甘薯对氮磷钾吸收及利用的研究进展

宾丽慧 容敏坚 曾宪湘

(玉林市农业科学院/广西农业科学院玉林分院，广西 玉林 537000)

甘薯含有多种营养成分，是世界卫生组织推荐的健康食品，种植较简单，种植效益突出，许多地方政府将甘薯种植列入产业扶贫项目，作为发展乡村特色产业，助力乡村振兴的优势作物。我国是世界最大的甘薯种植国，2020年我国甘薯种植面积、甘薯产量分别占全世界的56.05%、30%。近些年，为提高甘薯产量与品质，甘薯栽培肥料使用越来越受到重视。但在甘薯生产中广泛存在过量施肥、随意施肥的现象，导致肥料利用率过低、甘薯产量不高、品质不优、生产成本过高等问题。本文对国内外甘薯生长中的氮、磷、钾的生理作用，氮、磷、钾吸收利用规律，以及氮、磷、钾对甘薯生长光合特性、生长发育以及甘薯品质等的影响相关研究进展进行回顾，以期为甘薯对氮、磷、钾营养需求的深入研究和合理施用提供参考。

1 氮、磷、钾的生理作用

植物的生长离不开氮磷钾肥的使用，土壤中氮、磷、钾的含量远远不能满足植株整个生育期对肥料的需求，必须通过施肥补充。植物吸收氮肥，可以促进植株茎叶生长，提高植株光合作用，提高作物的产量；如果施氮不足，植株的叶片会变黄甚至干枯，植株分枝少，生长势减弱。磷参与植株光合作用产物的代谢与运输，施用磷肥可以促进植株根系生长，提高植株对干旱、寒冷等极端环境的适应性。植株吸收钾肥能使茎蔓增粗，为营养的输送提供更好的条件，减缓叶片衰老，增长生育期，加快块根细胞分裂速度，使块根迅速膨大，提高产量与品质；如果植株缺钾，叶片会发黄，或变成蓝绿色；根系会变少，呈现生长不良的病态，影响植株吸收养分，导致整棵植株比较脆弱。

2 氮、磷、钾的吸收利用规律

甘薯整个生长发育期对氮、磷、钾的吸收量为钾>氮>磷。王荫墀等研究指出，高产型需要吸收钾量较多，吸收氮、磷、钾量的比例为1∶0.27∶2.3，钾是氮的2倍多[1]。宁运旺等认为，甘薯生长发育过程中，氮、磷、钾吸收的比例大概为1.00∶0.69∶2.32[2]；甘薯植株生长的前、中期主要吸收氮肥，前、中、后期缓慢吸收磷肥，其中，中、后期吸收较多，对钾肥的吸收主要是在中、后期，前期吸收钾肥较少。胡国燕等认为，氮的吸收主要集中在移栽后60d内，磷、钾的吸收主要集中在中、后期[3]。吴旭银等发现，甘薯在生长前期吸收的氮、磷、钾较少，中、后期较多，对磷、钾的吸收主要集中在生长的中、后期[4]。卢刚认为，在甘薯生长中前期，磷素积累量随生育期的进行而逐渐增大[5]。

了解甘薯的生长发育规律，掌握氮、磷、钾的吸收利用规律，合理施用氮、磷、钾肥，是甘薯实现高产、优质的重要环节。前期应以施氮、磷肥为主，促进植株多分枝以及根系发育，氮肥易挥发，宜施用长效氮肥或者后期随水追肥；磷肥移动较慢，且容易被土壤固定，宜靠近根系施用；中、后期重视钾肥施用，要控制茎叶生长，控制茎叶不要过早变黄衰老，生产上使用长效钾会更好。

3 氮、磷、钾施肥量对甘薯光合特性以及酶活性的影响

3.1 氮、磷、钾施肥量对光合特性的影响

作物要获得高产，必须要重视光合作用，其直接影响着植株的生长发育以及有机物的合成。肥料的使用对光合特性有着重要的影响，通过肥料的使用调节作物的生长，形成有利于作物生理代谢的田间小气候，相应地调节光合作用，影响有机物的形成进而影响着产量的高低。郑艳霞认为，在合理范围内，增加钾肥的供应，可以增加净同化率，降低光合势，增强干物质的积累，提高产量[6]。陈晓光等在研究氮肥特性时发现，氮肥的使用可以提高叶片的叶绿素含量，增强光合作用[7]。黄明丽等研究指出，氮、磷养分能提高叶片的净光合速率，促进光合作用产物的形成，最终促进产量的提高[8]。史春余等研究表明，钾的供应能够加快碳水化合物由叶片向块根的运输速率[9]。柳洪娟等认为，施钾肥促进光合作用产物供应到甘薯块根中，促进块根的膨大，形成高产[10]。

氮、磷、钾的合理配施可以补充植株生长所需要的营养，还影响着植株的光合特性，调节叶片光合速率，调节光合作用产物的运输。因此，在生产上要合理使用氮磷钾肥，前期注意使用氮、磷肥得到最好的植株生长势，提高叶片的叶绿素含量，提高净光合速率，制造更多的有机物；中、后期注重钾肥的使用，尽可能维持更久的光合作用能力，提高光合作用产物运输到块根，增加甘薯的产量和优化品质。

