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摘要[目的]为了确定膜下滴灌马铃薯生产中适宜的种植密度和合理施氮量，提高氮素利用效率和块茎产量及品质，为膜下滴灌马铃薯生产提供理论和技术指导。[方法]以紫花白为试验材料，关键词马铃薯；氮素吸收量；利用效率；产量；淀粉含量
中图分类号S532文献标识码A文章编号0517-6611（2014）14-04272-03
Effects of N Application and Planting Density on N Uptake and Use of Mulched Drip Irrigation Potato
FAN Xiangquan，ZHANG Sheng et al（Agricultural College of Agronomy， Inner Mongolia Agricultural University， Huhhot， Inner Mongolia 010019）
Abstract[Objective] The optimum planting density and reasonable nitrogen application rate under the coated drip irrigation were determined to improve nitrogen utilization efficiency and yield and quality of tubers， and to provide theoretical and technical guidance for coated drip irrigation of potato. [Method] Purple and white potato variety was used as the experimental material， and three densities （54 000， 65 550， 77 100 plant/hm2） and four nitrogen application rate （0， 142.5， 285.0， 427.5 pure N kg/hm2） were arranged， using split plot design. [Result] Under mulch drip irrigation conditions， with the improvement of the amount of nitrogen fertilizer and the planting density， the cumulative uptake of N was increased. With the improvement of the amount of nitrogen fertilizer， AE， RE and PFP were decreased.When planting density was moderately improved， AE， RE and PFP were increased. There was a significant positive correlation among potato tuber production， starch production， the amount of nitrogen fertilizer， cumulative N uptake and nitrogen utilization efficiency. The key of improving the production of potato tubers was improving cumulative N uptake and utilization efficiency. [Conclusion] Moderate increase of the planting density and nitrogen application rate were in favor of improving N uptake and utilization efficiency of coated drip irrigation potatoes， and improving the yield and tuber starch yield. Under the experimental condition， the combination of suitable planting density and nitrogen application rate was 77 100 or 65 550 plant and 285 kg nitrogen fertilizer per hectare.
Key wordsPotato； Cumulative N uptake；Utilization efficiency；Yield；Starch content
