陰山地區微壟覆膜側播模式下馬鈴薯適宜群體的確立

缐春媚，秦永林*，樊明壽，賈立國，陳　楊，張子義

（1.內蒙古農業大學農學院，內蒙古　呼和浩特　010019；2.內蒙古農業大學生態資源環境學院，內蒙古　呼和浩特　010019；3.內蒙古農業大學生命科學學院，內蒙古　呼和浩特　010019）

陰山地區微壟覆膜側播模式下馬鈴薯適宜群體的確立

缐春媚1，秦永林1*，樊明壽1，賈立國1，陳楊2，張子義3

（1.內蒙古農業大學農學院，內蒙古呼和浩特010019；2.內蒙古農業大學生態資源環境學院，內蒙古呼和浩特010019；3.內蒙古農業大學生命科學學院，內蒙古呼和浩特010019）

微壟覆膜側播是一項旱作馬鈴薯集雨栽培技術，為了確定該栽培模式在內蒙古陰山地區的適宜種植密度，充分挖掘其集雨增產潛力，以馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）‘克新1號’為材料，通過設置不同種植密度，比較了微壟覆膜側播種植模式下不同群體對馬鈴薯葉面積指數（LAI）、干物質積累和產量構成因子的影響。結果表明，在52 500株/hm2的群體條件下，從塊莖形成期到淀粉積累期群體LAI最大，植株干物質積累與塊莖產量最高，水分利用效率達114 kg/mm·hm2。進一步根據密度與產量的回歸方程推算，在內蒙古陰山丘陵區，微壟覆膜側播種植模式下馬鈴薯最適群體密度為55 476株/hm2。

微壟覆膜側播；馬鈴薯；適宜群體

內蒙古自治區是中國馬鈴薯的主產區之一，但單產水平低于全國平均水平［1，2］，主要由于當地多半以上馬鈴薯是旱作栽培［3］。馬鈴薯是需水較多的作物［4］，生育期土壤水分虧缺成為限制馬鈴薯生長的主要因素［5］。內蒙古旱作馬鈴薯區不僅降水較少，而且土壤水分蒸發強烈［6，7］，因此，將天然降水盡可能多的用于馬鈴薯生長，提高水分利用效率，是提高旱作馬鈴薯產量的重要措施［8］。

關于提高旱作馬鈴薯水分利用效率，已經有一些研究報道。如覆膜、種植方式與馬鈴薯產量及降水利用效率的關系［9］，壟上覆蓋、播種深度，延長揭膜時間等農藝措施對土壤貯水量，土壤溫度，馬鈴薯產量和水分利用效率的影響［10，11］等。本課題組曾針對陰山北麓地區自然氣候特點提出了馬鈴薯微壟覆膜側播技術，被證明可顯著提高馬鈴薯的產量和水分利用效率［1］，為了進一步挖掘該技術的增產潛力，確立適宜的馬鈴薯群體以實現高效集水和高效用水的充分結合，研究了微壟覆膜側播模式下群體結構對馬鈴薯產量形成的影響。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗設在內蒙古呼和浩特市武川縣廠漢木臺鄉，東經111°20'92"，北緯41°15'46.95"，海拔1 602 m。年平均降水量300 mm左右，＞0℃年積溫為2 553℃，全年日照時數為2 963 h，無霜期100 d左右，屬典型的半干旱雨養農業區。該地區日照充足，晝夜溫差和冬夏溫差都較大，冬長夏短。試驗地土壤類型為栗鈣土，土壤0～20 cm的理化性質見表1。

表1　試驗地0～20cm土壤理化性質概況Table 1　Situation of soil physical and chemical properties in upper layer（0-20 cm）of test area

1.2試驗設計

供試品種為‘克新1號’。試驗設置5個密度處理。A：37 500株/hm2，B：45 000株/hm2，C：52 500株/hm2，D：60 000株/hm2，E：67 500株/hm2。種植行距均為50 cm，各密度對應下的株距分別為：53.36，44.46，38.11，33.35和29.64cm。

試驗采用隨機區組設計，3次重復，每個小區面積100 m2，共15個小區。所有處理均采用微壟覆膜側播技術，壟高10 cm，各小區之間設置1 m過道。施用的氮肥為尿素（N 46%），磷肥為過磷酸鈣（P2O516%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 50%），各處理折合施肥量均為N 150 kg/hm2，P2O560 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2，肥料全部基施。播種于2014年5月17日進行，9月13日收獲。

