馬鈴薯高產(chǎn)栽培技術(shù)要素的優(yōu)化

謝哲權(quán)，趙 索，董 揚

（1.汕頭市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，廣東 汕頭 515000；2.汕頭市果樹研究中心，廣東 汕頭 515000；3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

0 引言

馬鈴薯（Solanum tuberosum），又稱土豆、洋芋等，是茄科茄屬的一年生雙子葉植物，以塊莖進(jìn)行無性繁殖。由于馬鈴薯含有淀粉、糖、VC、蛋白質(zhì)等豐富的營養(yǎng)價值被譽為“十全十美的食物”，同時馬鈴薯也被用作輕工業(yè)生產(chǎn)和食品產(chǎn)業(yè)鏈加工的原料[1]。馬鈴薯也是我國重要的糧食作物與經(jīng)濟(jì)作物[2]。近年來，我國的馬鈴薯生產(chǎn)在國際上具有舉足輕重的地位，播種面積和總產(chǎn)量均已居世界第1 位[3]，在馬鈴薯主糧化的種植目標(biāo)指引下，南方馬鈴薯種植面積不斷增加[4]。馬鈴薯適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、糧菜飼兼用，加工用途多，經(jīng)濟(jì)效益好，對保障國家糧食安全、幫助貧困地區(qū)增收、振興地區(qū)經(jīng)濟(jì)意義重大[5]。近年來，隨著馬鈴薯在中國乃至全球主食化戰(zhàn)略的推進(jìn)，人們的消費結(jié)構(gòu)和馬鈴薯的市場需求發(fā)生了很大變化[6]。

廣東省汕頭市糧食生產(chǎn)以水稻栽培為主，主要在水稻收獲后，利用冬閑地栽培馬鈴薯，因其栽培季節(jié)多在秋冬或冬春2 季，同時作為重要的倒茬作物，可以避免由于常年單一作物種植，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)養(yǎng)分偏耗、微生物群落結(jié)構(gòu)失衡、病原菌菌群富集等問題。種植地上部的植物多樣性會對地下部的微生物多樣性產(chǎn)生影響，同時，不同作物與土壤生物間在多方面的相互作用，改變作物根際環(huán)境，促進(jìn)各類微生物菌群的繁殖，改良土壤酶活性和微生物活性。因此馬鈴薯的倒茬種植對于土壤微生物多樣性的修復(fù)具有重要作用。汕頭地區(qū)無霜期在300 d 以上，年平均溫度18～24 ℃，年降雨量在1 000～3 000 mm 之間，屬于海洋性氣候，夏長冬暖，四季不分明，栽培的品種類型應(yīng)選用對光照不敏感的中晚熟品種。該區(qū)是目前中國重要的商品薯出口基地，也是目前馬鈴薯發(fā)展最為迅速的地區(qū)。隨著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，探索通過改進(jìn)耕作栽培措施提高馬鈴薯的生產(chǎn)水平顯得尤為必要。馬鈴薯的傳統(tǒng)種植方式是起壟種植，產(chǎn)量受當(dāng)季降水的制約，同時還影響馬鈴薯塊莖的品質(zhì)。長期以來馬鈴薯單產(chǎn)不高，重育種、輕栽培，栽培管理粗放一直是限制其生產(chǎn)發(fā)展的主要原因。

王臣等[7]和商美新等[8]的研究指出合理的灌溉定額和施氮量更有利于馬鈴薯產(chǎn)量的提高，但過量施入氮肥會降低馬鈴薯產(chǎn)量[9]。為提高馬鈴薯產(chǎn)量，很多農(nóng)戶盲目過量施用化肥，導(dǎo)致土壤板結(jié)、土地硬化、土壤肥力下降，不僅影響馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)，還會造成嚴(yán)重的污染問題[10]。針對這一系列問題，通過設(shè)立正交試驗，研究不同株距、壟距、覆膜、噴施葉面肥、底肥施用量與露地滴灌等不同條件下對馬鈴薯植株的光合特性和產(chǎn)量的影響，旨在確立適合汕頭市的馬鈴薯塊莖種植方式和適宜的肥水管理制度，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的馬鈴薯栽培技術(shù)和水分管理技術(shù)。