干旱缺水是制約内蒙古中西部地区马铃薯产量提高和产业发展的主要气候因素。近年来，膜下滴灌节水栽培技术已成为解决内蒙古干旱地区水资源短缺与马铃薯优质、高产相矛盾的重要技术措施之一[1-2]。氮素养分的吸收、同化与转运直接或间接地影响着马铃薯的生长发育和产量形成[3]。前人关于马铃薯氮素营养吸收分配和栽培密度等方面的研究已有大量报道[4-11]，但在新兴的膜下滴灌栽培模式下，有关马铃薯氮素吸收与利用效率、合理种植密度等方面的研究还鲜见报道。当前，膜下滴灌马铃薯生产中尚缺乏施肥、种植密度等栽培措施的理论研究基础和技术指导，因此开展膜下滴灌马铃薯合理施氮量、适宜种植密度及其对氮素养分吸收利用效率影响的研究，对指导马铃薯优质、高产栽培具有重要的理论与实践意义。针对内蒙古干旱少雨的气候特点，笔者研究了膜下滴灌马铃薯不同施氮量和种植密度对其氮素吸收、积累的动态影响及其利用效率差异，旨在为膜下滴灌马铃薯大田生产提供合理的氮肥管理与种植技术方面的理论和技术指导。 1材料与方法
2结果与分析
2.1不同密度和施氮量对膜下滴灌马铃薯氮素群体累积吸收量的影响由图1可知，在不同种植密度和施氮量处理下，膜下滴灌马铃薯群体氮素累积吸收量在整个生育时期内呈S型曲线变化。在块茎形成期以前，氮素累积吸收量增长缓慢，在出苗后30～45 d（块茎形成期到块茎增长初期）氮素累积吸收量呈直线增长，出苗60 d（块茎增长后期）以后增长缓慢，到淀粉积累期达到峰值，此后随着叶片衰老、脱落，氮素发生了转移损失，到成熟期后氮素累积吸收量有所下降。
由图1、2可知，马铃薯各生育时期群体氮素累积吸收量均随施氮量的增加而有明显的提高，始终表现为N3处理>N2处理>N1处理>N0處理。从块茎形成期开始，各处理间差异逐渐增大，均达到0.05显著水平。不同密度处理间，在块茎增长期、成熟收获期群体氮素累积吸收量也均随密度增加而逐渐提高，表现为M3处理>M2处理>M1处理。除N0处理下各密度间无显著差异外，其他施氮处理下不同密度间均表现为M3、M2处理在0.05水平显著高于M1处理。
2.2不同密度和施氮对膜下滴灌马铃薯氮肥利用率的影响氮素农学利用率是反映单位施肥量对作物产量的贡献大小，是农业生产中最关心的经济指标之一。由表1可知，随着施氮量的增加，氮素的农学利用率、吸收利用率、偏生产力在各密度处理下均呈现逐渐降低趋势，各施氮处理间差异均达到0.05显著水平，而生理利用率则在中高密度处理下表现为先升后降趋势，各处理间差异不显著。随着种植密度的提高，氮肥的吸收利用率、农学利用率、偏生产力、生理利用率均有增加趋势，各密度处理间除生理利用率无显著差异外，其吸收利用率、农学利用率、偏生产力均表现为中、高密度处理在0.05水平显著高于低密度处理，但中密度和高密度处理间差异不显著。整体来看，增施氮肥会降低氮肥利用率，而提高种植密度又能提高氮肥利用率。可见，合理的氮肥、密度互作能有效提高膜下滴灌马铃薯氮肥的综合利用率。在该试验条件下，M3N1、M2N1处理的氮素吸收利用率、农学利用率、偏生产力均最大，可作为膜下滴灌马铃薯提高氮素利用效率的合理施氮量、密度组合。
图1不同密度与施氮量对膜下滴灌马铃薯氮素群体累积吸收量的影响注：不同小写字母表示差异在0.05水平显著。
图2不同密度与施氮量对膜下滴灌马铃薯块茎增长期、成熟期氮素群体累积吸收量的影响2.3不同密度和施氮量对膜下滴灌马铃薯产量及淀粉含量的影响马铃薯块茎产量受密度、氮素施用水平的影响很大。由表2可知，随着种植密度和施氮量的增加，膜下滴灌马铃薯的产量呈逐渐增高趋势。在同等密度下，各施氮处理块茎产量均表现为N3处理>N2处理>N1处理>N0处理，在各施氮N3、N2、N1处理的块茎产量均在0.05水平显著高于N0处理，N3、N2处理又在0.05水平显著高于N1处理，但N3、N2处理间差异不显著。
3小结
施氮量和密度对马铃薯块茎增产作用不仅体现在其本身，而且在于两者间的交互效应。只有施氮量和密度配置合理，才能保证马铃薯块茎的高产与优质。研究结果表明，膜下滴灌马铃薯植株氮素累积吸收量随着施氮量的增加而在0.05水平显著提高，但随着施氮量的增加，氮素的农学利用率、吸收利用率、偏生产力则均呈降低趋势，且差异在0.05水平显著。随着种植密度的提高，氮素累积吸收量也呈增加趋势，但不显著。适当密植有利于马铃薯氮素吸收利用率、农学利用率、偏生产力的提高。马铃薯块茎产量、淀粉产量与施氮量、氮素累积吸收量和吸收利用率间存在0.01水平显著的正相关性。氮素累积吸收量和氮素利用率也呈0.05水平显著正相关，二者协同提高是决定马铃薯块茎产量的关键。施氮量的高低在一定程度上决定着氮素累积吸收量的多少，但施氮量与氮肥利用率存在着负相关性。试验表明，膜下滴灌马铃薯生产中通过氮肥与密度的互效应，在适宜的种植密度和施氮量配合下既有利于氮素累积吸收量和氮素利用率的提高，又有利于块茎产量和淀粉产量的提高。在该试验条件下，适宜的施氮量与密度组以M3N2、M2N2组合即种植密度参考文献
[1] 郭景山，李文刚，邓忠泉，等.内蒙中西部地区旱情对马铃薯生产影响的调研及对策[M]//陈伊里，屈冬玉.马铃薯产业与科技扶贫.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2011：47-49.
