張 萌，魏全全，徐永康，馬智黠，張榮華，芶久蘭，陳 龍，何佳芳*

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學院 土壤肥料研究所，貴州 貴陽 550006；2.威寧縣山地特色農(nóng)業(yè)科學研究院，貴州 威寧 553100)

【研究意義】目前，馬鈴薯主糧化趨勢正逐漸凸顯，已成為我國第四大糧食作物。馬鈴薯作為貴州旱地主栽作物之一，據(jù)2015年《中國統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)顯示，2014年貴州省薯類作物播種面積達94.5萬hm2，產(chǎn)量為289.9萬t，是僅次于玉米的第二大旱地作物[1-2]。威寧縣海拔2200 m左右，是貴州乃至全國高海拔地區(qū)重要的馬鈴薯生產(chǎn)基地，種植馬鈴薯已經(jīng)成為該縣的主要經(jīng)濟來源之一。然而，威寧縣地處云貴高原邊緣，獨特的地理位置和氣候條件導致雨水季節(jié)性分配不均勻，加之馬鈴薯對水分需求較多且對缺水極為敏感[3]，因而在栽培中常出現(xiàn)因冬春季干旱，致使春馬鈴薯播種后出現(xiàn)出苗緩慢、出苗不全、生長發(fā)育不良等現(xiàn)象，同時干旱也加劇病蟲害頻發(fā)，嚴重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)，已成為制約貴州高海拔地區(qū)春馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[4]。因此，抗旱節(jié)水已成為提高威寧高海拔區(qū)域馬鈴薯產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的重要技術環(huán)節(jié)?！厩叭搜芯窟M展】保水劑是一種新型高分子材料，具有較好的吸水和保水能力，所持水分的85 %～90 %是植物可利用的自由水，而且其本身無毒、無害、無污染，對人體無刺激作用，因此被廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中以提高水分利用效率和作物產(chǎn)量[5-7]。施用保水劑不僅可以提高土壤蓄水保墑能力，調(diào)節(jié)季節(jié)性降水分配，緩解干旱對作物生長造成的壓力[8]，還可以通過改善土壤水分和植物葉片水勢狀況等調(diào)控光合生理過程，提高光合效率[9-10]，從而實現(xiàn)作物增產(chǎn)和改善品質(zhì)的目的。李建玲等[11]研究表明，施用保水劑可使馬鈴薯出苗時間提前2～3 d，且出苗率提高1.1 %～3.6 %。張揚等[12]研究發(fā)現(xiàn)，施用保水劑60 kg/hm2可極顯著提高馬鈴薯生物量，但淀粉積累期施用量超過15 kg/hm2會使增產(chǎn)效果下降。穆俊祥等[13]研究保水劑和氮肥配施對馬鈴薯生長和水肥利用的影響表明，兩者合理配施不僅提高肥料養(yǎng)分利用率，而且減少了肥料過度使用，降低環(huán)境污染?！颈狙芯壳腥朦c】施用保水劑已成為旱地作物增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一項重要技術手段。然而，在施用保水劑時，除要考慮當?shù)毓喔葪l件和氣候條件外，還應該針對不同條件確定保水劑的施用方法、用量以及相應的灌溉制度等[14]?！緮M解決的關鍵問題】針對貴州威寧縣高海拔地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)狀況，研究覆膜條件下不同保水劑用量對威寧春馬鈴薯產(chǎn)量、結(jié)薯性狀、養(yǎng)分與品質(zhì)以及土壤肥力狀況的影響，篩選出最佳保水劑用量，以期為貴州高海拔地區(qū)馬鈴薯高產(chǎn)栽培、水肥高效施用技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 馬鈴薯、保水劑與肥料 供試馬鈴薯為威芋5號，保水劑為高分子吸水樹脂(SAP)，肥料為西洋復合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)和尿素(N為46 %)。

