土壤水分調虧處理膜下滴灌馬鈴薯耗水特征及生長動態

李 晶，張恒嘉，周 宏

(甘肅農業大學工學院農業水利工程系， 甘肅 蘭州 730070)

土壤水分調虧處理膜下滴灌馬鈴薯耗水特征及生長動態

李 晶，張恒嘉，周 宏

(甘肅農業大學工學院農業水利工程系， 甘肅 蘭州 730070)

以青薯“168”為試驗材料，通過大田試驗，研究了膜下滴灌調虧對河西綠洲馬鈴薯土壤水分動態、耗水特征、生長動態及產量的影響。試驗設5個水分調虧處理，即塊莖形成期和塊莖膨大期分別進行輕度(55%～65%田間持水量，FC)和重度(45%～55%FC)調虧，淀粉積累期輕度(55%～65%FC)調虧，以全生育期充分供水(65%～75%FC)為對照。結果表明：受水分調虧影響，上層0～40 cm土壤水分變化較下層40～60 cm明顯，馬鈴薯塊莖膨大期經受輕度和中度水分虧缺土壤貯水量顯著(P<0.05)低于充分供水8.1%和18.7%，耗水強度則顯著降低60.0%和73.0%。塊莖形成期進行不同程度水分調虧后復水，其葉面積指數(LAI)、光合勢(LAD)、相對生長率(RGR)均表現出補償效應，而塊莖膨大期進行輕度和中度水分調虧以及淀粉積累期輕度水分調虧LAI、LAD及RGR均呈下降趨勢，其薯塊產量與全生育期充分供水相比分別降低22.3%、26.5%、38.7%。因此，馬鈴薯生長后期應注重供水以延長綠葉面積，對作物產量的形成有利。

水分調虧；膜下滴灌；馬鈴薯；耗水特征；生長動態

馬鈴薯在世界范圍內廣泛種植，世界馬鈴薯中心(World Potato Center)調查結果顯示，到2020年馬鈴薯世界需求量將超過小麥、水稻、玉米而躍居第一位[1]。中國是世界上最大的馬鈴薯生產國，隨著加工業的發展和產業結構的調整，馬鈴薯已成為西部地區高產、穩產且具有高經濟收益的優勢作物之一[2]。長期以來，對于地處我國西北干旱內陸河流域的河西綠洲灌區而言 ，水分始終是該區作物生產的主要限制因子[3]。膜下滴灌技術由于其顯著的節水、增溫和保墑特性，可為作物生長創造適宜的土壤生長環境。已有研究表明，地膜覆蓋和滴灌技術均可顯著提高馬鈴薯產量和水分利用效率[4-6]。侯曉燕等[7]認為馬鈴薯生長前期覆膜(滴灌)可使表層土壤日平均溫度提高2℃～9℃。王鳳新和康躍虎等[8]認為滴灌灌水頻率為1次/1d、土壤基質勢為-25 kPa時馬鈴薯產量最高，塊莖形成期和膨大期土壤基質勢均為-25 kPa而淀粉積累期為-35 kPa時，馬鈴薯產量和水分利用效率均為最高。本文通過在河西內陸干旱區開展馬鈴薯大田試驗，研究分析了水分調虧對膜下滴灌馬鈴薯不同生育階段土壤水分變化、耗水特征、生長動態及產量的影響，進一步揭示馬鈴薯膜下滴灌的增產機理。

1 研究內容與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2012年4—10月在甘肅省張掖市水務局國家重點灌溉試驗站進行。該站位于張掖市西北約20 km處，海拔1 482.7 m，東經100°26′，北緯38°56′。年均降雨140 mm，蒸發量大于2 000 mm，晝夜溫差大，屬于典型的大陸性干旱氣候。試區地勢平坦，地下水埋深大于20 m，土質為中壤土，土壤肥力中等，pH值8.4，土壤比重2.7，0～100 cm土層土壤容重1.46 g·cm-3，田間持水量為22.8%(重量比)，0～20 cm耕層土壤有機質含量1.37%，速效磷13.4 mg·kg-1，堿解氮61.8 mg·kg-1，速效鉀190.4 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

