馬鈴薯一水稻輪作系統(tǒng)下馬鈴薯不同種植模式的比較研究

引用格式：，等.馬鈴薯—水稻輪作系統(tǒng)下馬鈴薯不同種植模式的比較研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2025（5）：22-26

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.005.005

中圖分類號：S532 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）05-0022-05

Abstract：Thisstudywasconductedtoimprovethyieldandeficiencyofwinterpotatoplantingunderpotato-ricerotation.Zhongshu 5^′ andFavorita'ereplanteduderteerorogode（N）oventioalode（F），igh-yieldandigfciecyde（HH）， andultrahigh-yieldmode（SH）.Thegowthtraits，yield，andqualityofpotatowerecomparedamongdierentplantingmodes.he resultsshowedtatbothpotatoarietiesadlowerplantheightleaareaindex，iomas，totalyield，andommodityatederthe NOmode thanunderothermodes.HHandSHmodes withincreasedplantdensityandnitrogenapplicationincreasedthenumberof main stems，leaf area index，and biomass accumulation.UnderHH and SH modes，'Zhongshu 5^′ showed the yieldsof 33760.20kg/hm² and （204號 32293.95kg/hm² ，and Favorita' achieved the yieldsof 28021.35kg/hm² and 30001.20kg/hm² ，respectively. However， the difference in potato yieldbetwnHHandSHmodes wasnotsgnificantandtheplantdensityandnitrogenapplicationunder teHHmode werelower thanthoseunderthSHmode.Aftercomprehesiveconsideration，werecommendtheHHmodeofpotatoplantingunderpotatoceotation Key words： potato; rotation system; planting mode; yield

馬鈴薯（SolanumtuberosumL.）是茄科茄屬一年生草本植物，易種植且產(chǎn)量高，在全球廣泛種植。截至2022年，我國馬鈴薯種植面積為455.8萬 hm^2[1] 隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的推進，南方冬閑田已成為我國馬鈴薯的主栽區(qū)之一[2]。然而南方冬作馬鈴薯推廣品種單一，農(nóng)戶習(xí)慣自留薯種，品種退化嚴(yán)重，而且栽培管理水平相對落后，導(dǎo)致產(chǎn)量較低[3]。因此，優(yōu)化種植模式、種植密度及施肥水平等農(nóng)藝栽培管理措施成為實現(xiàn)南方冬作馬鈴薯高產(chǎn)的關(guān)鍵。南方地區(qū)是水稻主產(chǎn)區(qū)，采用馬鈴薯一水稻輪作模式，不僅可以提高復(fù)種指數(shù)，還能改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，增加農(nóng)民收入。

氮是馬鈴薯生長過程中不可或缺的礦質(zhì)元素。崔亮等[發(fā)現(xiàn)合理施氮能促進馬鈴薯生長，提高其產(chǎn)量和品質(zhì)；賀錦紅等[5研究發(fā)現(xiàn)，與不施氮相比，合理增施氮肥可以增加馬鈴薯葉面積指數(shù)、商品薯率、單株結(jié)薯數(shù)、產(chǎn)量和淀粉含量；孫建波發(fā)現(xiàn)施氮處理的植株的根、莖、葉以及塊莖的干重和氮含量均高于不施氮處理；李燕山等[、高天宇等[8]和何昌福[發(fā)現(xiàn)適量施氮可提高氮的利用率，促進馬鈴薯生長和增產(chǎn)，而施氮不足或過量會抑制馬鈴薯植株生長，顯著降低植株和塊莖的干物質(zhì)積累量。

