密度及密度調(diào)控方式對馬鈴薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

孫 磊，田靜儇，于洪濤，李功軼，邰 楓，張 亮，邢陽洋

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院，黑龍江 綏化 152000；3.大興安嶺地區(qū)農(nóng)林科學(xué)院，黑龍江 加格達(dá)奇 165000）

馬鈴薯作為糧飼兼用作物，需求量不斷增加，已成為中國最具發(fā)展前景的農(nóng)作物之一，種植面積逐年上升[1]。密度調(diào)控對馬鈴薯農(nóng)藝性狀影響較大，馬鈴薯的莖粗、株高和葉面積都會因種植密度的改變而增大或減小[2-4]。馬鈴薯的莖粗、株高、葉面積等農(nóng)藝性狀都與塊莖的生長發(fā)育有顯著的相關(guān)性[5-7]。莖粗過小植株易倒伏，對其生長發(fā)育不利，而莖稈粗壯有利于物質(zhì)的運輸和分配，可促進(jìn)產(chǎn)量的形成[8]。葉片是植物進(jìn)行光合作用的最主要器官，葉面積增大和光合特性增強，生物學(xué)產(chǎn)量明顯增加[9]。研究表明隨著葉面積指數(shù)的增加，產(chǎn)量表現(xiàn)為單峰曲線變化，葉面積在最適值時，產(chǎn)量達(dá)到最大值，隨后產(chǎn)量開始下降[10]。

通常情況下作物的種植密度為單位面積上的播種穴數(shù)，但馬鈴薯在同一播種穴中可能會長出一個以上的主莖，因此也可根據(jù)單位面積上的主莖數(shù)定義馬鈴薯的密度[11]。已有的關(guān)于密度的研究多是播種穴數(shù)的調(diào)整對馬鈴薯農(nóng)藝性狀及單株產(chǎn)量的影響，鮮有對比播種穴數(shù)和調(diào)整主莖數(shù)對馬鈴薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量構(gòu)成的影響[12]。減少播種穴數(shù)、增加主莖數(shù)可在保證單位面積主莖數(shù)的前提下改善馬鈴薯田間的通風(fēng)狀況。因此，確定馬鈴薯生產(chǎn)合理的密度調(diào)控方式可為馬鈴薯生產(chǎn)提供有益的參考。

本試驗通過設(shè)置不同的播種穴數(shù)、控制每穴主莖數(shù)進(jìn)行不同方式的密度調(diào)控措施，通過分析不同密度調(diào)控方式下植株的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成變化，為馬鈴薯生產(chǎn)提供適宜的密度調(diào)控方式參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗分別于2014和2015年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院試驗田進(jìn)行，土壤類型為黑土，土壤基礎(chǔ)肥力結(jié)果見表1。

1.2 試驗材料

供試馬鈴薯品種為‘尤金’（早熟品種）和‘克新13號’（中晚熟品種）原種，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院提供，種薯采用切塊播種，各處理所用種薯大小均采用同一標(biāo)準(zhǔn)，在苗期通過間苗進(jìn)行主莖數(shù)的控制。供試肥料為尿素（N 46%），二銨（N 18%，P2O546%），硫酸鉀（K2O50%）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)6個處理，3次重復(fù)，采用隨機區(qū)組排列。每個小區(qū)6壟，壟長21 m，壟寬67 cm，小區(qū)面積84 m2，各重復(fù)之間留1 m過道，各小區(qū)的2個邊壟和各壟兩端1 m不取樣，中間4壟每壟留4 m測產(chǎn)，其余15 m分別在不同生育期取樣。磷肥作為基肥一次性施入，50%氮、鉀肥在播種時施入，余下的50%在塊莖膨大初期側(cè)開溝追施，施肥后覆土（表2）。其他田間管理同大田。

表1 土壤基礎(chǔ)肥力Table 1 Basic soil fertility

2014年5月1日播種，5月27日出苗，8月13日收獲。2015年4月26日播種，6月2日出苗，9月8日收獲。具體試驗設(shè)計見表2。

表2 試驗各處理的養(yǎng)分施用量及密度Table 2 Nutrient application rate and densities of different treatments

1.4 取樣及測定方法

分別在塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期和收獲期進(jìn)行田間取樣。每個小區(qū)選取田間長勢一致、具有代表性的3株完整植株，用直尺測量莖基部至主莖生長點的長度為株高，用游標(biāo)卡尺測量莖基部，并每90度測量一個數(shù)值，取4個數(shù)值的平均數(shù)為莖粗。將植株葉片洗凈擦干后，用LI-3100葉面積儀測定葉片面積，然后105℃殺青，75℃烘至恒重，稱烘干重。

