馬鈴薯/玉米套作不同行比對馬鈴薯不同品種商品性狀和經(jīng)濟(jì)效益的影響

黃承建 趙思毅 王龍昌 王季春 趙 勇 蔡葉茂 滕 艷 楊國才

（1 西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院，南方山地農(nóng)業(yè)教育部工程研究中心，重慶 400716；2 四川省達(dá)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，四川達(dá)州 635000）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）商品薯（塊莖質(zhì)量≥50 g）質(zhì)量和商品薯率是衡量馬鈴薯經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的重要指標(biāo)，對馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)價值具有重要影響，并直接關(guān)系到馬鈴薯的種植效益。研究表明，馬鈴薯商品薯質(zhì)量和商品薯率與品種有關(guān)（廖華俊 等，2010；余貴先 等，2011），并受栽培技術(shù)措施影響，栽培密度、肥料用量、覆蓋和耕作措施均能顯著影響塊莖質(zhì)量和商品薯率（譚乾開 等，2008；劉桂華 等，2009；謝奎忠 等，2010；蘇年貴和張建玲，2011）。間套作條件下馬鈴薯商品薯質(zhì)量和商品薯率顯著低于單作（Jamshidi et al.，2008；Al-Dalain，2009）。但間套作復(fù)合群體總產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的高低不僅與套作馬鈴薯的商品性狀和產(chǎn)量密切相關(guān)，還取決于套作玉米的產(chǎn)量，而這受套作馬鈴薯品種特性、行比以及生態(tài)區(qū)域等多種因素影響，套作經(jīng)濟(jì)效益并不一定均高于單作（Ifenkwe & Odurukwe，1990；Farooq et al.，1995）。

西南地區(qū)是中國第二大馬鈴薯產(chǎn)區(qū)（隋啟君 等，2008），馬鈴薯/玉米間套作是該區(qū)的傳統(tǒng)種植方式，但實(shí)際生產(chǎn)中與套作玉米搭配的馬鈴薯品種的不合理降低了馬鈴薯的商品性和套作復(fù)合群體的經(jīng)濟(jì)效益。因此，明確間套作對不同馬鈴薯品種商品性狀和經(jīng)濟(jì)價值的影響，篩選出商品性狀好、經(jīng)濟(jì)價值高的套作品種對提高馬鈴薯的種植效益具有重要意義。本試驗(yàn)設(shè)置馬鈴薯/玉米套作2∶2 和3∶2 兩種行比，以西南地區(qū)常見的4個馬鈴薯主栽品種單作為對照，研究套作對馬鈴薯商品性狀和經(jīng)濟(jì)價值的影響，為馬鈴薯高效栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)田概況和試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2011年在重慶市北碚區(qū)槽上村（106°26′02″E，29°49′32″N，海拔高度650 m）進(jìn)行。試驗(yàn)土為黃壤土，肥力相對均勻，前茬為辣椒及結(jié)球甘藍(lán)，有機(jī)質(zhì)含量5.70 g·kg-1，全氮0.53 g·kg-1，全磷1.53 g·kg-1，全鉀4.84 g·kg-1，堿解氮71.73 mg·kg-1，有效磷89.00 mg·kg-1，速效鉀63.73 mg·kg-1，pH值4.573。供試馬鈴薯和玉米品種特性及來源見表1。

