甘薯是中国重要的粮食、饲料和工业原料作物，总产量仅次于水稻、小麦和玉米。我国是世界上最大的甘薯生产国，占世界甘薯总产量的 75.3%^[1–2]。优质食用型甘薯具有丰富的营养和良好的保健功能，同时甘薯具有适应性广、对环境条件要求低，从移栽到产量形成需要的时间短、对逆境的适应性强等特点，在中国粮食与能源安全中具有重要作用^[3–5]。氮素调节着植物的生长发育，是甘薯生长和产量形成的首要因素，缺氮会影响甘薯的光合作用、有机物转化和养分的积累。但甘薯在水、肥较高地块易旺长，地上茎叶生长消耗较多糖类物质，使运送到地下部分的糖类物质减少，造成块根产量和薯块品质降低 ^{[6 –7 ]}。烯效唑是一种广谱高效植物生长延缓剂，低毒低残留，具有控制株型，提高产量、品质及抗逆性的作用^[8]。叶面喷施烯效唑可抑制植株地上部分生长，增强地下部分生长，在小麦 (Triticum aestivum)、马铃薯 (Solanum tuberosum.)、大豆(Glycine max)、花生 (Arachis hypogaea L.)、玉米 (Zea mays)、黑麦草 (Lolium perenne)等作物上均有报道^[9–17]。但是目前关于不同施氮量下喷施烯效唑对作物生长、品质、产量影响的研究报道较少。因此，本试验在不同氮肥水平下对济薯 22 植株进行烯效唑叶面喷施，研究烯效唑与氮肥水平对济薯 22 的干物质积累量、氮素效率及产量的影响，明确施氮与烯效唑与济薯 22 氮素代谢及产量之间的关系，为提高济薯22 产量、科学施肥提供相应理论依据。

试验于 2011 年 5～10 月在山东平阴安城乡小官村进行，该区属暖温带大陆性半湿润季风性气候，四季分明，光照充足。年平均气温 14.4℃，年均降水量为 606.4 mm，平均年无霜期 169.3 天，全年日照时数多年平均为 2371.2 h。试验地处于山丘区，土壤类型属于褐土，耕层土壤有机质 16.7 g/kg、碱解氮 60.85 mg/kg、有效磷 13.4 mg/kg、速效钾 159.85 mg/kg、pH 值 7.71。

试验设氮肥处理 (N) 和氮肥-烯效唑处理 (N-U)。均设置 6 个氮水平和 1 个纯空白对照，分别为 CK (不施肥)、N ₀(不施氮肥)、N ₁(N 45 kg/hm ²)、N ₂(N 90 kg/hm ²)、N ₃(N 135 kg/hm ²)、N ₄(N 180 kg/hm ²)、N ₅(N 270 kg/hm ²)。N-U 试验对不同施氮量处理喷施浓度为 25 mg/L 烯效唑 (5% 可湿粉剂)，用量为 600 L/hm ²，在甘薯进入封垄期 (栽植后 60 天) 开始喷施，以后每 10 天喷施一次，共喷 3 次。氮肥品种为尿素 (含 N 46%)， 除 CK 外，各处理基施重过磷酸钙 (含 P ₂O ₅ 44%) 170 kg/hm ²、硫酸钾 (含 K ₂O 50%) 300 kg/hm ²。小区随机排列，重复 3 次，小区面积 33.3 m ²，南北 9 垄，3 个重复合并排列共 100 m ²。

供试作物选用鲜食型甘薯品种济薯 22 ^{[ 18]} 。采用垄作栽培，垄高 30 cm，宽 20 cm，垄距 75 cm，株距 30 cm，密度为 4.5 万株/hm ²，2011 年 5 月 25 日栽植甘薯，10 月 25 日收获。

