何萬春，譚偉軍，王 娟，黃 凱，何小謙，韓儆仁，張娟寧

（定西市農(nóng)業(yè)科學研究院，甘肅 定西 743000）

馬鈴薯是中國繼水稻、小麥、玉米和豆類之后的第五大糧食作物，也是重要的糧菜飼兼用型作物[1]。甘肅省是中國重要的馬鈴薯種薯和商品薯生產(chǎn)基地，位于甘肅省中部的定西市是典型的干旱半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，馬鈴薯栽培歷史悠久，是中國最佳馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一[2]。馬鈴薯的種植模式多種多樣，主要形式有敞土常規(guī)栽培、地膜覆蓋栽培、無土栽培等，其中地膜覆蓋栽培因其具有增溫保墑、抗旱保苗、改善土壤生態(tài)環(huán)境、活化土壤養(yǎng)分、提高養(yǎng)分有效性和利用率而大面積推廣。但該地區(qū)馬鈴薯種植模式比較混亂，因此找到一種高產(chǎn)高效的馬鈴薯種植模式對于定西馬鈴薯的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。對玉米研究表明，合理密植是玉米高產(chǎn)的主要措施[3,4]，合理的行距可以改善冠層內(nèi)的光照、溫度、濕度等微氣候環(huán)境，影響群體的光合效率和作物產(chǎn)量[5-8]。不同區(qū)域限制馬鈴薯產(chǎn)量提高的因素不同[9]。不同種植模式對覆膜馬鈴薯產(chǎn)量的研究較多，但缺少一種適合隴中干旱半干旱條件下馬鈴薯高產(chǎn)高效的種植模式。因此，本試驗在干旱半干旱條件下研究了不同種植模式和密度對覆膜馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率的影響，以期為該地區(qū)馬鈴薯的可持續(xù)生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗設在定西市安定區(qū)定西百泉馬鈴薯有限公司香泉鎮(zhèn)基地，該地區(qū)海拔2 109 m，年均輻射量592.85 kJ/cm2，年均氣溫6.4 ℃，≥10 ℃積溫2 239.1 ℃，年均降水量415.2 mm，年蒸發(fā)量1 531 mm，具體情況見表1、2。

表1 2017年試驗期間氣象數(shù)據(jù)Table 1 Meteorological data during experimentation in 2017

1.2 供試品種

試驗品種為‘隴薯10 號’，由甘肅省定西市百泉馬鈴薯有限公司提供。

1.3 試驗設計

試驗在2017 年5 月1 日播種，10 月1 日收獲。每處理3 次重復，采用隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積5.5 m × 10 m = 55 m2。播前結(jié)合整地施氮肥（N）4 kg/667m2，磷肥（P2O5）8 kg/667m2，鉀肥（K2O）5 kg/667m2，在馬鈴薯始花期追施氮肥6 kg/667m2。所用肥料為撒可富（N∶P∶K=18∶18∶18）、尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O512%）和硫酸鉀（K2O 50%）。試驗處理組合見表3。

1.4 樣品采集與分析

在馬鈴薯生育期間，分別于盛花期（7 月20日）、塊莖膨大期（8 月24 日）和成熟期（9 月24 日）取3次樣，每小區(qū)每次7株，按地上部、根和塊莖分別稱鮮重。

1.5 調(diào)查測定項目

1.5.1 生育期馬鈴薯生長指標記載

試驗期間觀察記載馬鈴薯出苗率和盛花期、塊莖膨大期及成熟期馬鈴薯葉面積指數(shù)（LAI）、SPAD，在各生育期每小區(qū)取7 株測定馬鈴薯地上部和根鮮重、單株塊莖數(shù)、單株塊莖重。

表2 供試土壤理化性狀Table 2 Physicochemical property of tested soil

表3 試驗設計Table 3 Experiment treatment

馬鈴薯出苗率（%）=小區(qū)馬鈴薯出苗數(shù)/小區(qū)馬鈴薯總數(shù)×100

生育期葉面積指數(shù)（Leaf area index，LAI）用葉面積指數(shù)儀（ECA-GG05，北京益康農(nóng)科技有限公司）測定，SPAD（Soil and plant analyzer development，SPAD）值用SPAD儀（SPAD-520Plus，山東恒美電子科技有限公司）測定。

1.5.2 土壤含水量的測定

利用烘干法測定播前、關鍵生育期（始花期、塊莖膨大期）、收獲后土壤0～300 cm 土壤含水量，所取土樣在105 ℃烘箱中烘6～8 h 至恒重稱重，計算水分利用效率（WUE）。