表1 供試馬鈴薯、玉米品種特性及來源

試驗(yàn)設(shè)4個處理：①2∶2行比套作，采用馬鈴薯/玉米套作種植方式，馬鈴薯帶寬80 cm，種植2 行；玉米帶寬80 cm，種植2 行。②2∶2行比單作，采用馬鈴薯單作種植方式，馬鈴薯帶寬80 cm，種植2 行；空帶帶寬80 cm，不種作物。③3∶2行比套作，采用馬鈴薯/玉米套作種植方式，馬鈴薯帶寬120 cm，種植3 行；玉米帶寬80 cm，種植2 行。④3∶2行比單作，采用馬鈴薯單作種植方式，馬鈴薯帶寬120 cm，種植3 行；空帶帶寬80 cm，不種作物。所有小區(qū)均采用南北行向種植，每個小區(qū)2個條帶，2∶2 和3∶2行比套作每個條帶帶寬分別為160、200 cm，小區(qū)長800 cm，2∶2行比、3∶2行比的小區(qū)面積分別為25.6、32 m2。費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉種植密度分別為67 500、67 500、60 000、52 500株·hm-2，穴距2∶2行比分別為18.5、18.5、20.8、23.8 cm，3∶2行比分別為22、22、25、28.6 cm，兩種行比下4個品種的行距均為40 cm。玉米種植密度為49 500株·hm-2，行距為40 cm，2∶2行比、3∶2行比的穴距分別為50.5、40 cm，每穴2株。馬鈴薯帶與玉米帶間距為40 cm。馬鈴薯、玉米套作與各自的單作帶寬相同，小區(qū)面積相同，行距、穴距、密度均相同。每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。

馬鈴薯每穴播1個塊莖，質(zhì)量30～50 g，各品種播種期均為1月25日，收獲期為：費(fèi)烏瑞它6月10日、中薯5號6月21日、鄂薯5號6月30日、米拉7月10日。玉米3月28日育苗，4月14日（三葉期）移栽，每穴2株，8月17日收獲。兩作物共生期為費(fèi)烏瑞它/玉米59 d、中薯5號/玉米69 d、鄂薯5號/玉米79 d、米拉/玉米89 d。

馬鈴薯穴施底肥過磷酸鈣375 kg·hm-2、尿素150 kg·hm-2，玉米穴施底肥尿素225 kg·hm-2、過磷酸鈣450 kg·hm-2、氯化鉀150 kg·hm-2，拔節(jié)期追施尿素150 kg·hm-2。整個生育期管理水平一致。

1.2 收獲測產(chǎn)和商品薯相關(guān)指標(biāo)的測定

收獲時對每個小區(qū)所有商品薯、小薯分別計數(shù)、稱質(zhì)量，計算商品薯數(shù)、商品薯率（商品薯數(shù)/總薯數(shù)×100%）、商品薯質(zhì)量、商品薯質(zhì)量占總薯質(zhì)量的比率（商品薯質(zhì)量/總薯質(zhì)量×100%），并按小區(qū)總株數(shù)計算單株商品薯數(shù)、單株商品薯質(zhì)量、單個商品薯質(zhì)量（商品薯：塊莖鮮質(zhì)量≥50 g，小薯：塊莖鮮質(zhì)量＜50 g）、單株塊莖數(shù)量和單株塊莖質(zhì)量。套作玉米和套作、單作馬鈴薯產(chǎn)量均按每個小區(qū)的實(shí)際收獲量除以小區(qū)總面積進(jìn)行計算。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003 軟件進(jìn)行處理，運(yùn)用SPSS 16.0 軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)。其中，顯著性檢驗(yàn)方法采用Newman-Keuls test 法。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯/玉米套作體系不同行比對馬鈴薯商品性狀的影響

2.1.1 馬鈴薯/玉米套作體系不同行比對馬鈴薯塊莖數(shù)量的影響 如表2所示，馬鈴薯單株塊莖數(shù)量的變化趨勢因品種和行比不同而不同，費(fèi)烏瑞它2∶2 和3∶2行比套作顯著高于單作，分別比單作高14.16%、9.68%；鄂薯5號2∶2行比套作顯著低于單作，3∶2行比套作極顯著低于單作，分別比單作低10.85%、13.49%；中薯5號和米拉2∶2行比套作極顯著低于單作，分別比單作低44.59%、25.80%，3∶2行比套作與單作差異不顯著。各品種單株塊莖數(shù)量3∶2行比套作均極顯著高于2∶2行比套作，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉分別高55.41%、35.98%、31.89%、26.15%。品種之間單株塊莖數(shù)量兩種行比套作均以費(fèi)烏瑞它最少，中薯5號最多，鄂薯5號和米拉居中。