1.1.2 試驗地概況 田間小區(qū)試驗于2015年3-10月在威寧縣進行，試驗地海拔2290 m左右，土壤為黃棕壤灰泡泥土，pH 5.56，有機質(zhì)39.64 g/kg、全氮2.22 g/kg、堿解氮136.36 mg/kg、全磷1.22 g/kg、有效磷70.25 mg/kg、全鉀12.40 g/kg、速效鉀63.50 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗設5個處理，分別為T1：習慣施肥(CK)；T2：習慣施肥+保水劑37.5 kg/hm2；T3：習慣施肥+保水劑52.5 kg/hm2；T4：習慣施肥+保水劑67.5 kg/hm2；T5：習慣施肥+保水劑82.5 kg/hm2。習慣施肥為基施西洋復合肥750.0 kg/hm2，花期追施尿素112.5 kg/hm2，保水劑按照設計用量與基肥混合后一次性施用，基肥施用后統(tǒng)一覆膜。每個處理3次重復，小區(qū)面積13.5 m2(4.5 m×3 m)，各小區(qū)隨機排列。馬鈴薯栽培規(guī)格密度為6.0萬株/hm2，每行16株，每區(qū)5行，覆膜栽培。其他田間管理措施一致。

1.3 項目測定

1.3.1 土壤理化性質(zhì) 試驗前在整個試驗田均勻布15個采樣點，采集0～20 cm土層土樣，經(jīng)風干磨細過篩后測定基礎理化性質(zhì)[15]。馬鈴薯收獲后每個處理按五點法取0～20 cm土層土樣混合，自然風干，經(jīng)磨細過篩后測定基本理化性質(zhì)。其中，土壤pH按照水土比2.5∶1-pH計法測定，有機質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測定，全氮、解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀分別用半微量開氏法-標準酸、堿解擴散法-標準酸、NaOH熔融-鉬銻抗比色法、0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法、NaOH熔融-火焰光度法、1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定。

1.3.2 馬鈴薯調(diào)查與樣品分析 測產(chǎn)前分處理調(diào)查單株產(chǎn)量、單株結(jié)薯數(shù)以及大、中、小薯數(shù)。同時，每個處理隨機采集馬鈴薯塊莖，去離子水沖洗后切成薄片，放入105 ℃干燥箱中殺青30 min，然后在60 ℃下烘干至恒重，將植物樣品磨碎過篩后采用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮-凱氏定氮儀測定全氮含量，鉬銻抗比色法測定全磷含量，火焰光度法測定全鉀含量[15]。同時，取一部分新鮮馬鈴薯測定淀粉和還原糖含量[16]。收獲時各小區(qū)單打單收計產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)均用Excel 2003軟件進行處理，用軟件SPSS采用LSD法進行差異顯著分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同保水劑用量馬鈴薯的出苗率

從表1看出，隨著保水劑施用量增加馬鈴薯出苗率呈增加趨勢，T5處理的出苗率最高，為93.37 %，顯著高于CK，但與T2～T4處理間差異不顯著。與不施保水劑相比，施用保水劑可提高出苗率3.5～7.1百分點，但是不同保水劑施用量對馬鈴薯出苗率的影響不明顯。

表1 不同處理馬鈴薯的出苗率

注：同列不同字母表示處理間差異達5 %顯著水平(下同)。

Note: Values followed by different letters in the same column are significant among the treatments at the 5 % level. The same as below.

2.2 不同保水劑用量馬鈴薯的產(chǎn)量

從表2可知，與CK相比，增施保水劑可顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量，增產(chǎn)率為7.96 %～13.37 %。馬鈴薯產(chǎn)量隨保水劑施用量增加而增加，但不同保水劑處理間差異不顯著。保水劑施用量為37.5 kg/hm2(T2處理)時，馬鈴薯增產(chǎn)效果已達顯著水平，繼續(xù)提高保水劑用量產(chǎn)量略有提高，但效果不顯著。