1.3取樣與測定

在出苗后15 d（苗期）、30 d（塊莖形成期）、45 d（塊莖膨大前期）、60 d（塊莖膨大后期）和75 d（淀粉積累期）取植株樣，每個小區取3株，每個處理取9株。測定內容和方法如下：

生物量：采用烘干前后稱重法測定。分根、莖、葉、塊莖分別測定，其中，葉片先進行葉面積測定。

葉面積：采用打孔法，根據打孔葉片面積的鮮重與葉片總鮮重折算整株植株葉面積。

葉面積指數（LAI）=綠葉葉片總面積/土地面積

播種前取0～20，20～40和40～60 cm土層土壤進行土壤水分、養分、pH值的測定，收獲時每個小區取0～20，20～40和40～60 cm土層土壤測定土壤水分。土壤水分的測定采用稱重法。

商品薯率：大于150 g的塊莖產量占總塊莖產量的百分比。

1.4數據統計與計算

試驗數據采用SPSS 18.0和Excel 2003軟件統計分析，降雨量數據來源于武川縣氣象信息服務平臺。

馬鈴薯水分利用效率（WUE）=Yd/（P+△SWS）

Yd：旱作條件下馬鈴薯產量（kg/hm2）

P：馬鈴薯生長季節的降雨量（mm）

△SWS：播種時土壤貯水量與收獲時土壤貯水量之差（mm），試驗采用0～60 cm土層土壤貯水量。其中，0～20，20～40和40～60 cm土層土壤容重分別為1.30，1.42和1.53 g/cm3。

2　結果與分析

2.1不同種植密度下馬鈴薯個體干物質積累的變化

由表2可知，隨種植密度的增大，塊莖與全株的干重均呈先增大后減小的趨勢，其中，除苗期外，在其他各個生育階段，處理B和C的塊莖與全株干重（除全株出苗后30 d）顯著高于處理A、D和E，如在塊莖形成期，處理C塊莖與全株的干重分別是處理A、D和E塊莖干重的1.68，2.38和3.41倍，全株干重的1.14，1.32和1.85倍。此外，在整個生育期內，低密度處理A塊莖與全株的干重顯著大于高密度處理D、E，密度最大的處理E，塊莖與全株的干重整個生育期內均最小。

2.2馬鈴薯群體LAI隨種植密度的變化

由圖1可知，處理A、B、C、D、E的LAI隨著出苗天數的增加逐漸增加，在出苗后45 d達最大值，之后開始減小。在同一生育時期，群體LAI并非隨種植密度的增大呈增大趨勢。出苗后15～30 d，處理D的LAI最大；出苗后30～75 d處理C的LAI最大。處理A、B、C群體的LAI隨生育進程而減小的速率小于處理D、E。出苗后45～75 d，處理A、B、C的 LAI分別減少了19.17%、22.67%和32.06%，而處理D、E的LAI分別減少了49.03%、48.17%。出苗后75 d，處理A、B、C群體的LAI較處理D、E的高22.39%～40.91%。

2.3不同群體結構對馬鈴薯產量及水分利用效率的影響

統計分析表明，微壟覆膜側播模式下，馬鈴薯產量與種植密度存在顯著回歸關系（圖2），回歸方程如下：

Y=-4E-05x2+4.438 1x-91 247 R2=0.929 8**

式中：Y為產量（kg/hm2）；x為種植密度（株/ hm2）。當dY/dX=0時，Y有極大值存在，即Ymax= 31 857.57 kg/hm2，此時對應的密度為 Xopt= 55 476.25株/hm2。即在小于55 476.25株/hm2的密度范圍內，隨著密度的增加，產量逐漸增加，當密度達到55 476.25株/hm2時，產量則開始隨密度的增加而降低。

由表3可看出，馬鈴薯單株薯重、商品薯率均與群體密度有關，處理B、C的單株薯重較其他處理高20.47%～74.02%；各處理馬鈴薯商品薯率大小順序為：處理B＞C＞A＞D、E；從單株結薯數上來看，處理A、D、E較大。從水分利用效率方面看，處理C的WUE最大，較其他處理高17.08%～70.93%。隨著密度的增大，播前土壤與收獲土壤貯水量之差呈增大趨勢。即對土壤水分的消耗增加。

表2　不同種植密度對馬鈴薯干物質積累的影響（g/株）Table 2　Influence of plant densities on potato biomass accumulation（g/plant）

圖1　不同群體密度下馬鈴薯LAI隨生育時期的變化Figure 1　Change in LAI as days after emergence increase under different planting densities