供試材料為“青薯168”，屬晚熟菜用型和淀粉加工兼用型品種。于2012年4月20日播種，同年10月19日收獲，全生育期182 d，降水量140.8 mm。試驗依不同水分調虧水平和調虧生育期設5個處理(WD1～WD5)，1個對照(CK)，分別在馬鈴薯塊莖形成期、塊莖膨大期和淀粉積累期3個生育階段進行水分調虧。研究計劃濕潤層深度為60 cm，分別以土壤水分占田間持水量的65%～75%為充分供水，55%～65%為輕度水分虧缺，45%～55%為重度水分虧缺(表1)，多年研究表明水分控制上下限范圍與該區域實際較為吻合[9]。

采用起壟覆膜與膜下滴灌相結合的栽培方式，單壟雙行種植，壟寬80 cm，壟高20 cm，壟距40 cm，株距20 cm。壟間鋪設滴灌帶(φ16 mm)，滴孔間距20 cm，其上覆膜，其中滴頭流量2.5 L·h-1，工作水頭6 m。試驗為單因素隨機區組排列，小區面積36 m2(10 m×3.6 m)。每個小區為一個滴灌支管控制單位，支管單元入口安裝有閘閥和水表。鑒于該區的多年實測資料，本試驗土壤濕潤比取54%。播種前試驗地均勻撒施氮肥和磷二銨各80 kg·hm-2作為基底肥，并在塊莖形成期追施氮肥20 kg·hm-2。

表1 試驗設計方案/%1)

注：1) 土壤含水量占田間持水量的%。

Note: 1) means soil water content in percent of field capacity.

1.3 測定項目及方法

(1) 產量：按小區單獨收獲計產，分別記錄各小區薯塊產量和商品薯產量。

(2) 土壤水分：用土鉆取樣烘干法測定土壤含水率。馬鈴薯根系主要分布在0～40 cm范圍內[10]，因此根據試區實際情況，每個小區隨機選取一壟在距滴灌帶進水口30～50 cm和距滴灌帶末尾30～50 cm處取土。本研究播種前(4月19日)、收獲后(10月19日)取土深度為1 m，分6個剖面梯度測定：0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm。生育期內每隔7～10 d取土1 次，測定深度為60 cm，按0～10、10～20、20～40、40～60 cm分4個剖面梯度取土，灌水和降雨后加測。當土壤含水量降至表1控制下限時，立即進行灌水，灌水量由下式確定[11]：

m=10ρbH(βi-βj)

式中，m為灌水量(mm)；ρb計劃濕潤層內土壤容重(g·cm-3)；H為計劃濕潤層深度(cm)，本試驗為60 cm；βi為目標含水量(田間持水量乘以設計目標相對含水量上限)；βj為自然含水量，即灌前土壤含水量。灌水量由水表計量，確保各處理3個重復灌水量一致。所得灌水量(mm)根據關系式“灌水量(m3·hm-2)=[灌水層厚度(mm)×667/1000]×15”換算成以體積表示的灌水量(m3·hm-2)。降雨量(mm)和全生育期耗水量(mm)的換算亦如此。表2為馬鈴薯生育期內灌水量和降雨量。

表2 馬鈴薯生育期內灌水量和降雨量/mm

(3) 馬鈴薯耗水量：采用水量平衡法[12]計算。

式中，ET1-2為某生育階段始末的作物耗水量(mm)；i為土壤層次編號；n為土壤層次總數；ri為第i層土壤干體積重量(g·cm-3)；Hi為第i層土壤厚度(cm)；Wi1、Wi2分別為第i層土壤在時段始末的重量含水率(%)；M、P分別為時段內灌水量和有效降雨量(mm)，其中降雨量以試區氣象站所測數據為準；K為時段內深層土壤水補給量(mm)，試區地下水埋深>20 m，故K值為0；C為時段內排水量(為地表排水與下層排水之和，mm)，試區屬綠洲干旱區，灌水上限最大為田間持水量的75%，不會產生向100 cm土層以下的深層滲漏，故C取值為0。

