黑龍江省馬鈴薯高產(chǎn)水分管理

徐寧，許慶芬，張榮華，張洪亮

（黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，黑龍江哈爾濱150038)

栽培生理

黑龍江省馬鈴薯高產(chǎn)水分管理

徐寧，許慶芬*，張榮華，張洪亮

（黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，黑龍江哈爾濱150038)

為了解黑龍江省馬鈴薯生育期需水情況，2013年通過(guò)5因素5水平的正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)對(duì)黑龍江省主要栽培的馬鈴薯早熟品種‘費(fèi)烏瑞它’進(jìn)行滴灌試驗(yàn)。結(jié)果表明：‘費(fèi)烏瑞它’數(shù)學(xué)模型無(wú)失擬項(xiàng)存在，試驗(yàn)設(shè)計(jì)合理，模型有效。不同時(shí)期水分處理中對(duì)‘費(fèi)烏瑞它’產(chǎn)量中影響最大的是發(fā)芽期；‘費(fèi)烏瑞它’各時(shí)期作用大小為：發(fā)芽期＞塊莖增長(zhǎng)期＞淀粉積累期＞塊莖形成期＞幼苗期。最利于‘費(fèi)烏瑞它’產(chǎn)量的土壤張力值，發(fā)芽期、幼苗期、塊莖形成期和淀粉積累期均在40 kpa左右，塊莖增長(zhǎng)期在35 kpa左右。

馬鈴薯；負(fù)壓計(jì)；水分；正交旋轉(zhuǎn)

馬鈴薯生育期內(nèi)缺水是中國(guó)馬鈴薯單產(chǎn)低的主要原因之一。塊莖形成期以及塊莖膨大期都是馬鈴薯需水的關(guān)鍵期，此時(shí)缺水必然會(huì)使產(chǎn)量下降。王鳳新等[1]提出，馬鈴薯壟作更適宜用滴灌。江俊燕和汪有科[2]以及康躍虎等[3]的研究得出了灌溉頻率和土壤水勢(shì)對(duì)塊莖生長(zhǎng)有明顯影響的結(jié)論。楊麗民等[4]的滴灌試驗(yàn)結(jié)果表明，在同等施肥條件下滴灌比無(wú)滴灌可增產(chǎn)27.68%。羅昀等[5]也指出，馬鈴薯栽培過(guò)程中補(bǔ)灌較不補(bǔ)灌可增產(chǎn)42.9%～80.5%。土壤干濕度情況一般用土壤含水率表示，但是相同的含水率在不同土壤中對(duì)作物的生理影響是不同的。土壤張力值就不存在這個(gè)問(wèn)題，同一個(gè)土壤水分張力指標(biāo)下，不同種類(lèi)土壤有著各不相同含水率，但對(duì)作物的生理需水和根系吸收而言卻是一致的[6]。

本試驗(yàn)通過(guò)5因素5水平正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，利用負(fù)壓計(jì)測(cè)得土壤的張力值作為衡量作物是否需水的指標(biāo)，以期研究出適合黑龍江省各地區(qū)不同土壤類(lèi)型的馬鈴薯水分管理技術(shù)，為馬鈴薯大田生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 參試品種及試驗(yàn)器材

參試馬鈴薯品種為‘費(fèi)烏瑞它’。滴灌設(shè)備一套，負(fù)壓計(jì)（TEN-30）36支。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地位于黑龍江省阿城農(nóng)場(chǎng)。采取5因素5水平的二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)[7]，根據(jù)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，把馬鈴薯整個(gè)生育期分為發(fā)芽期（X1）、幼苗期（X2）、塊莖形成期（X3）、塊莖增長(zhǎng)期（X4）和淀粉積累期（X5）5個(gè)生育階段。根據(jù)以往研究資料，將馬鈴薯塊莖增長(zhǎng)期土壤水勢(shì)設(shè)為25，30，35，40，45 kpa 5個(gè)水平，其余4個(gè)時(shí)期設(shè)定為30，35，40，45，50 kpa 5個(gè)水平[8,9]。小區(qū)為5行區(qū)，行長(zhǎng)5 m，株行距25 cm×67 cm，種植密度為60 000株∕hm2，小區(qū)面積16.75 m2。每小區(qū)設(shè)間隔70 cm的隔離帶，以防水分互滲。四周設(shè)2 m保護(hù)行，總試驗(yàn)區(qū)面積為2 072 m2。2013年5月18日播種，先開(kāi)溝施肥，施肥量為90 kg∕hm2尿素（N含量46%）、150 kg∕hm2磷酸二銨（N含量18%，P2O5含量46%）、255 kg∕hm2硫酸鉀（K2O含量50%），播種后鋪設(shè)滴灌管。9月10日試驗(yàn)小區(qū)采用人工收獲，收獲后測(cè)產(chǎn)。數(shù)據(jù)通過(guò)DPS V3.01專(zhuān)業(yè)版進(jìn)行二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型及主效應(yīng)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 馬鈴薯品種‘費(fèi)烏瑞它’產(chǎn)量結(jié)果方差分析Table 1Analysis of variance on yield of potato variety'Favorita'

