马铃薯/玉米套作不同行比对马铃薯不同品种商品性状和经济效益的影响

黄承建 赵思毅 王龙昌 王季春 赵 勇 蔡叶茂 滕 艳 杨国才

（1 西南大学农学与生物科技学院，南方山地农业教育部工程研究中心，重庆 400716；2 四川省达州市农业科学研究所，四川达州 635000）

马铃薯（Solanum tuberosumL.）商品薯（块茎质量≥50 g）质量和商品薯率是衡量马铃薯经济产量的重要指标，对马铃薯的经济价值具有重要影响，并直接关系到马铃薯的种植效益。研究表明，马铃薯商品薯质量和商品薯率与品种有关（廖华俊 等，2010；余贵先 等，2011），并受栽培技术措施影响，栽培密度、肥料用量、覆盖和耕作措施均能显著影响块茎质量和商品薯率（谭乾开 等，2008；刘桂华 等，2009；谢奎忠 等，2010；苏年贵和张建玲，2011）。间套作条件下马铃薯商品薯质量和商品薯率显著低于单作（Jamshidi et al.，2008；Al-Dalain，2009）。但间套作复合群体总产量和经济效益的高低不仅与套作马铃薯的商品性状和产量密切相关，还取决于套作玉米的产量，而这受套作马铃薯品种特性、行比以及生态区域等多种因素影响，套作经济效益并不一定均高于单作（Ifenkwe & Odurukwe，1990；Farooq et al.，1995）。

西南地区是中国第二大马铃薯产区（隋启君 等，2008），马铃薯/玉米间套作是该区的传统种植方式，但实际生产中与套作玉米搭配的马铃薯品种的不合理降低了马铃薯的商品性和套作复合群体的经济效益。因此，明确间套作对不同马铃薯品种商品性状和经济价值的影响，筛选出商品性状好、经济价值高的套作品种对提高马铃薯的种植效益具有重要意义。本试验设置马铃薯/玉米套作2∶2 和3∶2 两种行比，以西南地区常见的4个马铃薯主栽品种单作为对照，研究套作对马铃薯商品性状和经济价值的影响，为马铃薯高效栽培提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验田概况和试验设计

试验于2011年在重庆市北碚区槽上村（106°26′02″E，29°49′32″N，海拔高度650 m）进行。试验土为黄壤土，肥力相对均匀，前茬为辣椒及结球甘蓝，有机质含量5.70 g·kg-1，全氮0.53 g·kg-1，全磷1.53 g·kg-1，全钾4.84 g·kg-1，碱解氮71.73 mg·kg-1，有效磷89.00 mg·kg-1，速效钾63.73 mg·kg-1，pH值4.573。供试马铃薯和玉米品种特性及来源见表1。

表1 供试马铃薯、玉米品种特性及来源

试验设4个处理：①2∶2行比套作，采用马铃薯/玉米套作种植方式，马铃薯带宽80 cm，种植2 行；玉米带宽80 cm，种植2 行。②2∶2行比单作，采用马铃薯单作种植方式，马铃薯带宽80 cm，种植2 行；空带带宽80 cm，不种作物。③3∶2行比套作，采用马铃薯/玉米套作种植方式，马铃薯带宽120 cm，种植3 行；玉米带宽80 cm，种植2 行。④3∶2行比单作，采用马铃薯单作种植方式，马铃薯带宽120 cm，种植3 行；空带带宽80 cm，不种作物。所有小区均采用南北行向种植，每个小区2个条带，2∶2 和3∶2行比套作每个条带带宽分别为160、200 cm，小区长800 cm，2∶2行比、3∶2行比的小区面积分别为25.6、32 m2。费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉种植密度分别为67 500、67 500、60 000、52 500株·hm-2，穴距2∶2行比分别为18.5、18.5、20.8、23.8 cm，3∶2行比分别为22、22、25、28.6 cm，两种行比下4个品种的行距均为40 cm。玉米种植密度为49 500株·hm-2，行距为40 cm，2∶2行比、3∶2行比的穴距分别为50.5、40 cm，每穴2株。马铃薯带与玉米带间距为40 cm。马铃薯、玉米套作与各自的单作带宽相同，小区面积相同，行距、穴距、密度均相同。每处理3次重复，随机区组设计。