在馬鈴薯生產(chǎn)過程中，種植密度是影響產(chǎn)量的重要因素。安桃芳[]發(fā)現(xiàn)合理的種植密度能提供充足的光照和空間，促進植株生長和塊莖膨大，但密度過低或過高會導(dǎo)致馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)下降。杜大勇[11]、馬虎林等[12]和范香全[13]研究發(fā)現(xiàn)，隨著種植密度的增加，馬鈴薯株高增加，主莖數(shù)減少，氮素積累量和干物質(zhì)積累量逐漸增加。張宇新等[14發(fā)現(xiàn)種植密度為5100株 /667m² 時，塊莖干物質(zhì)與淀粉含量最高。此外，韓玲等[15]和李航兵等[研究表明，在一定種植密度范圍內(nèi)，馬鈴薯的商品薯率和產(chǎn)量隨密度的增加而增加；但超出該范圍后，由于單株結(jié)薯數(shù)減少和單薯重下降，產(chǎn)量和商品薯率會降低。

南方冬馬鈴薯的成熟期一般在4月下旬至5月上中旬，為了不影響次年早稻的播種，故研究采用馬鈴薯一一季晚稻輪作系統(tǒng)。針對南方冬閑稻田種植馬鈴薯面臨的產(chǎn)量潛力難以提高、產(chǎn)量差異大以及資源利用率低等問題，本試驗基于馬鈴薯一水稻輪作系統(tǒng)，研究了不同種植模式對馬鈴薯生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為我國南方冬作馬鈴薯實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設(shè)計

試驗材料為馬鈴薯早熟小葉型品種‘中薯5號’和早熟大葉型品種‘費烏瑞它’。試驗在醴陵市白兔潭鎮(zhèn)基地進行，每個品種設(shè)置零氮模式（NO）、常規(guī)模式（FP）高產(chǎn)高效模式（HH）和超高產(chǎn)模式（SH）4個種植模式，每個模式重復(fù)3次，共24個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，每小區(qū)面積 24m² 。2023年1月17日統(tǒng)一播種，2023年5月5日收獲，具體試驗設(shè)計見表1。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 生長指標(biāo) 在塊莖形成期和膨大期，每個小區(qū)隨機選取5株馬鈴薯，統(tǒng)計株高和主莖數(shù)，利用LI3100C臺式葉面積儀測定葉面積，計算葉面積指數(shù)。

1.2.2生物量在塊莖形成期和膨大期，每個小區(qū)隨機選取5株馬鈴薯，將其地上部和地下部置于105°C 烘箱中殺青 15min ，再 55^°C 烘干至恒重，分別記錄地上部、地下部及塊莖的干重。

1.2.3氮含量在塊莖形成期和膨大期，采用氯仿熏蒸浸提－全氮測定法測定主莖和葉片干樣中的氮含量；在馬鈴薯塊莖膨大期和塊莖成熟期，測定塊莖干樣的氮含量。

1.2.4產(chǎn)量及其構(gòu)成因子在馬鈴薯收獲時，測定各小區(qū)產(chǎn)量，并按照 667m² 折算總產(chǎn)量；收獲后統(tǒng)計單株薯重、單株結(jié)薯數(shù)和單薯重；將單薯重 ?50 g的馬鈴薯定義為商品薯，計算商品薯率。

1.2.5塊莖品質(zhì)采用烘干法測定干物質(zhì)含量，采用比重法測定淀粉含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用MicrosoftExcel2019進行數(shù)據(jù)整理和初步處理，使用SPSS25軟件進行單因素方差分析，比較不同處理間的差異顯著性，使用GraphPadPrism9軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1不同種植模式下馬鈴薯植株的生長指標(biāo)分析

2.1.1株高由圖1可知，在塊莖形成期和膨大期，NO 模式的‘中薯5號’和‘費烏瑞它’的株高顯著低于其他模式；在塊莖膨大期，HH模式的‘中薯5號’和‘費烏瑞它’植株生長較快，株高高于其他模式。2.1.2主莖數(shù)由圖2可知，與塊莖形成期相比，塊莖膨大期‘中薯5號’各模式的主莖數(shù)均有所增加，其中HH模式的主莖數(shù)最多，為13915個;然而，與塊莖形成期相比，塊莖膨大期‘費烏瑞它’各模式的主莖數(shù)均減少。