3.2 氮、磷、钾施肥量对相关酶活性的影响

植株进行光合作用产生光合作用产物，要经过蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)等酶的催化反应才能合成淀粉。酶活性的高低，影响着蔗糖与淀粉合成的快慢，进一步影响着甘薯产量与品质的提高。柳洪鹃等研究得出，适量供钾能提高叶片中SPS活性、提高块根中SS活性，提高蔗糖含量[11]。邹铁祥等认为，施用氮、钾肥能明显提高SS的活性，极显著提高了小麦籽粒淀粉及其组分产量[12]。王顺义等认为，施钾能够显著提高SS、SPS活性，加速糖分的合成和淀粉的转化，促进了薯块的膨大[13]。

光合作用产物合成的速率离不开体内相关酶活性的影响。在生产上，应该合理使用氮、钾肥，特别注重钾肥的施用时间和施用量，促进植株体内相关酶活性的提高，加快光合作用产物向产品器官的运转，促进甘薯块根膨大，提高甘薯品质与产量。

4 氮、磷、钾施肥量对甘薯生长发育及品质的影响

4.1 氮、磷、钾施肥量对甘薯生长发育及产量的影响

甘薯的根系形成、茎蔓生长以及块根的膨大离不开氮、磷、钾肥。江燕研究表明，适量施氮能够促进前期茎蔓的生长，适宜的氮、钾肥可增加前期单株叶片数以及生长后期单株分枝数[15]。孙泽强等研究表明，施氮肥可以促进甘薯茎叶的生长，让茎叶茂盛，为植株进行光合作用提供基础。贾赵东研究表明，适量施磷使植株根系更加发达，可以促进甘薯茎叶对氮、磷素吸收和块根对钾素的吸收利用，对于提高甘薯的经济产量具有显著的作用。甘薯整个生育期对钾元素的需求最大，属于典型的喜钾作物，施用钾肥可以促进光合作用产物向块根运输，提高甘薯块根的干物质含量，增加甘薯产量。刘倩研究表明，钾素能够影响作物产量和品质的形成，施钾可增加结薯数、提高甘薯的薯块单重，从而使得增产效果较明显[18]。王小晶等通过分期施用氮、钾肥得出，氮、钾肥的使用可以明显提高甘薯的产量，在薯块膨大期增施氮、钾肥，可以加快薯块膨大速度，使甘薯提高产量的效果最好[19]。

可见，施氮肥可以促进前期植株生长，增加茎蔓分枝数，使植株更大更壮，提高植株抗病、抗旱、抗寒能力；施磷肥能促进甘薯各器官生长发育，能使根系发达，增加块根的淀粉量，提高产量；钾肥能够提高甘薯产量和优化甘薯品质。因此，在甘薯栽培过程中，要注意氮磷钾施用与合理配比，使得肥料利用率达到最大化。前、中期注重氮、磷肥使用，使得植株根系发达，茎叶茂盛，中、后期特别是块根膨大期注重钾肥施用，可以追施磷酸二氢钾肥，促进块根膨大，使甘薯经济产量达到最优状态。

4.2 氮、磷、钾施肥量对甘薯品质的影响

钾通常被认为是影响作物品质的重要因子，影响着甘薯块根的淀粉积累。当植株吸收充足的钾肥，会使体内的淀粉合成酶得到活化，促进光合作用的产物转化成蔗糖﹑淀粉等有机物，当钾供应不足时，淀粉就会产生水解。张海燕等认为，氮磷钾合理使用，可以促进块根形成前、中期可溶性糖积聚，提高淀粉合成酶的活性，加快块根可溶性糖转变为淀粉[21]，提高甘薯产量与品质。赵瑞英等研究得出，增施钾肥能提高产量和改善品质，能提高块根的蛋白质、可溶性糖、维生素C等含量[22]。王小晶等提出，合理施氮磷钾肥可以增加甘薯维生素C含量、可溶性糖含量、甘薯中粗蛋白含量[23]。

合理使用氮、磷、钾是提高产量的关键，也是影响甘薯品质的重要因素之一。生产上应该注重氮、磷、钾3种肥料的合理配合使用，特别是钾肥一定要充足提供，使得甘薯产量最大化的同时，提高甘薯品质，提高甘薯的营养价值，迎合消费者的需求，增加甘薯的市场竞争力。

5 结语与展望

甘薯在我国的种植历史悠久，多年来国内外学者、科技人员做了多方面、大量的试验研究，寻求提高甘薯产量和品质的方法；对于甘薯肥料的使用，关于甘薯氮磷钾营养方面的研究也不少，但是，甘薯对氮磷钾吸收规律，甘薯不同生长发育期对氮、磷、钾吸收的深入研究还比较欠缺。深入研究甘薯生长过程中氮、磷、钾吸收规律，氮、磷、钾对甘薯光合特性、生长发育、品质的影响，对丰富甘薯栽培生理理论和指导甘薯种植过程中合理施用氮、磷、钾肥具有举足轻重的理论和实践意义。今后应加强种植管理，前期以施氮、磷肥为主，促进植株多分枝，茎叶茂盛；中、后期重施钾肥，保证地下块根膨大。此外，应当加强研究甘薯种植过程中氮磷钾的合理使用与植株抗病、抗虫能力的关系,以及甘薯氮磷钾施用对甘薯贮藏品质的影响。同时，根据当地实际生产与消费情况，结合不同地区和品种差异研究出成本较低、实用性较强的氮、磷、钾合理配比的三元复合肥以及施肥技术。