單株商品薯數(shù)除費(fèi)烏瑞它2∶2行比套作與單作差異不顯著外，其他處理套作均極顯著低于單作，中薯5號、鄂薯5號、米拉2∶2行比套作分別比單作低57.48%、44.51%、55.27%，3∶2行比套作分別比單作低13.00%、41.74%、34.13%、32.11%，費(fèi)烏瑞它的降幅最小，中薯5號的降幅最大。費(fèi)烏瑞它、米拉3∶2行比套作極顯著高于2∶2行比套作，分別高50.27%、40.98%。2∶2行比套作以中薯5號較高（＞2個·株-1），其次為鄂薯5號、費(fèi)烏瑞它、米拉（1～2個·株-1），3∶2行比套作以費(fèi)烏瑞它、中薯5號、米拉較高（2.5～3個·株-1），鄂薯5號較低（＜2.5個·株-1）。

商品薯率套作均極顯著低于單作，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉2∶2行比套作分別比單作低12.41、6.10、16.60、16.24個百分點(diǎn)，3∶2行比套作分別比單作低12.44、12.13、7.26、11.06個百分點(diǎn)。2種行比套作商品薯率均為費(fèi)烏瑞它最高（＞45%），其次為鄂薯5號和米拉（20%～30%），中薯5號最低（≤20%）。

表2 馬鈴薯/玉米不同行比套作對馬鈴薯塊莖數(shù)量的影響

2.1.2 馬鈴薯/玉米套作體系不同行比對馬鈴薯塊莖質(zhì)量的影響 如表3所示，馬鈴薯單株塊莖質(zhì)量套作均極顯著低于單作，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉2∶2行比套作分別比單作低25.84%、57.28%、37.27%、52.70%，3∶2行比套作分別比單作低20.75%、31.00%、37.15%、34.46%。3∶2行比套作馬鈴薯各品種單株塊莖質(zhì)量均極顯著高于2∶2行比套作，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉分別高35.62%、22.73%、15.39%、12.44%。品種之間2∶2行比套作以鄂薯5號最低，中薯5號最高，費(fèi)烏瑞它和米拉居中；3∶2行比套作鄂薯5號和米拉較低，費(fèi)烏瑞它和中薯5號較高。

單株商品薯質(zhì)量套作均極顯著低于單作，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉2∶2行比套作分別比單作低34.26%、65.74%、54.42%、63.37%，3∶2行比套作分別比單作低27.59%、48.82%、45.72%、44.66%，費(fèi)烏瑞它的降幅最小，中薯5號的降幅最大。各品種單株商品薯質(zhì)量3∶2行比套作均極顯著高于2∶2行比套作，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉分別高42.11%、19.02%、23.98%、19.35%。2種行比套作均以費(fèi)烏瑞它最高（＞150 g·株-1），其次是中薯5號、米拉、鄂薯5號（100～150 g·株-1）。

商品薯占總薯質(zhì)量的比率套作均極顯著低于單作，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉2∶2行比套作分別比單作低9.86、11.86、20.50、15.76個百分點(diǎn)，3∶2行比套作分別比單作低7.63、16.22、9.26、10.59個百分點(diǎn)。各品種商品薯占總薯質(zhì)量的比率2種行比套作之間差異均不顯著。2種套作均以費(fèi)烏瑞它最高（＞75%），其次為鄂薯5號和米拉（50%～60%），最低為中薯5號（＜50%）。

單個商品薯質(zhì)量套作極顯著低于單作，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉2∶2行比套作分別比單作低27.93%、19.42%、17.85%、24.76%，3∶2行比套作比單作分別低16.76%、12.16%、17.59%、18.48%。各品種單個商品薯質(zhì)量2種行比套作之間均無顯著性差異。2種行比套作均以費(fèi)烏瑞它單個商品薯質(zhì)量最高（＞80 g·個-1），其次為鄂薯5號、米拉（55～65 g·個-1）、最低為中薯5號（50～55 g·個-1）。

