土壤持N总量与套作对马铃薯光合生理特性及产量品质的影响

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为探讨不同土壤持N总量下套作与净作马铃薯生长、光合生理特性、叶绿素荧光参数、产量及品质等方面的变化规律及其差异,获得套作马铃薯高产、优质、高效的最佳土壤持N总量。本试验采用随机区组试验设计,通过平衡施用PK肥,对马铃薯/玉米2:2行比套作和马铃薯双行净作模式下的马铃薯进行共6个不同土壤持N总量的处理,研究了不同土壤持N总量对套作马铃薯生长、光合生理特性、叶绿素荧光特性、产量及品质的影响,得出以下主要结果:(1)对马铃薯叶面积指数、叶绿素含量的影响马铃薯叶面积指数随生育时期呈先升后降趋势,在一定范围内,增加土壤持N总量可以提高马铃薯叶面积指数,以土壤持N总量为17.5 kg/667m2的处理最大。较之净作,套作降低了马铃薯淀粉积累期的叶面积指数,却维持了成熟期较高的叶面积指数。马铃薯块茎膨大期叶片的叶绿素含量比淀粉积累期高,较之净作,套作显著提高了马铃薯淀粉积累期的叶绿素含量,套作或净作下土壤持N总量为13.5 kg/667m2的处理叶绿素含量均最高。(2)对马铃薯光合生理特性、叶绿素荧光参数的影响一方面,套作显著降低了马铃薯淀粉积累期叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(q P)、非光化学猝灭系数(qN)、Ru BP羧化酶活力和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活力;另一方面,套作显著提高了胞间CO2浓度(Ci)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和电子传递速率(ETR)。土壤持N总量为11.5 kg/667m2和13.5 kg/667m2的处理其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、RuBP羧化酶活力和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活力比其他处理高,而胞间CO2浓度(Ci)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)比其他处理低。(3)对马铃薯产量、块茎干物质量、商品薯率的影响套作整体上显著降低了马铃薯产量、块茎干物质量和商品薯率。在处理范围内,随着土壤持N总量的提高,套作或净作下马铃薯产量、块茎干物质量和商品薯率及套作下复合产量均表现为先上升后下降的变化趋势。当土壤持N总量为13.5kg/667m2和11.5kg/667m2时,套作或净作下两处理之间的马铃薯产量、块茎干物质量、商品薯率及套作下复合产量差异不显著。综合考虑,选择土壤持N总量为11.5kg/667m2较为理想,此处理下套作马铃薯产量、块茎干物质量、商品薯率和复合产量分别为25666kg/hm2、54.42g/株、81.81%、10921kg/hm2,净作下马铃薯产量、块茎干物质量和商品薯率分别为27167kg/hm2、60.55 g/株、81.45%。(4)对马铃薯品质的影响套作不仅显著提高了马铃薯块茎的维生素C的含量,还显著降低了马铃薯块茎的淀粉含量,但对块茎中可溶性蛋白质含量无明显的影响。随着土壤持N总量的提高,可溶性蛋白质含量均表现为逐渐升高的趋势,土壤持N总量为17.5kg/667m2时有最大值;维生素C含量均表现出升高的变化趋势,但未达到显著水平;土壤持N总量为11.5kg/667m2时,马铃薯淀粉含量最高,套作为11.42%,净作为12.02%,当土壤持N总量继续增加,马铃薯淀粉含量呈降低的趋势。(5)对氮肥利用的影响套作显著降低了氮素收获指数和氮肥偏生产力,但提高了马铃薯单株氮素积累量。在处理范围内,随着土壤持N总量的提高,套作或净作下马铃薯单株氮素积累量越高,以17.5kg/667m2处理下最大,其中套作为3.29g/株,净作为3.25 g/株;套作或净作下氮素收获指数和氮肥偏生产力都表现出先增后减的变化趋势,套作下,氮素收获指数在11.5kg/667m2处理下有最大值0.65,净作下,氮素收获指数在13.5kg/667m2处理下有最大值0.70;套作或净作氮肥偏生产力均在11.5kg/667m2处理下有最大值,套作为148.79kg/kg,净作为157.49 kg/kg。
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