浅埋滴灌模式下马铃薯品种比较试验

薛鑫海，陈煜林，李慧成，冯紫荟，林团荣，丘智晃，邓兰生*

（1.华南农业大学资源环境学院，广东 广州 510642；2.内蒙古乌兰察布市农业技术推广站，内蒙古 乌兰察布 012000；3.内蒙古乌兰察布市农林科学研究所，内蒙古 乌兰察布 012000）

马铃薯是中国第四大粮食作物，其生长周期短，产量和经济效益高，对中国粮食安全有着重要的意义[1]。内蒙古自治区乌兰察布市气候冷凉，光照时间长，雨热同期，昼夜温差大，土壤多为疏松的栗钙土，这些独特的自然条件都非常适合马铃薯的生长[2]。乌兰察布市是内蒙古自治区最大的马铃薯产区[3]，大量新品种筛选试验和优质品种大面积推广工作都在当地进行[4]。乌兰察布市在2019 年6 月4 日发布了《乌兰察布市2019 年马铃薯产业发展实施方案》[5]，提出通过种薯补贴政策，加大冀张薯系列、希森系列、华颂系列、‘后旗红’、中加系列等优质专用薯推广应用力度，以实现调优品种结构。马铃薯有不同的薯皮和薯肉颜色[6]。目前，中国的马铃薯薯肉颜色主要分为黄色、淡黄色和白色3 种，薯皮颜色大致分为黄色、白色和红色3 种，并以黄皮为主[7]。因此，在中国马铃薯种植结构较为单一的南方地区，红皮马铃薯较为罕见[8]。乌兰察布市作为“中国薯都”，其在筛选新品种及推广优质品种的同时，不仅推动了马铃薯产业的发展，亦为优良品种在其他地区进行品种筛选、推广及品种结构优化做出了重要贡献[9]。另外，内蒙古自治区马铃薯的基肥与追肥的投入十分不平衡，农户多采用重基肥轻追肥的施肥方式[10]。大量马铃薯品种比较试验也是重基肥轻追肥的施肥方式，不能很好表现出马铃薯品种的产量上限[11-13]。今芝等[14]研究表明，浅埋滴灌是一种可以获得更高经济效益且高效节水节膜的灌溉模式。因此，本试验以不同薯皮颜色的马铃薯品种为试验材料，研究在浅埋滴灌模式下，不同马铃薯品种的物候期、块茎性状、农艺性状、养分积累与运移和产量指标，为乌兰察布市马铃薯品种的选择、改良和应用推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020 年5~9 月在内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗乌兰花镇（N 41°31′，E 111°40′）进行。该地区属于温带大陆性干旱气候，平均海拔1 400 m，年平均气温在1~6℃，年平均降水量150~300 mm，年平均无霜期110 d。试验地为砂壤土，地势平整，肥力中等，地力均匀，土壤有机质34.20 g/kg，碱解氮136.58 mg/kg，有效磷23.09 mg/kg，速效钾 146.55 mg/kg，pH 7.2，EC值0.26 dS/m（土水比为1∶5），前茬作物为玉米。

1.2 试验材料

供试马铃薯品种共6 个，分别为‘M13’‘V7’‘希森 6 号’‘川引 2 号’‘雪川红’和‘后旗红’， 其中‘M13’‘V7’和‘希森6 号’的薯皮为黄色，‘川引2 号’‘雪川红’和‘后旗红’的薯皮为红色，均为鲜食类型品种。‘M13’从张北鼎立薯业有限公司引进，‘V7’和‘雪川红’从雪川农业集团股份有限公司引进，‘希森6 号’从乐陵希森马铃薯产业集团有限公司引进，‘川引2 号’（由四川农业大学）从荷兰引进，‘后旗红’从察右后旗农牧业局引进。以乌兰察布市重点推广品种‘希森6 号’（CKY）和‘后旗红’（CKR）作为对照，参试品种种薯级别均为原种。