水分利用效率（WUE）（kg/hm2·mm）= Y/ETa，Y 為馬鈴薯產(chǎn)量（kg/hm2），ETa 為全生育期實際蒸散量。

土壤重量含水量（%）=（土壤濕重- 土壤干重）/土壤干重×100

補灌量（mm）：作物生育期補充灌溉的水量實際蒸散量（ETa，mm）=播前土壤貯水量＋降雨量＋補灌量－收后土壤貯水量

貯水量（mm）= 重量含水量× 土壤容重× 土壤層厚度（mm）

1.5.3 產(chǎn)量和商品薯率的測定

收獲時測定未采樣1 行馬鈴薯塊莖產(chǎn)量和商品薯率，面積為1.1 m×10 m=11 m2。

馬鈴薯商品薯率（%）= 小區(qū)大于100 g 塊莖重/小區(qū)塊莖總重×100

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2010 進行統(tǒng)計匯總，并使用SPSS 19 對各處理數(shù)據(jù)進行方差分析和最小顯著極差法檢驗（LSR法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯田間生長的影響

表4 是馬鈴薯的出苗率和盛花期、塊莖膨大期、收獲前所測的馬鈴薯葉面積指數(shù)（LAI）、葉綠素含量（SPAD）以及冠層溫度。由表4 可以看出，不同的栽培模式對馬鈴薯出苗率沒有顯著影響，同樣，對盛花期、塊莖膨大期和成熟期的葉綠素含量（SPAD）和冠層溫度也沒有顯著影響；在同一種種植模式下密度為5 000 株/667m2處理的葉面積指數(shù)各生育期均要大于密度為4 000 株/667m2處理；而在同一密度之間，4 000 株/667m2的T2 處理葉面積指數(shù)（LAI）大于其他處理，5 000株/667m2的T6 處理葉面積指數(shù)（LAI）大于其他處理，也就是隨著壟寬的變寬和壟溝的變窄葉面積指數(shù)（LAI）隨之變小。

2.2 不同處理對馬鈴薯各生育期地上部和根鮮重的影響

表5 是不同處理對馬鈴薯各生育期地上部和根鮮重的影響，馬鈴薯地上部和根鮮重都隨著馬鈴薯生育進程的推進呈先增后減的趨勢，在塊莖膨大期達到最大值。在盛花期、塊莖膨大期和成熟期，當密度為4 000 株/667m2，T2 處理地上部和根鮮重最高，而當密度為5 000 株/667m2，T6 處理地上部和根鮮重最高；在同一種植模式下，一般來說，4 000 株/667m2的處理地上部鮮重和根鮮重要高于5 000株/667m2的處理，但無論密度為4 000株/667m2還是5 000 株/667m2，同為壟上微溝種植時，隨著壟寬的變寬和壟溝的變窄，地上部和根鮮重都逐漸減小。

表4 不同處理對馬鈴薯出苗率和不同生育期LAI、SPAD、冠層溫度的影響Table 4 Effects of different treatments on potato emergence rates and LAI, SPAD and canopy temperature at different growing stages

表5 不同處理對馬鈴薯各生育期地上部和根鮮重的影響Table 5 Effects of different treatments on aboveground and root fresh weights at different growing stages

2.3 不同處理對馬鈴薯生育期塊莖動態(tài)變化的影響

由表6可以看出，隨著生育進程的推進馬鈴薯塊莖數(shù)和單株塊莖重都逐漸增加。無論盛花期、塊莖膨大期、成熟期，當密度為4 000 株/667m2時，T2 處理馬鈴薯塊莖重高于其他處理，而當密度為5 000 株/667m2時，T6 處理馬鈴薯塊莖重高于其他處理?？傮w上，T2處理馬鈴薯塊莖重在各生育期都最高，在成熟期，與T1、T3、T4、T5、T6、T7和T8 相比，T2 處理塊莖重分別高6.90%、11.51%、13.07%、25.79%、9.87%、25.84%和41.75%；在同一種植模式條件下，5 000株/667m2處理的塊莖數(shù)整體大于4 000株/667m2處理，但塊莖重卻小于4 000株/667m2的處理。無論密度為5 000 株/667m2還是4 000株/667m2時，同為壟上微溝種植時，隨著壟寬的變寬和壟溝的變窄，塊莖重逐漸減小，在各生育期都是50 cm壟寬和50 cm壟溝塊莖重最大。

