衡水地區(qū)馬鈴薯-谷子一年兩作種植模式研究

李明哲，崔海英，蘇寶圣，郝洪波*，師志剛（.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北省農(nóng)作物抗旱研究實驗室，河北　衡水　053000；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所，國家谷子改良中心，河北　石家莊　05003）

?

衡水地區(qū)馬鈴薯-谷子一年兩作種植模式研究

李明哲1，崔海英1，蘇寶圣1，郝洪波1*，師志剛2*
（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，河北省農(nóng)作物抗旱研究實驗室，河北衡水053000；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院谷子研究所，國家谷子改良中心，河北石家莊050031）

摘要：以不同熟期類型的馬鈴薯和夏谷品種，在一年兩熟種植模式下，進行了不同播期的生產(chǎn)栽培試驗。結(jié)果表明：馬鈴薯-谷子一年兩熟種植模式中，馬鈴薯應(yīng)選種早熟品種費烏瑞它和中薯5號，適宜播種時間為3月中旬～4月上旬；夏谷宜選擇生育期80～90 d的中熟品種衡谷10號和衡谷13號，播種一般在6月底以前完成。在該種植模式下，馬鈴薯產(chǎn)量約為37 000 kg/hm2、谷子產(chǎn)量約為5 700 kg/hm2，周年純收益可達47 000元/hm2左右。該栽培模式可節(jié)約水資源和灌水成本，且馬鈴薯采用全覆膜雙壟栽培，具有較好的生態(tài)效益。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；谷子；一年兩作；種植模式；產(chǎn)量；經(jīng)濟效益

河北省是全國最大的地下水超采區(qū)，深層地下水位降落漏斗區(qū)有7個，其中衡水-德州漏斗區(qū)面積達到7 933.5 km2。衡水市位于河北省東南部，缺水率高達27.61%，是河北省最大的地下水漏斗區(qū)[1～4]。該地區(qū)種植面積較大的農(nóng)作物為冬小麥、夏玉米和棉花，主要農(nóng)業(yè)種植模式為冬小麥-夏玉米輪作，而冬小麥的灌溉用水占農(nóng)業(yè)灌溉用水總量的70%[5]。有研究證明，人類開采地下水是該區(qū)域地下水位下降的主導(dǎo)因子，其中冬小麥為該區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水的主要消耗作物，是造成農(nóng)業(yè)水分供需失衡的主要原因。從我國食物安全的角度來看，完全放棄冬小麥種植不太可行。在地下水嚴(yán)重超采區(qū)適度壓縮小麥種植面積，能夠在一定程度上緩解地下水漏斗對生態(tài)和地質(zhì)的負面影響，但同時也會造成大量土地春季閑置以及大量光熱資源的浪費。小麥壓縮后種什么，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要迫切解決的問題。為此，立足河北省低平原區(qū)地下水資源緊缺的現(xiàn)狀，研究節(jié)水種植新模式，改變傳統(tǒng)的耕作制度，改善原有的種植結(jié)構(gòu)，有計劃、有步驟地發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，探討農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的新途徑，對指導(dǎo)該類型區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有現(xiàn)實意義，而且也將對全國農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是世界重要的糧食作物之一[6]，具有生長周期短、耐旱耐貧瘠、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、區(qū)域適應(yīng)性廣等特點。按照河北省種植馬鈴薯的生態(tài)區(qū)域劃分，河北低平原區(qū)為以中早熟馬鈴薯種植為主的二季作區(qū)[7]。從種植歷史和馬鈴薯本身的廣適性來看，在該區(qū)域大力發(fā)展馬鈴薯種植并逐步替代高耗水作物冬小麥種植是可行的。2013年衡水市馬鈴薯種植面積為667 hm2左右[8]，與小麥相比可節(jié)水900 m3/hm2以上，平均產(chǎn)量水平在37 500 kg/hm2左右，按照5∶1的比例折糧后，糧食產(chǎn)量水平也可以達到7 500 kg/hm2。就馬鈴薯的增產(chǎn)潛力來看，對保障糧食安全總量水平是可行的，在一定的技術(shù)支持下，將會提高該區(qū)域的糧食產(chǎn)量。谷子抗旱耐瘠、水分利用效率高、化肥農(nóng)藥用量少，是典型的環(huán)境友好型作物，每生產(chǎn)1g干物質(zhì)僅需水257 g，用水量為玉米的1/2左右[9]。衡水地區(qū)谷子傳統(tǒng)種植方式多為夏播，一般在6月中下旬播種，9月下旬收獲，正常年份自然降水即可滿足其生長需要。因此，通過篩選合適的谷子品種并配套科學(xué)的栽培技術(shù)，實現(xiàn)馬鈴薯-谷子一年兩作種植在理論上是可行的。為此，以當(dāng)?shù)叵墓刃缕贩N為核心，結(jié)合配套免耕簡化高效栽培技術(shù)，與不同熟期類型的馬鈴薯品種進行了一年兩作種植模式的栽培效益研究，旨為探索并形成一套以適合的品種、適時播種、輕簡栽培為核心，高效的種植新模式和栽培技術(shù)。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2014年在衡水市桃城區(qū)趙家圈鎮(zhèn)進行，馬鈴薯和夏谷生長季節(jié)的各月氣溫和降水量不同（表1）。試驗地土壤pH值7.8，0～20 cm耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為有機質(zhì)1.286 8%、全氮0.081 3%、全磷0.097 4豫、全鉀2.343 0豫，其中堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為80.233 3、17.846 5和171.233 3mg/kg。