2.1.3葉面積指數(shù)由圖3可知，在塊莖形成期，‘中薯5號’和‘費烏瑞它’的葉面積指數(shù)均表現(xiàn)為SHgt;HHgt;FPgt;N0 ；在塊莖膨大期，‘中薯5號’的葉面積指數(shù)在HH模式下最大，而‘費烏瑞它的葉面積指數(shù)在SH模式下最大，為6.29。

2.2不同種植模式下馬鈴薯植株的生物量分析

由表2可知，在塊莖形成期，‘中薯5號’的塊莖干重和地下部干重表現(xiàn)為 FPgt;HHgt;SHgt;N0 地上部干重表現(xiàn)為 FPgt;SHgt;HHgt;N0 ，單位面積塊莖干重、單位面積地下部干重和單位面積地上部干重均表現(xiàn)為 SHgt;HHgt;FPgt;N0 。在塊莖膨大期，HH模式的塊莖干重、單位面積塊莖干重、地下部干重、單位面積地下部干重和地上部干重均達(dá)到最大，而NO模式則最小。

由表3可知，在塊莖形成期，‘費烏瑞它’的塊莖干重、地下部干重和地上部干重均在FP模式下最大，而單位面積塊莖干重、單位面積地下部干重和單位面積地上部干重均在SH模式下取得最大值。在塊莖膨大期，F(xiàn)P模式的塊莖干重和地下部干重最大，HH模式的單位面積塊莖干重、單位面積地下部干重、單位面積地上部干重和地上部干重均最大。

2.3不同種植模式下馬鈴薯植株的氮含量分析由表4可知，在塊莖形成期和膨大期，中薯5號’的葉片氮含量表現(xiàn)為 SHgt;FPgt;HHgt;N0 ，且膨大期各模式的葉片氮含量均低于形成期；各模式下‘中薯5號’的主莖氮含量均低于葉片，膨大期各模式的主莖氮含量均低于形成期。此外，各模式下膨大期和成熟期的塊莖氮含量均遠(yuǎn)低于葉片。

2.4不同種植模式下馬鈴薯的產(chǎn)量分析

由表5可知，N0模式下‘中薯5號’和‘費烏瑞它’的總產(chǎn)量、單株薯重、單薯重和商品薯率均顯著低于其他模式?！惺?號’的總產(chǎn)量在HH模式下最高，為 2250.68kg/667m² ，與SH無顯著差異但顯著高于FP和NO；‘費烏瑞它’的總產(chǎn)量在SH模式下最高，為 2 000.08kg/667m² ，與HH無顯著差異但顯著高于FP和 _N0 。

2.5 不同種植模式下馬鈴薯的品質(zhì)分析

由表6可知，F(xiàn)P、HH和SH模式對‘中薯5號’的干物質(zhì)積累和淀粉合成有顯著促進作用，且FP模式促進效果最佳?！M烏瑞它’的干物質(zhì)含量和淀粉含量在HH模式下最高，分別為17.20和11.43g/100g ；SH模式與N0模式的干物質(zhì)含量沒有顯著差異，兩個模式下的淀粉含量差異也不顯著，即SH模式對‘費烏瑞它’的品質(zhì)提升有限。

3 討論與結(jié)論

氮素是馬鈴薯生長發(fā)育的關(guān)鍵營養(yǎng)元素，顯著影響馬鈴薯的塊莖產(chǎn)量和品質(zhì)[17]。郭三妮等[18]研究表明，無氮條件下的馬鈴薯產(chǎn)量和商品薯率均低于低氮、中氮和高氮條件；岳超等[19]發(fā)現(xiàn)施氮處理的馬鈴薯株高在不同時期均高于零氮處理，且產(chǎn)量提高了 32.9%～117.2% ；楊妍等[20]研究發(fā)現(xiàn)，與不施氮處理相比，施氮處理能提高馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)、大薯率和產(chǎn)量。本研究中NO模式的馬鈴薯株高、葉面積指數(shù)、生物量、總產(chǎn)量和商品薯率均低于其他模式，與上述研究結(jié)果一致，這是因為氮肥缺失導(dǎo)致土壤有效氮含量下降，從而抑制馬鈴薯的光合作用和干物質(zhì)積累，最終造成馬鈴薯產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低。

