮、钾用量见表1，磷肥（P₂O₅）施用量9.0g/m²，所有肥料均基施。小区面积20m²（4m×5m），行距80cm，株距25cm，行长5m，5行区，3次重复。

1.3 取样方法

甘薯栽植后10d内为缓苗期，甘薯生长40d开始观察和记录，此后每隔20d选取生长正常且长势一致的植株3株，测定块根产量，计算块根膨大速率；室内调查蔓长、基部茎粗、单株分枝数，打孔法测定叶面积，计算叶面积系数。

收获期将测产区内的块根全部挖出，数出每个小区的块根数量，然后以小区为单位称块根重量，计算平均单株结薯数和块根重。按薯块大小进行分级称重，>500g为大薯，200～500g为中薯，<200g为小薯，>200g为商品薯，计算商品薯率。将植株按块根、茎、叶和叶柄4部分分样，对4部分分别称量鲜重（洗净、晾干），然后将茎切段、块根切片连同叶和柄一起，并分别在60℃下烘干称重，测定块根干重和地上部干重。

1.4 数据分析

采用Excel 2003作图，DPS 7.05软件进行数据处理，LSD法进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 氮钾配施对甘薯茎叶生长的影响

由图1可以看出，氮肥能显著促进甘薯茎叶生长。在同一施钾水平下，甘薯茎叶生长指标随氮肥用量的增加而不断增大，蔓长、单株分枝数、茎粗和叶面积系数均为N2处理最大。增施钾肥也可以促进茎叶生长，同一施氮水平下，K1处理甘薯茎叶生长指标均高于K0。基部茎粗N0K1高于N1K0外，N2K0、N1K0处理茎叶生长指标均高于N0K1， N1K1处理茎叶生长指标高于N0K1和N1K0，低于N2K0和N2K1。说明增施氮肥对促进甘薯茎叶生长的作用更加显著，合理氮钾配施N1K1处理能够促进茎叶生长指标在更加合理的范围。

2.2 氮钾配施对甘薯产量及其构成因素的影响

由表2可以看出，适量增施氮、钾肥均可以显著提高甘薯块根产量及其构成因素。在同一施钾水平下，随氮肥用量的增加甘薯产量及其构成因素均表现为先升高后降低的趋势，N1水平甘薯产量、单株结薯数和单薯重均最高。在K0处理下，N2>N0，在K1处理下，N0>N2。在同一施氮水平下，甘薯产量、单株结薯数和单薯重均表现为K1>K0。单施钾肥甘薯产量、单株结薯数和单薯重均高于单施氮肥，两者均低于N1K1处理。所有处理中N1K1处理甘薯产量、单株结薯数和单薯重均为最高，说明合理氮钾配施更有利于甘薯块根增产。

注：数据后的小写字母不同表示0.05水平上的差异显著。下同。

2.3 氮钾配施对甘薯T/R值的影响

由表3可以看出，随着生育期的延长，各处理甘薯茎叶与块根重量比（T/R） 值均呈现不断降低的变化趋势。在K0处理下，T/R值表现为N2>N1>N0，在K1处理下，T/R值表现为N2>N0>N1。在同一施氮水平下，T/R值均表现为K1<K0。单施钾肥甘薯T/R值均低于单施氮肥，两者均高于N1K1处理。所有处理中N1K1处理T/R值最低。说明增施氮肥会促进甘薯地上部的生长，而增施钾肥则有利于减少地上部旺长，合理氮钾肥配施可以显著降低甘薯T/R值，优化甘薯地上部与地下部的协调生长，促进甘薯块根产量的形成。

2.4 氮钾配施对甘薯块根膨大速率的影响

块根膨大速率在一定程度上能够反映碳水化合物在块根中的积累情况，较高的积累速率是获得较高块根产量的重要条件。由图2可以看出，随着生育期的延长，各处理块根膨大速率均呈现“升高-降低”的趋势，栽秧后60～80d块根膨大速率最大。在同一施钾水平下，随氮肥用量的增加甘薯块根膨大速率均表现为先升高后降低的趋势，N1水平甘薯块根膨大速率均最高。施钾处理甘薯块根膨大速率均高于未施钾处理。单施钾肥甘薯块根膨大速率高于单施氮肥，两者均低于N1K1处理。所有处理中N1K1处理甘薯块根膨大速率最高，说明合理氮钾配施更有利于甘薯块根的快速膨大。

