馬鈴薯品種‘荷蘭15號’主莖密度與植株性狀及塊莖產(chǎn)量的關(guān)系

雷雪萍，李 勇，白雅梅，呂文河*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

馬鈴薯品種‘荷蘭15號’主莖密度與植株性狀及塊莖產(chǎn)量的關(guān)系

雷雪萍1，李 勇2，白雅梅3，呂文河1*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

在中國，馬鈴薯種植密度一般以單位面積播種的種薯（塊）數(shù)來表示。然而，馬鈴薯不同于其他主要糧食作物，種薯（塊）上有多個芽眼，可以長出多個主莖。每個主莖有自己的根、匍匐莖、塊莖、葉和花序。因此，把單位面積的主莖數(shù)作為馬鈴薯種植密度更為合理。試驗(yàn)在大壟（90 cm）機(jī)械化栽培的條件下，明確馬鈴薯‘荷蘭15號’主莖密度與植株性狀及塊莖產(chǎn)量的關(guān)系，通過種薯切塊大小和切塊種植密度的不同獲得單位面積有差異的主莖數(shù)。試驗(yàn)采用二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。種薯切塊大小被安排在主區(qū)，分別設(shè)30，50和70 g共3個處理；株距被安排在副區(qū)，分別設(shè)10，15，20，25，30，35和40 cm共7個處理。單位面積的主莖數(shù)越多，單位面積的總塊莖數(shù)就越多，但平均塊莖重卻越小。然而，主莖數(shù)與總產(chǎn)、商品薯產(chǎn)量、商品薯個數(shù)關(guān)系卻不是直線的，可用二次多項(xiàng)式描述其之間的關(guān)系。對總產(chǎn)量來說，Y總產(chǎn)=903.278 2+63.570 9X-0.914 9X2（R2=0.759 7，P＜0.000 1），當(dāng)X（主莖數(shù)）在35時(shí)，Y總產(chǎn)有極大值2 008，即：當(dāng)主莖數(shù)=35個/m2，總產(chǎn)量=2 008 kg/667m2。該研究結(jié)果可為‘荷蘭15號’的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

馬鈴薯；主莖密度；植株性狀；產(chǎn)量

種植密度是馬鈴薯生產(chǎn)中要考慮的一個重要因素。在中國，一般種植密度以單位面積播種的種薯（塊）數(shù)來表示。在行距一定的條件下，為了方便種植密度也有用株距來表示的，這就特別適合機(jī)械播種來確定播種密度。然而，馬鈴薯不同于其他作物，播下的種薯（塊）由于可能有多個芽眼，所以可長出多個主莖（從芽眼的芽長出的莖），每個主莖可以看作是一個獨(dú)立的植株[1]。研究發(fā)現(xiàn)，主莖密度，定義為單位面積的主莖數(shù)，是表示馬鈴薯種植密度最恰當(dāng)?shù)闹笜?biāo)[2-4]。例如，Reestman和de Wit[5]的研究表明，馬鈴薯產(chǎn)量在很大程度上依賴于單位面積上的主莖數(shù)，其影響程度大于單位面積上播種的種薯數(shù)量。

英國的研究發(fā)現(xiàn)，總產(chǎn)和塊莖大小的分布受單位面積主莖數(shù)影響[2,6,7]。Allen[8]的研究結(jié)果表明，塊莖數(shù)和平均塊莖重受主莖密度、空間分布、品種以及環(huán)境的控制。相反，Goodwin等[9]和Holmes[10]卻沒有發(fā)現(xiàn)主莖密度和塊莖產(chǎn)量這種關(guān)系。在北美，Irritani等[11]以及Lynch和Rowberry[12]發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯品種‘Russet Burbank’塊莖產(chǎn)量和主莖數(shù)之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。一般來說，主莖數(shù)較高會導(dǎo)致每株（穴）塊莖數(shù)較多，但平均塊莖重則較少[13]。然而，把單位面積主莖數(shù)作為密度指標(biāo)的研究在中國還鮮有報(bào)道。

