黑龙江省马铃薯高产水分管理

徐宁，许庆芬，张荣华，张洪亮

（黑龙江省农垦科学院经济作物研究所，黑龙江哈尔滨150038)

栽培生理

黑龙江省马铃薯高产水分管理

徐宁，许庆芬*，张荣华，张洪亮

（黑龙江省农垦科学院经济作物研究所，黑龙江哈尔滨150038)

为了解黑龙江省马铃薯生育期需水情况，2013年通过5因素5水平的正交旋转试验对黑龙江省主要栽培的马铃薯早熟品种‘费乌瑞它’进行滴灌试验。结果表明：‘费乌瑞它’数学模型无失拟项存在，试验设计合理，模型有效。不同时期水分处理中对‘费乌瑞它’产量中影响最大的是发芽期；‘费乌瑞它’各时期作用大小为：发芽期＞块茎增长期＞淀粉积累期＞块茎形成期＞幼苗期。最利于‘费乌瑞它’产量的土壤张力值，发芽期、幼苗期、块茎形成期和淀粉积累期均在40 kpa左右，块茎增长期在35 kpa左右。

马铃薯；负压计；水分；正交旋转

马铃薯生育期内缺水是中国马铃薯单产低的主要原因之一。块茎形成期以及块茎膨大期都是马铃薯需水的关键期，此时缺水必然会使产量下降。王凤新等[1]提出，马铃薯垄作更适宜用滴灌。江俊燕和汪有科[2]以及康跃虎等[3]的研究得出了灌溉频率和土壤水势对块茎生长有明显影响的结论。杨丽民等[4]的滴灌试验结果表明，在同等施肥条件下滴灌比无滴灌可增产27.68%。罗昀等[5]也指出，马铃薯栽培过程中补灌较不补灌可增产42.9%～80.5%。土壤干湿度情况一般用土壤含水率表示，但是相同的含水率在不同土壤中对作物的生理影响是不同的。土壤张力值就不存在这个问题，同一个土壤水分张力指标下，不同种类土壤有着各不相同含水率，但对作物的生理需水和根系吸收而言却是一致的[6]。

本试验通过5因素5水平正交旋转设计，利用负压计测得土壤的张力值作为衡量作物是否需水的指标，以期研究出适合黑龙江省各地区不同土壤类型的马铃薯水分管理技术，为马铃薯大田生产提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 参试品种及试验器材

参试马铃薯品种为‘费乌瑞它’。滴灌设备一套，负压计（TEN-30）36支。

1.2 试验设计

试验地位于黑龙江省阿城农场。采取5因素5水平的二次正交旋转组合设计[7]，根据马铃薯生长发育规律，把马铃薯整个生育期分为发芽期（X1）、幼苗期（X2）、块茎形成期（X3）、块茎增长期（X4）和淀粉积累期（X5）5个生育阶段。根据以往研究资料，将马铃薯块茎增长期土壤水势设为25，30，35，40，45 kpa 5个水平，其余4个时期设定为30，35，40，45，50 kpa 5个水平[8,9]。小区为5行区，行长5 m，株行距25 cm×67 cm，种植密度为60 000株∕hm2，小区面积16.75 m2。每小区设间隔70 cm的隔离带，以防水分互渗。四周设2 m保护行，总试验区面积为2 072 m2。2013年5月18日播种，先开沟施肥，施肥量为90 kg∕hm2尿素（N含量46%）、150 kg∕hm2磷酸二铵（N含量18%，P2O5含量46%）、255 kg∕hm2硫酸钾（K2O含量50%），播种后铺设滴灌管。9月10日试验小区采用人工收获，收获后测产。数据通过DPS V3.01专业版进行二次正交旋转组合设计分析。

2 结果与分析

2.1 产量数学模型及主效应分析

YF=26333.64444+2732.71083X1+422.01417X2-591.91583X3-1546.64167X4+592.6625X5-164.64542X12+229.75708X22+ 784.23583X32-692.44333X42-43.37667X52-4469.9625X1X2-4045.33625X1X3-737.8725X1X4+936.75375X1X5-376.67875X2X3+ 2285.26X2X4-2384.14125X2X5-188.61875X3X4-1408.77X3X5+524.06625X4X5

表1 马铃薯品种‘费乌瑞它’产量结果方差分析Table 1Analysis of variance on yield of potato variety'Favorita'

试验中5个因素对‘费乌瑞它’产量影响大小程度依次是：X1＞X4＞X5＞X3＞X2。经过对回归模型进行方差分析（表1），‘费乌瑞它’的回归P回归= 0.0492＜0.05，P失拟=0.1782＞0.05，表明回归方程中无失拟项存在，预测值与实际值拟合效果好，试验设计合理，模型有效。‘费乌瑞它’的X1对产量影响达到显著水平（PX1=0.0175＜0.05，说明发芽期对‘费乌瑞它’产量影响显著；X1X2，X1X3的互作效应对产量影响达到极显著水平（PX1X2=0.0028＜ 0.01；PX1X3=0.0057＜0.01）说明“发芽期与幼苗期”、“发芽期与块茎形成期”的互作效应对‘费乌瑞它’的产量影响极显著。