1.3 试验设计

根据马铃薯品种不同共设置6 个处理，3 次重复，随机区组设计，共18个小区。小区均采用单垄单行种植，垄距0.9 m，垄长13.33 m，株距0.2 m，3行区，每个小区36 m2，种植密度为55 500 株/hm2，试验地周边设保护行。将每个小区平均分为2 部分，一半用于破坏性田间取样，一半用于小区测产。试验播种前将李比希双络合活化腐植酸生态肥（N∶P2O5∶K2O = 12∶17∶16）600 kg/hm2作为基肥施入，并对试验地块进行翻耕平整，5 月19 日播种，6 月18 日中耕培土时将李比希双络合活化腐植酸生态肥（N∶P2O5∶K2O = 12∶17∶16）600 kg/hm2和 硫 酸 钾（N∶P2O5∶K2O = 0∶0∶57）300 kg/hm2带入。追肥采用浅埋滴灌，根据6 个马铃薯品种的整体生长状况对追施肥料的投入分配进行调整，整个生育时期共追肥8 次，共追施尿素（N∶P2O5∶K2O = 47∶0∶0）120 kg/hm2， 硝 酸 钙 镁（N∶P2O5∶K2O = 13∶0∶0）150 kg/hm2，硝酸钾（N∶P2O5∶K2O = 13∶0∶46）150 kg/hm2，前期液体配方肥（N∶P2O5∶K2O = 5∶5∶5）150 kg/hm2，中期液体配方肥（N∶P2O5∶K2O = 6∶3∶6）300 kg/hm2，后期液体配方肥（N∶P2O5∶K2O = 4∶3∶7）150 kg/hm2。7~8月对马铃薯早疫病和晚疫病进行防治，喷施75%百菌清可湿性粉剂600 倍液，每隔7~10 d 防治1次，连用3次。其他栽培管理措施每个小区均保持一致。

1.4 测定项目及方法

于2020 年5 月19 日播种，分别在马铃薯播种后55，70，85 和100 d 进行农艺性状调查和取样。在不同破坏性田间取样小区内随机抽取3 株具有代表性的马铃薯植株测量并记录株高、茎粗、茎节数、冠幅和块茎数，而后将其分部位（茎、叶、块茎）用清水洗净并吸干水分后称量鲜重，随后分装进牛皮纸袋，放入烘箱105℃杀青，75℃烘干至恒重，自然冷却后称量干重。将干样粉碎后，称取0.300 0 g 用H2SO4-H2O2消煮，采用凯式定氮法测定全氮，钼锑抗比色法测定全磷，原子吸收分光光度计测定全钾[15]。此外，参照行业标准《NY/T 1489-2007 农作物品种试验技术规程马铃薯》[16]对马铃薯物候期和块茎性状进行调查，并于9 月10 日进行小区测产，测产小区面积为18 m2，并对马铃薯进行分级（≥150 g 为商品薯，＜150 g 为非商品薯），计算商品薯重量、商品薯个数、非商品薯重量、非商品薯个数、产量和商品薯率。

1.5 数据分析

试验采用Excel 2016 软件进行数据整理，采用IBM SPSS 21.0 统计分析软件进行差异性检验（DMRT 法，α＝0.05）及对马铃薯农艺性状与单株产量进行SPSS 皮尔逊（Pearson）相关性分析，采用Sigmaplot 14.0 进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同马铃薯品种物候期

不同马铃薯品种物候期存在一定的差异（表1）。6 个马铃薯品种的生育期变化在91~99 d。在黄皮马铃薯中，‘M13’的生育期最长，为99 d。‘M13’成熟期较‘V7’和‘希森6 号’（CKY）晚8 d，主要是因为其现蕾期较‘V7’和‘希森6 号’（CKY）晚3~4 d且其现蕾期到开花期和开花期到成熟期的持续时间较‘V7’和‘希森6 号’（CKY）长。‘V7’和‘希森 6 号’（CKY）的生育期均为 91 d，且 2 个品种的物候期大致相同。在红皮马铃薯中，‘雪川红’的生育期最短，为91 d，主要是因为其现蕾期较‘川引 2 号’和‘后旗红’（CKR）提前 5 d 且其现蕾期到开花期和开花期到成熟期的持续时间较‘川引2 号’和‘后旗红’（CKR）短。‘川引2 号’和‘后旗红’（CKR）的生育期均为99 d，且2 个品种的物候期大致相同。

