干旱半干旱区不同栽培模式对马铃薯生育期和产量的影响

冯梅 陈小花 李丰先

摘要    本试验以定薯3号为试材，设秸秆粉碎覆盖垄作穴播、半膜双垄侧播、全膜垄上微沟覆盖侧播、全膜双垄侧播和露地播种5种栽培模式，研究不同栽培模式对马铃薯生育期、农艺性状及产量的影响，以期为旱作马铃薯生产中合理应用和推广覆膜栽培技术提供理论依据。结果表明，不同栽培模式下，覆盖栽培马铃薯生育期均较露地种植生育期长，说明覆盖栽培可以适当延长作物生育期，增产增效;覆盖栽培马铃薯0～30 cm耕层含水量均较露地种植高，以全膜垄上微沟覆盖侧播保水保墒效果最好（在马铃薯出苗期、现蕾期、薯块膨大期平均含水量分别为13.01%、11.71% 、10.53%，较露地种植分别高2.49%、2.66%、3.45%）。在马铃薯生长前期，半膜双垄侧播、全膜双垄侧播土壤含水量高于秸秆粉碎覆盖垄作穴播，随着生育期的推进，秸秆粉碎覆盖垄作穴播的土壤含水量高于半膜双垄侧播和全膜双垄侧播;不同栽培模式对马铃薯出苗率、株高、茎粗和主茎个数的影响差异性不显著;不同栽培模式马铃薯单株结薯数为7.0～10.7个，各处理间差异不显著;覆盖处理马铃薯单株薯块重和大中薯率均显著高于露地种植，各覆盖处理间差异不显著;不同栽培模式下，以全膜垄上微沟覆盖侧播马铃薯产量最高（为39 444.0 kg/hm2，比对照高6 639.0 kg/hm2，增产率为20.2%），秸秆粉碎覆盖垄作穴播次之（为38 395.5 kg/hm2，比对照高5 590.5 kg/hm2，增产率为17.0%）。说明马铃薯全膜垄上微沟覆盖侧播和秸秆粉碎覆盖垄作穴播2种栽培模式适宜在干旱半干旱区推广。

关键词    马铃薯;栽培模式;产量;效益;干旱半干旱区

中图分类号    S532        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）18-0048-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

定西市位于甘肃省中部，全市海拔1 930～3 941 m，年降水量350～600 mm，年均气温5.7～7.8 ℃，无霜期122～160 d，属典型的旱作农业区。马铃薯作为全市特色支柱产业，其种植历史久、发展潜力大，在全市的农业经济中占有相当重要的地位[1]。由于自然条件的限制，降雨是土壤水分的唯一来源[2]，但降水利用率的高低受各种因素的影响。因此，研究干旱半干旱区抑制土壤水分蒸发[3-4]、提高降水利用率的技术是近年来该市农业相关部门研究的重点。罗  磊等[5]研究表明，覆膜种植可以提高马铃薯出苗率，增加株高和植株开展度，提高单株结薯数、单株薯块重和大薯产量。Qin等[6]研究表明，沟垄覆膜种植提高了半干旱地区马铃薯产量。陈志君等[7]研究表明，在东北雨养地区，覆膜种植可以提高0～20 cm土层土壤含水量。武汉军等[8]研究表明，不同地膜覆盖栽培模式均可以使耕层土壤含水量有所增加，并且对耕层土壤含水量的影响明显。Dong等[9]的试验研究表明，覆膜能够提高土壤的温度和含水量，并且可以促进马铃薯发芽和出苗。该试验探讨了不同栽培模式对马铃薯农艺性状、产量的影响，以期总结出马铃薯的最佳栽培模式，提高天然降水利用率，从而提高马铃薯产量和品质，为提高干旱半干旱区马铃薯优质、高产及稳产栽培提供理论依据和技术支持。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