‘荷蘭15號’是馬鈴薯品種‘Favorita’的選系之一。該品種早熟，株型直立繁茂，長勢強(qiáng)；葉片肥大，葉色濃綠，莖粗壯；單株結(jié)薯數(shù)4～5個且較集中，塊莖膨大速度快薯塊較大且均勻，呈長橢圓形，外表光滑，芽眼少而淺，淡黃皮淡黃肉；塊莖休眠期短，耐貯藏。更為重要的是‘荷蘭15號’產(chǎn)量潛力高，食味好，因此深受廣大種植者和消費(fèi)者的喜愛。試驗(yàn)在大壟（90 cm）機(jī)械化栽培的條件下，明確馬鈴薯品種‘荷蘭15號’主莖密度與植株性狀及塊莖產(chǎn)量的關(guān)系，以期為該品種的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

‘荷蘭15號’原種1代，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所提供。

1.2試驗(yàn)方法

由于主莖數(shù)受品種、貯藏及種植時(shí)土壤溫度、種薯切塊大小、株行距等因素的影響，設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)采用同一品種，相同種薯來源，但種薯切塊大小、切塊種植密度不同，以便獲得單位面積有差異的主莖數(shù)。試驗(yàn)采用二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。種薯切塊大小被安排在主區(qū)，分別設(shè)30，50和70 g共3個處理；株距被安排在副區(qū)，分別設(shè)10，15，20，25，30，35和40 cm共7個處理。每小區(qū)6行，行長6 m，壟距90 cm，小區(qū)面積32.4 m2。

試驗(yàn)設(shè)在黑龍江省克山縣一農(nóng)場（N 48°26'，E 126°）。該地區(qū)年平均降雨量500 mm左右，無霜期120 d，年均溫1.5℃。土壤為黑鈣土，有機(jī)質(zhì)含量44 g/kg，速效N、P2O5、K2O分別為181，129.4和335 mg/kg。pH 5.89。2013年5月7日，進(jìn)行深松整地，整地深度30 cm。5月14日，用播種機(jī)的開溝器開溝，肥料選用馬鈴薯專用復(fù)混肥（20∶12∶18）750 kg/hm2，播種時(shí)施肥按試驗(yàn)方案采用一次性施肥方式。5月15日按試驗(yàn)方案播種，后續(xù)田間管理同當(dāng)?shù)厣唐肥砩a(chǎn)大田。

7月25日（盛花期）測定植株性狀，測定指標(biāo)和測定方法如下：

株高（cm）：指從莖基部到主莖最高生長點(diǎn)的距離，每小區(qū)隨機(jī)測定10株，用米尺測量其株高，取平均值。

莖粗（mm）：指主莖基部的直徑長度，每小區(qū)隨機(jī)測定10株，用游標(biāo)卡尺測量垂直于壟方向和平行于壟方向的莖粗，再求10株的平均值。

葉面積指數(shù)：每個小區(qū)隨機(jī)抽取3株并取下所有綠色葉片，取一部分稱重并用葉面積分析儀測定葉面積，根據(jù)比例關(guān)系計(jì)算出單株葉面積，再換算成單位面積（1 m2）的葉面積（葉面積指數(shù)）。

主莖數(shù)（個/m2）：指單位面積上所有的主莖個數(shù)，每小區(qū)隨機(jī)測定10株，取平均值，再換算成個/m2。

分枝數(shù)（個/m2）：指單位面積上所有從主莖長出分枝的個數(shù)，每小區(qū)隨機(jī)取10株，取平均值，再換算成個/m2。

9月19日收獲，測定產(chǎn)量。每小區(qū)去除邊際2行，中間4行取中間2行4 m測產(chǎn)量，分別測定以下幾個重要的產(chǎn)量性狀：

商品薯數(shù)和商品薯產(chǎn)量：商品薯要求塊莖大小大于75 g。收獲時(shí)，按小區(qū)取樣面積（7.2 m2）分別測定商品薯數(shù)和商品薯重。然后，折算成單位面積（667m2）數(shù)據(jù)。

總薯數(shù)和總產(chǎn)量：測定各小區(qū)取樣面積內(nèi)的所有塊莖數(shù)和塊莖重。同樣，折算成單位面積（667m2）數(shù)據(jù)。