济薯 22 定植 85 天、110 天后取样，定植 140 天收获。生育期取样于喷施烯效唑前，选取代表性植株 3 株，将地上部与地下部分开，洗净，称鲜重。分别装入纸袋，在 90℃ 杀青 1 h，70℃ 下烘干称重，然后粉碎过 0.25 mm 筛，用于测定全氮、全磷和全钾。收获时每处理选取 10 m ² 甘薯进行计产，同时选取代表性植株 3 株，分地上部和薯块测定植株中全氮和水分含量。全氮、全磷和全钾采用植株氮、磷、钾标准 (NY/T 2017-2011) ^{[ 19]} 测定。

用 Microsoft Excel 和 DPS 软件进行统计分析。

随着施氮量的增加，收获期地上部干物质积累 量呈 “M” 型变化趋势。由 表 1 可得，氮处理中，各施氮水平干物质积累量比对照 CK 均显著提高，以 N ₄ 最高，为 7.89 t/hm ²，较对照增加 59.39%；喷施烯效唑后，干物质积累量随着施氮量的增加变化趋势与 N 处理相同，但除 N ₁-U 外，其值与 CK-U 相比均无明显差异。同时，喷施烯效唑可使 N ₃-U、N ₄-U、N ₅-U 处理均比对应氮处理的干物质积累量明显降低，降低幅度分别为 16.88%、16.73% 和 11.18%，说明烯效唑喷施对地上部分的徒长起到了抑制作用。当施氮量小于 N ₂ (90 kg/hm ²) 时，烯效唑对干物质积累量的影响不明显。

表1(Table 1)

表1 收获期不同氮肥施用量喷施烯效唑的甘薯干物质积累量(t/hm 2) Table 1 Effects of N application rate with or without uniconazole on dry matter accumulation of Jishu 22 during harvesting stage

表1 收获期不同氮肥施用量喷施烯效唑的甘薯干物质积累量(t/hm 2) Table 1 Effects of N application rate with or without uniconazole on dry matter accumulation of Jishu 22 during harvesting stage 氮水平 N rate 地上部 Aboveground part 地下部 Underground part N N-U N N-U CK 4.95 bC 4.96 bB 7.12 aA 8.26 aA N 0 7.14 aAB 6.20 aAB 6.25 aA 7.38 aA N 1 6.27 aB 7.04 aA 7.40 aA 8.35 aA N 2 7.09 bAB 6.65 bAB 6.23 bA 8.66 aA N 3 7.17 aAB 5.96 bAB 4.46 dB 5.00 cB N 4 7.89 aA 6.57 bAB 4.73 cB 5.73 bcB N 5 6.26 aB 5.56 bAB 4.73 bB 5.21 bB   注（Note）：同一行数据后的小写字母表示同一氮水平下 N 处理和 N-U 处理差异达 5% 的显著水平 Values followed by different small letters in the same row are significantly different between N treatments and N-U treatments at 5% level；同一列数据后大写字母表示不同氮水平差异达到 5% 的显著水平 Values followed by different capital letters in the same column are significantly different among different N rates at 5% level.

对地下部来讲，当施氮量大于 N ₂(90 kg/hm ²) 时，氮处理和 N-U 处理干物质积累量均显著降低，说明氮肥施用量大于 90 kg/hm ² 时可造成地上部分茎叶旺长，影响糖类物质向下运输，从而造成地下部干物质积累量降低。喷施烯效唑后，N-U 处理的干物质积累量值均比氮处理高，其增长幅度由大至小为：N ₂-U > N ₄-U > N ₀-U > CK-U > N ₁-U > N ₃-U > N ₅-U，其中 N ₂-U 和 N ₃-U 显著高于 N ₂ 和 N ₃，其他处理无明显差异。