田间试验于2018年4月23日至10月2日在定西市农业科学研究院试验基地中进行，地理位置为北纬35°32′、东经104°37′，海拔1 920 m，年均太阳辐射592.85 kJ/（cm2·a），年均气温6.4 ℃，≥10 ℃积温2 239.1 ℃，年均降水量415.2 mm，年蒸发量1 531 mm，初霜时间为10月1日，终霜时间为4月16日。试验地土壤类型为黄绵土，前茬为玉米，肥力中等，地力均匀，为典型的干旱半干旱雨养农业区。生育期间气象数据见表1。

1.2    试验材料

供试马铃薯为定薯3号，由定西市农业科学研究院提供。地膜采用普通聚乙烯黑色地膜，厚度为0.01 mm，由兰州金土地塑料制品有限公司提供。

1.3    试验设计

试验共设5个处理，分别为秸秆粉碎覆盖垄作穴播，秸秆覆盖量为12 t/hm2（A）;半膜双垄侧播（B）;全膜垄上微沟覆盖侧播，在大垄垄脊中间开10 cm的淺沟，使垄面呈“M”形，在大垄两侧种植马铃薯（C）;全膜双垄侧播，整地、开沟形成大小相同的小垄（垄底宽33 cm、垄面宽17 cm、垄高8～10 cm），采用地膜全覆盖，于沟内覆土压膜，在垄面播种马铃薯（D）;露地种植（CK）。3次重复，采用随机区组设计，小区面积为50 m2，种植密度49 950株/hm2。生长期间根据田间情况进行锄草和病虫害防治，于2018年10月2日统一采挖测产，产量按照实际小区鲜重计算。

1.4    调查内容与方法

调查不同处理马铃薯生育期，并于马铃薯苗期、现蕾期和薯块膨大期分别测定0～10、10～20、20～30 cm耕层土壤含水量。盛花期每小区随机选取20株马铃薯，测定其株高、茎粗、主茎数，取平均值，用直尺测量株高，用游标卡尺测量茎粗。成熟期每小区挖取20株，统计单株结薯数，并分株称量块茎质量，然后按小区单收并计产。大中薯率（%）=大中薯鲜重/薯块总鲜重×100，其中，小薯<50 g、50 g≤中薯≤100 g、大薯>100 g。全生育期按播种期至生理成熟期计算。

1.5    统计分析

试验数据用Excel进行统计，SPSS软件进行方差分析，多重比较用Duncan法。

2    结果与分析

2.1    不同栽培模式对马铃薯生育期的影响

从表2可以看出，不同栽培模式对马铃薯生育期的影响有一定差别，覆盖栽培模式（处理A、B、C、D）马铃薯生育期均较露地种植（CK）生育期长，使马铃薯提前出苗3 d。处理A马铃薯生育期最长，为158 d，较露地种植（CK）延长13 d;其次为处理C，为155 d，较露地种植（CK）延长10 d;再次为处理D，生育期为152 d，较露地种植（CK）延长7 d;处理B马铃薯生育期为148 d，较露地种植延长3 d。说明地膜覆盖和秸秆粉碎覆盖垄作穴播栽培可以适当延长作物的生育时期，有助于增产增效。

2.2    不同栽培模式对0～30 cm耕层土壤含水量变化的影响

从表3可以看出，采用不同栽培模式种植马铃薯，0～30 cm耕层土壤含水量有明显差异，各覆盖处理（处理A、B、C、D）0～30 cm耕层土壤含水量均比露地种植（CK）高。苗期、现蕾期、薯块膨大期土壤含水量测定结果表明，以处理C保水保墒效果为最好，土壤耕层平均含水量分别为13.01%、11.71%、10.53%，比露地种植（CK）分别高2.49、2.66、3.45个百分点。在苗期，处理B、D的土壤含水量高于处理A，随着生育期的推进，处理A的土壤含水量高于处理B、D。