2.2 模型优化

通过模型优化进行产量决策频数分析（表2），在95%的置信区间内‘费乌瑞它’品种的产量高于27 333 kg∕hm2的1407套优良组合方案中，其最优组合方案为：X1：40.98～41.73kpa；X2：39.57～40.33kpa；X3：39.58～40.32 kpa；X4：34.87～35.61 kpa；X5：39.39～40.13 kpa。

表2 ‘费乌瑞它’产量大于27 333 kg/hm2的1407个方案中各变量取值的频率Table 2Frequency distribution of variables in 1407 scheme beyond 27 333 kg/ha

3 讨论

‘费乌瑞它’的各个生育期对产量影响大小为：发芽期＞块茎增长期＞淀粉积累期＞块茎形成期＞幼苗期，其中‘费乌瑞它’发芽期、发芽期与幼苗期、发芽期与块茎形成期的互作效应对产量影响显著。

在95%置信区间内‘费乌瑞它’产量高于27 333 kg∕hm2的1 407套优良组合方案中，各个时期土壤张力值的最优组合方案为：发芽期40.98～41.73 kpa；幼苗期39.57～40.33 kpa；块茎形成期39.58～40.32 kpa；块茎增长期34.87～35.61 kpa；淀粉积累期：39.39～40.13 kpa。这与康跃虎等[3]研究的最利于马铃薯高产的土壤生育期张力值（25～35 kpa）相近。

试验结论中对‘费乌瑞它’产量影响最大的因子是发芽期，这与肖厚军等[10]研究的块茎增长期不符，原因可能是受2013年气候因素的影响，马铃薯生长期内的6、7、8三个月阿城农场降水量达到479 mm，比历年同期多35%，这三个月降水量已经达到了阿城农场年平均降水量518.5 mm的 93%。尤其是7、8两个月降雨尤为集中，使土壤水分一直处于饱和状态无法进行滴灌处理，进而导致后期的影响因子对产量的影响不显著。

[1]王凤新,康跃虎,刘士平.沟灌与滴灌马铃薯覆模效应研究[J].中国生态农业学报,2003,11(4):99-102.

[2]江俊燕,汪有科.不同灌水量和灌水周期对滴灌马铃薯生长及产量的影响[J].干旱地区农业研究,2008,26(2):121-125.

[3]康跃虎,王凤新,刘士平,等.滴灌调控土壤水分对马铃薯生长的影响[J].农业工程学报,2004,20(2):66-72.

[4]杨丽民,陈晨,马文林,等.半干旱地区马铃薯简易滴灌技术及钾肥施用效应研究[J].宁夏农林科技,2005(4):22-23.

[5]罗昀,王世荣,王长军.宁夏南部山区旱地马铃薯人工补灌研究初报[J].内蒙古农业科技,2009(1):24-25.

[6]李玉琪.负压计测定土壤水分的应用分析[J].中国农村水利水电,1999(3):18-19.

[7]张永成,田丰.马铃薯试验研究方法[M].北京:中国农业出科学技术出版社,2007.

[8]王凤新,康跃虎.用负压计拟定滴灌马铃薯灌溉计划的研究方法[J].干旱地区农业研究,2005,23(3):58-64.

[9]刘战东,肖俊夫,于秀琴.不同土壤水分处理对马铃薯形态指标、耗水量及产量的影响[J].中国农村水利水电,2010(8):1-3,7.

[10]肖厚军,孙锐锋,何佳芳，等.不同水分条件对马铃薯耗水特性及产量的影响[J].贵州农业科学,2011,39(1):73-75.

Water Management for High Yield of Potato in Heilongjiang Province

XU Ning,XU Qingfen＊,ZHANG Ronghua,ZHANG Hongliang
(Institute of Economic Crops,Heilongjiang Academy of Land Reclamation Sciences,Harbin,Heilongjiang 150038,China)

Early maturing variety‘Favorita’was tested in an orthogonal drip irrigation experiment of five factors and five levels in Heilongjiang Province in 2013 in order to understand the water requirement of potato in various stages.The results showed that of various stages,germination stage had the greatest impact on‘Favorita’yield,with the impact ranked for‘Favorita’in a descending order of germination stage,tuber bulking stage,starch accumulation stage,tuber initiation stage and seedling stage.The optimal numerical value of soil moisture tension for‘Favorita’yield was around 40 kpa for germination stage,seedling stage,tuber initiation stage and starch accumulation stage,and around 35 kpa for tuber bulking stage.

potato;tensiometer;water;orthogonal rotation design

S532

B

1672－3635（2014）02-0070-03

2013-12-04

“十二五”农村领域国家科技计划课题（2012BA06B02）。

徐宁（1983-），男，助理研究员，主要从事马铃薯栽培与育种方面的研究。

许庆芬，副研究员，主要从事马铃薯栽培与育种方面的研究，E-mail:qingfenxu2002@163.com。