種植模式對不同品種早春馬鈴薯植株性狀及產(chǎn)量的影響

范春梅，彭爾瑞，陳勁松，尹亞敏

（云南農(nóng)業(yè)大學水利學院，昆明 650201）

0 引言

馬鈴薯(Solanum tuberosumL.)是世界上一種主要的糧食作物，中國從2015 年力推馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，指出別拿土豆不當主糧。徐進等[1]研究表明，近年來，中國馬鈴薯種植面積不斷增加，但平均產(chǎn)量僅占世界發(fā)達國家的1/3。于洪劍等[2]、王瀚等[3]的研究指出，充分挖掘馬鈴薯的生產(chǎn)潛力是助力國家糧食安全的新途徑。因此，找出限制馬鈴薯產(chǎn)量的主要因素，提高馬鈴薯的實際產(chǎn)量對于發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)、滿足人民的食物需要、提高人民生活水平、保證社會安定團結、促進國民經(jīng)濟發(fā)展等都具有非常重要的作用。

馬鈴薯的產(chǎn)量是由其遺傳因素、種薯質(zhì)量、外界環(huán)境因子和各種農(nóng)藝措施綜合作用的結果。種植模式指的是在一定時間內(nèi)，在一定的區(qū)域當中作物搭配集成的形式。通過不同品種馬鈴薯種植模式的研究，可以為提高馬鈴薯生產(chǎn)的產(chǎn)量提供依據(jù)，并為農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整提供決策依據(jù)。建水縣地處云南省西南部，其自然條件優(yōu)越，馬鈴薯能夠多季栽培，周年生產(chǎn)，早春馬鈴薯在12月左右播種，4月下旬—5月上旬收獲，生育期短，薯塊品質(zhì)好，是當?shù)剞r(nóng)民增收的有效途徑之一。而早春馬鈴薯的生育期正值云南冬春霜凍嚴重期和干旱期，在這種情況下要確保馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)且高產(chǎn)，就必須根據(jù)不同的品種來選擇適宜的種植方式來緩解霜凍和干旱帶來的災害。以往對馬鈴薯生長狀況的研究表明，馬鈴薯不同的覆蓋種植方式均能起到很好的蓄水保墑作用，進而提高產(chǎn)量。王紅麗等[4]在西北半干旱區(qū)馬鈴薯全膜覆蓋壟溝種植和裸地平作的對比研究中發(fā)現(xiàn)，全膜覆蓋壟溝種植在調(diào)節(jié)地溫、促進關鍵生育期耗水作用下，產(chǎn)量較裸地平作提高13.6%～64.5%；李榮等[5]在研究旱作條件下溝壟二元覆蓋的土壤水熱效應對馬鈴薯產(chǎn)量的影響效果中得出，壟上覆蓋地膜溝內(nèi)覆蓋不同材料地膜對改善土壤水熱狀況，提高馬鈴薯水分利用效率和產(chǎn)量的效果顯著；霍軼珍等[6]的研究表明，秸稈、液態(tài)地膜和普通地膜覆蓋栽培的馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率均顯著提高了；普雪可等[7]的試驗研究表明，溝壟地膜全覆蓋和地膜秸稈溝壟雙覆蓋都可以顯著延長馬鈴薯塊莖快速生長期，顯著提高產(chǎn)量和收獲指數(shù)，尤其是地膜秸稈溝壟雙覆蓋效果較為明顯；王平等[8]在干旱地區(qū)不同覆蓋方式對土壤養(yǎng)分及馬鈴薯產(chǎn)量的研究中得出，覆蓋材料（秸稈、黑膜、白膜）對于馬鈴薯生長、土壤養(yǎng)分、產(chǎn)量影響作用明顯，覆蓋方式（半膜、全膜、半膜+秸稈）對于土壤溫度、養(yǎng)分及馬鈴薯生長具有一定的調(diào)控作用，覆蓋材料的總體表現(xiàn)優(yōu)于覆蓋方式。許國春等[9]在研究地膜與稻秸覆蓋對冬作馬鈴薯高效栽培的研究中發(fā)現(xiàn)，地膜和稻秸覆蓋均有利于提高馬鈴薯產(chǎn)量，且黑膜覆蓋還能抑草和改善塊莖品質(zhì)；苗芳芳等[10]探討耕作覆蓋對土壤及馬鈴薯的影響研究中表明，耕作結合覆蓋措施下栽培馬鈴薯可改善耕層土壤團粒結構和蓄水保墑能力，顯著提高其產(chǎn)量和水分利用效率；吳春華等[11]的研究發(fā)現(xiàn)，壟覆地膜以及溝覆秸稈處理均可顯著改善寧南旱作土壤水熱肥環(huán)境，提高馬鈴薯產(chǎn)量；周永瑾等[12]在西北旱作區(qū)溝壟集雨系統(tǒng)下馬鈴薯的栽培試驗中發(fā)現(xiàn)，溝壟集雨種植下可降解地膜溝覆蓋能顯著改善旱地土壤水熱環(huán)境，提高馬鈴薯產(chǎn)量、水分利用效率和純收益，其中溝覆蓋麻纖維地膜處理效果最佳。為此，本研究針對當?shù)氐馁Y源條件，開展了種植模式對不同品種早春馬鈴薯植株性狀和產(chǎn)量影響的研究，旨在選擇出適宜建水甸尾鄉(xiāng)馬鈴薯的種植模式，為大面積推廣及農(nóng)民增產(chǎn)增收提供科學的技術依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本次田間試驗于2021 年在建水縣甸尾鄉(xiāng)進行，試驗地位于102°42′58″E、23°47′20″N，海拔1560.7 m，氣候類型屬南亞熱帶高原季風氣候，年均降雨量727.2 mm，年均氣溫17.1℃，無霜期296 d 左右。土壤為沙壤土，土質(zhì)疏松、肥力中等，前茬作物為水稻，田間排灌條件良好。