[2] 郭景山，李文刚，邓忠泉，等.内蒙中西部地区膜下滴灌种植马铃薯的发展状况分析[M]//陈伊里，屈冬玉.马铃薯产业与科技扶贫.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2011：50-52.
[3] 胡霭堂.植物营养学[M].北京：中国农业大学出版社，2002：35-36.
[4] 邓小强，范贵国，周世龙.氮、钾肥运筹对马铃薯经济性状与产量的影响[J].中国土壤与肥料，2011（2）：48-50，75.
[5] 郭淑敏，门福义，刘梦芸，等，马铃薯高淀粉生理基础的研究：块茎淀粉含量与氮、磷、钾代谢的关系[J].马铃薯杂志，1993，7（2）：65-70.
[6] 张宝林，高聚林，刘克礼，等.马铃薯氮素的吸收、积累和分配规律[J].中国马铃薯，2003，17（4）：193-198.
[7] 黑龙江省农业科学院马铃薯研究所.中国马铃薯栽培学[M].北京：中国农业出版社，1994：26.
[8] 李利.不同施氮量对马铃薯氮素吸收、积累及利用的影响[J].山西农业科学，2012，40（12）：1292-1295.
[9] 修凤英，朱丽丽，李井会.不同施氮量对马铃薯氮素利用特性的影响[J].中国土壤与肥料，2009（3）：36-43.
[10] KRASS A，MARCHER II.Influence of nitrogen nutrition，day length and temperature on contents of GA and ABA and on tuberization of potato plants[J].Potato Res，1982，25：13-21.
[11] 杨瑞平，张胜，王珊珊.氮磷钾配施对马铃薯干物质积累及产量的影响[J].安徽农业科学，2011，39（7）：3871-3874.
中图分类号S532文献标识码A文章编号0517-6611（2014）14-04272-03
Effects of N Application and Planting Density on N Uptake and Use of Mulched Drip Irrigation Potato
FAN Xiangquan，ZHANG Sheng et al（Agricultural College of Agronomy， Inner Mongolia Agricultural University， Huhhot， Inner Mongolia 010019）
Abstract[Objective] The optimum planting density and reasonable nitrogen application rate under the coated drip irrigation were determined to improve nitrogen utilization efficiency and yield and quality of tubers， and to provide theoretical and technical guidance for coated drip irrigation of potato. [Method] Purple and white potato variety was used as the experimental material， and three densities （54 000， 65 550， 77 100 plant/hm2） and four nitrogen application rate （0， 142.5， 285.0， 427.5 pure N kg/hm2） were arranged， using split plot design. [Result] Under mulch drip irrigation conditions， with the improvement of the amount of nitrogen fertilizer and the planting density， the cumulative uptake of N was increased. With the improvement of the amount of nitrogen fertilizer， AE， RE and PFP were decreased.When planting density was moderately improved， AE， RE and PFP were increased. There was a significant positive correlation among potato tuber production， starch production， the amount of nitrogen fertilizer， cumulative N uptake and nitrogen utilization efficiency. The key of improving the production of potato tubers was improving cumulative N uptake and utilization efficiency. [Conclusion] Moderate increase of the planting density and nitrogen application rate were in favor of improving N uptake and utilization efficiency of coated drip irrigation potatoes， and improving the yield and tuber starch yield. Under the experimental condition， the combination of suitable planting density and nitrogen application rate was 77 100 or 65 550 plant and 285 kg nitrogen fertilizer per hectare.