2.3 不同保水劑用量馬鈴薯的結(jié)薯性狀

從表3看出，馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)隨保水劑施用量增加而增加，總結(jié)薯數(shù)較CK增加6.81 %～45.45 %，其中T4、T5處理的大薯數(shù)顯著增加，小薯數(shù)顯著降低。馬鈴薯單株產(chǎn)量變化趨勢與單株結(jié)薯數(shù)一致，保水劑處理的單株產(chǎn)量較CK增加34.92 %～83.31 %，其中大薯產(chǎn)量顯著增加108.49 %～120.40 %，T5處理的中薯產(chǎn)量最高，為297.84 g/株，T2、T4和T5處理的小薯產(chǎn)量顯著降低。與CK相比，保水劑處理的大中薯率顯著提高，增幅為10.5～16.4百分點，但不同保水劑處理對大中薯率的影響不顯著。

2.4 不同保水劑用量馬鈴薯的養(yǎng)分與品質(zhì)

從表4可知，施用保水劑對馬鈴薯氮、磷、鉀、水分和還原糖含量影響不顯著，但顯著影響馬鈴薯的淀粉含量。與CK相比，保水劑處理的淀粉含量提高2.49～5.35百分點，其中T3～T5處理的淀粉含量顯著高于T1和T2處理。表明，施用保水劑可以顯著影響馬鈴薯淀粉含量，且施用52.5～82.5 kg/hm2時均有利于淀粉含量的提高。

表2 不同處理馬鈴薯的產(chǎn)量

表3 不同處理馬鈴薯的結(jié)薯性狀

表4 不同處理馬鈴薯的養(yǎng)分與品質(zhì)

表5 不同處理馬鈴薯耕層土壤的養(yǎng)分

2.5 不同保水劑用量馬鈴薯耕層土壤的養(yǎng)分

從表5看出，與CK相比，增施保水劑可以明顯提高土壤養(yǎng)分含量，其中有機質(zhì)增加4.61 %～27.01 %，全氮增加0～19.01 %，全磷增加7.83 %～15.65 %，有效磷增加5.73 %～22.49 %，速效鉀增加5.08 %～25.42 %；但土壤pH下降0.18 %～5.08 %，堿解氮下降0～7.69 %，全鉀下降2.94 %～7.35 %。有機質(zhì)含量T3、T4和T5處理分別較CK提高19.17 %、21.78 %和27.01 %，土壤全磷也顯著增加。

3 討 論

威寧縣地處半干旱的高原地區(qū)，提高馬鈴薯出苗率是提高產(chǎn)量的第一步。有研究表明，施用適量保水劑可以調(diào)節(jié)土壤中固、液、氣相比，改變土壤理化形狀，促進團粒結(jié)構(gòu)形成，為種薯提供良好的土壤溫度和根土環(huán)境，促進發(fā)芽[17]。試驗結(jié)果也驗證了該作用，即保水劑對馬鈴薯出苗率提高明顯，出苗率最高達93.37 %；保水劑改變土壤理化性狀后，可促進土壤微生物活動，提高土壤養(yǎng)分含量，土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、有效磷和速效鉀分別提高4.61 %～27.01 %、0 %～19.01 %、7.83 %～15.65 %、5.73 %～22.49 %和5.08 %～25.42 %，說明保水劑對土壤養(yǎng)分的提升具有明顯效果。

保水劑可通過與氮肥的交互作用提高馬鈴薯的光合速率，延長光合時間，從而強化馬鈴薯的光合能力，增加干物質(zhì)積累，提高馬鈴薯的產(chǎn)量[18]。試驗結(jié)果表明，增施保水劑處理較對照增產(chǎn)7.96 %～13.37 %。保水劑在提高產(chǎn)量的同時，還具有改善馬鈴薯干物質(zhì)分配的作用，在適當條件下保水劑能促進馬鈴薯前期生長并能優(yōu)化馬鈴薯根冠比，生長后期有利于塊莖和產(chǎn)量形成，提高其品質(zhì)[17]。增施保水劑能明顯提高馬鈴薯大、中薯塊比例、平均薯塊重量和淀粉含量。

4 結(jié) 論

在貴州高海地區(qū)增施保水劑52.5～82.5 kg/hm2有利于提高馬鈴薯出苗率、產(chǎn)量、結(jié)薯性狀和品質(zhì)等，同時對土壤養(yǎng)分含量的提升作用明顯。