播期、芽長和覆土厚度對馬鈴薯黑痣病的規避效應及產量的影響

張智芳，楊海鷹*，云庭，石小華，李彥強，曹亞利，鞠懷慶

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

播期、芽長和覆土厚度對馬鈴薯黑痣病的規避效應及產量的影響

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.內蒙古自治區馬鈴薯繁育中心，內蒙古呼和浩特010031；2.內蒙古正豐馬鈴薯種業股份有限公司，內蒙古呼和浩特010031)

為了研究芽長、播期和覆土厚度對土傳病害黑痣病的規避效應及對馬鈴薯產量的影響，本試驗對栽培技術中的芽長、播期和覆土厚度3個重要因素,采用3因素5水平二次通用旋轉組合設計,建立數學模型,優選適合馬鈴薯的高產防病栽培措施。芽長、播期和覆土厚度3因素對馬鈴薯產量效應依次為覆土厚度＞芽長＞播期，對馬鈴薯黑痣病病情指數影響效應依次為覆土厚度＞播期＞芽長。獲得馬鈴薯產量大于3 000 kg/667 m2、黑痣病病情指數低于45%的優化施肥方案為：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體系提供了科學依據。

馬鈴薯；主因子分析；產量；黑痣病；病情指數

內蒙古自治區以其得天獨厚的地理、生態和氣候條件成為我國馬鈴薯種薯和商品薯生產的主要省區之一，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模化種植的迅速發展，更是推動了內蒙古自治區馬鈴薯產業的快速發展。但是，隨著馬鈴薯產業的快速發展，種植面積的不斷擴大，在馬鈴薯主產區，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營已成為一種趨勢[2]，致使馬鈴薯土傳病害的發生呈逐年加重的趨勢，其中黑痣病（Rhizoctonia solani）、枯萎病（Fusarium oxysporum）就是最常見的兩種病害。馬鈴薯黑痣病是內蒙古自治區目前最嚴重、最普遍的一種土傳病害。內蒙古自治區2010～2012年在內蒙古中西部地區調查馬鈴薯黑痣病的數據顯示，普通田塊病株率在5%～10%，嚴重地塊的發病率達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蒙古自治區馬鈴薯種薯和商品薯生產的“頭號殺手”，成為自治區馬鈴薯產業發展的一大障礙。

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象，被植物界認定為最難防治的病害之一。土傳病害傳統防治方法包括農業防治（輪作、種植抗病品種、無土栽培、嫁接等）、生物防治和化學防治等，在生產上化學防治仍然是主要的防治手段，但化學殺菌劑污染環境、病原菌產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育的影響以及對馬鈴薯黑痣病的規避效應，試圖通過改變馬鈴薯規模化生產中栽培措施以規避或減輕黑痣病的發生，從而提高馬鈴薯的產量，為馬鈴薯更為科學合理的種植提供理論依據。

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，由內蒙古正豐馬鈴薯種業股份有限公司提供。

1.2 試驗地概況

四子王旗地處內蒙古自治區中部，位于北緯41°10'～43°22'，東經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。除試驗處理相關設置外，其余與常規大田栽培方法一致。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水平二次通用旋轉回歸組合設計[3]，3個因素分別為播期（X1）、芽長（X2）和覆土厚度（X3），因子編碼及設計水平見表2。經二次通用旋轉組合設計得20個處理組合，試驗結構矩陣見表3。

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

表2 設計水平取值及其編碼Table 2Values and codes of designed levels

表3 試驗設計方案Table 3 Test design scheme

1.5 測定項目及方法

（1）病害調查：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取樣調查1次，每次取樣5株，連續取樣調查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，記錄發病率。

取樣原則：1/2小區作為取樣區，1/2作為測產區。

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

1.6 統計分析

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

應用DPS（7.05）軟件軟件分析，因該軟件統計分析只識別高產指標，而黑痣病病情指數越小，代表發病越輕，所以建立黑痣病病情指數模型時，將病情指數值全部轉化為倒數進行，黑痣病病情指數模型中因子系數越大，說明該因子的影響力就越小。