甘薯的蔓薯比 (Top/Root，T/R) 是甘薯栽培中采取促控措施的重要依据，是反映同化产物分配的重要指标，当 T/R 值接近 1.00 时，说明同化产物分配达到平衡点，地上地下部协调生长 ^{[ 20]} 。由 图 1 可见，济薯 22 从 85 天到 110 天，各处理 T/R 值从较高值迅速下降至接近 1.00，140 天收获时，T/R 值在 1.00 附近波动，随着施氮量的增加，T/R 值呈缓慢增长趋势。喷施烯效唑后，85 天时 T/R 值大幅下降，说明烯效唑提早了同化产物向下运输时间，块根形成越早越有利于膨大。从三个生育期的 T/R 值来看，N-U 处理的值均有不同程度地下降，说明烯效唑可起到抑制地上部生长或促进地下部生长的作用。140 天时，烯效唑使 CK-U、N ₀-U、N ₁-U、N ₂-U 的 T/R 值降至 1.00 以下，其中 CK-U 处理 T/R 值最小，为 0.52，说明烯效唑促使同化产物分配重心向地下转移。当施氮量大于 N ₂-U 时，T/R 值大于 1.00，说明烯效唑控制作用小于施氮量对 T/R 值的影响。

图1(Fig. 1)

图1 不同生育期氮肥用量和烯效唑对济薯 22 T/R 值的影响 Fig. 1 Effects of N application rate with or without Uniconazole on T/R value of Jishu 22 at different growth stages

各器官含氮量揭示了甘薯氮代谢和生长发育的状况。从图 2 看出，各器官含氮量为甘薯蔓 > 块 根。甘薯蔓中氮含量随着生长天数的增长而降低，随着施氮量的增加出现波动性地缓慢上升。85 天时甘薯蔓氮含量最高，各处理平均值为 3.14%；110 天时随着氮素向地下转移，甘薯蔓氮含量下降，各处理平均值为 2.96%；140 天收获期，甘薯蔓平均氮含量降至 2.42%。N-U 处理中，喷施烯效唑提高了 85 天和 110 天甘薯蔓的氮含量，但对收获期甘薯蔓的氮含量影响不大。

图2(Fig. 2)

图2 不同施氮量对甘薯蔓及块根氮素含量影响 Fig. 2 Effect of N application rate on N content in vine and storage root of Jishu 22 at different growth stages

块根氮含量在三个生育期之间变化并不明显，但在同一生育期内，随着施氮量的增加，氮处理与 N-U 处理氮含量两线在 N ₂ 附近出现交点“ a”。85 天时，“ a” 点出现在 N ₂ 之后；110 天，“ a” 点处于 N ₂ 位置；140 天，“ a” 点出现在 N ₂（90 kg/hm ²）之前。交点随着生育期发展慢慢前移，表示可提高块根氮含量的最小施肥量，在本试验中 90 kg/hm ² 是最适宜施氮量。

由 表 2 可见，N ₁（45kg/hm ²）的产量最高，N ₃、N ₄ 和 N ₅ 产量比 N ₁ 明显降低。喷施烯效唑后，以N ₂-U 处理产量最高，当施氮量小于等于 N ₂（90 kg/hm ²）时，甘薯产量随施氮量的增加而增加；当施氮量大于 N ₂（90 kg/hm ²）时，产量变化趋势与单纯氮处理相同，其值显著降低。在同一氮水平下，喷施烯效唑可显著提高 CK 与 N ₀ 的产量，其他处理差异不显著。

表2(Table 2)

表2 烯效唑对济薯 22 产量的影响 Table 2 Effect of uniconazole on yield of Jishu 22

表2 烯效唑对济薯 22 产量的影响 Table 2 Effect of uniconazole on yield of Jishu 22 氮水平 N rate N N-U 产量 Yield (t/hm 2) 增长率 Increasing rate (%) 产量 Yield(t/hm 2) 增长率 Increasing rate (%) CK 27.21 bABC 30.42 aA N 0 26.78 bABC –1.58 30.74 aA 1.05 N 1 31.27 aA 14.92 31.19 aA 2.53 N 2 28.85 aAB 6.03 33.28 aA 9.40 N 3 19.03 aC –30.06 19.50 aB –35.90 N 4 19.63 aC –27.86 21.16 aB –30.44 N 5 21.51 aBC –20.95 21.63 aB –28.90   注（Note）：同行数据后不同小写字母表示同一氮水平下 N 处理和 N-U 处理差异达 5% 的显著水平 Values followed by different small letters in the same row are significantly different between N treatments and N-U treatments at 5% level；同列数据后大写字母表示不同氮水平差异达到 5% 的显著水平 Values followed by different capital letters in the same column are significantly different among different N rates at 5% level.