表3 馬鈴薯/玉米不同行比套作對馬鈴薯塊莖質(zhì)量的影響

2.2 馬鈴薯/玉米套作體系不同行比對馬鈴薯群體產(chǎn)量的影響

2.2.1 馬鈴薯/玉米套作體系不同行比對馬鈴薯生物產(chǎn)量的影響 如表4所示，馬鈴薯鮮質(zhì)量及干質(zhì)量套作均明顯低于單作，2∶2行比套作費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉鮮質(zhì)量分別比單作低32.28%、62.08%、45.39%、58.76%，干質(zhì)量分別比單作低18.06%、55.03%、31.05%、50.51%；3∶2行比套作鮮質(zhì)量分別比單作低21.47%、34.74%、42.18%、46.34%，干質(zhì)量分別比單作低12.25%、24.25%、25.25%、28.13%；2∶2行比套作鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均以費(fèi)烏瑞它的降幅最小，中薯5號的降幅最大，3∶2行比套作鮮質(zhì)量和干質(zhì)量費(fèi)烏瑞它的降幅最小，米拉的降幅最大；各品種3∶2行比套作鮮質(zhì)量和干質(zhì)量降幅均低于2∶2行比套作。

2.2.2 馬鈴薯/玉米套作體系不同行比對馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的影響 如表5所示，套作明顯降低了馬鈴薯商品薯產(chǎn)量，費(fèi)烏瑞它、中薯5號、鄂薯5號、米拉2∶2行比套作分別比單作低34.26%、65.74%、54.42%、63.37%，3∶2行比套作分別比單作低27.59%、48.82%、45.72%、44.66%，兩種行比均以費(fèi)烏瑞它的降幅最小，中薯5號的降幅最大；3∶2行比套作降幅低于2∶2行比套作。與單作相比，套作小薯產(chǎn)量因行比和品種不同變化趨勢不盡一致。

表4 馬鈴薯/玉米不同行比套作對馬鈴薯生物產(chǎn)量的影響

2種行比套作商品薯產(chǎn)量均以費(fèi)烏瑞它最高，其次是中薯5號，第3 是鄂薯5號，最低為米拉。2種行比套作小薯產(chǎn)量均以中薯5號最高，其次是鄂薯5號，第3 是米拉，最低為費(fèi)烏瑞它。

表5 馬鈴薯/玉米不同行比套作對馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的影響

2.3 馬鈴薯/玉米套作體系復(fù)合群體經(jīng)濟(jì)效益分析

由表6可知，套作明顯降低了玉米籽粒產(chǎn)量，但套作總產(chǎn)值高于單作玉米。套作總產(chǎn)值與單作馬鈴薯的差異因馬鈴薯品種及套作行比不同而不同，費(fèi)烏瑞它套作總產(chǎn)值高于單作；中薯5號和鄂薯5號低于單作；米拉3∶2行比套作高于單作，而2∶2行比套作低于單作。套作的總產(chǎn)值以費(fèi)烏瑞它3∶2行比最高，其次為中薯5號3∶2行比、米拉3∶2行比、費(fèi)烏瑞它2∶2行比，中薯5號2∶2行比、鄂薯5號3∶2行比和2∶2行比以及米拉2∶2行比較低。

表6 馬鈴薯/玉米不同行比套作對馬鈴薯復(fù)合群體總產(chǎn)值的影響

就總產(chǎn)值來看，適合與玉米套作的品種與行比依次為：費(fèi)烏瑞它3∶2行比和2∶2行比、中薯5號3∶2行比、米拉3∶2行比。適合單作的品種和行比依次為：中薯5號2∶2 和3∶2行比、費(fèi)烏瑞它3∶2行比、米拉2∶2行比、費(fèi)烏瑞它2∶2行比。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，套作極顯著降低了馬鈴薯單個商品薯質(zhì)量、單株商品薯數(shù)（費(fèi)烏瑞它2∶2行比除外），因此降低了單株商品薯質(zhì)量，從而使套作不同行比不同品種商品薯產(chǎn)量明顯低于單作。原因是套作玉米對馬鈴薯的蔭蔽降低了其光合作用效率（肖繼坪 等，2011；黃承建 等，2012a），合成的光合產(chǎn)物減少，因而套作鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均低于單作。雖然套作干物質(zhì)向塊莖的分配比例高于單作，但套作干物質(zhì)積累總量的減少使分配總量降低（黃承建 等，2012b），從而使單株塊莖質(zhì)量降低，單個商品薯質(zhì)量降低，商品薯的數(shù)量減少，并使商品薯率和商品薯質(zhì)量占總薯質(zhì)量的比例降低，最終導(dǎo)致商品薯產(chǎn)量降低。

