播期、芽長和覆土厚度對馬鈴薯黑痣病的規(guī)避效應(yīng)及產(chǎn)量的影響

張智芳，楊海鷹*，云庭，石小華，李彥強，曹亞利，鞠懷慶

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯繁育中心，內(nèi)蒙古呼和浩特010031；2.內(nèi)蒙古正豐馬鈴薯種業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010031)

播期、芽長和覆土厚度對馬鈴薯黑痣病的規(guī)避效應(yīng)及產(chǎn)量的影響

張智芳1，楊海鷹1*，云庭2，石小華1，李彥強1，曹亞利2，鞠懷慶2

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯繁育中心，內(nèi)蒙古呼和浩特010031；2.內(nèi)蒙古正豐馬鈴薯種業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010031)

為了研究芽長、播期和覆土厚度對土傳病害黑痣病的規(guī)避效應(yīng)及對馬鈴薯產(chǎn)量的影響，本試驗對栽培技術(shù)中的芽長、播期和覆土厚度3個重要因素,采用3因素5水平二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計,建立數(shù)學(xué)模型,優(yōu)選適合馬鈴薯的高產(chǎn)防病栽培措施。芽長、播期和覆土厚度3因素對馬鈴薯產(chǎn)量效應(yīng)依次為覆土厚度＞芽長＞播期，對馬鈴薯黑痣病病情指數(shù)影響效應(yīng)依次為覆土厚度＞播期＞芽長。獲得馬鈴薯產(chǎn)量大于3 000 kg/667 m2、黑痣病病情指數(shù)低于45%的優(yōu)化施肥方案為：播期5月2～4日，芽長0.54～0.68 cm，覆土厚度15～17 cm。本研究為建立馬鈴薯可行性栽培技術(shù)體系提供了科學(xué)依據(jù)。

馬鈴薯；主因子分析；產(chǎn)量；黑痣病；病情指數(shù)

內(nèi)蒙古自治區(qū)以其得天獨厚的地理、生態(tài)和氣候條件成為我國馬鈴薯種薯和商品薯生產(chǎn)的主要省區(qū)之一，種植面積約占全國馬鈴薯種植面積的10%以上[1]，加之近幾年馬鈴薯大型噴灌圈規(guī)模化種植的迅速發(fā)展，更是推動了內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。但是，隨著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，種植面積的不斷擴大，在馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)，輪作倒茬年限逐漸縮短，土地利用率的提高和土地高度集約化經(jīng)營已成為一種趨勢[2]，致使馬鈴薯土傳病害的發(fā)生呈逐年加重的趨勢，其中黑痣病（Rhizoctonia solani）、枯萎?。‵usarium oxysporum）就是最常見的兩種病害。馬鈴薯黑痣病是內(nèi)蒙古自治區(qū)目前最嚴重、最普遍的一種土傳病害。內(nèi)蒙古自治區(qū)2010～2012年在內(nèi)蒙古中西部地區(qū)調(diào)查馬鈴薯黑痣病的數(shù)據(jù)顯示，普通田塊病株率在5%～10%，嚴重地塊的發(fā)病率達80%以上，收獲后薯塊帶菌率最高可達100%。該病害目前已上升為內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯種薯和商品薯生產(chǎn)的“頭號殺手”，成為自治區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大障礙。

土傳病害的病原菌一般為多寄主微生物，具有很強的生活力和侵染力，是下一季的主要初侵染源，在苗期造成嚴重的缺苗斷壟現(xiàn)象，被植物界認定為最難防治的病害之一。土傳病害傳統(tǒng)防治方法包括農(nóng)業(yè)防治（輪作、種植抗病品種、無土栽培、嫁接等）、生物防治和化學(xué)防治等，在生產(chǎn)上化學(xué)防治仍然是主要的防治手段，但化學(xué)殺菌劑污染環(huán)境、病原菌產(chǎn)生抗藥性等問題日益突出。土傳病害的防治研究雖已走過漫長的歷程，但至今仍未找到行之有效的防治措施，致使土傳病害的傳播與危害依然猖獗。