表征肥料利用效率的参数有很多，常用的有肥料贡献率(FCR)、肥料农学效率(AE) ^{[ 21– 22]} 和作物的偏生产率(PFP) ^{[ 23– 25]} 等。FCR 是反映年投入肥料的生产能力的指标；AE 反映了单位施肥量增加作物产量的能力；PFP 反映投入基础养分水平和化肥施用量综合效应。根据比较目的不同，可选择不同的参数。同理，通过比较氮处理和 N-U 处理产量，计算 UCR 值，可以反映烯效唑的调控效果，得到烯效唑对产量的贡献。

从 表 3 可以看出，氮处理中，FCR 和 AE 值随施氮量的增加先下降后上升，N ₁ 的 FCR 和 AE 值最高，N-U 处理中 N ₂ 最高，当施氮量大于 N ₂（90 kg/hm ²）时，两处理 FCR 和 AE 值均为负值；喷施烯效唑后，N-U 处理的 FCR 和 AE 值均比氮处理有所降低。氮 处理和 N-U 处理的 PFP 值均随施氮量的增加而降低。喷施烯效唑后，除 N ₁-U 外，N-U 处理的 PFP 值大于氮处理。N ₂ 水平下 UCR 值最大，说明烯效唑在 N ₂ 水平对产量的贡献最大，烯效唑对产量的贡献顺序为N ₂ > N ₀ > CK > N ₄ > N ₃ > N ₅ > N ₁。

表3(Table 3)

表3 施氮量对氮素利用率的影响 Table 3 Effects of N application rate on N utilization efficiency

表3 施氮量对氮素利用率的影响 Table 3 Effects of N application rate on N utilization efficiency 氮水平 N rate 氮肥贡献率 FCR (%) 氮肥农学效率 AE (kg/kg) 偏生产力 PFP (kg/kg) 烯效唑贡献率(%) UCR N N-U N N-U N N-U CK 10.55 N 0 12.88 N 1 14.36 1.44 99.78 10.00 694.89 693.11 -0.26 N 2 7.18 7.63 23.00 28.22 320.56 369.78 13.31 N 3 -40.73 -57.64 -57.41 -83.26 140.96 144.44 2.41 N 4 -36.42 -45.27 -39.72 -53.22 109.06 117.56 7.23 N 5 -24.50 -42.12 -19.52 -33.74 79.67 80.11 0.55

烯效唑通过影响植物内源激素系统，起到调节植物生长的作用。前期在花生、小麦、大豆的研究都表明 ^{[ 16, 26– 27]} ，喷施烯效唑可降低作物顶端生长的优势，控制节间长度，矮化植株，提高作物产量。