適量的氮肥能促進塊莖形成，加快光合產(chǎn)物向塊莖中運轉(zhuǎn)，促進高產(chǎn)；但施氮過量會提高葉片葉綠素含量和葉面積指數(shù)，促使莖葉生長，造成地上、地下干物質(zhì)分配比例失調(diào)，從而降低產(chǎn)量[21]。本研究中，SH模式較其他模式額外配施了牛廝肥和尿素，施氮量最多，因此‘費烏瑞它’的總產(chǎn)量在SH模式下最高，達(dá)到 2000.08kg/667m² ，說明在一定施氮水平內(nèi)，馬鈴薯產(chǎn)量會隨著氮肥的增加而增加，這與許國春等[22]和Fang等[23]的研究結(jié)果一致。然而，‘中薯5號’在HH模式下的產(chǎn)量為2250.68kg/667m² ，高于SH模式，這是因為施加過量氮肥會增加馬鈴薯晚疫病發(fā)生的風(fēng)險，且‘費烏瑞它’和‘中薯5號’對氮肥的耐受性不同，因此‘費烏瑞它’在較高施氮量下表現(xiàn)出高產(chǎn)，而‘中薯5號’在較高施氮量下晚疫病加劇，產(chǎn)量減少。

種植密度會影響馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)，需要綜合考慮品種、土壤和栽培目標(biāo)，確定最佳種植密度。哈馬窩指[24發(fā)現(xiàn)在一定密度范圍內(nèi)，隨著密度的增加，馬鈴薯的商品薯率和產(chǎn)量增加，單株產(chǎn)量降低；康鵬玲等[25則發(fā)現(xiàn)合理的種植密度促進塊莖干物質(zhì)和淀粉含量的積累。本研究中，HH模式下‘中薯5號’和‘費烏瑞它’的主莖數(shù)、葉面積指數(shù)和總產(chǎn)量均高于FP模式，說明在相同氮肥水平下，增加種植密度有利于充分利用光能，提高光合效率，促進馬鈴薯生長和增產(chǎn)，這與王平等[2的研究結(jié)果一致。此外，‘費烏瑞它’在HH模式下的干物質(zhì)含量和淀粉含量均顯著高于FP模式，而‘中薯5號’在HH模式下的干物質(zhì)含量和淀粉含量均低于FP，但差異不顯著，原因在于馬鈴薯品種有差異，這與梁曉麗[27]和馬燕燕等[28]的研究結(jié)果一致。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)‘費烏瑞它’的產(chǎn)量與主莖數(shù)和葉面積指數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，這說明較多的主莖數(shù)能使植株迅速達(dá)到最大葉面積指數(shù)，促進光合產(chǎn)物的形成和積累，為塊莖生長提供養(yǎng)分，從而提升產(chǎn)量，這與龍國等[29]、仇泰嶺等[30]以及王全九等[31]的研究結(jié)果一致。

綜上所述，種植模式顯著影響馬鈴薯的植株生長、產(chǎn)量和品質(zhì)。高產(chǎn)高效模式（HH）和超高產(chǎn)模式（SH）增加了種植密度和施氮量，有效提高了植株光合效率和氮肥利用效率，促進了主莖數(shù)的增加、葉面積指數(shù)的增大以及生物量的積累，實現(xiàn)了馬鈴薯高產(chǎn)。雖然兩種模式的總產(chǎn)量差異不顯著，但高產(chǎn)高效模式的種植密度和施氮量小于超高產(chǎn)模式，能節(jié)約成本和勞動力，綜合考慮，馬鈴薯一水稻輪作系統(tǒng)下推薦高產(chǎn)高效模式種植馬鈴薯。

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（責(zé)任編輯：王婷）