2.4 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量和商品薯率的影響

表7 是不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量和商品薯率的影響。由表7可以看出，T2處理產(chǎn)量最高，與T1、T3、T4、T5、T6、T7 和T8 相 比，分 別 高13.01%、19.11%、24.25%、5.60%、2.82%、13.39%和16.67%；商品薯率也是T2 處理最高，與T1、T3、T4、T5、T6、T7 和T8 相比，分別高18.43、8.72、12.40、6.49、8.12、9.51 和9.31 個百分點；無論密度為5 000 株/667m2還是4 000 株/667m2，同為壟上微溝種植時，隨著壟寬的變寬和壟溝的變窄產(chǎn)量降低，當密度為4 000株/667m2時，隨著壟寬的變寬和壟溝的變窄商品薯率也隨之降低，但都高于壟溝種植時的商品薯率；而當密度為5 000株/667m2時，商品薯率則壟上微溝種植都低于壟溝種植。

表6 不同處理對馬鈴薯生育期塊莖動態(tài)變化的影響Table 6 Effects of different treatments on tuber numbers and tuber weights at different growing stages

表7 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響Table 7 Effects of different treatments on tuber yields

表8 不同處理對水分利用效率的影響Table 8 Effect of different treatments on water use efficiency

2.5 不同處理對水分利用效率的影響

從表8 可以看出，不同處理對馬鈴薯水分利用效率有顯著影響，T2處理水分利用效率最高，與T1、T3、T4、T5、T6、T7 和T8 相比，分別高1.82%、9.36% 、 17.51% 、 9.32% 、 1.43% 、 16.76% 和19.20%?？傮w而言，在同一種植模式條件下，4 000株/667m2處理的水分利用效率高于5 000 株/667m2處理的水分利用效率，2 種密度下都是50 cm 壟寬和50 cm壟溝時水分利用效率最高。

3 討 論

良好的營養(yǎng)生長是馬鈴薯產(chǎn)量形成的基礎[10]，只有在營養(yǎng)生長階段形成健壯的植株體，才能在生殖生長階段形成足夠多的干物質(zhì)從而有最大的產(chǎn)量。有對玉米的研究表明，密度、光溫條件是玉米高產(chǎn)的關鍵決定因素之一，種植模式的改變可以顯著影響玉米群體產(chǎn)量[4,11]，本研究結(jié)果表明在相同的種植模式條件下，馬鈴薯葉面積指數(shù)（LAI）5 000 株/667m2處理要大于4 000 株/667m2處理，而地上部和根鮮重小于4 000 株/667m2處理，且都隨著壟寬的變寬和壟溝的變窄而減小，但是，從產(chǎn)量表現(xiàn)看，T2 處理的產(chǎn)量和商品率最高，說明并不是葉面積指數(shù)（LAI）越大，地上部鮮重、根鮮重和產(chǎn)量越高；原因可能是在壟寬50 cm和壟溝50 cm 的條件下有利于馬鈴薯冠層間的通氣和光能的利用，而當壟寬變寬、壟溝變窄時壟溝邊兩行馬鈴薯相互遮蔭，即不利于通氣，也不利于光能的利用，從而影響馬鈴薯產(chǎn)量的形成，這與武志海等[6]對玉米的研究結(jié)果相似，但還需進一步研究。

有研究表明[12,13]，不同的種植模式對作物的生長指標有顯著影響，試驗結(jié)果表明，隨著密度增加塊莖數(shù)增加，但塊莖重卻減少，無論密度為5 000 株/667m2還 是4 000 株/667m2，同 為 壟上微溝種植時，隨著壟寬的變寬和壟溝的變窄，塊莖重逐漸減小，這和胡文慧[12]、陳哲明[13]研究結(jié)果相似?？赡苁怯捎趬艤咸瓡r，會導致競爭空間和養(yǎng)分，從而影響馬鈴薯塊莖的生長發(fā)育；4 000株/667m2處理的的水分利用效率高于5 000 株/667m2處理的水分利用效率，且在相同密度的條件下，壟上微溝種植（50 cm 壟寬、50 cm 壟溝）時的水分利用效率高于壟溝種植時的水分利用效率，都是50 cm 壟寬和50 cm 壟溝時水分利用效率最高，這和秦舒浩等[14]的研究結(jié)果一致，由此可見，50 cm 壟寬和50 cm 壟溝、密度為4 000株/667m2、壟上微溝種植是適合隴中干旱半干旱條件下馬鈴薯高產(chǎn)高效的種植模式。