1.2 試驗方法

本次試驗所用馬鈴薯品種為云南農(nóng)業(yè)大學薯類研究所引進的栽培品種‘青薯9 號’和西南地區(qū)品種‘合作88’。2 個品種分別采用以下7 種方式進行種植試驗：大壟雙行白膜下滴灌、大壟雙行滴灌、大壟雙行、大壟雙行覆白膜、大壟雙行覆黑膜、大壟雙行稻草包芯、常規(guī)栽培（起壟打塘，每壟種3行，株行距分別為45 cm，壟間溝寬40 cm）。大壟種植壟寬80 cm、行距40 cm、株距30 cm，每大壟種植馬鈴薯20株，有滴灌的將滴灌管鋪設于大壟中間。試驗所用膜全為普通白膜和普通黑膜，厚度約8 mm，用量約13.5 g/m2，稻草用量約269.9 g/m2。12 月16 日播種，施底肥普鈣150 g/m2、尿素48 g/m2、有機肥3748 g/m2。生長期間于3 月10 日結合培土追肥一次，兌水施入尿素和硫酸鉀各5.3 g/m2。馬鈴薯生長期間共降水10 次，降水量合計22.3 mm。滴灌處理的生長期間共滴灌7 次，每次滴灌時間在1～2.5 h 之間，總共滴水量為21281 L。其他處理共進行了6 次溝灌，水量無法計算。5 月15 日收獲。

1.3 試驗設計

試驗采用二因素隨機區(qū)組設計，以種植模式處理Z為主區(qū)因素，以品種處理P為副區(qū)因素，在同一主區(qū)內(nèi)，不同品種在副區(qū)內(nèi)隨機設計，共14 個處理，3 次重復，見表1。主區(qū)種植模式處理分為：大壟雙行白膜下滴灌(Z1)、大壟雙行滴灌(Z2)、大壟雙行覆白膜(Z3)、大壟雙行(Z4)、大壟雙行稻草包芯(Z5)、大壟雙行覆黑膜(Z6)、常規(guī)栽培(Z7)；副區(qū)品種處理分為：‘合作88’(P1)、‘青薯9號’(P2)。

表1 種植模式和品種的試驗設計

1.4 試驗測定的項目

開花期隨機抽取每個處理的20 株馬鈴薯用直尺測量株高，用游標卡尺測量莖粗，并觀察統(tǒng)計主莖數(shù)，收獲后統(tǒng)計產(chǎn)量。

1.5 試驗數(shù)據(jù)處理

用Excel 365 進行基本數(shù)據(jù)記錄，用SPSS 25 軟件進行數(shù)據(jù)分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 品種和種植模式二因素對株高、莖粗、主莖數(shù)和產(chǎn)量的方差分析