马铃薯每穴播1个块茎，质量30～50 g，各品种播种期均为1月25日，收获期为：费乌瑞它6月10日、中薯5号6月21日、鄂薯5号6月30日、米拉7月10日。玉米3月28日育苗，4月14日（三叶期）移栽，每穴2株，8月17日收获。两作物共生期为费乌瑞它/玉米59 d、中薯5号/玉米69 d、鄂薯5号/玉米79 d、米拉/玉米89 d。

马铃薯穴施底肥过磷酸钙375 kg·hm-2、尿素150 kg·hm-2，玉米穴施底肥尿素225 kg·hm-2、过磷酸钙450 kg·hm-2、氯化钾150 kg·hm-2，拔节期追施尿素150 kg·hm-2。整个生育期管理水平一致。

1.2 收获测产和商品薯相关指标的测定

收获时对每个小区所有商品薯、小薯分别计数、称质量，计算商品薯数、商品薯率（商品薯数/总薯数×100%）、商品薯质量、商品薯质量占总薯质量的比率（商品薯质量/总薯质量×100%），并按小区总株数计算单株商品薯数、单株商品薯质量、单个商品薯质量（商品薯：块茎鲜质量≥50 g，小薯：块茎鲜质量＜50 g）、单株块茎数量和单株块茎质量。套作玉米和套作、单作马铃薯产量均按每个小区的实际收获量除以小区总面积进行计算。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2003 软件进行处理，运用SPSS 16.0 软件进行方差分析和显著性检验。其中，显著性检验方法采用Newman-Keuls test 法。

2 结果与分析

2.1 马铃薯/玉米套作体系不同行比对马铃薯商品性状的影响

2.1.1 马铃薯/玉米套作体系不同行比对马铃薯块茎数量的影响 如表2所示，马铃薯单株块茎数量的变化趋势因品种和行比不同而不同，费乌瑞它2∶2 和3∶2行比套作显著高于单作，分别比单作高14.16%、9.68%；鄂薯5号2∶2行比套作显著低于单作，3∶2行比套作极显著低于单作，分别比单作低10.85%、13.49%；中薯5号和米拉2∶2行比套作极显著低于单作，分别比单作低44.59%、25.80%，3∶2行比套作与单作差异不显著。各品种单株块茎数量3∶2行比套作均极显著高于2∶2行比套作，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉分别高55.41%、35.98%、31.89%、26.15%。品种之间单株块茎数量两种行比套作均以费乌瑞它最少，中薯5号最多，鄂薯5号和米拉居中。

单株商品薯数除费乌瑞它2∶2行比套作与单作差异不显著外，其他处理套作均极显著低于单作，中薯5号、鄂薯5号、米拉2∶2行比套作分别比单作低57.48%、44.51%、55.27%，3∶2行比套作分别比单作低13.00%、41.74%、34.13%、32.11%，费乌瑞它的降幅最小，中薯5号的降幅最大。费乌瑞它、米拉3∶2行比套作极显著高于2∶2行比套作，分别高50.27%、40.98%。2∶2行比套作以中薯5号较高（＞2个·株-1），其次为鄂薯5号、费乌瑞它、米拉（1～2个·株-1），3∶2行比套作以费乌瑞它、中薯5号、米拉较高（2.5～3个·株-1），鄂薯5号较低（＜2.5个·株-1）。

商品薯率套作均极显著低于单作，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉2∶2行比套作分别比单作低12.41、6.10、16.60、16.24个百分点，3∶2行比套作分别比单作低12.44、12.13、7.26、11.06个百分点。2种行比套作商品薯率均为费乌瑞它最高（＞45%），其次为鄂薯5号和米拉（20%～30%），中薯5号最低（≤20%）。

表2 马铃薯/玉米不同行比套作对马铃薯块茎数量的影响

2.1.2 马铃薯/玉米套作体系不同行比对马铃薯块茎质量的影响 如表3所示，马铃薯单株块茎质量套作均极显著低于单作，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉2∶2行比套作分别比单作低25.84%、57.28%、37.27%、52.70%，3∶2行比套作分别比单作低20.75%、31.00%、37.15%、34.46%。3∶2行比套作马铃薯各品种单株块茎质量均极显著高于2∶2行比套作，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉分别高35.62%、22.73%、15.39%、12.44%。品种之间2∶2行比套作以鄂薯5号最低，中薯5号最高，费乌瑞它和米拉居中；3∶2行比套作鄂薯5号和米拉较低，费乌瑞它和中薯5号较高。