表1 不同品种物候期Table 1 Phenophase of different varieties

2.2 不同马铃薯品种块茎性状

不同马铃薯品种的块茎性状存在一定的差异（表2）。参试的马铃薯品种中，‘M13’‘川引2 号’和‘雪川红’块茎大；‘V7’和‘希森6 号’（CKY）块茎中等；‘后旗红’（CKR）块茎小。块茎整齐度上，‘M13’‘V7’和‘雪川红’为中等，另外 3 个品种均为整齐。从薯形上看，‘M13’为长圆形，‘V7’‘希森 6 号’（CKY）和‘后旗红’（CKR）为椭圆形，‘川引2 号’和‘雪川红’为长椭圆形。6 个马铃薯品种的薯皮类型均为光滑。‘M13’‘V7’和‘希森6 号’（CKY）的皮色均为黄色，肉色均为浅黄色；红皮马铃薯除了‘雪川红’的肉色为黄色，其余都为浅黄色。‘川引 2 号’和‘后旗红’（CKR）的芽眼数量和深浅均为中等，其余品种的芽眼少且浅。

表2 不同品种块茎性状Table 2 Tuber traits of different varieties

2.3 不同马铃薯品种农艺性状

不同马铃薯品种的农艺性状指标均存在显著性差异（表3）。播种后55 d，‘V7’的株高最高，并显著高于‘希森6号’（CKY）、‘川引2号’和‘雪川红’；播种后70~85 d，‘希森6 号’（CKY）的株高最低，并显著低于其他马铃薯品种；播种后100 d，‘后旗红’（CKR）的株高最高，并显著高于其他马铃薯品种。从整体上看，在播种后55~85 d，所有马铃薯品种的株高都明显提高，并在播种后85~100 d 株高趋于稳定或下降，但‘后旗红’（CKR）在该时间段株高仍表现出明显的增高趋势。在茎粗方面，除了‘雪川红’在播种后70~100 d 时提前表现出下降的趋势，其他所有马铃薯品种均在播种后85~100 d 时才表现出茎粗下降的趋势，在该时间段，均以‘后旗红’（CKR）的茎粗最高，显著高于其他马铃薯品种。从茎节数看，播种后55 d，‘M13’的茎节数最大，显著高于‘希森6 号’（CKY）、‘川引2 号’和‘雪川红’；‘后旗红’（CKR）的茎节数在播种后70 和100 d 时最大，显著高于其他马铃薯品种，而‘希森6 号’（CKY）的茎节数在播种后70 和85 d 时最小，显著低于其他马铃薯品种。冠幅是马铃薯植株东西方向和南北方向宽度的平均值，其大小是反映马铃薯植株生长发育情况的重要指标。所有马铃薯品种的冠幅在播种后55~70 d 都有明显的提高，除了‘后旗红’（CKR）的冠幅在播种后70~85 d 仍存在明显的增高趋势，其他马铃薯品种的冠幅在播种后70~100 d 基本趋于稳定。‘后旗红’（CKR）的冠幅在所有时期均最高，并在播种后85~100 d 时显著高于其他马铃薯品种。在单株块茎数方面，‘希森6 号’（CKY）在4 个时期均明显高于3 个红皮马铃薯，并在播种后55 和85 d 时显著高于所有马铃薯品种。