(4) 作物指標測定

生育時期觀測：生育期主要包括出苗期、幼苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期。各生育期以該品種50%達到發芽或現蕾等為標準。

株高、莖粗：選試驗小區中部的植株進行測定，在中間滴灌壟選取5株。用鋼卷尺測其生理高度，用游標卡尺垂直壟方向測其生理莖粗，每10天測定一次。

葉面積測定：每小區取樣10株，采用長、寬系數法測定葉面積，葉面積=葉長×葉寬×k，k為葉面積校正系數，馬鈴薯葉面積校正系數取0.76[13]。

干物質：每小區隨機取樣5株，帶回實驗室清洗干凈，按各器官分解稱重裝袋，然后在干燥箱105℃殺青1 h后，80℃烘干至恒重。

(5) 群體生長指標計算方法[14]如下：

葉面積指數：LAI=單株葉面積(m2)×單位土地面積株數(株)/單位土地面積(m2)。

葉片光合勢：LAD=1/2×(LA2+LA1)(T2-T1)

相對生長率：RGR=(lnM2-lnM1)/(T2-T1)

其中，LA1、LA2為T1、T2時間的葉面積，單位為cm2；M1、M2為T1、T2(d)時間的干物質，單位為g·株-1。

1.4 數據處理

采用Excel 2003處理試驗數據并繪圖，用SPSS17.0進行統計分析，并用Duncan的SSR檢驗法進行差異顯著性多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 調虧對膜下滴灌土壤水分的影響

2.1.1 土壤剖面水分變化 圖1為不同生育階段灌水3～4 d后0～60 cm剖面土壤水分變化情況。全生育期內，塊莖形成期和膨大期土壤剖面水分變化平緩，且形成期土壤水分普遍偏低，淀粉積累期總體呈升高趨勢。從不同耕層土壤含水量變化情況來看，膜下滴灌條件下最大含水量主要集中在0～20 cm處，10～40 cm土壤含水量變化最大，其次為0～10 cm，而40～60 cm剖面土壤含水量維持在較低水平。這是由于10～40 cm為馬鈴薯根系分布區和塊莖形成生長區，土壤含水量變化主要受作物生長特性及棵間蒸發的影響。其次，受水分虧缺影響，上層0～40 cm土層水分變化較下層40～60 cm劇烈，且上層土壤含水量高于下層。幼苗期各處理充分供水，上層0～40 cm土壤水分差異不明顯。塊莖形成期分別經受輕度、重度水分虧缺的WD1與WD4處理0～60 cm土壤剖面平均土壤含水量較對照CK降低0.7%、5.8%。塊莖膨大期充分供水處理WD1、WD3、WD4及CK 0～40 cm剖面土壤含水量開始回升，而輕度虧缺WD2與中度虧缺WD5 0～60 cm剖面平均土壤含水量較對照CK降低8.1%、18.7%。淀粉積累期各處理上層0～40 cm土壤含水量與下層40～60 cm差異較大，WD3處理上層0～40 cm土壤水分明顯低于CK，但與其它處理差異不明顯。

圖1 不同生育期0～60 cm土壤剖面水分變化

2.1.2 土壤貯水量 統計分析表明，不同生育階段0～60 cm土層土壤貯水量分析發現，土壤貯水量變化趨勢為淀粉積累期>幼苗期>塊莖膨大期>塊莖形成期(圖2)。幼苗期不同處理土壤貯水量介于109.7～115.6 mm之間，各處理間無顯著差異(P>0.05)。塊莖形成期輕度虧缺處理WD1、中度虧缺處理WD4土壤貯水量與CK間差異均不顯著，而WD4與WD2、WD3間差異達顯著水平。塊莖膨大期中度虧缺的WD5處理土壤貯水量比CK顯著減少18.7%，比輕度虧缺處理WD2也顯著減少11.5%，然而WD2處理與對照CK間土壤貯水量差異不顯著，但與WD1、WD3、WD4間差異顯著。淀粉積累期調虧處理WD3土壤貯水量最小，但這一時期各處理及對照間土壤貯水量差異均不顯著。