用SPSS軟件分析了P（品種）和Z（種植模式）二因素互作對株高、莖粗、主莖數(shù)和產(chǎn)量的影響（表2～5）。從表2～5 可以看出，P 因素（品種）、Z 因素（種植模式）和P×Z互作（品種×種植模式）對馬鈴薯的株高、莖粗、主莖數(shù)和產(chǎn)量的影響均達到極顯著水平。

表2 株高方差分析

表3 莖粗方差分析

表4 主莖數(shù)方差分析

表5 產(chǎn)量方差分析

2.2 不同種植模式對不同品種馬鈴薯株高、產(chǎn)量、莖粗和主莖數(shù)的影響

不同種植模式對株高的影響，‘合作88’的表現(xiàn)為：Z1>Z4>Z2>Z5>Z7>Z3>Z6；除Z3 和Z7 外，其余各種植模式對株高的影響差異均顯著。而‘青薯9號’的表現(xiàn)為：Z5>Z2>Z4>Z7>Z3>Z1>Z6；Z3 和Z7對株高的影響不顯著，其余各種植模式對株高的影響都存在顯著差異。由上可知，不同種植模式對2個品種馬鈴薯株高的影響都表現(xiàn)為Z6的株高最低，分別為44.6 cm（‘合作88’）和41.4 cm（‘青薯9 號’）（圖1）。

圖1 試驗處理對株高、產(chǎn)量的影響（顯著水平α＝0.05）

不同種植模式對產(chǎn)量的影響，‘合作88’的表現(xiàn)為：Z3>Z4>Z1>Z2>Z7>Z5>Z6；各種植模式對產(chǎn)量的影響都存在顯著差異?！嗍? 號’的表現(xiàn)為：Z1>Z2>Z7>Z4>Z3>Z5>Z6；各種植模式對產(chǎn)量的影響均顯著。由上可看出，2個品種都是Z6的產(chǎn)量最低，分別為6.48 t/hm2（‘合作88’）和7.89 t/hm2（‘青薯9號’），Z5次之，分別為9.61 t/hm2（‘合作88’）和10.22 t/hm2（‘青薯9 號’）。而馬鈴薯‘合作88’產(chǎn)量最高的種植模式是Z3，為20.69 t/hm2，‘青薯9號’產(chǎn)量最高的種植模式是Z1，為23.53 t/hm2（圖1）。

不同種植模式對莖粗的影響，‘合作88’的表現(xiàn)為：Z7>Z3>Z4>Z2=Z5=Z6>Z1；Z3、Z4 和Z7 這3 種種植模式對莖粗的影響顯著，其余的影響均不顯著?！嗍? 號’的表現(xiàn)為：Z2>Z3=Z7>Z5>Z1>Z4>Z6；且各種植模式對莖粗無顯著影響（圖2）。

不同種植模式對主莖數(shù)的影響，‘合作88’的表現(xiàn)為：Z7>Z3>Z6>Z4>Z2>Z1>Z5；種植模式Z3、Z4、Z5、Z6 和Z7 對主莖數(shù)的影響存在顯著差異，Z2 和Z1 對主莖數(shù)的影響不顯著?！嗍? 號’的表現(xiàn)為：Z7>Z1>Z5>Z4>Z2>Z3>Z6；Z6 和Z7 這2 種種植模式對主莖數(shù)的影響顯著，其余各種植模式對主莖數(shù)的影響均不顯著。由上可知，不同種植模式對2 個品種馬鈴薯主莖數(shù)的影響都表現(xiàn)為Z7 的主莖數(shù)最多，分別為7.7 個（‘合作88’）和6.9 個（‘青薯9 號’）（圖2）。

2.3 同一種植模式對不同品種馬鈴薯株高、莖粗、主莖數(shù)和產(chǎn)量的影響

由圖1、2可知，同一種植模式對2個品種馬鈴薯的株高和莖粗影響都表現(xiàn)為‘合作88’的>‘青薯9號’的。

同一種植模式對2個品種馬鈴薯主莖數(shù)的影響表現(xiàn)為：Z1、Z2、Z5、Z4 這4 種種植模式對主莖數(shù)的影響是‘青薯9 號’的主莖數(shù)多于‘合作88’的，而Z3、Z6 和Z7這3種種植模式則呈現(xiàn)出相反的趨勢（圖2）。