表3 不同品种农艺性状比较Table 3 Comparison of agronomic characters of different varieties

2.4 不同马铃薯品种产量组成与比较

不同马铃薯品种产量组成存在一定的差异（表4）。从小区商品薯的产量构成上看，‘希森6号’（CKY）的小区商品薯重量最大，其商品薯个数同样也是最多的。红皮马铃薯‘川引2号’的商品薯单薯重最高，达378 g，其次为黄皮马铃薯‘M13’，单薯重为366 g；黄皮马铃薯商品薯单薯重最低的为‘希森 6 号’（CKY）的 271 g，红皮马铃薯‘后旗红’（CKR）的商品薯单薯重在所有参试马铃薯品种中最低，仅为213 g。从小区非商品薯的产量构成上看，同样是‘希森6 号’（CKY）的重量和数量最高，但所有品种的非商品薯平均单薯重差别不大，为92~106 g。参试马铃薯品种的产量存在显著的差异，其中以‘希森6 号’（CKY）的产量最高，为65 073 kg/hm2，其次分别为‘M13’‘雪川红’‘V7’和‘川引2 号’，这4 个品种产量均低于‘希森6 号’（CKY），但高于‘后旗红’（CKR）。‘M13’‘雪川红’‘V7’和‘川引 2 号’较‘希森 6 号’（CKY）产量分别下降23.64%、28.77%、31.41%和34.09%，但与‘后旗红’（CKR）相比，产量分别增加42.06%、32.50%、27.60%和22.61%。

表4 不同品种产量比较Table 4 Yield comparison of different varieties

2.5 不同马铃薯品种养分积累比较

2.5.1 不同马铃薯品种干物质积累量比较

不同马铃薯品种在不同生育时期的干物质积累量存在显著差异（图1）。3 个黄皮马铃薯品种的地上部干物质积累量在4 个取样时期均为‘M13’最高，且在播种后100 d 显著高于另外2 个品种。3 个黄皮马铃薯品种的地上部干物质积累量在4个取样时期均没有明显的变化。除了在播种后70 d 时，‘M13’和‘希森6 号’（CKY）的块茎干物质积累量不存在显著性差异，在其他3 个取样时期3 个黄皮马铃薯品种的块茎干物质积累量均表现为‘希森 6 号’（CKY）＞‘M13’＞‘V7’。而 3 个红皮马铃薯品种的地上部干物质积累量在播种后55，85 和 100 d 时，均表现为‘后旗红’（CKR）＞‘川引2 号’=‘雪川红’。从整体上看，3 个红皮马铃薯品种的地上部干物质积累量在播种后55~85 d 均存在明显的增长趋势，而后在播种后85~100 d 时，‘川引2 号’和‘雪川红’都有明显的下降趋势，但‘后旗红’（CKR）仍继续保持明显的增长趋势。在块茎干物质积累量上，‘后旗红’（CKR）仅在播种后55 d 显著高于另外2 个品种，但在播种后70~100 d 均为‘雪川红’显著高于‘后旗红’（CKR）和‘川引2 号’。

图1 参试品种干物质积累量比较Figure 1 Comparison of biomass of tested varieties

2.5.2 不同马铃薯品种氮积累量比较

不同马铃薯品种在不同生育时期的氮积累量存在显著差异（图2）。3 个黄皮马铃薯品种的地上部氮积累量在播种后55 d 时，‘V7’显著低于‘M13’和‘希森 6 号’（CKY），但在播种后 70 和100 d 时，‘希森 6 号’（CKY）显著低于‘M13’和‘V7’。除了在播种后85 d 时，‘V7’的块茎氮积累量与‘希森6 号’（CKY）不存在显著性差异，在其他3 个时期，‘V7’的块茎氮积累量均显著低于‘M13’和‘希森6 号’（CKY）。在播种后55 d，‘后旗红’（CKR）的地上部氮积累量和块茎氮积累量均显著高于‘川引2 号’和‘雪川红’；在播种后85 和100 d，‘后旗红’（CKR）的地上部氮积累量显著高于‘川引2 号’和‘雪川红’，但在播种后70~100 d，‘川引 2 号’和‘后旗红’（CKR）的块茎氮积累量始终显著低于‘雪川红’。从整体上看，3 个红皮马铃薯品种的地上部氮积累在播种后55~85 d均明显上升，但在播种后85~100 d，‘川引2 号’和‘雪川红’的地上部氮积累量明显下降，而‘后旗红’（CKR）的地上部氮积累量仍有明显上涨。