表1　2014年馬鈴薯和夏谷生長季節(jié)的逐月氣象資料Tabal 1 Monthly meteorological data during growth seasons of potato and summer millet in 2014

1.2試驗材料

試驗馬鈴薯品種為隴薯3號、中薯5號和費烏瑞它，所用種薯均脫毒，其中，費烏瑞它和中薯5號為早熟品種（從出苗算起生育期60 d），隴薯3號為中晚熟品種（生育期110 d）；夏谷品種為衡谷10號、衡谷13號和張雜谷11號，其中，衡谷10號為中熟常規(guī)品種，衡谷13號為中熟抗除草劑品種，張雜谷11號為中晚熟抗除草劑雜交谷子品種。

1.3試驗方法

采用區(qū)組試驗設(shè)計，小區(qū)面積100 m2，3次重復(fù)。馬鈴薯設(shè)3月15日、4月1日和4月15日3個播期處理，采用地膜全覆蓋、雙壟集雨溝播種植模式，行距60 cm，株距15 cm，播種深度13 cm；播前撒施三元復(fù)合肥［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=15∶15∶15］1 500 kg/hm2，播后灌水。為保證下茬作物谷子正常的生育期和一年兩作種植模式最佳的整體收益，所有參試馬鈴薯品種均在出苗后70 d收獲，收獲前7～10 d灌水1次。馬鈴薯收獲后及時播種夏谷，夏谷播種時間設(shè)6月10日、6月15日和7月1日3個處理，條狀播種，行距40 cm，播種量15 kg/hm2，留苗密度75萬株/hm2左右。谷子播前不造墑、不施肥，結(jié)合谷子拔節(jié)期中耕追施尿素（N含量46豫）450 kg/hm2。所有谷子品種均在播后苗前噴施44%谷友1 800 g/hm2防除雜草[10]。其他管理同大田常規(guī)。

調(diào)查馬鈴薯的商品薯率和產(chǎn)量，以及夏谷產(chǎn)量。結(jié)合衡水當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟狀況，對不同種植模式的經(jīng)濟效益進行分析。

利用Microsoft Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)整理，利用IBM SPSS Statistics 19軟件以及LSD方差分析法對參試品種產(chǎn)量進行方差分析[11]。

2　結(jié)果與分析

2.1不同播期對參試馬鈴薯品種產(chǎn)量的影響

參試馬鈴薯品種的商品薯率均隨播期的推遲而逐漸降低（表2），表明要獲得較高的商品薯率，應(yīng)提早播種。同一播期處理的參試馬鈴薯商品薯率順序均為費烏瑞它躍中薯5號躍隴薯3號，表明在相同播期下早熟馬鈴薯品種的商品率較高。

參試馬鈴薯品種的產(chǎn)量均隨播期的推遲而逐漸降低，因此，要在有限的生育時間內(nèi)獲得較高產(chǎn)量，應(yīng)提早進行播種。同一播期處理的參試馬鈴薯產(chǎn)量順序均為費烏瑞它躍中薯5號躍隴薯3號，其中，3月15日和4月1日播種的費烏瑞它和中薯5號產(chǎn)量差異均不顯著，但四者均極顯著躍隴薯3號，表明在70 d的生育期內(nèi)費烏瑞它和中薯5號產(chǎn)量較高。與其他播期處理相比，4月15日播種的參試馬鈴薯品種產(chǎn)量差異增大，三者產(chǎn)量差異均達到了極顯著水平，表明隨著播期的推遲，3個馬鈴薯品種的產(chǎn)量差異增大。這與費烏瑞它和中薯5號（生育期60 d）為早熟品種，而隴薯3號（生育期110 d）為中晚熟品種有關(guān)。