2.3    不同栽培模式对马铃薯农艺性状的影响

从表4可以看出，覆盖种植（处理A、B、C、D）马铃薯的出苗率和株高均显著高于露地种植，可能是因为覆盖栽培可以提高土壤温度、节水保墒，有利于提高马铃薯的出苗率和促进马铃薯地上部分生长;在马铃薯茎粗方面，处理D与露地种植（CK）差异不显著，处理A、B、C与露地种植（CK）有显著差异;试验5个处理马铃薯主茎数为3.0～3.3个，各处理间差异性不显著。在盛花期和块茎膨大期观察马铃薯田间长势，覆盖种植的马铃薯生长势略强于露地种植。

2.4    不同栽培模式对马铃薯产量的影响

从表5可以看出，不同栽培模式下，马铃薯单株结薯数为7.0～10.7个，各处理间差异不显著。各覆盖栽培（处理A、B、C、D）间马铃薯单株薯块重和大中薯率差异不显著但均显著高于露地种植（CK）。全膜垄上微沟覆盖侧播（处理C）马铃薯产量最高，为39 444.0 kg/hm2，较露地种植（CK）高6 639.0 kg/hm2，增产率为20.2%;秸秆粉碎覆盖垄作穴播（处理A）马铃薯产量次之，为38 395.5 kg/hm2，较露地种植（CK）高5 590.5 kg/hm2，增产率为17.0%;然后为全膜双垄侧播（处理D），马铃薯产量为37 999.5 kg/hm2，较露地种植（CK）高5 194.5 kg/hm2，增產率为15.8%;再次为半膜双垄侧播（处理B），马铃薯产量为37 065.0 kg/hm2，较露地种植（CK）高4 260.0 kg/hm2，增产率为13.0%;对照露地种植（CK）产量最低，为32 805.0 kg/hm2。全膜垄上微沟覆盖侧播种植与半膜双垄侧播种植和露地种植（CK）之间产量差异性显著、与秸秆粉碎覆盖垄作穴播种植和全膜双垄侧播种植之间产量差异不显著，半膜双垄侧播种植与对照之间产量差异显著。由表6可以看出，各处理间差异显著，各重复间差异不显著。

2.5    不同栽培模式下马铃薯各生长、产量指标参数的相关性分析

对不同栽培模式下马铃薯各生长指标、产量指标参数进行了相关性分析，多数性状间的相关性都达到了显著或极显著水平，结果见表7。商品率与单株薯块重之间的相关性最高，相关系数为0.957;株高与商品率和产量之间的相关性也较高，相关系数分别为0.884和0.886;茎粗与商品率、单株薯块重、大中薯率、产量成显著负相关，相关系数分别为 -0.654、-0.730、-0.647、-0.619;产量与株高、商品率、单株薯块重、大中薯率成极显著相关（相关系数分别为0.886、0.812、0.858、0.652），与茎粗成显著负相关（相关系数为-0.619）。

3    结论与讨论

定西市安定区是全国最适宜马铃薯种植的三大区域之一，是马铃薯生产的优势产区，但该地区无灌溉条件，作为雨养区，降水量的多少以及利用效率是影响该地区马铃薯种植的主要因素之一。因此，提高降水利用率，获得较高的马铃薯品质及产量是该地区马铃薯生产的重点。较高的出苗率是保障产量的基础，本研究表明，覆盖栽培明显提高了马铃薯的出苗率，并使马铃薯提前出苗3 d。这可能是因为覆盖处理提高了马铃薯出苗期的土壤水分与土壤温度，这与孟  炀等[10]和周进华等[11]的研究结果一致。马铃薯覆膜栽培可以节水、增产，提高水分利用效率[12-13]。本试验中，采用不同模式种植马铃薯，0～30 cm耕层土壤含水量有明显差异，各覆盖栽培处理0～30 cm耕层土壤含水量均较露地种植高。其中，以全膜垄上微沟覆盖侧播种植保水保墒效果最好，苗期、现蕾期和薯块膨大期耕层土壤平均含水量分别为13.01%、11.71%、10.53%，较露地种植分别高2.49、2.66、3.45个百分点。全膜垄上微沟覆盖侧播种植、秸秆粉碎覆盖垄作穴播种植、全膜双垄侧播种植和半膜双垄侧播种植马铃薯全生育期分别较露地种植延长13、10、7、3 d，说明覆盖栽培可延长马铃薯的生育时期，有利于达到增产增效的目的[14]。不同覆盖栽培模式下，马铃薯的产量均高于露地种植，全膜垄上微沟覆盖侧播种植产量最高，秸秆粉碎覆盖垄作穴播种植次之，增产率分别为20.2%、17.0%。这与张建军等[15]、孙新荣等[16]的研究结果基本一致。因此，马铃薯全膜垄上微沟侧播和秸秆粉碎覆盖垄作穴播栽培这2种栽培模式适宜在干旱半干旱区推广。