2.2 調虧對馬鈴薯耗水特征的影響

2.2.1 日耗水強度 馬鈴薯生育期耗水強度近似為：塊莖形成期>塊莖膨大期>幼苗期、淀粉積累期(表3)，這與馬鈴薯生物生理特性、生長條件相關。全生育期充分供水的CK日耗水強度在各個生育階段均為最大，平均耗水強度為3.18 mm·d-1左右，而各水分調虧處理在調虧生育期內日耗水強度均顯著降低。幼苗期馬鈴薯植株小，氣溫低，日耗水強度在1.21 mm·d-1以上，因各調虧處理均為充分供水，其日耗水強度與CK間無顯著差異。塊莖形成期和膨大期是馬鈴薯營養生長與生殖生長并進期和生殖生長旺盛期，分別歷時41 d和35 d，除本期進行水分調虧的處理外，其它處理日耗水強度分別均在3.83 mm·d-1和3.65 mm·d-1以上。WD1、WD4處理在塊莖形成期分別進行輕度、中度水分調虧，日耗水強度顯著低于CK 45%、51.8%。膨大期復水后的WD1、WD4處理日耗水強度顯著增加，與CK差異不顯著，而該時期進行輕度和中度水分調虧處理WD2、WD5與CK差異顯著，比CK顯著減少60%和73%，且中度水分調虧WD5比輕度調虧WD2日耗水強度顯著減小32.1%。進入淀粉積累期，植株葉面積指數下降，氣溫降低，日耗水強度也呈下降趨勢。此期進行輕度水分調虧的WD3日耗水強度顯著低于CK及其它處理。

圖2 馬鈴薯各生育階段0～60 cm土層土壤貯水量

表3 馬鈴薯各生育期耗水特征

注：表中同列數據字母不同表示在P0.05水平上差異顯著，下同。WC為耗水量簡稱，DWC為日耗水強度簡稱，WCC為耗水模系數簡稱。

Note: Different letters indicate statistical significance atP<0.05 level within the same column. The same as below. WC was the short for water consumption. DWC was the short for daily water consumption. WCC was the short for water consumption coefficient.

2.2.2 耗水模系數 統計分析表明，馬鈴薯各生育期耗水模系數的變化趨勢與耗水強度基本一致，塊莖形成期耗水模系數最高(表3)，各處理及對照平均耗水模系數為35.41%。其次為塊莖膨大期，平均耗水模系數為25.52%。幼苗期和淀粉積累期耗水模系數較低，平均耗水模系數分別為21.53%和17.54%。因不同生育階段水分調虧程度不同，各處理階段耗水模系數存在差異，所有調虧灌溉處理耗水模系數均低于同期對照，且水分虧缺程度越大模系數越小。處理WD5幼苗期耗水93.45 mm，而總耗水量相對較小為386.11 mm，WD5處理此期耗水模數顯著高于CK 15.7%，與WD1、WD2、WD3、WD4處理耗水模系數無顯著差異；在塊莖形成期進行輕度和中度水分調虧的WD1、WD4處理間耗水模數無顯著差異，但顯著低于對照CK，處理WD5形成期耗水模系數為該生育期最高，并顯著高于WD1、WD3、WD4和對照CK；進入塊莖膨大期，各處理及對照CK耗水模系數差異也逐漸變大，WD2、WD5處理在此期分別進行輕度和中度水分調虧，耗水模系數也隨著調虧程度的增大而顯著減小，且顯著低于對照CK 41.7%和62.5%。復水后WD1與WD4處理此期耗水模系數顯著上升，且顯著高于WD2、WD3、WD5及對照CK；處理WD3在淀粉積累期進行輕度水分調虧，但該時期處理WD3耗水模系數與其它處理及對照CK間不存在顯著差異。