图2 参试品种氮积累量比较Figure 2 Comparison of nitrogen accumulation of tested varieties

2.5.3 不同马铃薯品种磷积累量比较

不同马铃薯品种在不同生育时期的磷积累量存在显著差异（图3）。在黄皮马铃薯品种中，除了在播种后70 d，‘希森6 号’（CKY）和‘M13’的块茎磷积累量不存在显著差异，在其他3 个时期，‘希森6 号’（CKY）的块茎磷积累量均显著高于‘M13’和‘V7’。在播种后55 d，‘V7’的地上部磷积累量显著低于另外2 个黄皮马铃薯品种，在播种后85 d，‘希森6 号’（CKY）的地上部磷积累量显著低于另外2 个黄皮马铃薯品种，但在播种后70和100 d，‘M13’的地上部磷积累量最高，显著高于‘V7’和‘希森6 号’（CKY）。在红皮马铃薯品种中，‘后旗红’（CKR）的地上部磷积累量和块茎磷积累量仅在播种后55 d 均显著高于‘雪川红’和‘川引2 号’。在播种后70~100 d，‘雪川红’的地上部磷积累量显著低于‘后旗红’（CKR），但‘雪川红’的块茎磷积累量始终显著高于‘川引2号’和‘后旗红’（CKR）。

图3 参试品种磷积累量比较Figure 3 Comparison of phosphorus accumulation of tested varieties

2.5.4 不同马铃薯品种钾积累量比较

不同马铃薯品种在不同生育时期的钾积累量存在显著差异（图4）。在黄皮马铃薯品种中，‘希森6 号’（CKY）的地上部钾积累量在4 个时期均最低，在播种后55 d 显著低于‘M13’，在播种后70~100 d 显著低于‘M13’和‘V7’；‘V7’的块茎钾积累量在4 个时期均最低，在播种后55~85 d 显著低于‘M13’和‘希森6号’（CKY），在播种后100 d仅显著低于‘希森6 号’（CKY）。在红皮马铃薯品种中，仅在播种后85 和100 d 时，‘后旗红’（CKR）的地上部钾积累量显著高于‘川引2 号’和‘雪川红’。在块茎钾积累量上，‘后旗红’（CKR）仅在播种后55 d 显著高于另外2 个红皮马铃薯品种，在播种后70~100 d，均为‘雪川红’显著高于‘川引2 号’和‘后旗红’（CKR）。

图4 参试品种钾积累量比较Figure 4 Comparison of potassium accumulation of tested varieties

2.6 马铃薯农艺性状与单株产量间的相关性分析

通过对72 个样本进行皮尔逊相关性分析，发现马铃薯农艺性状与单株产量之间存在一定的相关性（表5）。在6 个参试马铃薯品种中，马铃薯的株高、茎粗、冠幅和茎节数是从不同维度直观表现马铃薯生长情况的重要指标，分析结果表明马铃薯的所有农艺性状与单株产量之间均呈现显著的正相关关系。因此，从一定程度上说，地上部的长势与地下部的块茎产量有显著的相关性。

表5 马铃薯农艺性状与单株产量间的相关性Table 5 Correlation between potato agronomic traits and yield per plant

