西北半干旱区不同施氮量对马铃薯光合特性及产量形成的影响

【目的】研究施氮量对旱作马铃薯光合参数与光合产物积累运移特性的影响,探究产量参数与光合特性之间的相互关系,以确定适合西北半干旱区马铃薯生产的施氮量,为该地区马铃薯绿色、高产栽培提供理论参考。【方法】于2019—2020年在宁夏海原县开展试验,以‘青薯9号’为供试材料,采取随机区组设计,设置0 kg/hm^(2)(N0)、75 kg/hm^(2)(N1)、150 kg/hm^(2)(N2)和225 kg/hm^(2)(N3)共4个施氮量处理,分析不同施氮量下马铃薯光合特性、群体生长及产量的变化趋势。【结果】马铃薯花后45天,N2处理马铃薯叶面积指数(LAI)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)较N0处理分别提升了29.91%、31.56%、44.57%和44.82%,较N3处理分别增加了6.55%、2.20%、15.16%和13.39%。N2处理增加了马铃薯光合势(LAD)、群体生长速率(CGR)和净同化率(NAR),其最大干物质积累速率(Vmax)和达到Vmax时的生长量(Wmax)较N0处理分别提高了22.37%和15.41%,较N3处理分别增加了7.95%和12.79%。4个施氮量处理中,N2处理马铃薯产量和商品薯率均达到最大值,对产量与施氮量进行二次方程拟合,得到2019年经济最佳施氮量为188 kg/hm^(2),2020年为163 kg/hm^(2)。Pearson相关性分析表明,马铃薯产量与Pn、Ci、Gs、Tr、LAI、LAD和CGR呈显著或极显著正相关;而光合参数与Vmax、Wmax呈显著或极显著正相关,与干物质积累活跃期(D)和达到最大干物质积累速率的时间(Tmax)呈显著负相关。进一步对马铃薯产量、产量性能指标和光合参数做主成分分析发现,两年各处理综合得分均表现为N2>N3>N1>N0。【结论】合理施氮显著提升了马铃薯的群体光合参数和生长速率,增加了光合产物积累和花后干物质积累量,进而促进产量形成。在干旱区将施氮量控制在150 kg/hm^(2),有利于马铃薯产量性能参数及光合参数维持在适宜范围,改善光合产物积累和运移,进而为马铃薯产量形成奠定基础。可将施氮量为150 kg/hm^(2)作为西北半干旱区马铃薯绿色、高效栽培推荐施氮量。