圖2　馬鈴薯種植密度與產量相關關系Figure 2　Relationship between planting density and potato yield

表3　不同群體結構對產量構成因素及水分利用效率的影響Table 3　Dry potato yield components in different population densities and water use efficiency

3　討論

諸多學者在玉米［12］、小麥［13］和煙草［14］等作物上的研究表明，適宜的群體密度可以改善作物冠層分布、水分盈虧、養分吸收，從而達到增產增效的目標。馬鈴薯產量由單株塊莖重量和群體密度2部分構成，二者的充分協調是獲得高產的前提［15］。由于最適群體密度受多種因素的影響，因此，非常有必要確立不同地區、不同品種、不同種植模式等條件下的最適群體密度。翁定河［16］認為閩東北高山區秋種馬鈴薯的高產理想密度為60 000～67 500株/hm2；崔學開等［17］在云南東部研究的馬鈴薯單壟雙行高墑種植模式的適宜密度為48 555～56 730株/hm2。本研究結果表明，采用微壟覆膜側播種植模式，種植密度與產量呈拋物線關系（圖2），根據回歸方程計算得知，在內蒙古陰山地區適宜密度為55 476株/hm2。本試驗處理C設置的密度為52 500株/hm2與之接近。

進一步從作物群體生長的狀況分析，有研究表明，適當降低群體密度可延長葉片衰老速率緩慢的時間［18］，而高的群體密度反而加速了中下部器官的衰老［19］，不利于同化物質的累積和運輸［20］。LAI是反映作物群體生長狀態的指標［21］，是產量形成的基礎。本研究結果顯示，群體LAI從出苗后30～75 d處理C的LAI最大，且處理A、B、C群體的LAI減小速率小于處理D、E（圖1），即處理C生育后期仍維持較高的群體葉面積指數，這從光合性能角度揭示了其高產的原因。不僅如此，本研究還發現，塊莖所占植株干重的比例隨密度的增大呈先增大后減小的趨勢。處理C的塊莖干物質積累比例最高（表2）。意味著馬鈴薯的群體結構不僅與群體光合性能高度相關，而且與同化物的分配密切相關。

本年度生育期內降雨量226.2 mm，屬于常年降雨（200～300 mm），因此通過該試驗所得的最佳密度可以推廣。根據本研究結果，在常年降雨量下，采用微壟覆膜側播技術，馬鈴薯的水分利用效率可達114 kg/mm·hm2。

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Determination of Potato Planting Density Under Micro Ridge with Plastic Cover and Side Planting Mode in Yinshan Area of Inner Mongolia

XIAN Chunmei1，QIN Yonglin1*，FAN Mingshou1，JIA Liguo1，CHEN Yang2，ZHANG Ziyi3
（1.College of Agronomy，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot，Inner Mongolia 010019，China；2.College of Ecology and Environment，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot，Inner Mongolia 010019，China；3.College of Life Sciences，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot，Inner Mongolia 010019，China）

ract:Micro ridge with plastic cover and side planting is a cultivation technique for dry land potato.In order to determine the suitable planting density for Yinshan area of Inner Mongolia，and fully mine its yield potential and rainfall use，the effects of different planting densities on Leaf Area Index（LAI），biomass accumulation，and yield components under micro ridge with plastic cover and side planting mode were studied using potato（Solanum tuberosum L.）'Kexin 1' as material.The results showed that at the density of 52 500 plants/ha，potato population LAI from tuber formation to starch accumulation stage，plant dry matter accumulation and tuber yield were the highest.At this density，the water use efficiency was up to 114 kg/mm·ha.Furthermore，based on yield-density regression equation，55 476 plants/ha was calculated as the optimal population density under micro ridge with plastic cover and side planting mode in Yinshan area of Inner Mongolia.

rds:micro ridge with plastic cover and side planting；potato；optimal population

S532

A

1672－3635（2016）03-0144-05

2015-03-08

公益性行業科研專項“黃土高原雨養農田水分高效利用技術研究與示范（201303104）”；內蒙古自治區自然科學基金“微壟覆膜側播對旱作馬鈴薯產量和水肥利用效率的影響及機理研究（2014MS0322）”；“旱作微壟覆膜溝播馬鈴薯水肥耦合機理的研究（2013MS0302）”。

缐春媚（1989-），女，碩士研究生，主要從事旱作農業研究。

（Corresponding author）：秦永林，實驗師，主要從事植物水分與養分利用研究，E-mail:qyl3339@163.com。