平均塊莖重（g/個）：取樣面積塊莖重/取樣單位面積塊莖數(shù)。

1.3統(tǒng)計(jì)分析

株高、莖粗以小區(qū)平均值為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，葉面積指數(shù)、主莖數(shù)、分枝數(shù)以小區(qū)每平方米數(shù)值為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，產(chǎn)量及相關(guān)數(shù)據(jù)按667m2數(shù)值進(jìn)行分析，處理平均值多重比較采用新復(fù)極差法。采用處理平均值進(jìn)行相關(guān)分析和回歸分析。數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析分別采用Excel 2010和DPS 15.10進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1不同種薯切塊大小和株距對主莖數(shù)的影響

不同種薯切塊大小、不同株距對單位面積主莖數(shù)的影響極顯著，種薯切塊大小和株距的互作效應(yīng)對單位面積主莖數(shù)的影響亦達(dá)極顯著水平（表1）。

表1 種薯切塊大小和密度二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)單位面積主莖數(shù)方差分析Table 1 Analysis of variance for main stem number per unit area in a two-factor split-plot design of seed piece size and in-row spacing

處理組合主莖數(shù)的變化范圍6～45個/m2，以種薯切塊30 g株距40 cm的處理組合主莖數(shù)最少，而切塊70 g株距10 cm的處理組合主莖數(shù)最多。對主效應(yīng)來說，種薯切塊30，50和70 g的主莖數(shù)分別為13，18和22個/m2，而株距10，15，20，25， 30，35和40 cm的主莖數(shù)分別為37，24，19，14，12，10和8個/m2（表2）。因此，種薯切塊越大，單位面積的主莖數(shù)就越多，而株距越小，單位面積的主莖數(shù)則越多；雖然種薯切塊大小和株距互作極顯著，但仍可發(fā)現(xiàn)小種薯切塊結(jié)合大株距單位面積的主莖數(shù)少，而大種薯切塊結(jié)合小株距則可以獲得較多的單位面積主莖數(shù)。從本試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，不同種薯切塊大小和不同株距組合可以創(chuàng)造出變化范圍廣泛的單位面積主莖數(shù)，滿足試驗(yàn)?zāi)康牡男枰?/p>

表2 不同種薯切塊大小和株距對主莖數(shù)的影響（個/m2）Table 2 Effects of seed piece size and in-row spacing on main stem number per unit area(No./m2)

2.2植株性狀與產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析

主莖數(shù)與葉面積指數(shù)、株高呈極顯著或顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.827 8、0.545 0，而與莖粗則呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.831 3。這說明單位面積上主莖數(shù)較多，則葉面積指數(shù)較大、株高較高，但莖粗較細(xì)。在被測的植株性狀中，單位面積主莖數(shù)與總塊莖數(shù)、總產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)較大，分別為0.939 5和0.785 7，均達(dá)極顯著水平。葉面積指數(shù)與總塊莖數(shù)、總產(chǎn)量也呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.710 5和0.612 4。再者，株高和總塊莖數(shù)、總產(chǎn)量也呈顯著或極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.505 4和0.594 9。但是，分枝數(shù)和莖粗與總塊莖數(shù)和總產(chǎn)則呈極顯著的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.879 7，-0.846 3以及-0.756 1，-0.713 7。這說明主莖數(shù)多、葉面積指數(shù)大、植株高，單位面積上的總塊莖數(shù)多和總產(chǎn)量高，而主莖較粗、單位面積分枝數(shù)較多則不利于總塊莖數(shù)和總產(chǎn)的形成。莖粗、分枝數(shù)與平均塊莖重呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.855 1和0.823 5，而主莖數(shù)、葉面積指數(shù)與平均塊莖重則呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.813 0和-0.548 2。植株性狀與商品薯塊莖數(shù)、商品薯產(chǎn)量的相關(guān)性與植株性狀與總塊莖數(shù)、總產(chǎn)量的相關(guān)方向相同，但相關(guān)程度低于后者（表3）。

