不同生產(chǎn)模式對馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率的影響

譚偉軍，王 娟，楊榮洲，張娟寧，何萬春

馬鈴薯是甘肅省第三大作物[1-3]，同時是定西市經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收重要戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，年種植面積在200萬畝以上，由于集約化連續(xù)種植以及產(chǎn)量的提高，大量施用化肥已成為馬鈴薯增產(chǎn)的關鍵[4-6]，但化肥是一把雙刃劍，在產(chǎn)量提高的同時，也造成了生態(tài)環(huán)境的污染及馬鈴薯品質(zhì)的降低[7-8]，因此，為實現(xiàn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康綠色可持續(xù)發(fā)展，化肥減量施用和適宜的馬鈴薯生產(chǎn)模式已成為定西市馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展亟須解決的問題之一[9-10]，因此研究不同生產(chǎn)模式對定西市馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率的影響具有一定現(xiàn)實意義和理論意義。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

供試品種：隴薯10號

試驗地點：試驗設在定西市安定區(qū)魯家溝小岔村旱山地，海拔1 800m，年平均降水量350mm，年平均氣溫7.5℃，≥10℃有效積溫2 239.1℃。試驗地土壤為黃綿土，地力均勻，前茬作物為馬鈴薯，供試土壤理化性狀見表1。

表1 供試土壤理化性狀

試驗設計：田間試驗設5個處理。

1）全膜覆蓋壟作（CK），

2）全膜覆蓋壟上微溝（T1）；

3）全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施（減少化肥20%，基肥和花期追肥6∶4（T2），是全部肥料減少20%，且全部肥料均按照基肥和花期追肥6∶4；

4）全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作（播前深旋松40cm）（T3）；

5）全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作+綠肥間作（毛苕子或箭舌豌豆，分兩個時期，4月上旬播種綠肥作物，馬鈴薯花期結合追肥翻壓；或6月中旬播種，收獲期與馬鈴薯莖葉一起粉碎翻壓）（T4）。

試驗為大區(qū)試驗，不設重復，小區(qū)面積200m2。種植方式為全膜覆蓋壟上微溝，壟寬60cm，溝寬40cm，壟高20cm。品種為隴薯10號，播種密度4 000株/666.7m2，穴播。施肥量為純N、P2O5、K2O分別12、8、6kg/666.7m2，其中減量追施按照試驗要求處理，其余種植與管理方式同當?shù)卮筇?。供試黑色地膜幅?00cm、厚0.01mm，由鴻百圣公司生產(chǎn)。氮肥選用尿素（N≥46%），由甘肅劉化集團有限責任公司生產(chǎn)；磷肥選用普通過磷酸鈣（含P2O5≥16%），由云南金星化工有限公司生產(chǎn)；鉀肥選用硫酸鉀鎂肥（含K2O≥24%），由青海聯(lián)宇鉀肥有限公司生產(chǎn)。

表2 肥料用量

1.2 測定內(nèi)容與方法

1.2.1 土壤水分含量測定：全生育期分別在播前、盛花期和收獲后對各處理0-200cm土壤采用烘干法進行土壤水分測定。

1.2.2 生物量測定：在盛花期、塊莖膨大期和收獲期，每小區(qū)同一行區(qū)隨機選取5株，分別稱量地上部和地下部重量。

1.2.3 產(chǎn)量指標測定：每個小區(qū)分別取第2壟進行產(chǎn)量、商品薯率測定，大薯（≥250g），中薯（50-250g），小薯（＜50g），商品薯率（%）=（大中薯重量/總重量）×100

1.3 統(tǒng)計方法

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性檢驗（LSR法）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯土壤含水量的影響

表3是播前土壤含水量，圖1是不同處理各生育期土壤含水量，由表可知，播前土壤含水量在0-100 cm范圍內(nèi)逐漸增加，到60-80cm土層時達到最大值，為22.45%；由圖1可知，不同處理在0-100cm水分含量差異不顯著，盛花期和收獲后，土壤含水量隨著深度的增加呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢，在60-80cm達到最大值，這主要可能是由于在盛花期和塊莖膨大期由于馬鈴薯植株相互遮陰，加之地膜覆蓋和灌溉導致土壤含水量在0-80cm范圍內(nèi)逐漸增加；收獲后由于沒有覆蓋等因素，土壤含水量在相應的層次上比盛花期減小，但也表現(xiàn)出先增后減的變化趨勢，在80cm處含水量達到最大值。