綜上分析認為，在馬鈴薯-谷子一年兩作種植模式中，馬鈴薯品種應(yīng)選用早熟品種費烏瑞它和中薯5號，適宜播期為3月中旬～4月上旬。

表2　不同播期下參試馬鈴薯品種的產(chǎn)量Table 2 Yield of tested varieties of potato under different sowing date

2.2不同播期對參試夏谷品種產(chǎn)量的影響

參試夏谷品種的產(chǎn)量均隨播期的推遲而逐漸降低，因此，要在有限的生育時間內(nèi)獲得較高產(chǎn)量，應(yīng)提早進行播種。其中，衡谷10號和衡谷13號6月10日與7月1日播種的產(chǎn)量差異均達到了顯著水平，但這2個播期的產(chǎn)量與6月15日播種的產(chǎn)量差異均不顯著；而張雜谷11號3個播期處理的產(chǎn)量差異均達到了顯著水平。表明衡谷10號和衡谷13號的產(chǎn)量雖然隨播期的推遲而逐漸降低，但對播種時期相對不太敏感；而張雜谷11號產(chǎn)量對播種時間極為敏感，產(chǎn)量會隨著播種時間的推遲而明顯降低。

同一播期處理的參試夏谷產(chǎn)量順序均為衡谷10號躍衡谷13號躍張雜谷11號，且相同播期下衡谷10號與衡谷13號產(chǎn)量差異均不顯著，但均顯著躍張雜谷11號，其中7月1日播種的產(chǎn)量差異達到了極顯著水平。因此，在馬鈴薯-谷子一年兩作種植模式中，谷子品種宜選擇產(chǎn)量較高的中熟品種衡谷10號和衡谷13號。

2.3不同種植模式的經(jīng)濟效益分析

目前衡水地區(qū)主要農(nóng)作物種植模式多為一年兩熟的小麥-玉米輪作以及一年一熟的棉花單作，其中，前者小麥生長期需水量大，灌水成本是棉花的5倍，是馬鈴薯-谷子輪作的1.7倍，經(jīng)濟效益僅體現(xiàn)在后茬玉米上，收益較低；后者棉花一年一作，管理和收獲費工、費時，人工投入較多，收入最少，純收益最低（表4）。馬鈴薯耐旱、耐貧瘠，谷子也是公認的耐旱作物，二者即使在雨養(yǎng)條件下也可獲得較好的經(jīng)濟效益[12]。馬鈴薯-谷子一年兩作種植模式的支出雖然躍小麥-玉米輪作和棉花單作，但純收益為47 100元/ hm2，分別較當(dāng)?shù)匦←?玉米種植模式以及一年一熟的棉花種植模式高29 400元/hm2和36 075元/hm2。更重要的是該種植模式中，馬鈴薯和谷子都為節(jié)水型作物，符合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境要求，節(jié)約了水資源，生態(tài)效益更為可觀。

表3　不同播期下參試夏谷品種的產(chǎn)量Table 3 Yield of tested varieties of millet under different sowing date

表4　2013～2014年衡水市不同種植模式的經(jīng)濟效益?。ㄔ?hm2）Table 4 Economic benefits of different cropping patterns in Hengshui City of 2013-2014

3　結(jié)論與討論

本研究結(jié)果顯示，在馬鈴薯-谷子一年兩熟種植模式中，馬鈴薯應(yīng)選擇早熟品種費烏瑞和中薯5號，適宜播期為3月中旬～4月上旬；夏谷宜選擇生育期80～90 d的中熟品種，播種時間最晚在6月底完成。馬鈴薯采用地膜全覆蓋雙壟播種技術(shù)，可以有效地將春季有限的降雨量最大程度地蓄積起來，并保存于土壤中，以保證馬鈴薯生長所需要的水分，而且還可以提高土壤溫度，有效促進土壤-作物水分的良性循環(huán)，解決春播土豆生育前期降水及土壤溫度與發(fā)育不一致的矛盾[13，14]。夏谷生育期雨熱同期，一般年份無需灌水。由于谷田雜草較多，建議選擇抗除草劑品種如衡谷13號。生產(chǎn)上使用苗前除草劑谷友結(jié)合苗后專用除草劑拿撲凈可有效防除谷田雜草，實現(xiàn)化學(xué)除草，減少勞動強度與投入[15]。若選擇不抗除草劑的品種，則最好在苗期噴施44%谷友。谷友（單嘧·撲滅）WP是南開大學(xué)研制的一個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的二元復(fù)配制劑，是目前國內(nèi)外第一個注冊登記的谷田專用除草劑，用于播后苗前進行土壤處理。

馬鈴薯-谷子一年兩熟種植模式充分利用了2種作物均抗旱的特點，通過良種良法配合，在正常年份雨養(yǎng)條件下即可獲得較好的產(chǎn)量效益，節(jié)約地下水資源，對緩解衡水地區(qū)水資源短缺、發(fā)展節(jié)水生態(tài)農(nóng)業(yè)具有一定的積極意義。

參考文獻：

［1］段永侯，肖國強.河北平原地下水資源與可持續(xù)利用［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2003，（1）：2-8.