3 讨 论

四子王旗的气候适宜马铃薯的生长发育，同时也是“中国薯都”乌兰察布市马铃薯种植面积最大的旗县市[17]。马铃薯品种选育工作在四子王旗进行并结合浅埋滴灌进行少量多次的追肥，可以使不同马铃薯品种更加充分地展示其特性和产量上限，对中国马铃薯产业的发展具有重要意义。马铃薯干物质积累量一定程度上反映了马铃薯不同生长期内养分吸收利用的情况。不同马铃薯品种在相同施肥水平下，干物质增加程度变化明显不同[18]。本试验通过对不同时期马铃薯干物质积累量的研究表明，除‘川引2 号’外，其他马铃薯品种的干物质积累量积累模式相似，均呈现不断增长模式，而各个时间段增长幅度不一致，这与Soltanpour[19]的研究结果相符。在生长发育后期，‘川引2 号’马铃薯叶片凋落，块茎营养积累少，全株马铃薯的营养物质积累明显减少，所以在100 d 时‘川引2 号’的干物质积累量较低。在氮磷钾积累方面，本试验研究表明，在播种后70~100 d 参试马铃薯品种块茎氮、磷、钾积累量快速上升，是块茎养分积累最为重要的时期，在这个时间段马铃薯植株需要从外界大量吸收营养物质并将各类营养物质积累运移储存至块茎。因此，在这个时期应该适当增加肥料投入量，促进块茎的膨大。相同供肥水平下，不同马铃薯品种对养分的吸收利用存在明显差异[20,21]。在本试验中，播种后 100 d 时，‘M13’和‘希森 6 号’（CKY）的块茎氮积累量显著高于‘V7’，但‘希森6 号’（CKY）的整株氮积累量却是最低的，‘希森6 号’（CKY）的块茎磷积累量和钾积累量均显著高于‘M13’和‘V7’，而且‘希森 6 号’（CKY）的全株磷积累量和钾积累量也是最高的，说明相比另外2个品种，‘希森6 号’（CKY）更容易吸收养分并将氮磷钾养分运移到块茎中，而且对氮磷钾的喜好程度表现为磷＞钾＞氮。在红皮马铃薯品种中，播种后100 d 时，‘后旗红’（CKR）的整株氮、磷、钾积累量都远高于另外2 个品种，但块茎氮、磷、钾积累量最高的均为‘雪川红’，说明‘后旗红’（CKR）相比另外2 个品种更容易吸收利用氮磷钾养分，但该品种将养分大部分都储存在地上部，而不往块茎运移，从而表现出植株茂盛而产量低的现状。

本试验6个马铃薯品种的生育期均在91~99 d，均为中晚熟品种[22]，但由于9~10 月温度会下降较快，在收获期需留意气象信息，避免遭遇冻害而造成损失，也可在4月下旬至5月上旬，当土层10 cm温度稳定高于8℃时尽早播种[23]。从块茎性状上看，红皮马铃薯‘川引2 号’和‘后旗红’（CKR）的芽眼数量和芽眼深度均为中等，外观商品性较其他4 个马铃薯品种差。目前，中国马铃薯在市面上以黄皮黄肉为主，红皮马铃薯仅在内蒙古和四川等少数省（自治区）有较大的种植面积[24]。黄肉和白肉马铃薯是消费者更容易接受的马铃薯肉色[25]。本试验中红皮马铃薯均为黄肉，符合消费者的习惯，同时其皮色与主流的黄色不同且营养价值更高以及含有大量的抗氧化成分，对年轻消费者有较强的吸引力[26-28]。‘雪川红’外观商品性在3 个红皮马铃薯品种中最佳，可能会有更高的市场接受度。但是，本试验研究发现，本试验中的红皮马铃薯品种的产量整体上较黄皮马铃薯品种低。产量是马铃薯品种推广的重要条件，综合块茎性状和产量构成，‘希森6 号’（CKY）的产量表现最高，薯块大小中等，块茎性状良好，但商品薯率不高，仅为73.75%；‘M13’产量水平排第二，薯块大，薯皮光滑，芽眼少且浅，但整齐度中等，商品薯率为78.52%；‘雪川红’产量水平位列第三，薯块大，薯皮光滑，商品薯率最高，达88.17%，但整齐度中等；‘V7’产量水平排第四，薯块大小中等，薯皮光滑，芽眼少且浅，但整齐度不高且商品薯率仅为70.17%；‘川引2 号’产量水平排第五，薯块大，整齐度高，薯皮光滑，商品薯率高达85.74%，但芽眼数量和深度均为中等；‘后旗红’（CKR）产量水平最低，薯块小，商品薯率最低，仅为63.14%，芽眼数量和深度均为中等，但薯块整齐度高，表面光滑。综上，‘希森6号’（CKY）、‘M13’和‘雪川红’的综合表现优于其他品种。目前，红皮马铃薯品种在外观商品性上较黄皮马铃薯品种差，提高红皮马铃薯品种的外观商品性将是未来培育优良的红皮马铃薯品种的一个重点方向。