单株商品薯质量套作均极显著低于单作，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉2∶2行比套作分别比单作低34.26%、65.74%、54.42%、63.37%，3∶2行比套作分别比单作低27.59%、48.82%、45.72%、44.66%，费乌瑞它的降幅最小，中薯5号的降幅最大。各品种单株商品薯质量3∶2行比套作均极显著高于2∶2行比套作，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉分别高42.11%、19.02%、23.98%、19.35%。2种行比套作均以费乌瑞它最高（＞150 g·株-1），其次是中薯5号、米拉、鄂薯5号（100～150 g·株-1）。

商品薯占总薯质量的比率套作均极显著低于单作，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉2∶2行比套作分别比单作低9.86、11.86、20.50、15.76个百分点，3∶2行比套作分别比单作低7.63、16.22、9.26、10.59个百分点。各品种商品薯占总薯质量的比率2种行比套作之间差异均不显著。2种套作均以费乌瑞它最高（＞75%），其次为鄂薯5号和米拉（50%～60%），最低为中薯5号（＜50%）。

单个商品薯质量套作极显著低于单作，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉2∶2行比套作分别比单作低27.93%、19.42%、17.85%、24.76%，3∶2行比套作比单作分别低16.76%、12.16%、17.59%、18.48%。各品种单个商品薯质量2种行比套作之间均无显著性差异。2种行比套作均以费乌瑞它单个商品薯质量最高（＞80 g·个-1），其次为鄂薯5号、米拉（55～65 g·个-1）、最低为中薯5号（50～55 g·个-1）。

表3 马铃薯/玉米不同行比套作对马铃薯块茎质量的影响

2.2 马铃薯/玉米套作体系不同行比对马铃薯群体产量的影响

2.2.1 马铃薯/玉米套作体系不同行比对马铃薯生物产量的影响 如表4所示，马铃薯鲜质量及干质量套作均明显低于单作，2∶2行比套作费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉鲜质量分别比单作低32.28%、62.08%、45.39%、58.76%，干质量分别比单作低18.06%、55.03%、31.05%、50.51%；3∶2行比套作鲜质量分别比单作低21.47%、34.74%、42.18%、46.34%，干质量分别比单作低12.25%、24.25%、25.25%、28.13%；2∶2行比套作鲜质量和干质量均以费乌瑞它的降幅最小，中薯5号的降幅最大，3∶2行比套作鲜质量和干质量费乌瑞它的降幅最小，米拉的降幅最大；各品种3∶2行比套作鲜质量和干质量降幅均低于2∶2行比套作。

2.2.2 马铃薯/玉米套作体系不同行比对马铃薯块茎产量的影响 如表5所示，套作明显降低了马铃薯商品薯产量，费乌瑞它、中薯5号、鄂薯5号、米拉2∶2行比套作分别比单作低34.26%、65.74%、54.42%、63.37%，3∶2行比套作分别比单作低27.59%、48.82%、45.72%、44.66%，两种行比均以费乌瑞它的降幅最小，中薯5号的降幅最大；3∶2行比套作降幅低于2∶2行比套作。与单作相比，套作小薯产量因行比和品种不同变化趋势不尽一致。

表4 马铃薯/玉米不同行比套作对马铃薯生物产量的影响

2种行比套作商品薯产量均以费乌瑞它最高，其次是中薯5号，第3 是鄂薯5号，最低为米拉。2种行比套作小薯产量均以中薯5号最高，其次是鄂薯5号，第3 是米拉，最低为费乌瑞它。