試驗(yàn)中5個(gè)因素對(duì)‘費(fèi)烏瑞它’產(chǎn)量影響大小程度依次是：X1＞X4＞X5＞X3＞X2。經(jīng)過(guò)對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析（表1），‘費(fèi)烏瑞它’的回歸P回歸= 0.0492＜0.05，P失擬=0.1782＞0.05，表明回歸方程中無(wú)失擬項(xiàng)存在，預(yù)測(cè)值與實(shí)際值擬合效果好，試驗(yàn)設(shè)計(jì)合理，模型有效?！M(fèi)烏瑞它’的X1對(duì)產(chǎn)量影響達(dá)到顯著水平（PX1=0.0175＜0.05，說(shuō)明發(fā)芽期對(duì)‘費(fèi)烏瑞它’產(chǎn)量影響顯著；X1X2，X1X3的互作效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量影響達(dá)到極顯著水平（PX1X2=0.0028＜ 0.01；PX1X3=0.0057＜0.01）說(shuō)明“發(fā)芽期與幼苗期”、“發(fā)芽期與塊莖形成期”的互作效應(yīng)對(duì)‘費(fèi)烏瑞它’的產(chǎn)量影響極顯著。

2.2 模型優(yōu)化

通過(guò)模型優(yōu)化進(jìn)行產(chǎn)量決策頻數(shù)分析（表2），在95%的置信區(qū)間內(nèi)‘費(fèi)烏瑞它’品種的產(chǎn)量高于27 333 kg∕hm2的1407套優(yōu)良組合方案中，其最優(yōu)組合方案為：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 ‘費(fèi)烏瑞它’產(chǎn)量大于27 333 kg/hm2的1407個(gè)方案中各變量取值的頻率Table 2Frequency distribution of variables in 1407 scheme beyond 27 333 kg/ha

3 討論

‘費(fèi)烏瑞它’的各個(gè)生育期對(duì)產(chǎn)量影響大小為：發(fā)芽期＞塊莖增長(zhǎng)期＞淀粉積累期＞塊莖形成期＞幼苗期，其中‘費(fèi)烏瑞它’發(fā)芽期、發(fā)芽期與幼苗期、發(fā)芽期與塊莖形成期的互作效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量影響顯著。

在95%置信區(qū)間內(nèi)‘費(fèi)烏瑞它’產(chǎn)量高于27 333 kg∕hm2的1 407套優(yōu)良組合方案中，各個(gè)時(shí)期土壤張力值的最優(yōu)組合方案為：發(fā)芽期40.98～41.73 kpa；幼苗期39.57～40.33 kpa；塊莖形成期39.58～40.32 kpa；塊莖增長(zhǎng)期34.87～35.61 kpa；淀粉積累期：39.39～40.13 kpa。這與康躍虎等[3]研究的最利于馬鈴薯高產(chǎn)的土壤生育期張力值（25～35 kpa）相近。

試驗(yàn)結(jié)論中對(duì)‘費(fèi)烏瑞它’產(chǎn)量影響最大的因子是發(fā)芽期，這與肖厚軍等[10]研究的塊莖增長(zhǎng)期不符，原因可能是受2013年氣候因素的影響，馬鈴薯生長(zhǎng)期內(nèi)的6、7、8三個(gè)月阿城農(nóng)場(chǎng)降水量達(dá)到479 mm，比歷年同期多35%，這三個(gè)月降水量已經(jīng)達(dá)到了阿城農(nóng)場(chǎng)年平均降水量518.5 mm的 93%。尤其是7、8兩個(gè)月降雨尤為集中，使土壤水分一直處于飽和狀態(tài)無(wú)法進(jìn)行滴灌處理，進(jìn)而導(dǎo)致后期的影響因子對(duì)產(chǎn)量的影響不顯著。

[1]王鳳新,康躍虎,劉士平.溝灌與滴灌馬鈴薯覆模效應(yīng)研究[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2003,11(4):99-102.

[2]江俊燕,汪有科.不同灌水量和灌水周期對(duì)滴灌馬鈴薯生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2008,26(2):121-125.

[3]康躍虎,王鳳新,劉士平,等.滴灌調(diào)控土壤水分對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2004,20(2):66-72.

[4]楊麗民,陳晨,馬文林,等.半干旱地區(qū)馬鈴薯簡(jiǎn)易滴灌技術(shù)及鉀肥施用效應(yīng)研究[J].寧夏農(nóng)林科技,2005(4):22-23.

[5]羅昀,王世榮,王長(zhǎng)軍.寧夏南部山區(qū)旱地馬鈴薯人工補(bǔ)灌研究初報(bào)[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2009(1):24-25.

[6]李玉琪.負(fù)壓計(jì)測(cè)定土壤水分的應(yīng)用分析[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,1999(3):18-19.

[7]張永成,田豐.馬鈴薯試驗(yàn)研究方法[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出科學(xué)技術(shù)出版社,2007.

[8]王鳳新,康躍虎.用負(fù)壓計(jì)擬定滴灌馬鈴薯灌溉計(jì)劃的研究方法[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2005,23(3):58-64.

[9]劉戰(zhàn)東,肖俊夫,于秀琴.不同土壤水分處理對(duì)馬鈴薯形態(tài)指標(biāo)、耗水量及產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2010(8):1-3,7.

[10]肖厚軍,孫銳鋒,何佳芳，等.不同水分條件對(duì)馬鈴薯耗水特性及產(chǎn)量的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),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”農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃課題（2012BA06B02）。

徐寧（1983-），男，助理研究員，主要從事馬鈴薯栽培與育種方面的研究。

許慶芬，副研究員，主要從事馬鈴薯栽培與育種方面的研究，E-mail:qingfenxu2002@163.com。