同一種植模式對2個品種馬鈴薯產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為：Z1、Z2、Z5、Z6這4種種植模式對馬鈴薯產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為‘青薯9號’>‘合作88’的，其余3種種植模式（Z3、Z4和Z7）對馬鈴薯產(chǎn)量的影響則表現(xiàn)為‘合作88’>‘青薯9號’的（圖1）。

3 討論

本試驗結果顯示，P 因素（品種）、Z 因素（種植模式）和P×Z互作（品種×種植模式）對馬鈴薯的株高、莖粗、主莖數(shù)和產(chǎn)量的影響均極顯著，說明馬鈴薯的品種和種植模式不同，對其后期生產(chǎn)的植株性狀和產(chǎn)量影響很大。對于不同的品種，應選擇適宜的種植模式來使其達到高產(chǎn)。

霍軼珍等[6]對不同材料覆蓋對馬鈴薯田土壤水熱狀況及產(chǎn)量的影響研究表明，各覆蓋處理均顯著提高了馬鈴薯的產(chǎn)量和水分利用效率，且以液態(tài)地膜覆蓋增幅最為顯著。許國春等[9]的研究指出，地膜覆蓋和稻草覆蓋都可以提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)。Zhang等[13]、劉鴻高等[14]、郭志利[15]、李云等[16]的研究分別發(fā)現(xiàn)，覆膜可以顯著提高玉米、馬鈴薯、大豆、甘薯的產(chǎn)量，增產(chǎn)效果最好的為透明膜，其次為黑色地膜。王紅麗等[4]、李榮等[5]、馬尚明等[17]、鞏永平等[18]的研究也分別表明，地膜覆蓋能夠顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量。紀榮昌等[19]對不同覆蓋物對冬種馬鈴薯的影響研究中得出，白膜覆蓋、黑膜覆蓋、稻草包芯覆蓋馬鈴薯均可增加馬鈴薯株高、莖粗和產(chǎn)量，且增產(chǎn)作用的表現(xiàn)為黑膜>白膜>稻草包芯>露地栽培。歐勤輝[20]研究發(fā)現(xiàn)冬種馬鈴薯的稻草包芯加黑地膜覆蓋栽培和稻草加黑地膜覆蓋栽培在出苗速率、植株生長勢、抗病性、產(chǎn)量以及商品薯率等方面明顯優(yōu)于稻草包芯覆蓋栽培、稻草覆蓋栽培、黑地膜覆蓋栽培和露天常規(guī)栽培。翁定河等[21]提出馬鈴薯稻草包芯栽培模式增產(chǎn)效果顯著，適于在福建等南方冬種區(qū)推廣。羅維祿[22]在對不同栽培方式與密度對冬種馬鈴薯‘中薯3號’的影響中也指出稻草包芯是南方冬種區(qū)‘中薯3號’最佳的栽培方式。買自珍等[23]對寧夏中部干旱區(qū)早春馬鈴薯2 a 的試驗結果表明早春白膜雙壟全覆膜模式與黑膜雙壟全覆膜模式的馬鈴薯鮮薯產(chǎn)量較裸地分別增產(chǎn)29.31%和24.9%，且白膜較黑膜的增產(chǎn)效果更大。徐康樂等[24]研究發(fā)現(xiàn)，在馬鈴薯生育前期不同地膜與無膜處理下馬鈴薯的株高和莖粗無明顯差異，但是到生育后期黑白膜處理下馬鈴薯的株高快速増長，在收獲期時其株高最高。聶唯等[25]、李京東等[26]的研究表明馬鈴薯覆膜比不覆膜更有利于提高土壤溫度、株高、產(chǎn)量等，且黑膜比透明膜具有更顯著的優(yōu)勢。Rykbost 等[27]的研究發(fā)現(xiàn)覆膜與不覆膜處理間作物的產(chǎn)量無顯著性差異。吳佳瑞等[28]的研究則發(fā)現(xiàn)黑膜處理下馬鈴薯的各項指標優(yōu)于白膜，黑膜比白膜和不覆膜的增產(chǎn)差異達顯著水平。王清偉等[29]對不同顏色地膜對春播馬鈴薯生長發(fā)育的影響研究發(fā)現(xiàn)，白色地膜覆蓋可有效提早馬鈴薯出苗時間，提高產(chǎn)量與商品薯率，進而提高經(jīng)濟效益。而本研究得出2個馬鈴薯品種的株高都表現(xiàn)為大壟雙行覆黑膜的株高最低；對產(chǎn)量的影響也都表現(xiàn)為大壟雙行覆黑膜的產(chǎn)量最低，大壟雙行稻草包芯次之。導致覆膜等不同種植模式對作物生長發(fā)育影響研究結果的不一致，可以從作物品種、試驗地條件、氣候條件等方面來做闡述。

