施氮量对菊芋块茎产量、品质与植株生理特性的影响

作者：李岚涛; 张铎; 盛开; 耿赛男; 石纹碹; 苗玉红; 王宜伦^*

来源：植物营养与肥料学报, 2022, 28(03): 496-506.

• 菊芋
• 施氮量
• 产量
• 品质
• 生理特性

【目的】氮肥不合理施用在导致资源浪费和环境问题的同时，还会影响菊芋正常生长发育和产量形成。研究施氮量对成熟期菊芋块茎产量、品质和生育期生理特性影响，确定关键营养指标，为菊芋高产高效施用氮肥提供理论支撑。【方法】菊芋氮肥梯度田间试验于2019年在河南省新乡市原阳县、2020年在南阳市方城县开展，2019年设N 0、60、120、180、240和300 kg/hm2 6个氮处理，2020年则分别设N 0、90、180、270和360 kg/hm2 5个氮处理。于菊芋营养生长前期、营养生长中期、营养生长末期和开花期采集植株样品，测定地上部植株氮含量、叶片绿原酸含量、SPAD值和可溶性糖、可溶性蛋白、木质素和纤维素含量等理化指标，并于成熟期测定菊芋块茎产量和菊糖、还原糖含量等品质指标。利用偏最小二乘(partial least square, PLS)回归模型定量分析各理化指标与产量、品质间关系，确定关键营养指标。【结果】1)随着氮肥施用量的增加，2019和2020年度菊芋块茎产量均呈“线性+平台”趋势变化，2019和2020年适宜施氮量分别为232和270 kg/hm2。2)成熟期菊芋块茎菊糖和还原糖含量均随施氮量增加呈“先升高后趋于稳定”的趋势。与不施氮对照相比，施氮处理菊芋块茎菊糖和还原糖含量两年度增幅分别平均为19.4%和47.3%，效果显著。3)各生育期菊芋地上部植株氮素积累量、叶片绿原酸含量、SPAD值、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和纤维素含量等指标均随施氮量增加而明显提高，木质素含量则逐步降低。4) PLS模型结果显示，菊芋地上部植株氮素积累量、叶片绿原酸含量、SPAD值、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、木质素和纤维素含量等理化指标与块茎产量、菊糖和还原糖含量间表现出较好的回归关系，决定系数(coefficient of determination,R2)分别为0.648、0.618和0.629，相对分析误差(relative percent deviation,RPD)分别为1.676、1.638和1.659，模型精度较为理想。此后，基于PLS模型中各指标无量纲评价指标变量重要性投影值(variable importance for projection,VIP)，确定叶片SPAD值为影响菊芋块茎产量和还原糖含量的关键指标，影响块茎菊糖含量的关键指标则为叶片绿原酸含量，VIP值均高于临界值1.0。【结论】合理施氮可显著提高菊芋成熟期块茎产量，改善品质，增强各生育期生理活性，本试验条件下菊芋适宜施氮量为230～270 kg/hm2。

• 单位
  河南农业大学