灌水下限和施肥量对榆林沙地马铃薯生长和水肥利用的影响

摘要

研究生育期土壤水分下限调控和施肥对陕北榆林地区滴灌马铃薯生长、干物质累积量、产量、块茎品质、水肥利用效率、植株各器官养分吸收利用和土壤养分累积分布规律的影响，以期探寻马铃薯优质高产的水肥调控模式。试验以马铃薯“紫花白”为材料，在各个生育期（苗期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期、成熟期）设置3个灌水下限水平W1（55%、60%、65%、55%、55%）、W2（65%、70%、75%、65%、65%）、W3（75%、80%、85%、75%、75%）和4个N-P2O5-K2O(kg/hm2)施肥量：F1（100-40-150kg/hm2）、F2（150-60-225kg/hm2）、F3（200-80-300kg/hm2）、F4（250-100-375kg/hm2），共12个处理，在生育期内对马铃薯株高、叶面积指数、茎粗、SPAD等生长指标进行观测，并统计植株干物质累积量、产量及其构成、块茎淀粉、维生素C、还原性糖含量，以及马铃薯全生育期内植株各器官氮磷钾的累计量和土壤氮磷钾的残留量，分析各观测指标对水肥的响应机制。试验结果如下： （1）灌水下限和施肥量对马铃薯的生长、品质、水分利用效率和肥料偏生产力均有显著影响。在同一施肥水平下，W2处理的马铃薯生长、产量、品质、水肥利用效率均显著高于W1和W3处理。W2处理的平均产量为43187.15kg/hm2，比W1和W3分别增加了24.59%和5.26%，淀粉和维生素C含量分别增加了15.32%和6.37%，8.04%和4.66%，水分利用效率（WUE）分别增加了15.53%和7.54%，肥料偏生产力（PFP）分别增加了21.65%和4.41%。在同一灌水水平下，F3处理的马铃薯生长、产量、水分利用效率均显著高于F1、F2和F4处理，淀粉含量和维生素C含量在F2处理最高。F3处理的平均产量为44691.32kg/hm2，比F1、F2和F4处理分别增加了41.79%、10.98%和6.34%。水分利用效率随施肥量的增加均呈抛物线变化趋势，PFP随施肥量增加呈减小趋势，F1处理的肥料偏生产力平均为108.69kg/kg，比F2、F3和F4处理分别显著增加了17.41%、41.06%和87.50%。 （2）灌水下限和施肥量对植株全生育期内各器官的养分累积和土壤养分残留有显著影响。在全生育期内，植株氮磷钾累积量大小表现为钾素>氮素>磷素。在同一施肥水平下，W2处理下成熟期植株氮磷钾累积总量最高，氮素分别比W1、W3增加了10.55%、5.42%，磷素增加了24.59、12.77%，钾素增加了14.21%、9.40%，W2灌水下限更适合植株养分的积累；在同一灌水水平下，植株成熟期氮磷钾累积总量随着施肥量的增加先增加后减少，在F3处理下最高，氮素分别比F1、F2、F4增加了116.55%、26.98%和20.72%，磷素增加了73.31%、35.55%和27.07%，钾素增加了62.05%、19.12%和11.57%，施肥量过多并不能使植株养分吸收增多。相同灌水水平下，植株氮磷钾利用效率随着施肥量增加不断减小，在F1处理下达到最大；相同施肥水平下，植株氮磷钾吸收效率随着灌水下限的增加先增加后减少，在W2处理下达到最大。成熟期滴灌带下土壤剖面硝态氮、速效磷和速效钾含量均表现为随施肥量增加而增加，随灌水下限提高而减小，养分在土壤表层聚集，各土层中，0-20cm的土壤养分占0-100cm的比例最大。综上，F3W2处理下植株养分累积量达到最大，土壤残留养分较少，适合该地区马铃薯养分吸收利用。 （3）运用主成分分析法评价马铃薯品质表明，F3W2处理排名第一，综合马铃薯生长、品质、产量、水肥利用效率、植株养分吸收和土壤养分残留，F3W2处理是榆林地区马铃薯优质高产的最优水肥组合。

目录

论文说明

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究进展

1.2.1滴灌施肥水肥耦合对马铃薯生长生育的影响

1.2.2滴灌施肥水肥耦合对马铃薯产量和品质的影响

1.2.3滴灌施肥水肥耦合对植物养分利用的影响

1.2.4滴灌施肥水肥耦合对土壤养分的影响

1.3需要进一步研究的问题

1.4.1研究内容

1.4.2技术路线

第二章 材料与方法

2.1试验区概况

2.2试验设计

2.3测定项目与方法

2.3.1土壤含水量的测定及灌水量的计算

2.3.2生长指标的测定

2.3.3马铃薯干物质量的测定

2.3.4产量测定

2.3.5水分利用效率和灌溉水分利用效率的计算

2.3.6肥料偏生产力（PFP）计算

2.3.7品质测定

2.3.8植株养分测定及其计算

2.3.9土壤养分测定及其计算

2.4 数据处理与统计分析

第三章 灌水下限和施肥量对滴灌马铃薯生长和产量的影响

3.1马铃薯株高和叶面积指数

3.2马铃薯茎粗

3.3马铃薯叶片SPAD值

3.4马铃薯干物质累积

3.5马铃薯产量和水分养分利用效率

3.6.1讨论

3.6.2结论

第四章 灌水下限和施肥量对滴灌马铃薯品质的影响

4.1滴灌马铃薯块茎质量分级

4.2马铃薯块茎中淀粉含量

4.3马铃薯块茎中维生素C含量

4.4马铃薯块茎中还原性糖含量

4.5马铃薯品质的综合评价

4.6.1讨论

4.6.2结论

第五章 灌水下限和施肥量对滴灌马铃薯养分吸收的影响

5.1马铃薯氮素的吸收与分配

5.2马铃薯磷素的吸收与分配

5.3马铃薯钾素的吸收与分配

5.4马铃薯养分的吸收与利用效率

5.5.1讨论

5.5.2 结论

第六章 灌水下限和施肥量对滴灌马铃薯土壤养分的影响

6.1马铃薯农田土壤剖面硝态氮分布

6.2马铃薯农田土壤剖面速效磷分布

6.3马铃薯农田土壤剖面速效钾分布

6.4马铃薯农田土壤剖面养分累积量分布

6.5.1讨论

6.5.2 结论

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

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