2.5 氮钾配施对甘薯块根商品薯率的影响

由表4可以看出，在同一施钾水平下，随氮肥用量的增加甘薯块根大、中薯比率均表现为N1>N2>N0，而小薯比率为N0>N2>N1，商品薯比率均表现为先升高后降低的趋势，N1水平甘薯块根商品薯比率均最高。施钾处理甘薯块根商品薯比率均高于未施钾处理，小薯比率则低于未施钾处理。单施钾肥甘薯块根商品薯比率高于单施氮肥，小薯比率低于单施氮肥，两种处理甘薯块根商品薯比率均低于N1K1处理，小薯比率均高于N1K1处理。所有处理中N1K1处理甘薯块根商品薯比率最高，小薯比率最低。

2.6 氮钾配施对甘薯干物质积累的影响

由图3可以看出，随生育时期的推进甘薯块根干重不断增加，在同一施钾水平下，随氮肥用量的增加甘薯块根干重先升高后降低，N1水平甘薯块根干重均最高。施钾处理甘薯块根干重均高于未施钾处理。单施钾肥甘薯块根干重高于单施氮肥，两者均低于N1K1处理。所有处理中N1K1处理甘薯块根干重最高。

2.7 氮钾配施对甘薯收获期干物质分配的影响

由表5可以看出，在同一施钾水平下，增加氮肥用量可以显著增加甘薯单株总重和地上部干重（地上部干重N1K1除外），N2处理甘薯单株总重和地上部干重均高于其他处理。增施钾肥可以增加甘薯块根干重和块根干物质分配率（块根/整株），各施钾处理甘薯块根干物质分配率均高于不施钾处理。单施钾肥甘薯块根干物质分配率高于单施氮肥，两者均低于N1K1处理。所有处理中N1K1处理甘薯块根干物质分配率最高，说明合理氮钾配施有利于干物质向块根的分配，N1K1处理更有利于增加干物质向块根中的分配比例，提高块根产量。

3 讨论

氮、钾是作物生长发育的重要营养元素，是甘薯获得产量的关键因素。氮对甘薯生长前期块根的分化具有重要作用，在一定范围内，增施氮肥可以提高甘薯的干物质生产能力和块根产量，而施氮量过高会延迟结薯、导致地上部旺长、降低块根产量^[5，7]。钾对甘薯光合同化物向块根的分配具有重要作用，氮、钾在块根内具有相互促进吸收的作用^[15]，氮钾配施在甘薯上的应用逐渐增多。研究表明，氮钾配施可以改变地下部根系形态和提高根系活力，促进根系养分吸收并提高甘薯产量^[16]。氮钾配施有利于增加库器官中干物质积累量，能显著提高甘薯氮和钾的养分积累量、甘薯源器官光合产物积累量和块根中蛋白质和可溶性糖类含量，从而改善甘薯品质^[17-18]。本试验研究表明，氮钾合理配施能够显著增加甘薯单株结薯数和单薯重，提高甘薯块根膨大速率和商品薯率，从而提高甘薯块根产量。施钾处理K1甘薯块根产量、块根膨大速率、商品薯率、单株结薯数和单薯重均高于单施氮肥N1处理，N1K1处理甘薯产量、单株结薯数和单薯重最高，说明合理氮钾配施甘薯产量高于单施钾肥，单施钾肥高于单施氮肥，这与林琪等^[19]的研究结果一致。

甘薯地上部茎叶不断制造光合产物，形成了甘薯的“源”，地下部块根则积累碳水化合物，成为甘薯的“库”，地上部与地下部协调生长（源库协调）是甘薯获得高产的重要条件。研究表明，薯块干物率与最长蔓长、茎粗、基部分枝数都呈负相关关系，甘薯地上部的旺盛生长不利于块根干物质的积累^[20]。本试验研究表明，单施氮肥可以促进甘薯茎叶生长，提高了蔓长、茎粗、单株分枝数和叶面积系数，随着施氮量的增加，甘薯地上部具有明显的旺长趋势，甘薯的T/R值显著增加，这与林子龙等^[21]、柴沙沙等^[22]的研究结果一致。氮钾互作效应调控光合产物在关键生长期内合理分配进而协调了甘薯库源关系。氮钾配施处理促进甘薯生长前期光合产物向地上部“源” 器官分配，在薯块膨大期氮素向地下部“库”转移，即实现了“促流”同时又达到了“扩库”的目的^[12]。本研究发现，氮钾肥配施N1K1处理茎叶生长指标合理，能够保证甘薯地上部源器官具有较强的光合同化物生产能力。同时，氮钾肥配施N1K1处理促进了光合产物向地下部库器官的转运分配，提高甘薯块根膨大速率，促进甘薯块根产量的形成。

4 结论

合理的氮钾肥配施条件下，氮肥能够促进甘薯茎叶生长，保证光合同化物的生产，钾肥能够促进光合产物向地下部块根的转运分配，提高块根产量，从而实现地上部与地下部的协调生长。本试验N1K1处理甘薯块根产量及干物质积累量最高，为最佳氮钾肥施用配比。

参考文献