表3 播前0-200cm土壤含水量

圖1也表明，各處理在不同生育期不同處理土壤含水量在100-200cm范圍內(nèi)無顯著差異。但隨著深度的增加土壤含水量逐漸減小，土壤含水量的變化與處理無明顯關系，與土層深度的增加關系密切，說明在馬鈴薯的生長過程中，對100-200cm土層的水分利用效果不明顯。

圖1 不同處理各生育期0-200cm土壤含水量

2.2 不同處理對馬鈴薯水分利用效率的影響

由表4可知，不同處理間的水分利用效率在47.66-60.66kg/hm2·mm之間變化，其變化趨勢與產(chǎn)量相吻合，為T4＞T3＞T1＞T2＞CK，其中T4處理水分利用效率最高，為60.66kg/hm2·mm，CK處理水分利用效率最低，為47.66kg/hm2·mm，化肥減量追施處理（T2、T3、T4）的水分利用效率均高于CK和T1處理，說明化肥減量追施和深旋松耕作有利于馬鈴薯的生長發(fā)育，但T3和T4處理塊莖產(chǎn)量無顯著差異，說明綠肥間作對馬鈴薯塊莖產(chǎn)量形成無顯著影響。

表4 不同處理對馬鈴薯水分利用效率的影響

2.3 不同處理對馬鈴薯各生育期地上部和根鮮重的影響

由表5可知，馬鈴薯地上部和根鮮重隨著馬鈴薯生育進程的推進呈先增后減的趨勢變化，在塊莖膨大期達到最大值。各處理間相比，全膜覆蓋壟作（CK）和全膜覆蓋壟上微溝（T1）處理盛花期、塊莖膨大期和成熟期的地上部及根鮮重要高于全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施（T2）；全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作（T3）和全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作+綠肥間作（T4）處理無顯著性差異。同樣，T2、T3和 T4處理之間各生育期地上部和根鮮重也無顯著性差異。

表5 不同處理對馬鈴薯各生育期地上部和根鮮重的影響

2.4 不同處理對馬鈴薯生育期塊莖動態(tài)變化影響

由表6可知，在盛花期，不同處理間馬鈴薯塊莖數(shù)和塊莖重分別為4.33-5.00個和45.31-60.12g，平均單薯重為9.27-13.72g，隨著生育進程的推進馬鈴薯塊莖數(shù)和塊莖重逐漸增加；在成熟期，各處理塊莖數(shù)和塊莖重分別為7.20-7.64個和751.34-856.31g，平均單薯重為98.34-118.93g。其中T3和T4處理盛花期、塊莖膨大期和成熟期的塊莖重和平均單薯重要高于其他處理，但無顯著性差異。

表6 不同處理對馬鈴薯生育期塊莖動態(tài)變化影響

2.5 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量和商品薯率的影響

由表7可知，不同處理的畝產(chǎn)為1 611.9-2 051.0kg，商品率在80.82%-85.74%之間，產(chǎn)量結果為T4＞T3＞T1＞T2＞CK，全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作（T3），全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作+綠肥間作（T4）塊莖產(chǎn)量顯著高于其他處理；與CK、T1和T2處理相比，塊莖產(chǎn)量分別高25.00%、15.63%、17.12%和27.24%、17.70%、19.22%，但二者之間無顯著差異。而商品薯率則是CK最低為80.82%，T4最高為85.74%，各處理間無顯著差異。

表7 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量影響

3 結論

通過對馬鈴薯關鍵生育期0-200cm土壤水分（采用烘干法）分析可知：

在全生育期，不同處理土壤含水量在0-100cm呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢變化，其中60-80cm土層土壤含水量最高，而在0-80cm土層內(nèi)，收獲后土壤含水量較播前減少最多，說明馬鈴薯植株對0-80cm土層內(nèi)水分消耗最多；100-200cm土壤含水量隨著深度增加而減小，各層土壤水分隨生育期變化而變化，變化規(guī)律一致，與處理無關，說明馬鈴薯植株對100-200cm土壤水分利用不明顯。

全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作（T3），全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作+綠肥間作（T4）塊莖產(chǎn)量顯著高于其他處理塊莖產(chǎn)量，水分利用效率顯著高于其他處理，說明全膜覆蓋壟作和全膜覆蓋壟上微溝種植模式是適合干旱半干旱地區(qū)的馬鈴薯綠色增產(chǎn)增效技術模式。

在干旱半干旱定西市，全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作（T3）和全膜覆蓋壟上微溝+化肥減量追施+深旋松耕作+綠肥間作（T4）既能提高產(chǎn)量又能提高水分利用效率，是適宜定西市的馬鈴薯最佳種植模式。