表5 马铃薯/玉米不同行比套作对马铃薯块茎产量的影响

2.3 马铃薯/玉米套作体系复合群体经济效益分析

由表6可知，套作明显降低了玉米籽粒产量，但套作总产值高于单作玉米。套作总产值与单作马铃薯的差异因马铃薯品种及套作行比不同而不同，费乌瑞它套作总产值高于单作；中薯5号和鄂薯5号低于单作；米拉3∶2行比套作高于单作，而2∶2行比套作低于单作。套作的总产值以费乌瑞它3∶2行比最高，其次为中薯5号3∶2行比、米拉3∶2行比、费乌瑞它2∶2行比，中薯5号2∶2行比、鄂薯5号3∶2行比和2∶2行比以及米拉2∶2行比较低。

表6 马铃薯/玉米不同行比套作对马铃薯复合群体总产值的影响

就总产值来看，适合与玉米套作的品种与行比依次为：费乌瑞它3∶2行比和2∶2行比、中薯5号3∶2行比、米拉3∶2行比。适合单作的品种和行比依次为：中薯5号2∶2 和3∶2行比、费乌瑞它3∶2行比、米拉2∶2行比、费乌瑞它2∶2行比。

3 结论与讨论

本试验结果显示，套作极显著降低了马铃薯单个商品薯质量、单株商品薯数（费乌瑞它2∶2行比除外），因此降低了单株商品薯质量，从而使套作不同行比不同品种商品薯产量明显低于单作。原因是套作玉米对马铃薯的荫蔽降低了其光合作用效率（肖继坪 等，2011；黄承建 等，2012a），合成的光合产物减少，因而套作鲜质量和干质量均低于单作。虽然套作干物质向块茎的分配比例高于单作，但套作干物质积累总量的减少使分配总量降低（黄承建 等，2012b），从而使单株块茎质量降低，单个商品薯质量降低，商品薯的数量减少，并使商品薯率和商品薯质量占总薯质量的比例降低，最终导致商品薯产量降低。

与2∶2行比套作相比，3∶2行比套作因增加了一行马铃薯，单株块茎总数、单株块茎质量、单株商品薯数和商品薯质量明显增加；单株商品薯数、商品薯率两种套作行比之间的差异随马铃薯品种不同而不同；单个商品薯质量和商品薯质量占总薯质量的比率两种套作行比之间差异不显著，表明套作行比的增加有利于提高单株块茎总数、单株块茎质量、单株商品薯数和商品薯质量，但对单个商品薯质量和商品薯质量占总薯质量的比率没有影响，对单株商品薯数、商品薯率的影响因品种而异。

本试验发现，套作总产值的高低并不总与马铃薯的商品性成正向关系，而与套作品种小薯数量及套作玉米产量有关。从品种的商品性来看，套作条件下费乌瑞它商品性最好，单个商品薯大（＞80 g），商品薯率高（＞45%），商品薯质量占总薯质量的比率高（＞75%），套作商品薯产量高，收获时间早，对套作玉米影响较小，套作玉米产量高，因此套作总产值较高，且高于单作，为套作的首选品种。套作条件下中薯5号单株商品薯数虽然较高，但单个商品薯小（50～55 g），商品薯率低（≤20%），商品薯质量占总薯质量的比率低（＜50%），商品性差，但3∶2行比套作小薯产量高，弥补了其商品性的不足，因而套作总产值较高（与单作相近），可作为套作的补充品种。米拉3∶2行比套作商品性中等，商品薯产量和产值较低，但套作玉米产量和产值较高，弥补了其商品性的不足，且总产值高于单作，也可作为套作的补充品种。中薯5号2∶2行比套作商品薯率低，虽然小薯产量较高，但套作玉米产量低，因而总产值较低；鄂薯5号3∶2行比和2∶2行比以及米拉2∶2行比套作马铃薯商品性中等，商品薯产量和产值较低，而且套作玉米产量也较低，因而套作总产值低，鄂薯5号不宜作为套作品种，而中薯5号、米拉则不宜与玉米2∶2行比套作。