1 試驗設(shè)計與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020—2021 年在汕頭市澄海區(qū)進(jìn)行。供試馬鈴薯品種為克新4 號、費烏瑞他、黃麻子、中薯5號。試驗區(qū)地勢平坦，肥力水平中等，前作為水稻。試驗地土壤理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤基本理化性狀

1.2 試驗設(shè)計

2020—2021 年試驗采用混合水平正交設(shè)計L16（44×23），根據(jù)試驗計劃表進(jìn)行試驗（見表2），16個處理，3次重復(fù)，各小區(qū)隨機(jī)排列，以常規(guī)栽培為對照CK。對照表中小區(qū)處理每壟上安裝一條旁壁式滴灌帶，另一部分處理進(jìn)行相同水量的漫灌。在出苗后30 d 和45 d 在對照表中小區(qū)處理噴施2 次6%的葉面寶葉面肥，另一部分噴等量的水為對照。各處理小區(qū)長為6 m，寬為5m，面積為30 m2，小區(qū)四周設(shè)保護(hù)行。

表2 正交設(shè)計試驗表

于2020 年10 月20 日及2021 年1 月10 號播種，采用稻草覆蓋覆土栽培技術(shù)，每穴播1個催好芽的種薯，覆土厚度在8cm 左右。播種后管理技術(shù)同馬鈴薯常規(guī)栽培管理。

株距：1—20 cm；2—25 cm；3—30 cm；4—35 cm。

壟距：1—65 cm；2—80 cm；3—90 cm；4—100 cm。

品種：1—克新4 號；2—費烏瑞他；3—黃麻子；4—中薯5 號。

肥料：1—馬鈴薯專用肥1 800 kg/hm2；2—馬鈴薯專用肥2 100 kg/hm2；3—馬鈴薯專用肥2 400 kg/hm2；4—馬鈴薯專用肥2 700 kg/hm2（營養(yǎng)成分：有機(jī)質(zhì)≥45%，有益活性菌≥3 億/g，土壤酵母素≥26%，含硅有機(jī)稀土≥2.4%，Pe 重茬原粉≥4.1%，農(nóng)用甲殼素≥5.2%，中、微量元素≥5%。）。

覆膜：1—覆膜；2—不覆膜。

滴灌：1—滴灌；2—漫灌。

葉面肥：1—噴施葉面肥；2—不噴施頁面肥（0.6%葉面寶）。

1.3 測定項目

1.3.1 不同處理對馬鈴薯光合能力的影響

在馬鈴薯出苗期（出苗后30 d）、始花期（出苗后50 d）及成熟期（出苗后60 d），選晴朗無云的上午，用美國LI-6400 型光合儀測定葉片的光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）。測定時采用開放式氣路，光強(qiáng)、溫度、濕度和CO2濃度均與外界條件相同，每處理測定10株，重復(fù)測定2次。

1.3.2 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

系統(tǒng)觀察，對薯秧比、大薯率、單株薯重，產(chǎn)量測定采取小區(qū)測產(chǎn)方式。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel2007 和DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析試驗數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果

2.1 各處理對馬鈴薯光合能力的影響

馬鈴薯栽培需要較高的葉片光合能力，促進(jìn)光合產(chǎn)物的合成和積累，為果實生長提供物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。從表3 可以看出光合速率Pn 在2020 年測得處理1、處理3、處理8、處理10 表現(xiàn)最優(yōu)，顯著高于其他各處理（P＜0.05）；2021 年測得處理1、處理3、處理8、處理10、處理12 顯著高于其他各處理（P＜0.05）。氣孔導(dǎo)度Gs 在2020 年測得處理1、處理5、處理8、處理10、處理12 顯著高于其他各處理（P＜0.05）；2021 年測得處理3、處理8、處理11、處理10 顯著高于其他各處理（P＜0.05）。胞間CO2濃度Ci 在2020 年測得的處理3、處理8、處理10、處理9 顯著高于其他各處理（P＜0.05）；2021年測得處理1、處理3、處理8、處理9、處理10 顯著高于其他各處理（P＜0.05）。蒸騰速率Tr 在2020年測得處理1、處理3、處理8、處理10、處理12顯著高于其他各處理（P＜0.05）；2021 年測得處理1、處理3、處理10、處理8 顯著高于其他各處理（P＜0.05）。