本研究旨在探究不同播種時間、不同催芽長度和覆土厚度對馬鈴薯生長發(fā)育的影響以及對馬鈴薯黑痣病的規(guī)避效應(yīng)，試圖通過改變馬鈴薯規(guī)?；a(chǎn)中栽培措施以規(guī)避或減輕黑痣病的發(fā)生，從而提高馬鈴薯的產(chǎn)量，為馬鈴薯更為科學(xué)合理的種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試馬鈴薯品種選用‘克新1號’原種，由內(nèi)蒙古正豐馬鈴薯種業(yè)股份有限公司提供。

1.2 試驗地概況

四子王旗地處內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，位于北緯41°10'～43°22'，東經(jīng)110°20'～113°，海拔1 460 m。年平均氣溫1～6℃，氣溫平均日較差13～14℃，平均年較差一般在34～37℃之間，其特點是春溫驟升、秋溫劇降。生長期月平均氣溫13.94℃。無霜期短，平均無霜期108 d。年降雨量約260 mm。土質(zhì)為淡粟鈣土、棕鈣土。

1.3 田間管理

試驗采用高壟移動式噴管栽培模式。施撒可富復(fù)合肥（N 12%，P2O519%，K2O 16%）60 kg/667 m2，磷酸二銨（N 18%，P2O546%）10 kg/667 m2，第一次中耕追施撒可富復(fù)合肥20 kg/667 m2，生育期追施尿素（N 46%）12 kg/667 m2，硝酸鉀12 kg/667 m2。除試驗處理相關(guān)設(shè)置外，其余與常規(guī)大田栽培方法一致。試驗地土壤肥力狀況見表1。

表1 供試土壤肥力狀況Table 1Fertility of soil tested

1.4 試驗方法

試驗采用3因素5水平二次通用旋轉(zhuǎn)回歸組合設(shè)計[3]，3個因素分別為播期（X1）、芽長（X2）和覆土厚度（X3），因子編碼及設(shè)計水平見表2。經(jīng)二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計得20個處理組合，試驗結(jié)構(gòu)矩陣見表3。

試驗具體實施時，各處理組合隨機排列，每個處理組合設(shè)3次重復(fù)，共計60個小區(qū)，小區(qū)面積為3.6 m×8.0 m，株行距為0.17 m×0.90 m。

表2 設(shè)計水平取值及其編碼Table 2Values and codes of designed levels

表3 試驗設(shè)計方案Table 3 Test design scheme

1.5 測定項目及方法

（1）病害調(diào)查：從播種前5 d開始每天測量10～20 cm處地溫。播種后第10 d開始，采用5點取樣法，每隔7 d取樣調(diào)查1次，每次取樣5株，連續(xù)取樣調(diào)查9次。在盡量不損失根系的情況下將植株挖出，觀測馬鈴薯黑痣病侵染情況，記錄發(fā)病率。

取樣原則：1/2小區(qū)作為取樣區(qū)，1/2作為測產(chǎn)區(qū)。

（2）產(chǎn)量測定：收獲時每個小區(qū)隨機選20株進行稱重測產(chǎn)，折算667 m2產(chǎn)量。

1.6 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用DPS（7.05）統(tǒng)計軟件[4]進行二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合分析。以播期（X1）、芽長（X2）、覆土厚度（X3）3項農(nóng)藝措施為決策變量,將試驗方案及產(chǎn)量輸入計算機，分別以產(chǎn)量和黑痣病病情指數(shù)為目標函數(shù),建立數(shù)學(xué)模型[5-8]。

應(yīng)用DPS（7.05）軟件軟件分析，因該軟件統(tǒng)計分析只識別高產(chǎn)指標，而黑痣病病情指數(shù)越小，代表發(fā)病越輕，所以建立黑痣病病情指數(shù)模型時，將病情指數(shù)值全部轉(zhuǎn)化為倒數(shù)進行，黑痣病病情指數(shù)模型中因子系數(shù)越大，說明該因子的影響力就越小。

2 結(jié)果與分析

2.1 模型建立

對試驗結(jié)果（表4）進行統(tǒng)計分析建立模型如下：

表4 3因素二次通用回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗結(jié)果Table 4Common quadratic regression rotation designed test results of three factors