2.3 調虧對馬鈴薯生長動態的影響

2.3.1 株高和主莖莖粗 馬鈴薯株高和主莖莖粗生長趨勢基本一致，幼苗期-塊莖形成期緩慢生長，膨大期迅速生長，并達到最高峰，進入淀粉積累期又緩慢生長，生長曲線近似為單峰曲線(表4)。不同程度的水分調虧處理間馬鈴薯株高在幼苗期、塊莖形成期和塊莖膨大期無顯著差異，而塊莖膨大期中度水分調虧的WD5處理進入淀粉積累期復水后，其株高顯著(高于在淀粉積累期進行輕度水分調虧的WD3處理28.1%。不同水分調虧處理間馬鈴薯主莖莖粗在幼苗期、塊莖形成期和淀粉積累期無顯著差異，塊莖膨大期WD5受中度水分調虧的影響，其主莖莖粗顯著低于CK及其它各處理，進入淀粉積累期其主莖莖粗顯著升高，表現出明顯的復水補償效應。

表4 馬鈴薯不同調虧處理株高、莖粗變化動態/cm

2.3.2 葉面積指數和光合勢 由圖3a可知，馬鈴薯葉面積指數(LAI)全生育期變化規律為幼苗期-塊莖形成 LAI緩慢上升，塊莖形成期-膨大期快速上升，膨大期-淀粉積累期緩慢下降(WD1處理除外)，總體呈現單峰增長曲線。除WD1處理LAI高峰值出現在淀粉積累期外，其余處理及對照CK高峰值均出現在塊莖膨大期，并且各處理與對照CK間LAI差異在該時期逐漸加大，進入淀粉積累期后葉片開始脫落，LAI逐漸下降，處理間LAI差異達到最大。由圖3b可知，馬鈴薯生育期前期各處理光合勢(LAD)呈上升趨勢，進入淀粉積累期WD3和CK分別下降6.5%、8.7%，而處理WD1、WD2、WD4及WD5仍有所上升，上升幅度分別為35.4%、3.8%、15.0%、6.6%。

馬鈴薯幼苗期-塊莖形成期-塊莖膨大期各處理及對照間LAI和LAD均有不同程度的上升，WD1處理盡管在塊莖形成期受到輕度水分調虧，但全生育期LAD最大(圖3(b))，呈線性增加趨勢，全生育期充分供水的CK對照LAD始終處于最低水平。進入淀粉積累期，在膨大期受中度水分調虧的WD5處理和積累期輕度水分調虧的WD3處理葉片最先脫落，LAI急劇下降，相應地LAD也呈緩慢下降趨勢。塊莖形成期分別經受輕度、中度水分調虧的WD1和WD4處理進入淀粉積累期后其LAD與其它處理及對照相比有明顯上升趨勢，表明馬鈴薯塊莖形成期受水分虧缺影響，復水后在淀粉積累期LAD較其它處理及對照CK上升幅度大，表現出較強的復水補償效應。

圖3 馬鈴薯生育階段葉面積指數(LAI)和葉片光合勢(LAD)變化動態

2.3.3 干物質積累及相對生長率 由圖4a可知，幼苗期馬鈴薯單株干物質與CK間無顯著差異。塊莖形成期馬鈴薯單株干物質較CK分別降低了51.6%、19.7%、1.9%、63.0%、25.0%，其中水分虧缺處理WD1和WD4較CK下降幅度大，這表明塊莖形成期水分虧缺嚴重抑制了馬鈴薯干物質的積累。塊莖膨大期WD3較CK單株干物質增大1.5%，其它處理則分別降低32.1%、21.7%、31.2%、14.6%，WD1和WD4與CK差距變小，但仍高于該階段受水分虧缺處理WD2和WD5。淀粉積累期各處理較CK單株干物質降低了15.9%、13.4%、5.4%、21.7%、37.0%。從整個生育期來看，盡管水分虧缺后復水馬鈴薯單株干物質有一定的補償能力，但是補償能力有限，最終仍然會影響光合產物的積累。