與2∶2行比套作相比，3∶2行比套作因增加了一行馬鈴薯，單株塊莖總數(shù)、單株塊莖質(zhì)量、單株商品薯數(shù)和商品薯質(zhì)量明顯增加；單株商品薯數(shù)、商品薯率兩種套作行比之間的差異隨馬鈴薯品種不同而不同；單個商品薯質(zhì)量和商品薯質(zhì)量占總薯質(zhì)量的比率兩種套作行比之間差異不顯著，表明套作行比的增加有利于提高單株塊莖總數(shù)、單株塊莖質(zhì)量、單株商品薯數(shù)和商品薯質(zhì)量，但對單個商品薯質(zhì)量和商品薯質(zhì)量占總薯質(zhì)量的比率沒有影響，對單株商品薯數(shù)、商品薯率的影響因品種而異。

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，套作總產(chǎn)值的高低并不總與馬鈴薯的商品性成正向關(guān)系，而與套作品種小薯數(shù)量及套作玉米產(chǎn)量有關(guān)。從品種的商品性來看，套作條件下費(fèi)烏瑞它商品性最好，單個商品薯大（＞80 g），商品薯率高（＞45%），商品薯質(zhì)量占總薯質(zhì)量的比率高（＞75%），套作商品薯產(chǎn)量高，收獲時間早，對套作玉米影響較小，套作玉米產(chǎn)量高，因此套作總產(chǎn)值較高，且高于單作，為套作的首選品種。套作條件下中薯5號單株商品薯數(shù)雖然較高，但單個商品薯小（50～55 g），商品薯率低（≤20%），商品薯質(zhì)量占總薯質(zhì)量的比率低（＜50%），商品性差，但3∶2行比套作小薯產(chǎn)量高，彌補(bǔ)了其商品性的不足，因而套作總產(chǎn)值較高（與單作相近），可作為套作的補(bǔ)充品種。米拉3∶2行比套作商品性中等，商品薯產(chǎn)量和產(chǎn)值較低，但套作玉米產(chǎn)量和產(chǎn)值較高，彌補(bǔ)了其商品性的不足，且總產(chǎn)值高于單作，也可作為套作的補(bǔ)充品種。中薯5號2∶2行比套作商品薯率低，雖然小薯產(chǎn)量較高，但套作玉米產(chǎn)量低，因而總產(chǎn)值較低；鄂薯5號3∶2行比和2∶2行比以及米拉2∶2行比套作馬鈴薯商品性中等，商品薯產(chǎn)量和產(chǎn)值較低，而且套作玉米產(chǎn)量也較低，因而套作總產(chǎn)值低，鄂薯5號不宜作為套作品種，而中薯5號、米拉則不宜與玉米2∶2行比套作。

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯/玉米套作總產(chǎn)值均高于單作玉米產(chǎn)值，但與單作馬鈴薯產(chǎn)值相比存在較大差異，這與王朝海等（2010）和He 等（2010）的馬鈴薯/玉米套作總產(chǎn)值均高于單作玉米和單作馬鈴薯的研究結(jié)論不一致，這可能與套作品種、行比及生態(tài)區(qū)域有關(guān)。前人研究表明，不是每一種作物都適合間套作，也不是每一種間套作品種和行比搭配都能取得套作優(yōu)勢，間套作效果的優(yōu)劣取決于特定生態(tài)條件下一定行比間套作作物彼此在形態(tài)和生理上的適應(yīng)性（Ifenkwe& Odurukwe，1990；Farooq et al.，1995；Maingi et al.，2001；Makoi et al.，2010），本試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了這一結(jié)論。從套作總產(chǎn)值來看，在重慶地區(qū)適合與玉米套作的馬鈴薯品種與行比依次為費(fèi)烏瑞它3∶2行比、中薯5號3∶2行比、米拉3∶2行比、費(fèi)烏瑞它2∶2行比。

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