模型經(jīng)方差檢驗：產(chǎn)量模型F1=50.539，P＜0.01；F2=16.553，P＜0.01；病情指數(shù)模型F1= 6.192，P＜0.01；F2=11.54，P＜0.01；說明產(chǎn)量模型和病情指數(shù)模型與實際值的擬合程度均達顯著水平，表明未控制因素對試驗結(jié)果的影響不顯著，試驗所建立的模型與實測值擬合程度較好，可以用模型進行優(yōu)化分析。

2.2 主因子分析

2.2.1 試驗因子對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由回歸方程顯著性檢驗結(jié)果可知，播期（X1）的一次和二次效應(yīng)以及芽長（X2）的二次效應(yīng)均達到了顯著水平，覆土厚度（X3）的二次效應(yīng)達到了極顯著水平?？梢?，在該試驗條件下，播期、芽長和覆土厚度的單獨及配合施用對馬鈴薯的產(chǎn)量均有顯著影響。因為二次通用旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計所得到的回歸模型是經(jīng)無量綱編碼線性代換后求得的，所以其偏回歸系數(shù)已經(jīng)標準化，偏回歸系數(shù)的大小可直接反映變量對馬鈴薯產(chǎn)量的影響程度。依據(jù)產(chǎn)量模型一次項所得b3＞b2＞b1，即在該試驗條件下，對馬鈴薯產(chǎn)量的影響覆土厚度＞芽長＞播期。二次項系數(shù)|b3|＞|b1|＞|b2|，且二次項系數(shù)均為負值,表明各因子都具有最佳值，播種過早或過晚、催芽過長或過短、覆土過薄或過厚都會影響馬鈴薯產(chǎn)量的變化。

根據(jù)二次回歸通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計原理，對二次回歸模型采用“降維法”得出單因子對馬鈴薯產(chǎn)量的主效應(yīng)方程:

Y（播期）=3509.84151-174.01068X1-111.22728X12Y（芽長）=3509.84151+44.21908X2-106.91393X22Y（覆土厚度）=3509.84151+62.41460X3-405.40137 X32

將各因子不同水平的編碼值代入各模型中，可獲得各因子不同水平下的產(chǎn)量，按模型作主效應(yīng)分析，結(jié)果見圖1。

圖1 試驗因子對產(chǎn)量的影響Figure 1Effects of test factors on yield

從播期、芽長、覆土厚度3因子對馬鈴薯產(chǎn)量影響的主效應(yīng)（圖1）可看出,覆土厚度對產(chǎn)量影響最大，其曲線斜率最大，與馬鈴薯產(chǎn)量的關(guān)系呈凸型二次曲線；芽長影響次之，其曲線斜率小于覆土厚度，與馬鈴薯產(chǎn)量的關(guān)系也呈凸型二次曲線；提早播種對馬鈴薯產(chǎn)量影響較小，但延遲播種對馬鈴薯產(chǎn)量的影響要大于提早播種。

2.2.2 試驗因子對馬鈴薯黑痣病的影響

由回歸方程顯著性檢驗結(jié)果可知，覆土厚度(X3)的一次效應(yīng)達到了顯著水平，播期(X1)、芽長(X2)、覆土厚度（X3）的二次效應(yīng)均達到了極顯著水平?？梢?，在該試驗條件下，播期、芽長和覆土厚度的單獨及配合施用對病情指數(shù)均有顯著影響。因為二次通用旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計所得到的回歸模型是經(jīng)無量綱編碼線性代換后求得的，所以其偏回歸系數(shù)已經(jīng)標準化。偏回歸系數(shù)的大小可直接反映變量對黑痣病病情指數(shù)影響程度。依據(jù)病情指數(shù)模型一次項所得b2＞b1＞b3，即在該試驗條件下，對黑痣病病情指數(shù)的影響覆土厚度＞播期＞芽長（系數(shù)均為倒數(shù)，所以系數(shù)越大，說明該因子的影響力就越?。雾椣禂?shù)|b2|＞|b3|＞|b1|，且二次項系數(shù)均為負值，表明各因子都具有最佳值，播種早或晚、催芽長或短、覆土薄或厚都會影響馬鈴薯黑痣病病情指數(shù)的變化。