2.3主莖數(shù)與產(chǎn)量性狀的曲線關(guān)系

在主莖數(shù)和產(chǎn)量性狀的二次多項(xiàng)式關(guān)系中，除主莖數(shù)與總塊莖數(shù)、平均塊莖重的二次項(xiàng)回歸系數(shù)不顯著外，其他3個方程的二次多項(xiàng)式系數(shù)均達(dá)極顯著水平（表4）。這說明主莖數(shù)與總塊莖數(shù)、平均塊莖重的關(guān)系可用直線方程來描述，Y總塊莖數(shù)= 9 291.800 6+408.013 9X（R2=0.882 6，P＜0.000 1），Y平均塊莖重=122.064 9-1.081 8X（R2=0.661 0，P ＜0.000 1）。也就是說，單位面積的主莖數(shù)越多，單位面積的總塊莖數(shù)就越多，但平均塊莖重卻越小。然而，主莖數(shù)與總產(chǎn)、商品薯產(chǎn)量、商品薯個數(shù)的關(guān)系卻不是直線的。主莖數(shù)和總產(chǎn)量的關(guān)系可用二次多項(xiàng)式Y(jié)總產(chǎn)=903.278 2+63.570 9X-0.914 9X2（R2=0.759 7，P＜0.000 1）擬合，當(dāng)X（主莖數(shù)）在35時(shí)，Y總產(chǎn)有極大值2 008，即：當(dāng)主莖數(shù)=35個/m2，總產(chǎn)量=2 008 kg/667m2。主莖數(shù)和商品薯產(chǎn)量的

關(guān)系可用二次多項(xiàng)式Y(jié)商品薯產(chǎn)量=842.844 6+42.788 5X-0.780 0X2（R2=0.418 8，P=0.007 6）擬合，當(dāng)X（主莖數(shù)）在27時(shí)，Y商品薯產(chǎn)量有極大值1 430，即：當(dāng)主莖數(shù)=27個/m2，商品薯產(chǎn)量=1 430 kg/667m2。就商品薯個數(shù)來說，主莖數(shù)與其的關(guān)系亦可用二次多項(xiàng)式Y(jié)商品薯個數(shù)=4 445.767 8+414.041 0X-6.525 3X2（R2=0.634 9，P=0.000 1）來擬合，當(dāng)X（主莖數(shù)）在32時(shí)，Y商品薯個數(shù)有極大值11 014，即：當(dāng)主莖數(shù)= 32個/m2，商品薯個數(shù)=11 014個/667m2。

表3 植株性狀和產(chǎn)量性狀之間的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficient between plant traits and yield traits

表4 主莖數(shù)和產(chǎn)量性狀二次多項(xiàng)式回歸系數(shù)的顯著性測驗(yàn)Table 4 Test for significance of regression coefficient in quadratic polynomial