由圖4b可知，調虧灌溉對各生育階段相對生長率(RGR)無顯著影響(P>0.05)。RGR在馬鈴薯一生以幼苗期-塊莖形成期階段最高，其中CK最高為0.05 g·g-1·d-1，水分虧缺抑制了WD1和WD4處理干物質增長速率。進入塊莖膨大期后，增長速率逐漸減慢，復水后WD1和WD4處理其RGR明顯有上升，RGR高低排序為WD4>WD1>WD5>WD3、CK>WD2。到淀粉積累期各處理及CK分別為0.03、0.02、0.002、0.02、-0.02、0.01 g·g-1·d-1，WD5首先出現負值，說明在干物質輸出效率上WD5高于其它處理，其次為WD3。總體而言，WD1和WD4處理受塊莖形成期水分虧缺的影響，后期RGR保持在較高水平，而幼苗期-塊莖形成期、膨大期-淀粉積累期因受水分虧缺的影響，WD2、WD3及WD5處理馬鈴薯RGR相對較小。

圖4 不同生育階段馬鈴薯干物質(a)與相對生長率(b)變化

2.4 馬鈴薯產量

全生育期充分供水對照CK薯塊產量最高，塊莖形成期輕度虧缺處理WD1薯塊產量與對照CK差異不顯著(表5)。WD2、WD3和 WD5處理薯塊產量顯著低于CK 22.3%、26.5%、38.7%，說明馬鈴薯生育期后期進行水分虧缺可引起薯塊產量顯著下降。此外，WD1、WD2、WD3、WD4間薯塊產量無顯著差異，表明塊莖形成期土壤水分輕度調虧(55%～65%田間持水量)不會降低膜下滴灌馬鈴薯產量，而塊莖形成期中度(45%～55%田間持水量)、塊莖膨大期輕度和中度水分調虧則顯著降低馬鈴薯產量。

表5 不同水分處理馬鈴薯產量

3 結論與討論

研究表明，較常規灌溉，膜下滴管可有效減少地面蒸發，抑制深層滲漏，減少土壤養分下滲而流失，同時能夠提高土壤水向作物水的轉化效率，為作物生長發育提供良好的土壤水生態環境，對區域社會經濟的發展和生態環境的保護具有重要意義[15]。劉建國[16]等研究認為膜下滴灌棉田土壤水分主要集中在0～30 cm，且灌溉5 d土壤含水量高于普通灌溉，說明滴灌水分主要在表層運動，大量的有限水集中在作物根部，真正達到“作物需水”的目的。本試驗結果與前人研究較為吻合，采用膜下滴灌將計劃濕潤層(60 cm)土壤水分控制在田間持水量的45%～75%范圍內時，水分主要集中在0～40 cm土層，且土壤含水量最大值一般在20 cm深度處，馬鈴薯根系也主要集中0～40 cm范圍內耕作層，為根系充分吸收土壤水分提供了條件，實現提高水分利用效率的目的。

馬鈴薯塊莖形成期土壤剖面水分動態變化及貯水量受水分調虧影響不顯著，這與該時期馬鈴薯對土壤水分的消耗高于其它生育時期有關，階段耗水強度在2.25 mm·d-1以上，耗水模系數介于24.68%～45.50%之間，因此時正值6月中旬—7月下旬，受氣溫、蒸發等氣候因子的影響，棵間蒸發增強。相關研究表明，馬鈴薯從分枝～花序形成期，日需水量迅速增大，花序形成～開花為需水量高峰期[17]，在不影響作物產量前提下，選擇輕度水分虧缺(WD1)可進一步提高作物水分利用效率。膨大期耗水強度和耗水模數低于塊莖形成期，但在該時期無論進行輕度或中度水分調虧均引起不同程度的減產，因此該期灌水對薯塊產量形成有重要作用，為需水關鍵期。