甘薯生长经历了茎蔓伸长、分枝增加、光合作用产物由茎叶向块根运输、块根膨大及干物质积累的过程。要获得甘薯高产，需在其生长前期促进叶面积扩大，更重要的是使同化物质有效地向块根转运。前人对于烯效唑叶面喷施与甘薯的研究多集中于喷施条件与产量的关系研究。如李艳霞等 ^{[ 20]} 关于烯效唑喷施时期的研究，发现用 25 mg/L 的烯效唑 15.0 g/hm ² 喷施甘薯，50 天喷药处理的商品薯产量最高，比对照增加 10.61%；甘金初 ^{[ 28]} 关于烯效唑喷施浓度的研究，发现在 60 天喷施 15 ～40 mg/L 烯效唑均可降低株高，提高产量，其中 30 mg/L 的浓度产量最高，较对照增产 23.4%。对于氮肥施用量与甘薯产量的研究相对较多，大量的研究发现在低氮、中氮水平下，施氮量的增加可提高甘薯产量。当施氮量超过一定值时，块根膨大受到制约，块根产量开始下降。这是由于存在其他制约因素，符合肥料“报酬递减律”及限制因子定律 ^{[ 29]} 。如 Hill 等 ^{[ 30]} 报道美国 Wisconsin 甘薯适宜的氮肥用量为 0～46 kg/hm ²；宁运旺等 ^{[ 31]} 试验得出苏北滩涂区甘薯适宜氮肥施用量为 60 kg/hm ²；贾赵东等 ^{[ 32]} 在南京地区典型马肝土上进行的试验表明，当施纯氮为120 kg/hm ² 时，可发挥其高产潜能。

本研究比较了在不同施氮量下喷施与不喷施烯效唑对甘薯产量的影响。结果表明，氮处理中产量最高的为 N ₁ 处理，得到最佳施肥量为 N 45 kg/hm ²；N-U 处理中，N ₂-U 产量最高，得到最佳施肥量为 N 90 kg/hm ²。当施氮量大于 N ₂ 90 kg/hm ² 时，氮处理和 N-U 处理产量均明显降低，烯效唑对产量的影响小于氮肥的影响，处理之间无显著差异。在同一氮水平下，除 N ₁ 外，喷施烯效唑均提高了甘薯产量。

氮素对植物的生长发育、产量形成和品质好坏起着极为重要的作用。在甘薯生长前期，叶蔓生长吸收大量氮，之后由于甘薯生长需求，肥料氮大量转移到根块中。徐聪等 ^{[ 6]} 利用 ¹⁵N 示踪法研究甘薯氮素的吸收分配，发现生长前期 ¹⁵N 主要分配到地上部，75 天之后大量转移到根块，收获期根块中 ¹⁵N 分配率大于叶片。喷施烯效唑有利于地上部叶片对氮素的同化，增加小麦叶片和茎中的氮含量 ^{[ 33]} 。喷施烯效唑，可促进植株对氮素吸收，提高大豆地上部和地下部全氮含量 ^{[ 15]} 。本试验中得到，85 天甘薯蔓氮含量最高，并随着生长天数增加而下降。喷施烯效唑提高了 85 天和 110 天甘薯蔓的氮含量，但对收获期甘薯蔓的氮含量影响不大。同时，试验发现，在同一生育期内，块根 N 处理与 N-U 处理含氮量曲线规律性地出现交点，该交点随着生育期发展慢慢前移，在 N ₂ 附近变化，表示可提高块根氮含量的最小施肥量。在本试验中 N ₂ 是最适宜施氮量。

鱼彩彦 ^{[ 34]} 研究了氮肥及化控对旱地冬小麦水肥利用效率的影响，发现在一定的氮素浓度下使用生长调节剂可有效提高氮肥贡献率。本试验也发现，当施氮量等于 N ₂ 时，喷施烯效唑使得 N ₂-U 处理 FCR、AE、PFP 值均升高。过高的施氮量 (N > 90 kg/hm ²) 使 N 处理和 N-U 处理的 FCR、AE 和 PFP 降低，FCR 和 AE 成为负值。 UCR 可更直接地得到烯效唑对产量的贡献。通过对UCR的计算得出，合理施氮下，喷施烯效唑可提高甘薯产量。

综上，通过化控的手段抑制封垄期后地上部分旺长，促进光合作用产物向块根运输可认为是提高甘薯产量的关键方法。但烯效唑的喷施浓度、喷施量对济薯 22 营养品质、薯干品质及蒸煮后食味等性状的影响仍需进一步研究。