2 結果與分析

2.1 模型建立

對試驗結果（表4）進行統計分析建立模型如下：

表4 3因素二次通用回歸旋轉組合設計試驗結果Table 4Common quadratic regression rotation designed test results of three factors

模型經方差檢驗：產量模型F1=50.539，P＜0.01；F2=16.553，P＜0.01；病情指數模型F1= 6.192，P＜0.01；F2=11.54，P＜0.01；說明產量模型和病情指數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，可以用模型進行優化分析。

2.2 主因子分析

2.2.1 試驗因子對馬鈴薯產量的影響

由回歸方程顯著性檢驗結果可知，播期（X1）的一次和二次效應以及芽長（X2）的二次效應均達到了顯著水平，覆土厚度（X3）的二次效應達到了極顯著水平。可見，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量均有顯著影響。因為二次通用旋轉回歸設計所得到的回歸模型是經無量綱編碼線性代換后求得的，所以其偏回歸系數已經標準化，偏回歸系數的大小可直接反映變量對馬鈴薯產量的影響程度。依據產量模型一次項所得b3＞b2＞b1，即在該試驗條件下，對馬鈴薯產量的影響覆土厚度＞芽長＞播期。二次項系數|b3|＞|b1|＞|b2|，且二次項系數均為負值,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量的變化。

根據二次回歸通用旋轉設計原理，對二次回歸模型采用“降維法”得出單因子對馬鈴薯產量的主效應方程:

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量，按模型作主效應分析，結果見圖1。

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

從播期、芽長、覆土厚度3因子對馬鈴薯產量影響的主效應（圖1）可看出,覆土厚度對產量影響最大，其曲線斜率最大，與馬鈴薯產量的關系呈凸型二次曲線；芽長影響次之，其曲線斜率小于覆土厚度，與馬鈴薯產量的關系也呈凸型二次曲線；提早播種對馬鈴薯產量影響較小，但延遲播種對馬鈴薯產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果可知，覆土厚度(X3)的一次效應達到了顯著水平，播期(X1)、芽長(X2)、覆土厚度（X3）的二次效應均達到了極顯著水平。可見，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均有顯著影響。因為二次通用旋轉回歸設計所得到的回歸模型是經無量綱編碼線性代換后求得的，所以其偏回歸系數已經標準化。偏回歸系數的大小可直接反映變量對黑痣病病情指數影響程度。依據病情指數模型一次項所得b2＞b1＞b3，即在該試驗條件下，對黑痣病病情指數的影響覆土厚度＞播期＞芽長（系數均為倒數，所以系數越大，說明該因子的影響力就越小），二次項系數|b2|＞|b3|＞|b1|，且二次項系數均為負值，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的變化。

根據二次回歸通用旋轉設計原理，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的主效應方程：

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，按模型作主效應分析圖，結果見圖2。

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

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

2.3 模型的優化

以上述建立的產量和黑痣病病情指數的數學模型為基礎，采用決策頻數分析，在-1.6818＜X＜ 1.6818水平區間經DPS軟件運算，求得在95%置信區域內馬鈴薯產量大于3 000 kg/667 m2的組合方案28套，病情指數小于45%的組合方案5套。馬鈴薯產量和黑痣病病情指數最佳優化方案如表5所示。

表5 馬鈴薯高產優化方案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量均有不同程度的影響，均表現為單峰曲線變化，產量峰值均出現在中量水平附近，影響程度表現為覆土厚度＞芽長＞播期。以馬鈴薯產量大于3 000 kg/667 m2作為高產指標的優化栽培方案為：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。

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

綜合考慮馬鈴薯產量和黑痣病發病，其優化栽培方案為：播期5月2～4日，芽長0.5～0.7 cm，覆土厚度15～17 cm。本研究結果暗示，通過改變栽培方式可規避馬鈴薯土傳病害黑痣病的發病，在保證高產的基礎上，適當延遲播種和縮短芽長可更好的規避馬鈴薯黑痣病的發病，促進馬鈴薯產業健康有序發展。

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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

內蒙古自治區科技重大專項項目（2013）和公益性行業科研專項（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研究。

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