收獲期每小區(qū)取10.7m2進(jìn)行測產(chǎn)，稱量全部塊莖重和商品薯（≥75g）重。

葉面積指數(shù)（Leaf area index，LAI）=植株綠葉面積（m2）/對應(yīng)覆蓋土地面積（m2）

比葉重（Specificleaf area，SLA）（g/cm2）= 葉的干重（g）/葉面積（cm2）

數(shù)據(jù)采用Excel2013和DPS7.65軟件分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 密度及密度調(diào)控方式對馬鈴薯株高和莖粗的影響

由表3可見，每穴主莖數(shù)相同時，‘克新13號’隨著播種穴數(shù)由6穴/m2增加到10穴/m2，株高增加1.2～4.5cm，莖粗減小0.1～0.4mm，但差異未達(dá)顯著水平；‘尤金’隨著播種穴數(shù)由6穴/m2增加到12穴/m2，株高增加0.5～4.8cm，莖粗減小0.2～1.5mm，但僅在3主莖/穴條件下，12穴/m2的株高顯著高于6和9穴/m2（P＜0.05）。播種穴數(shù)相同時，‘克新13號’隨著每穴主莖數(shù)由1個增加到2個，株高增加2.5～5.1 cm，莖粗減小1.2～1.3 mm，6和8穴/m2的條件下，株高差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。‘尤金’隨著每穴主莖數(shù)由1個增加到3個，株高增加5.0～7.9cm，莖粗減小2.4～3.3 mm，不同播種密度條件下，株高和莖粗的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，單位面積主莖數(shù)的增加與馬鈴薯株高的增加和莖粗的降低呈線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.97和-0.97（‘尤金’）及0.92和-0.94（‘克新13號’），均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。

2.2 密度及密度調(diào)控方式對葉面積指數(shù)和比葉重的影響

如表4所示，主莖數(shù)相同時，‘克新13號’隨著播種穴數(shù)由6穴/m2增加到10穴/m2，單主莖的LAI顯著增加（P＜0.05），由8穴/m2增加到10穴/m2時，SLA顯著降低；而2主莖/穴時，由6穴/m2增加到8穴/m2，SLA顯著降低（P＜0.05），由8穴/m2增加到10穴/m2時LAI顯著增加（P＜0.05）?！冉稹趩沃髑o時，12穴/m2的LAI顯著高于6穴/m2，而SLA顯著低于6穴/m2（P＜0.05）；3主莖/穴時，由9穴/m2增加到12穴/m2，LAI增加和SLA減小均達(dá)顯著水平（P＜0.05）。播種穴數(shù)相同時，‘克新13號’隨著每穴主莖數(shù)由1個增加到2個，除了8穴/m2條件下SLA隨主莖數(shù)的增加顯著降低外，其他播種密度下LAI增加和SLA降低均未達(dá)顯著水平。‘尤金’在6和12穴/m2條件下，隨著每穴主莖數(shù)由1個增加到3個，LAI顯著增加，SLA顯著降低（P＜0.05）。由此可見，隨著單位面積主莖數(shù)的增加，植株LAI增加，SLA減小，其中‘尤金’受每穴主莖數(shù)的影響較大，而‘克新13號’受單位面積播種穴數(shù)的影響較大。

表3 密度及密度調(diào)控方式對馬鈴薯株高和莖粗的影響Table 3 Effects of densities and density control methods on plant height and stem diameter