根據(jù)二次回歸通用旋轉(zhuǎn)設(shè)計原理，對二次回歸模型采用“降維法”得出單因子對馬鈴薯黑痣病病情指數(shù)的主效應(yīng)方程：

Y（播期）=2.48546+0.07219 X1-0.27531 X12

Y（芽長）=2.48546+0.11108 X2-0.34950 X22

Y（覆土厚度）=2.48546-0.17731 X3-0.31159 X32

將各因子不同水平的編碼值代人各模型中，可獲得各因子不同水平下的黑痣病病情指數(shù)，按模型作主效應(yīng)分析圖，結(jié)果見圖2。

從播期、芽長和覆土厚度3因子對黑痣病病情指數(shù)影響的主效應(yīng)（圖2）可看出，播期、芽長、覆土厚度與病情指數(shù)的關(guān)系均呈凸型二次曲線；芽長的曲線斜率最大，對病情指數(shù)影響最?。徊テ诘那€斜率次之；覆土厚度的曲線斜率最小，對病情指數(shù)的影響最大。

圖2 試驗因子對黑痣病病情指數(shù)的影響Figure 2Effects of test factors on R.solani disease index

2.3 模型的優(yōu)化

以上述建立的產(chǎn)量和黑痣病病情指數(shù)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，采用決策頻數(shù)分析，在-1.6818＜X＜ 1.6818水平區(qū)間經(jīng)DPS軟件運算，求得在95%置信區(qū)域內(nèi)馬鈴薯產(chǎn)量大于3 000 kg/667 m2的組合方案28套，病情指數(shù)小于45%的組合方案5套。馬鈴薯產(chǎn)量和黑痣病病情指數(shù)最佳優(yōu)化方案如表5所示。

表5 馬鈴薯高產(chǎn)優(yōu)化方案Table 5Optimization program of high-yielding of potato

3 討論

播期、芽長及覆土厚度對馬鈴薯產(chǎn)量有著顯著地影響，播種過早或過晚、芽長過長或過短、覆土厚度過厚或過薄均不利于馬鈴薯的產(chǎn)量形成[9-11]。在本試驗條件下，播期、芽長和覆土厚度對馬鈴薯產(chǎn)量均有不同程度的影響，均表現(xiàn)為單峰曲線變化，產(chǎn)量峰值均出現(xiàn)在中量水平附近，影響程度表現(xiàn)為覆土厚度＞芽長＞播期。以馬鈴薯產(chǎn)量大于3 000 kg/667 m2作為高產(chǎn)指標的優(yōu)化栽培方案為：播期4月29日～5月4日，芽長0.53～0.68 cm，覆土厚度15.2～16.8 cm。

絕大多數(shù)關(guān)于防治馬鈴薯黑痣病的研究均集中在化學(xué)藥劑防治上[12,13]，本研究首次試圖通過改變馬鈴薯農(nóng)藝措施來規(guī)避黑痣病的發(fā)病。結(jié)果表明，播期、芽長和覆土厚度對馬鈴薯黑痣病病情指數(shù)均有不同程度的影響，且表現(xiàn)為單峰曲線變化，病情指數(shù)峰值均出現(xiàn)在中量水平附近，影響程度表現(xiàn)為覆土厚度＞播期＞芽長。馬鈴薯黑痣病病情指數(shù)小于45%的優(yōu)化栽培方案為：播期5月3～8日，芽長0.26～0.72 cm，覆土厚度14.2～19.6 cm。

綜合考慮馬鈴薯產(chǎn)量和黑痣病發(fā)病，其優(yōu)化栽培方案為：播期5月2～4日，芽長0.5～0.7 cm，覆土厚度15～17 cm。本研究結(jié)果暗示，通過改變栽培方式可規(guī)避馬鈴薯土傳病害黑痣病的發(fā)病，在保證高產(chǎn)的基礎(chǔ)上，適當延遲播種和縮短芽長可更好的規(guī)避馬鈴薯黑痣病的發(fā)病，促進馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

[1]張玉梅.我國馬鈴薯期貨上市條件及其上市后可能帶來的影響分析[J].中國食物與營養(yǎng),2012,18(10):39-41.