Key wordsPotato； Cumulative N uptake；Utilization efficiency；Yield；Starch content
干旱缺水是制約内蒙古中西部地区马铃薯产量提高和产业发展的主要气候因素。近年来，膜下滴灌节水栽培技术已成为解决内蒙古干旱地区水资源短缺与马铃薯优质、高产相矛盾的重要技术措施之一[1-2]。氮素养分的吸收、同化与转运直接或间接地影响着马铃薯的生长发育和产量形成[3]。前人关于马铃薯氮素营养吸收分配和栽培密度等方面的研究已有大量报道[4-11]，但在新兴的膜下滴灌栽培模式下，有关马铃薯氮素吸收与利用效率、合理种植密度等方面的研究还鲜见报道。当前，膜下滴灌马铃薯生产中尚缺乏施肥、种植密度等栽培措施的理论研究基础和技术指导，因此开展膜下滴灌马铃薯合理施氮量、适宜种植密度及其对氮素养分吸收利用效率影响的研究，对指导马铃薯优质、高产栽培具有重要的理论与实践意义。针对内蒙古干旱少雨的气候特点，笔者研究了膜下滴灌马铃薯不同施氮量和种植密度对其氮素吸收、积累的动态影响及其利用效率差异，旨在为膜下滴灌马铃薯大田生产提供合理的氮肥管理与种植技术方面的理论和技术指导。 1材料与方法
2结果与分析
2.1不同密度和施氮量对膜下滴灌马铃薯氮素群体累积吸收量的影响由图1可知，在不同种植密度和施氮量处理下，膜下滴灌马铃薯群体氮素累积吸收量在整个生育时期内呈S型曲线变化。在块茎形成期以前，氮素累积吸收量增长缓慢，在出苗后30～45 d（块茎形成期到块茎增长初期）氮素累积吸收量呈直线增长，出苗60 d（块茎增长后期）以后增长缓慢，到淀粉积累期达到峰值，此后随着叶片衰老、脱落，氮素发生了转移损失，到成熟期后氮素累积吸收量有所下降。
由图1、2可知，马铃薯各生育时期群体氮素累积吸收量均随施氮量的增加而有明显的提高，始终表现为N3处理>N2处理>N1处理>N0處理。从块茎形成期开始，各处理间差异逐渐增大，均达到0.05显著水平。不同密度处理间，在块茎增长期、成熟收获期群体氮素累积吸收量也均随密度增加而逐渐提高，表现为M3处理>M2处理>M1处理。除N0处理下各密度间无显著差异外，其他施氮处理下不同密度间均表现为M3、M2处理在0.05水平显著高于M1处理。
2.2不同密度和施氮对膜下滴灌马铃薯氮肥利用率的影响氮素农学利用率是反映单位施肥量对作物产量的贡献大小，是农业生产中最关心的经济指标之一。由表1可知，随着施氮量的增加，氮素的农学利用率、吸收利用率、偏生产力在各密度处理下均呈现逐渐降低趋势，各施氮处理间差异均达到0.05显著水平，而生理利用率则在中高密度处理下表现为先升后降趋势，各处理间差异不显著。随着种植密度的提高，氮肥的吸收利用率、农学利用率、偏生产力、生理利用率均有增加趋势，各密度处理间除生理利用率无显著差异外，其吸收利用率、农学利用率、偏生产力均表现为中、高密度处理在0.05水平显著高于低密度处理，但中密度和高密度处理间差异不显著。整体来看，增施氮肥会降低氮肥利用率，而提高种植密度又能提高氮肥利用率。可见，合理的氮肥、密度互作能有效提高膜下滴灌马铃薯氮肥的综合利用率。在该试验条件下，M3N1、M2N1处理的氮素吸收利用率、农学利用率、偏生产力均最大，可作为膜下滴灌马铃薯提高氮素利用效率的合理施氮量、密度组合。
图1不同密度与施氮量对膜下滴灌马铃薯氮素群体累积吸收量的影响注：不同小写字母表示差异在0.05水平显著。