2.3 密度及密度調(diào)控方式對馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的影響

由表5可知，2品種平均每主莖產(chǎn)量均隨單位面積播種穴數(shù)的增加而緩慢降低，隨每穴主莖數(shù)的增加而顯著降低（P＜0.05）；每穴主莖數(shù)相同時，單穴產(chǎn)量雖然隨播種穴數(shù)增加而減少，但是除了‘克新13號’6-2和10-2，8-2和10-2外，其他處理間差異均不顯著；播種穴數(shù)相同時，單穴產(chǎn)量則隨每穴主莖數(shù)的增加而增加，但僅‘克新13號’在6～8穴/m2時達(dá)到差異顯著水平（P＜0.05）。每穴主莖數(shù)相同時，‘尤金’的播種穴數(shù)由6穴/m2增加到12穴/m2，總產(chǎn)量增幅在2.8%～6.5%，商品薯產(chǎn)量則降低0%～3.3%，單位面積播種穴數(shù)的增加并沒有顯著提高或降低‘尤金’的塊莖總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量；‘克新13號’播種穴數(shù)由6穴/m2增加到10穴/m2，單主莖處理的總產(chǎn)量增幅可達(dá)26.7%～28.1%，商品薯增產(chǎn)33.0%～36.5%，8和10穴/m2處理的總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量顯著高于6穴/m2處理（P＜0.05）；2主莖/穴處理的總產(chǎn)量增幅不明顯，僅為2.9%～5.0%，商品薯產(chǎn)量沒有增加或略降低。播種穴數(shù)相同時，‘尤金’每穴主莖數(shù)由1個增加到3個，總產(chǎn)增幅為7.4%～9.0%，商品薯增產(chǎn)3.9%～6.7%，其中9和12穴/m2處理總產(chǎn)量顯著增加（P＜0.05），但僅12穴/m2處理的商品薯產(chǎn)量顯著增加（P＜0.05）。當(dāng)‘克新13號’每穴主莖數(shù)由1個增加到2個時，總產(chǎn)量增產(chǎn)17.5%～46.2%，商品薯增產(chǎn)17.1%～59.3%，不同播種密度下的塊莖總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量均顯著增加（P＜0.05）。

3 討 論

株高和莖粗是衡量馬鈴薯生長狀況的重要指標(biāo)之一，莖稈粗壯有利于物質(zhì)的運輸及產(chǎn)量的形成，莖稈過細(xì)植株易倒伏；馬鈴薯植株過大，不僅浪費碳水化合物，而且加重田間郁閉程度，植株過小，則光能利用率降低，不利于產(chǎn)量的形成[13]。李惠賢等[3]對5個青薯系列馬鈴薯品種的研究表明，在現(xiàn)蕾期同一馬鈴薯品種的株高、莖粗、葉片數(shù)均與種植密度呈負(fù)相關(guān)。而本試驗研究結(jié)果表明，隨單位面積主莖數(shù)的增加，馬鈴薯株高呈線性增加，莖粗呈線性減小。

葉片是植物進(jìn)行光合作用最主要的器官，作物干物質(zhì)的生產(chǎn)和積累主要依靠葉片的光合作用來實現(xiàn)，馬鈴薯的產(chǎn)量可通過改善馬鈴薯葉片的光合性能來實現(xiàn)，因此提高植株的光合能力和光合面積是增加產(chǎn)量的主要途徑。葉面積指數(shù)和比葉重是衡量葉片光合作用性能的重要參數(shù)[14]。不同種植密度條件下，葉面積指數(shù)發(fā)展動態(tài)大致相似，且葉面積指數(shù)均隨種植密度的增大而增大。本試驗研究結(jié)果表明，隨著播種穴數(shù)和主莖數(shù)增加，葉面積指數(shù)增加，比葉重減小，但并不是葉面積指數(shù)越大產(chǎn)量越高[15]。

適當(dāng)增加馬鈴薯的密度，有利于充分合理的利用空間和土壤，促進(jìn)高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)的形成，進(jìn)而提高塊莖產(chǎn)量[14,16]。宋金鳳等[17]通過研究發(fā)現(xiàn)‘大西洋’隨馬鈴薯種植密度的增加，產(chǎn)量不斷增加，但當(dāng)種植密度到達(dá)一定程度時，產(chǎn)量開始逐漸下降。本研究通過調(diào)整播種穴數(shù)和主莖數(shù)進(jìn)行密度調(diào)控，結(jié)果表明，在本試驗調(diào)控范圍內(nèi)，單穴產(chǎn)量均隨單位面積播種穴數(shù)的增加而降低，隨每穴主莖數(shù)的增加而增加。增加每穴主莖數(shù)在不同程度上提高了‘尤金’和‘克新13號’的塊莖總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量，且對‘克新13號’的增產(chǎn)效果遠(yuǎn)高于‘尤金’。而增加單位面積播種穴數(shù)對‘尤金’的增產(chǎn)效果不明顯，‘克新13號’的總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量也僅在播種穴數(shù)由6穴/m2增加到8穴/m2時的單主莖處理體現(xiàn)出增產(chǎn)效果。由此可見，增加主莖數(shù)比增加單位面積播種穴數(shù)能更有效的提高馬鈴薯塊莖總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量，且對‘克新13號’的調(diào)控效果要優(yōu)于‘尤金’。

在本試驗調(diào)控范圍內(nèi)，6～8穴/m2，2主莖/穴適于‘克新13號’獲得較高的塊莖產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量，6穴/m2，3主莖/穴適于‘尤金’獲得較高的塊莖產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量。