表3 2020—2021年各處理對馬鈴薯光合能力的影響

2.2 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表4 可以看出2020 年測得處理1、處理3、處理8、處理10 單株薯重和小區(qū)產(chǎn)量顯著高于其他各處理（P＜0.05）；2021 年測得處理1、處理3、處理8、處理9、處理10、處理11、處理13、處理15單株薯重和小區(qū)產(chǎn)量顯著高于其他各處理（P＜0.05）。2020 年測得處理1、處理3、處理8、處理9、處理10 大薯率顯著高于其他各處理（P＜0.05）；2021 年測得處理10 大薯率顯著高于其他各處理（P＜0.05）。2020 年測得處理1、處理3、處理8、處理9、處理10 薯秧比顯著高于其他各處理（P＜0.05）；2021 年測得處理1、處理3、處理8、處理10 薯秧比顯著高于其他各處理（P＜0.05）。

表4 2020—2021年各處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

3 結(jié)語

近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，馬鈴薯的種植面積不斷擴(kuò)大，由于品種特異性的缺失，受不同地理環(huán)境和氣候條件等方面的影響，馬鈴薯品種在不同的主產(chǎn)區(qū)種植條件下長勢、物候期以及種薯產(chǎn)量也有所不同［11］。篩選適宜當(dāng)?shù)胤N植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的馬鈴薯品種，建立馬鈴薯配套栽培體系顯得尤為重要。通過對不同馬鈴薯品種進(jìn)行比較試驗，結(jié)果可為品種的生產(chǎn)示范和推廣利用提供科學(xué)依據(jù)。采用80 cm 壟距，通風(fēng)透光能力增強(qiáng)，降低了田間濕度，減少病源菌侵染機(jī)會，便于人工和機(jī)械田間作業(yè)。縮小株距到30 cm（種植株數(shù)基本上與小壟相同 ）種植馬鈴薯較60 cm 或70 cm 種植單株結(jié)薯率增多，同時，減少了塊莖由于二次生長引起的畸形、裂溝及青皮現(xiàn)象，明顯提高了塊莖的外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。為確定馬鈴薯專用肥的施用量，在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了田間試驗。通過對2020—2021 年的試驗結(jié)果分析，按照“品質(zhì)優(yōu)先、全面兼顧”的原則，優(yōu)化栽培技術(shù)要素，結(jié)果為按處理10（株距30 cm、壟距80 cm、馬鈴薯專用肥施肥量2 100 kg/hm2或2 400 kg/hm2、覆膜、滴灌、噴施葉面肥）處理后的馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)均顯著高于其它處理，處理10 在兩年的試驗中表現(xiàn)比較穩(wěn)定，其它處理在兩年的優(yōu)化試驗中表現(xiàn)不穩(wěn)定。

采用輪作模式可導(dǎo)致土壤微生物的種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量產(chǎn)生差異，而且輪作對土壤養(yǎng)分吸收的不同，影響到微生物的活性和繁殖力的差異。馬鈴薯根系分泌物中存在化感物質(zhì)已有報道[12]，由于馬鈴薯具有耐瘠薄、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應(yīng)性廣、增產(chǎn)潛力大、產(chǎn)業(yè)鏈長、營養(yǎng)豐富等特點，因此其作為汕頭地區(qū)倒茬的重要作物有一定優(yōu)勢，其根系分泌物及土壤根區(qū)微生物群落的結(jié)構(gòu)變化則有待進(jìn)一步研究。