葉片作為作物進行光合作用、輸出光合產物的主要源器官，是產量形成的基礎。大量研究發現，土壤干旱對作物生長發育有明顯抑制作用[18]，復水后對其生長具有一定補償效應[19-20]。馬鈴薯幼苗期、塊莖形成期以莖葉生長為中心，同化物主要用于光合系統的建成，塊莖形成期進行輕度水分調虧的WD1處理與其它處理相比LAI明顯增大，LAD始終保持最高，而同期中度水分調虧的WD4處理LAI上升相對較緩，但生育期末LAD仍有上升趨勢。WD1、WD4處理在塊莖膨大期RGR指標顯著高于其它處理，且WD4較WD1更顯著，直至淀粉積累期仍為最高，表明馬鈴薯塊莖形成期水分調虧復水后有補償效應，尤其是WD4處理。

本研究發現，進入淀粉積累期由于WD3受輕度水分調虧影響，葉片開始脫落，LAD首先下降，WD2、WD5處理在塊莖膨大期受水分調虧影響，其二者末期的RGR也略有下降，WD2、WD3、WD5最終薯塊產量較對照顯著減少22.3%、26.5%、38.7%，但WD1處理進入淀粉積累期葉面積指數仍呈上升趨勢，且薯塊產量與CK差異不顯著，表明馬鈴薯塊莖膨大期之后水分主要用來生殖生長，但營養生長仍然與生殖生長存在水分和光合產物的競爭，產量形成與后期葉片仍有一定關系。劉克禮、張華普等[21]認為馬鈴薯地上部莖葉器官的生長發育是產量形成的物質基礎，馬鈴薯終花期葉片的生長對大薯率和最終產量影響較大[22]。因此，在馬鈴薯農業生產上應重視塊莖膨大期土壤水分供應以延長葉片功能期，保證薯塊產量。

總體而言，土壤水分調虧對膜下滴灌馬鈴薯各生育階段土壤水分、耗水規律及馬鈴薯群體性能均有一定影響，因此可通過不同生育階段土壤水分調控來促進馬鈴薯群體生長以獲得較高產量。

[1] Wang F X, Wu X X, Shock C C, et al. Effects of drip irrigation regimes on potato tuber yield and quality under plastic mulch in arid Northwestern China[J]. Fuel & Energy Abstracts, 2011,122(1):78-84.

[2] 牛秀群,李金花,張俊蓮,等.甘肅省干旱灌區連作馬鈴薯根際土壤中鐮刀菌的變化[J].草業學報,2011,20(4):236-243.

[3] 李 廣,侯扶江.河西地區農業氣候資源與植被的空間分布格局[J].草業學報,2002,11(3):80-84.

[4] 孫尚平,李淑珍.高寒冷涼區馬鈴薯地膜栽培生態效應研究[J].山西農業科學,2004,32(1):26-28.

[5] Baghour M, Moreno D A, Hernández J, et al. Influence of root temperature on uptake and accumulation of Ni and Co in potato[J]. Plant Physiology, 2002,159,1113-1122.

[6] Eldredge, Shock, Saunders. Early and late harvest potato cultivar response to drip irrigation[J]. Acta Hort, 2003,619:233-239.

[7] Hou X Y, Wang F X, Kang S Z, et al. Duration of plastic mulch for potato growth under drip irrigation in an arid region of Northwest China[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2010,150:115-121.

[8] 王鳳新,康躍虎.用負壓計擬定滴灌馬鈴薯灌溉計劃的方法研究[J].干旱地區農業研究,2005,23(3):58-64.

[9] 武朝寶,任 罡,李金玉.馬鈴薯需水量與灌溉制度試驗研究[J].灌溉排水學報,2009,28(3):93-95.

[10] 康躍虎,王鳳新,劉士平,等.滴灌調控土壤水分對馬鈴薯生長的影響[J].農業工程學報,2004,20(2):66-72.

[11] 韓占江,于振文,王 東,等.調虧灌溉對冬小麥耗水特征和水分利用效率的影響[J].應用生態學報,2009,20(11):2671-2677.

[12] 陳玉民.中國主要農作物需水量與灌溉[M].北京:水利電力出版社,1995.

[13] 萬 信,李巧珍,方德彪,等.一種馬鈴薯葉面積校正系數的確定方法[J].資源科學,2012，34(8):1533-1537.