［2］吳凱，于靜潔，謝賢群.河北南部平原地下水位變化趨勢及其對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護，2001，2（6）：401-404.

［3］李文體，劉向華，馮謙誠.河北省地下水超采區(qū)劃分及現(xiàn)狀分析研究［J］.地下水，2000，22（2）：50-54.

［4］安國慶，韓奎學(xué).衡水市農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀及對策［J］.南水北調(diào)與水利科技，2012，10（1）：186-188.

［5］王貴玲，陳浩，藺文靜，劉花臺，范琦，張薇.河北省京津以南平原區(qū)未來30年地下水供需預(yù)測［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2006，20（6）：63-68.

［6］屈冬玉，謝開云，金黎平，龐萬福.中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)［J］.農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2007，（7）：4-7.

［7］屈冬玉，金黎平，謝開云.中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)10年回顧（1998～2008）［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2010：76-80.

［8］段培姿，郭珠，劉亮，林金艷.衡水市馬鈴薯生產(chǎn)現(xiàn)狀、限制因素和發(fā)展對策［J］.農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2014，（11）：23.

［9］李蔭梅.谷子育種學(xué)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1997：422.

［10］周漢章，劉環(huán)，薄奎勇，寇俊杰，任中秋，楊忠妍.除草劑谷友對谷田雜草的除草效果及對谷子安全性的影響［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（11）：40-43.

［11］張力. SPSS在生物統(tǒng)計中的應(yīng)用［M］.廈門：廈門大學(xué)出版社，2008.

［12］王萬幸，孔德男，李明哲，孫君茂，王小虎，胡新喜，熊興～.華北漏斗區(qū)雨養(yǎng)栽培條件下馬鈴薯品種的篩選［J］.中國馬鈴薯，2015，（1）：8-13.

［13］郭忠富，馮荔，陳玢.全膜覆蓋雙壟集雨溝播種植馬鈴薯的效益分析［J］.中國馬鈴薯，2012，26（3）：162-166.

［14］農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司，全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心.糧食綠色增產(chǎn)增效技術(shù)模式［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2015：47.

［15］郝洪波，韓鐵峰，李愛國，李積銘，崔海英，李明哲.抗除草劑谷子品種衡谷13號的選育［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，18（6）：83-85.

Study on the Patterns of Planting Twice a Year for Potato and Millet in Hengshui Areas

LI Ming-zhe1，CUI Hai-ying1，SU Bao-sheng1，HAO Hong-bo1*，SHI Zhi-gang2*
（1.Dryland Farming Institute of Hebei Agriculture and Forestry Sciences，Crops Drought-resistant Research Laboratory of Hebei Province，Hengshui 053000，China；2.Institute of Millet Crops，Hebei Academy of Agri-culture and Forestry Sciences，National Millet Improvement Center，Shijiazhuang 050031，China）

Abstract：The two crops planting pattern of different varieties of potato and summer millet was studied. The results showed that the early maturing variety of potato was appropriate，the suitable sowing time was during March 15 to April 10. The suitable sowing time of conventional summer millet varieties was before end of June. Potato under whole plastic-film mulching on double ridges in early spring and planting in catchment furrows obtained a yield of 37 000 kg/hm2and millet yield 5 700 kg/hm2. The net income could reach about 47 000 yuan/hm2. And it could effectively save water and reduce cost with film mulching on early spring of potato with good ecological benefits.

Key words：Potato；Millet；Planting twice a year；Cropping pattern；Yield；Economic benefits

中圖分類號：S532；S515

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-1631（2016）01-0004-04

收稿日期：2015-06-23

基金項目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-07-12.5-B3）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201503001）

作者簡介：李明哲（1976-），男，河北饒陽人，副研究員，碩士，主要從事作物品種選育和栽培技術(shù)推廣工作。E-mail：guziketi@163.com。

通訊作者：郝洪波（1974-），男，河北藁城人，副研究員，主要從事谷子品種選育和栽培技術(shù)推廣工作。E-mail：haohongbo-123@126.com。 師志剛（1978-），男，河北辛集人，研究員，主要從事谷子遺傳育種與材料創(chuàng)新研究。E -mail：shizhi-gang7869@126.com。