不同種植模式對2個品種馬鈴薯主莖數(shù)的影響都表現(xiàn)為常規(guī)栽培的主莖數(shù)最多。常規(guī)栽培（起壟打塘，每壟種3行，株行距分別為45 cm，壟間溝寬40 cm）模式是建水縣甸尾鄉(xiāng)的農(nóng)民及技術人員在常年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中積累的栽培經(jīng)驗，本試驗就驗證了常規(guī)栽培所顯示出來的主莖數(shù)優(yōu)勢。

劉世明[30]在研究旱作區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量提高中得出，全膜雙壟壟播栽培改善了馬鈴薯生長發(fā)育的微環(huán)境，從而提高了馬鈴薯的生長及產(chǎn)量。劉曉偉等[31]在甘肅省莊浪縣采用全膜雙壟溝播技術種植馬鈴薯，使得產(chǎn)量較其他種植模式提高9.0%～46.8%。代海林等[32]以甘肅定西本地主栽品種“新大坪”為試驗材料，研究了不同溝壟覆膜種植模式對旱作馬鈴薯生長和產(chǎn)量的影響，結果表明采用全膜雙壟壟播最有利于馬鈴薯的生長及產(chǎn)量性狀的提高。本研究的結果與前述的研究結果一致，即‘合作88’產(chǎn)量最高的種植模式是大壟雙行覆白膜，其次是大壟雙行；‘青薯9號’產(chǎn)量最高的種植模式是大壟雙行白膜下滴灌，其次是大壟雙行滴灌。早春馬鈴薯全生育期處于云南的冬春旱季，降水量僅占全年的10%～20%，甚至更少，故霜凍和水是云南早春馬鈴薯生產(chǎn)的兩大制約因素。對于‘合作88’來說，覆白膜+大壟雙行這種種植方式正好解決了早春馬鈴薯生產(chǎn)中霜凍這個制約因素；‘青薯9 號’，白膜下滴灌+大壟雙行這種種植方式克服了早春馬鈴薯生產(chǎn)中霜凍和水的制約因素而實現(xiàn)高產(chǎn)。

4 結論

通過研究種植模式對不同品種早春馬鈴薯植株性狀和產(chǎn)量的影響表明，品種、種植模式及其兩者互作對馬鈴薯的植株性狀和產(chǎn)量的影響均存在極顯著差異。大壟雙行覆黑膜下馬鈴薯的株高最低：‘合作88’為44.6 cm 和6.48 t/hm2，‘青薯9 號’為41.4 cm 和產(chǎn)量7.89 t/hm2；當?shù)爻Ｒ?guī)栽培下馬鈴薯的主莖數(shù)最多：‘合作88’為7.7個，‘青薯9號’為6.9個；對同一種植模式而言，‘合作88’馬鈴薯的株高和莖粗均優(yōu)于‘青薯9 號’，而在主莖數(shù)和產(chǎn)量特性方面品種間沒有呈現(xiàn)出一定的規(guī)律；大壟雙行覆白膜‘合作88’馬鈴薯的產(chǎn)量最高為20.69 t/hm2，大壟雙行白膜下滴灌‘青薯9號’馬鈴薯的產(chǎn)量最高為23.53 t/hm2。因此，在建水縣甸尾鄉(xiāng)試驗區(qū)，‘合作88’最佳的種植模式是大壟雙行覆白膜，‘青薯9 號’最適宜的種植模式是大壟雙行白膜下滴灌。