[14] 秦舒浩,張俊蓮,王 蒂,等.覆膜與溝壟種植模式對旱作馬鈴薯產量形成及水分運移的影響[J].應用生態學報,2011,22(2):389-394.

[15] 范文波,吳普特,馬楓梅.膜下滴灌技術生態-經濟與可持續性分析—以新疆瑪納斯河流域棉花為例[J].生態學報,2012,32(23):7559-7567．

[16] 劉建國,呂 新,王登偉,等.膜下滴灌對棉田生態環境及作物生長的影響[J].中國農學通報,2005,21(3):333-335.

[17] 劉宏誼,馬鵬里,楊興國,等.甘肅省主要農作物需水量時空變化特征分析[J].干旱地區農業研究,2005,23(1):39-44.

[18] Alexieva V, Sergiev I, Mapelli S, et al. The effect of drought and ultraviolet radiation on growth and stress markers in pea and wheat[J]. Plant Cell Environment, 2001,12:1337-1344.

[19] Wang C Y, Isoda Akihiroz, Li M S. Growth and eco-physiological performance of cotton under water stress conditions[J]. Agricultural Sciences in China, 2007,6(8):949-955.

[20] Feng Xiaoli, Li Yuxiao, Gu Jianzhong, et al. Error thresholds for quasispecies on single peak Gaussian-distributed fitness landscapes[J]. Journal of Theoretical Biology, 2007,246(1):28-32.

[21] 劉克禮,高聚林,張寶林,等.馬鈴薯器官生長發育與產量形成的研究[J].中國馬鈴薯,2003,17(3):141-145.

[22] 張華普,沈瑞清,郭成瑾,等.馬鈴薯生長后期葉片對產量的影響[J].安徽農業科學,2010,38(29):16182-16183.

Waterconsumptioncharacteristicsandgrowthdynamicsofpotatoundermulcheddripirrigationwithsoilwaterdeficitregulation

LI Jing, ZHANG Heng-jia, ZHOU Hong

(DepartmentofAgriculturalWaterResourcesEngineering,SchoolofEngineering,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou,Gansu730070,China)

An experiment was conducted to determine the effect of water deficit on soil moisture, water consumption, growth, and tuber yield of potato under mulched drip irrigation in Hexi oasis region, with “Qingshu No.168” selected as the experimental cultivar. There were mild (55%～65% of field capacity，FC) and medium water deficit (45%～55%FC) at both tuber initiation and tuber bulking stages, mild water deficit at tuber starch accumulation stage, resulting in five water deficit treatments. The non-soil-water-deficit (65%～75%FC) was taken as control. Results indicated that soil water content varied more in 0～40 cm than 40～60 cm soil layer. The stored soil water for the mild and medium deficit at potato tuber bulking was 8.1% and 18.7% lower than that for full irrigation(P<0.05), and the daily water consumption decreased by 60.0% and 73.0% respectively. The leaf area index (LAI), leaf area duration (LAD), and relative growth rate (RGR) of potato were compensatory increased by re-watering after various water deficit at tuber initiation, while the LAI, LAD, and RGR decreased in the plants subjected to mild and medium water deficit at tuber bulking and mild deficit at starch accumulation, with tuber yield reduced by 22.3%, 26.5%, and 38.7% compared with that of full irrigation. Therefore, green leaf area should be maintained by sufficient water supply at late growth stages of potato, which is beneficial to tuber yield.

water deficit; mulched drip irrigation; potato; water consumption; growth indexes

1000-7601(2017)03-0080-08doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2017.03.13

2016-06-17

：2017-03-16

：國家自然科學基金項目(40801044)；甘肅省高等學校基本科研業務費項目(2012)

李 晶(1987—)，女，甘肅蘭州人，碩士，研究方向為農業水土工程與農業生態。 E-mail: lij8835@126.com。

：張恒嘉(1974—)，男，甘肅天水人，教授，博士生導師，主要從事農業水土資源高效利用的研究。 E-mail: zhanghj@gsau.edu.cn。

S532; S275.6

： A