[2]裴國平,王蒂,張俊蓮.馬鈴薯連作障礙產(chǎn)生的原因與防治措施[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,37(6):30-32.

[3]白厚義,肖俊璋.試驗研究及統(tǒng)計分析[M].西安:世界圖書出版社,1998.

[4]唐啟義,馮明光.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社, 2006.

[5]張葦.脫毒馬鈴薯氮磷鉀肥料效應(yīng)數(shù)學(xué)模型的研究[J].中國馬鈴薯,2006,20(6):336-338.

[6]孫啟善,王慶亞,孫敦恒,等.山藥栽培數(shù)學(xué)模型及優(yōu)化農(nóng)藝的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2004,20(1):79-80.

[7]高聚林,劉克禮,張寶林,等.馬鈴薯高產(chǎn)優(yōu)化栽培措施與產(chǎn)量關(guān)系模型的研究[J].中國馬鈴薯,2003,17(3):131-136.

[8]劉愛華,何慶才,蔣燕,等.馬鈴薯施用Mg、N、P2O5、K2O肥優(yōu)化數(shù)學(xué)模型研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(10):203-205.

[9]葛長琴,刁艷梅,等.不同播期對馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)技服務(wù),2008,25(7):21.

[10]孫茂林,李樹蓮,周曉罡,等.馬鈴薯種薯抹芽播種對產(chǎn)量的影響評價[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2008,21(5):1253-1255.

[11]付業(yè)春,顧尚敬,陳春艷,等.不同播種深度對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響[J].中國馬鈴薯,2012(5):281-283.

[12]陳萬利.馬鈴薯黑痣病的研究進展[J].中國馬鈴薯,2012,26 (1):49-51.

[13]劉寶玉,蒙美蓮,胡俊,等.5種殺菌劑對馬鈴薯黑痣病的病菌毒力及田間防效[J].中國馬鈴薯,2010,24(5):306-310.

Avoidance Effect of Bud Length,Sowing Period and Thickness of Covering
Soil on Rhizoctonia solani and Their Effects on Yield of Potato

ZHANG Zhifang1,YANG Haiying1＊,YUN Ting2,SHI Xiaohua1,LI Yanqiang1,CAO Yali2,JU Huaiqing2
(1.Inner Mongolia Potato Breeding Center,Hohhot,Inner Mongolia 010031,China;
2.Inner Mongolia Zheng Feng Seed Potato Co.Ltd,Hohhot,Inner Mongolia 010031,China)

This study aimed to investigate the avoidance effect of bud length,sowing period and thickness of covering soil on Rhizoctonia solani and their effects on the yield of potato.The quadratic general rotary unitized design of three factors withfivelevelsineachfactorwasusedtoestablishthemathematicmodelandoptimizemeasuresthatweresuitableforpotato high-yielding and disease-control cultivation.The main effects analysis showed that the effects of bud length,sowing period andthicknessofcoveringsoilontheyieldinpotatoinorderwasthicknessofcoveringsoil＞budlength＞sowingperiod,andon R.solanidiseaseindexinpotatoinorderwasthicknessofcoveringsoil＞sowingperiod＞budlength.Theoptimizedcultivation schemeforgettinghigheryieldthan3000kg/667m2andlessRhizoctoniasolanidiseaseindexthan45%inpotatowasshowed as follows:suitable sowing period(May 2 to 4),bud length(0.54-0.68 cm)and thickness of covering soil(15-17 cm).These dataprovideascientificbasisforsettingupafeasiblesystemforpotatocultivation.

potato;principal factor analysis;yield;Rhizoctonia solani,disease index

S532

A

1672－3635（2014）01-0043-06

2013-12-11

內(nèi)蒙古自治區(qū)科技重大專項項目（2013）和公益性行業(yè)科研專項（201203012-4-2）資助。

張智芳（1975-），女，副研究員，主要從事馬鈴薯病蟲害及栽培技術(shù)研究。

楊海鷹，研究員，主要從事馬鈴薯栽培技術(shù)研究，E-mail：nmzfyhy@163.com。