图2不同密度与施氮量对膜下滴灌马铃薯块茎增长期、成熟期氮素群体累积吸收量的影响2.3不同密度和施氮量对膜下滴灌马铃薯产量及淀粉含量的影响马铃薯块茎产量受密度、氮素施用水平的影响很大。由表2可知，随着种植密度和施氮量的增加，膜下滴灌马铃薯的产量呈逐渐增高趋势。在同等密度下，各施氮处理块茎产量均表现为N3处理>N2处理>N1处理>N0处理，在各施氮N3、N2、N1处理的块茎产量均在0.05水平显著高于N0处理，N3、N2处理又在0.05水平显著高于N1处理，但N3、N2处理间差异不显著。
3小结
施氮量和密度对马铃薯块茎增产作用不仅体现在其本身，而且在于两者间的交互效应。只有施氮量和密度配置合理，才能保证马铃薯块茎的高产与优质。研究结果表明，膜下滴灌马铃薯植株氮素累积吸收量随着施氮量的增加而在0.05水平显著提高，但随着施氮量的增加，氮素的农学利用率、吸收利用率、偏生产力则均呈降低趋势，且差异在0.05水平显著。随着种植密度的提高，氮素累积吸收量也呈增加趋势，但不显著。适当密植有利于马铃薯氮素吸收利用率、农学利用率、偏生产力的提高。马铃薯块茎产量、淀粉产量与施氮量、氮素累积吸收量和吸收利用率间存在0.01水平显著的正相关性。氮素累积吸收量和氮素利用率也呈0.05水平显著正相关，二者协同提高是决定马铃薯块茎产量的关键。施氮量的高低在一定程度上决定着氮素累积吸收量的多少，但施氮量与氮肥利用率存在着负相关性。试验表明，膜下滴灌马铃薯生产中通过氮肥与密度的互效应，在适宜的种植密度和施氮量配合下既有利于氮素累积吸收量和氮素利用率的提高，又有利于块茎产量和淀粉产量的提高。在该试验条件下，适宜的施氮量与密度组以M3N2、M2N2组合即种植密度参考文献
[1] 郭景山，李文刚，邓忠泉，等.内蒙中西部地区旱情对马铃薯生产影响的调研及对策[M]//陈伊里，屈冬玉.马铃薯产业与科技扶贫.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2011：47-49.
[2] 郭景山，李文刚，邓忠泉，等.内蒙中西部地区膜下滴灌种植马铃薯的发展状况分析[M]//陈伊里，屈冬玉.马铃薯产业与科技扶贫.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2011：50-52.
[3] 胡霭堂.植物营养学[M].北京：中国农业大学出版社，2002：35-36.
[4] 邓小强，范贵国，周世龙.氮、钾肥运筹对马铃薯经济性状与产量的影响[J].中国土壤与肥料，2011（2）：48-50，75.
[5] 郭淑敏，门福义，刘梦芸，等，马铃薯高淀粉生理基础的研究：块茎淀粉含量与氮、磷、钾代谢的关系[J].马铃薯杂志，1993，7（2）：65-70.
[6] 张宝林，高聚林，刘克礼，等.马铃薯氮素的吸收、积累和分配规律[J].中国马铃薯，2003，17（4）：193-198.
[7] 黑龙江省农业科学院马铃薯研究所.中国马铃薯栽培学[M].北京：中国农业出版社，1994：26.
[8] 李利.不同施氮量对马铃薯氮素吸收、积累及利用的影响[J].山西农业科学，2012，40（12）：1292-1295.
[9] 修凤英，朱丽丽，李井会.不同施氮量对马铃薯氮素利用特性的影响[J].中国土壤与肥料，2009（3）：36-43.
[10] KRASS A，MARCHER II.Influence of nitrogen nutrition，day length and temperature on contents of GA and ABA and on tuberization of potato plants[J].Potato Res，1982，25：13-21.
[11] 杨瑞平，张胜，王珊珊.氮磷钾配施对马铃薯干物质积累及产量的影响[J].安徽农业科学，2011，39（7）：3871-3874.