3 討論

確定合適的種植密度是保證塊莖產(chǎn)量和塊莖商品性的重要措施。過去常采用單位面積播種的種薯（塊）數(shù)來表示，但生產(chǎn)上播種的種薯（塊）大小，以及種薯（塊）的生理年齡可能會不同，這就會導(dǎo)致計(jì)算播種量時(shí)產(chǎn)生混亂。相對于單位面積播種的種薯（塊）數(shù)而言，單位面積主莖數(shù)可以更準(zhǔn)確的預(yù)測馬鈴薯產(chǎn)量，部分原因是單位面積的主莖更能準(zhǔn)確地預(yù)測單位面積所結(jié)的塊莖數(shù)[2,3,14-17]。種薯（塊）產(chǎn)生的主莖數(shù)會依不同品種而不同，而且也會隨環(huán)境條件不同而有差異，如種薯貯藏溫度、土壤條件，而適合的種植密度又會隨不同的施肥量有所變化。因此，本試驗(yàn)以馬鈴薯‘荷蘭15號’為試驗(yàn)材料主要研究了單位面積的主莖數(shù)與塊莖產(chǎn)量以及產(chǎn)量性狀的關(guān)系。結(jié)果表明，‘荷蘭15號’單位面積的主莖數(shù)越多，單位面積的總塊莖數(shù)就越多，但平均塊莖重卻越小，這和Iritani等[13]的研究結(jié)果一致。Van Burg[18]的結(jié)果也表明，增加每公頃主莖數(shù)會導(dǎo)致產(chǎn)量的增加。另外，Jarvis和Shotton[19]也觀察到了主莖數(shù)和產(chǎn)量的這種直接關(guān)系。但是，主莖數(shù)和是總產(chǎn)量的關(guān)系卻不是直線的，可用二次多項(xiàng)式加以描述。這是因?yàn)橹髑o數(shù)越多，塊莖數(shù)越多，但平均塊莖重卻隨之降低，這樣就會導(dǎo)致雖然塊莖數(shù)增加，但總產(chǎn)量卻降低。前人關(guān)于主莖數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系的報(bào)道并不一致，有人報(bào)道隨主莖數(shù)增加，單位面積產(chǎn)量增加[20-23]，有人報(bào)道主莖數(shù)對產(chǎn)量無顯著影響[24-26]，亦有人報(bào)道相反的結(jié)果[27]。在解釋試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，一定要注意研究者的試驗(yàn)材料和方法，以及馬鈴薯生長的環(huán)境條件，這樣對理解結(jié)論會有很大幫助。本試驗(yàn)結(jié)果亦表明，主莖數(shù)和商品薯產(chǎn)量的關(guān)系也不是直線的。隨著主莖數(shù)的增加，塊莖數(shù)增多，但平均塊莖重減小，因此能夠達(dá)到商品薯重（＞75 g）的塊莖數(shù)隨之變少，從而導(dǎo)致商品薯塊莖數(shù)和塊莖重變小。由于馬鈴薯的生長發(fā)育受環(huán)境影響很大，因此有必要重復(fù)該試驗(yàn)。2014年采用相同試驗(yàn)材料和試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了再次試驗(yàn)，但由于2014年馬鈴薯晚疫病發(fā)生嚴(yán)重，雖然采用了化學(xué)防控，但效果并不理想，在一定程度影響了馬鈴薯的正常生長發(fā)育，所以本文在數(shù)據(jù)分析時(shí)沒有包括2014年的數(shù)據(jù)。為使該試驗(yàn)結(jié)論更加可靠，將來有必要采用不同品種、不同地點(diǎn)、不同年份進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)。

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Relationships of Main Stem Density to PlantTraits and Tuber Yield in'Helan 15'Potatoes

LEIXueping1,LIYong2,BAIYamei3,LU Wenhe1＊
(1.College ofAgronomy,Northeast AgriculturalUniversity,Harbin,Heilongjiang 150030,China;2.Virus-free Seedling Research Institute,Heilongjiang Academy of AgriculturalSciences,Harbin,Heilongjiang 150086,China;3.College of Resource and Environment,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin,Heilongjiang 150030,China)

ract:Planting density of potatoes in China is usually expressed in the number of seed tubers(seed pieces) planted per unit area.However,potato seed tuber(seed piece),different from seeds of other food crops,has more than one eye,and can produce multiple main stems.A single stem has its own roots,stolons,tubers,foliage and inflorescences.Thus,it is more logical to treat main stem number per unit area as a unit of population.The purpose of this research was to understand the relationships of main stem density to plant traits and tuber yield in'Helan 15' potatoes cultivated mechanically in large ridged-row(90 cm).Various main stem numbers per unit area were attained through manipulating seed piece size and in-row spacing.The experiment was laid out in a split plot design of threereplications,with seed piece size(30,50 and 70 g)being arranged into main plots and in-row spacing(10,15,20,25, 30,35 and 40 cm)into split plots.Main stem number per unit area was positively associated with totaltuber number,but negatively with mean tube weight.However,the relationships of main stem density to the total yield,marketable tuber yield,and marketable tuber number were not linear,and could be described using quadratic polynomialequations.For the totalyield,Ytotalyield=903.278 2+63.570 9X-0.914 9X2（R2=0.759 7,P＜0.000 1）,and when X=35,Y=2 008 kg/667m2, the highestvalue.These results mightprovide theoretic basis for high-yielding cultivation of'Helan 15'potatoes.

ords:potato;main stem density;plant trait;yield

S532

A

1672－3635（2017）01-0018-07

2016-12-27

國家科技支撐計(jì)劃課題（2012BAD06B02）。

雷雪萍（1990-），女，碩士研究生，主要從事馬鈴薯栽培技術(shù)研究。

呂文河，教授，主要從事馬鈴薯遺傳育種與栽培生理研究。