本试验发现，马铃薯/玉米套作总产值均高于单作玉米产值，但与单作马铃薯产值相比存在较大差异，这与王朝海等（2010）和He 等（2010）的马铃薯/玉米套作总产值均高于单作玉米和单作马铃薯的研究结论不一致，这可能与套作品种、行比及生态区域有关。前人研究表明，不是每一种作物都适合间套作，也不是每一种间套作品种和行比搭配都能取得套作优势，间套作效果的优劣取决于特定生态条件下一定行比间套作作物彼此在形态和生理上的适应性（Ifenkwe& Odurukwe，1990；Farooq et al.，1995；Maingi et al.，2001；Makoi et al.，2010），本试验进一步证实了这一结论。从套作总产值来看，在重庆地区适合与玉米套作的马铃薯品种与行比依次为费乌瑞它3∶2行比、中薯5号3∶2行比、米拉3∶2行比、费乌瑞它2∶2行比。

黄承建，赵思毅，王季春，王龙昌，赵勇，蔡叶茂，滕艳，高旭.2012a.马铃薯/玉米不同行数比套作对马铃薯光合特性和产量的影响.中国生态农业学报，20（11）：1443-1450.

黄承建，赵思毅，赵勇，廖采琴，魏鑫，郝艳睿，杨国才，王龙昌，王季春.2012b.薯/玉套作对马铃薯叶面积指数、干物质积累、分配及产量的影响//高旺盛.中国农作制度研究进展2012.北京：中国农业科学技术出版社：389-394.

廖华俊，江芹，董玲，刘梅，李卫文.2010.安徽沿淮地区春马铃薯品种引进比较研究.安徽农业科学，38（33）：18724-18727.

刘桂华，苏跃，冯泽蔚.2009.稻田冬种马铃薯免耕覆盖栽培经济效益分析.贵州农业科学，37（5）：64-65.

苏年贵，张建玲.2011.晋西南山区川水地马铃薯不同栽培密度试验.中国马铃薯，25（5）：279-282.

隋启君，李先平，杨万林.2008.中国马铃薯生产情况分析.西南农业学报，21（4）：1182-1188.

谭乾开，黎华寿，李水源，陈健章，刘楚忠.2008.不同种植模式对稻田冬种马铃薯产量及商品性的影响.广东农业科学，（9）：9-14.

王朝海，顾霄，王朝贵，周平，白永生，顾尚敬.2010.玉米/马铃薯套作模式研究初报.耕作与栽培，（6）：29-30.

肖继坪，颉炜清，郭华春.2011.马铃薯与玉米间作群体的光合及产量效应.中国马铃薯，25（6）：339-341.

谢奎忠，杨楼，陆立银.2010.氮磷钾肥施用量对庄薯3号商品薯率的影响.长江蔬菜，（10）：52-55.

余贵先，雷昌云，余文畅，韩庆忠，龚洪波，魏建军，贾平安，张继新，龙文莉.2011.湖北省马铃薯新品种引进试种表现分析.湖北农业科学，50（19）：3913-3933.

Al-Dalain S A.2009.Effect of intercropping of zea maize with potatoSolanum tuberosumL.on potato growth and on the productivity and land equivalent ratio of potato and zea maize.Agricultural Journal，4（3）：164-170.

Farooq K，Hussain A，Jan N，Bajwa K A，Mahmood M M.1995.Effect of maize，beans and potato intercropping on yield and economic benefits//Hussain A.Conference Paper Research and Development of Potato Production in Pakistan.Islamabad：Pakistan：211-219.

He X H，Zhu S S，Wang H N，Xie Y，Sun Y，Gao D，Yang J，Liu L，L i Q X，Zhang S B，Zhao G H，Hu M C，Jiang K M，Li C Y，Zhu Y Y.2010.Crop diversity for ecological disease control in potato and maize.J Resourc Ecol，1：45-50.

Ifenkwe O P，Odurukwe S O.1990.Potato/maize intercropping in the Jos Plateau of Nigeria.Field Crops Res，25：73-82.

Jamshidi K，Mazaheri D，Saba J.2008.An evaluation of yield in “intercropping of maize and potato”.J Desert，12（2）：105-111.

Makoi J H J R，Chimphango S B M，Dakora F D.2010.Photosynthesis，water use efficiency and δ13C of five cowpea genotypes grown in mixed culture and at different densities with sorghum.Photosynthetica，48：143-155.

Maingi J M，Shisanya C A，Gitonga N M，Hornetz B.2001.Nitrogen fixation by common bean （Phaseolus vulgarisL.） in pure and mixed stands in semi-arid south-east Kenya.Eur J Agron，14：1-12.