4    参考文献

[1] 席旭东，姬丽君.缓控释肥施用对旱作区全膜马铃薯生长及产量的影响[J].中国马铃薯，2017，31（2）：92-97.

[2] 郭晓霞，刘景辉，田露，等.免耕轮作对内蒙古地区农田贮水特性和作物产量的影响[J].作物学报，2012，38（8）：1504-1512.

[3] 买自珍，佘萍，买娟，等.半干旱区不同覆膜时期、方式与膜色对土壤水分及马铃薯水分利用效率的影响[J].干旱地区农业研究，2014，32（1）：1-10.

[4] 孙梦媛，刘景辉，赵宝平，等.全覆膜垄作種植对旱作马铃薯生长和土壤特性的影响[J].水土保持学报，2018，32（5）：262-269.

[5] 罗磊，李亚杰，姚彦红，等.旱地不同覆盖垄作种植对马铃薯生长、产量、品质和经济效益的影响[J].干旱地区农业研究，2018，36（1）：194-199.

[6] QIN S H，ZHANG J L，DAI H L，et al.Effect of ridge-furrow and plastic-mulching cropping patterns on yield formation and water movement of potato in a semi-arid area[J].Agricultural Water Management，2014，131（1）：87-94.

[7] 陈志君，孙仕军，张旭东，等.东北雨养区覆膜和种植密度对玉米田间土壤水分和根系生长的影响[J].水土保持学报，2017，31（1）：224-229.

[8] 武汉军，姚文涛，郭美玲，等.干旱区不同覆膜方式对‘青薯9号集雨保墒效果及产量的影响[J].中国马铃薯，2018，32（2）：86-89.

[9] DONG C C，JI H C，YONG I J，et al.Mulch and planting depth influence potato canopy development，under ground morphology，and tuber yield[J].Field Crops Research，2016，197：117-124.

[10] 孟炀，何文寿.不同垄作方式对雨养区马铃薯水分利用效率及经济效益的影响[J].河南农业大学学报，2018，52（4）：506-513.

[11] 周进华，唐文军，杨子芬，等.膜上覆土栽培对云南春作马铃薯生长、产量及品质的影响[J].云南农业大学学报（自然科学），2017，32（6）：999-1005.

[12] 刘五喜，董博，张立功，等.半干旱区马铃薯不同覆膜方式对土壤水分、温度及产量的影响[J].中国马铃薯，2018，32（1）：13-18.

[13] 霍轶珍，丁春莲，银花，等.不同材料覆盖对马铃薯田土壤水热状况及产量的影响[J].干旱区资源与环境，2019，33（1）：90-94.

[14] 李继明.安定区地膜马铃薯不同覆盖方式集雨保墒增产试验[J].中国马铃薯，2011，25（5）：275-278.

[15] 张建军，樊廷录，党翼，等.覆膜时期与施氮量对旱地玉米土壤耗水特征及产量的影响[J].水土保持学报，2018，32（6）：72-78.

[16] 孙新荣，仲彩萍，张维彪.旱作农业区全膜微垄沟播蚕豆留膜免耕穴播胡麻栽培技术研究[J].干旱地区农业研究，2018，36（6）：125-130.