栽培措施對馬鈴薯主糧化品種隴薯9號光合參數(shù)及產(chǎn)量的影響

羅愛花，陸立銀，胡新元，謝奎忠，柳永強

（1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的不斷推進，馬鈴薯成為我國四大主糧作物之一，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)在保障我國糧食安全、保護生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著越來越大的作用[1]。馬鈴薯亦菜亦糧，營養(yǎng)價值高，作為食物的消費方式多種多樣[2]。篩選出適宜各生態(tài)區(qū)域的主糧化品種是馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的迫切需求[3-4]。甘肅馬鈴薯種植主要集中在旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)[5-6]，探索旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，尤其是作為優(yōu)質(zhì)種薯繁育基地的高寒陰濕旱作區(qū)適宜種植的馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略需求的新品種（系）及其高效栽培技術(shù)具有重要的實踐指導(dǎo)作用。針對該區(qū)馬鈴薯傳統(tǒng)種植勞動強度大，且農(nóng)村勞力嚴(yán)重不足的現(xiàn)實，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所栽培研究室通過多年的試驗研究發(fā)現(xiàn)，在保持單位面積種植密度不變的情況下，擴大行距、縮小株距，有利于馬鈴薯農(nóng)田通風(fēng)透光，便于農(nóng)田耕作管理，有助于推動機械化耕作，最終實現(xiàn)節(jié)省勞力、減少勞動強度、提高生產(chǎn)效益。為了完善適宜甘肅省高寒陰濕旱作區(qū)種植的馬鈴薯主糧化品種及其集約、高效、安全生產(chǎn)技術(shù)，2017年我們選取馬鈴薯主糧化品種隴薯9號，研究了露地、覆膜、大壟單行、大壟雙行以及常規(guī)施肥、減量施肥等5個栽培措施對淀粉積累期植株葉片生理參數(shù)、田間枯萎病發(fā)病率、產(chǎn)量性狀等的影響，以期為當(dāng)?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設(shè)在甘肅省渭源縣會川鎮(zhèn)，當(dāng)?shù)睾０? 276 m，北緯 35°06′480″，東經(jīng) 103°58′840″。年降水量在500 mm左右，平坦川地，屬旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。土壤為黑麻土。前茬為馬鈴薯。

1.2 試驗材料

供試馬鈴薯品種為隴薯9號，原種，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所提供。供試肥料尿素（含N 46%，由山東瑞星化工有限公司提供）、磷酸二銨（含P2O518%，由湖南省永和磷肥廠提供）、硫酸鉀（含K2O 52%，由云南云天化國際化工股份有限公司提供）。

1.3 試驗方法

試驗共設(shè)5個栽培措施處理，處理A為90 cm壟距單行露地（CK1，常規(guī)施肥，N、P、K質(zhì)量比為10∶8∶5，下同）；處理B為90 cm壟距單行黑膜（CK2，常規(guī)施肥，N、P、K質(zhì)量比為10∶8∶5）；處理C為90 cm壟距單行黑膜+施肥（P、K同常規(guī)施肥，減施N肥10%）；處理D為90 cm壟距單行黑膜+施肥（P、K同常規(guī)施肥，減施N肥20%）；處理E為120 cm壟距大壟雙行黑膜（常規(guī)施肥，N、P、K質(zhì)量比為10∶8∶5）。各處理播種密度一致（63 000株/hm2）。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積36.0 m2（8.0 m×4.5 m），3次重復(fù)。小區(qū)間留走道1 m。于2017年4月23日播種。按照試驗設(shè)計計算各處理小區(qū)施肥量，其中1/4的氮肥在現(xiàn)蕾期結(jié)合培土追施，其余作為基肥施入。播前撒施農(nóng)家肥 37 500 kg/hm2，其他管理同當(dāng)?shù)卮筇锍Ｒ?guī)。現(xiàn)蕾期用4.5%高效氯氰菊酯乳油450 mL兌水450～600 kg/hm2噴霧防治蚜蟲，72.2%霜霉威鹽酸鹽水劑1 000倍液葉面噴施防治晚疫病，每隔7 d噴1次，視田間情況噴3～4次。

1.4 測定項目

1.4.1 光合生理參數(shù)測定 利用LI-6400XT便攜式光合儀在淀粉積累期測定馬鈴薯葉片光合生理參數(shù)，具體包括葉片光合速率[Pn，μmol CO2/（m2·s）]、氣孔導(dǎo)度[Cd，H2O mol/（m2·s）]、細(xì)胞間隙二氧化碳濃度（Ci，CO2μmol/mol）、蒸騰速率[Tr，H2O mmol/（m2·s）]和葉綠素相對含量（SPAD值）。

1.4.2 產(chǎn)量測定 收獲前分小區(qū)挖出薯塊并稱重，求其平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培措施對隴薯9號植株葉片光合速率的影響

測定與統(tǒng)計分析結(jié)果（表1）表明，隴薯9號葉片光合速率以處理B最高；其次是處理C；處理A（CK1）最低。處理A（CK1）與處理B（CK2）之間差異顯著。隨著氮肥用量的減少，隴薯9號葉片光合速率逐漸降低，但處理B（CK2）、處理C、處理D、處理E之間差異不顯著。可見適量減氮對隴薯9號植株葉片光合速率的影響不明顯。

2.2 不同栽培措施對隴薯9號原種葉片相對葉綠素含量的影響

由表1可知，隴薯9號原種葉片的SPAD以處理A（CK1）最高；其次是處理 C；處理B（CK2）最低。不同處理間葉片SPAD值存在顯著差異，處理A（CK1）與處理C差異不顯著，與其余處理差異顯著。黑膜覆蓋（處理B）對隴薯9號原種葉片SPAD值的影響更顯著，相同密度條件下，120 cm大壟栽培（處理E）隴薯9號原種葉片SPAD值明顯高于90 cm黑膜覆蓋（處理B）。由于減少了氮素的使用量，有可能刺激了田間馬鈴薯植株對土壤中氮素的吸收，進而導(dǎo)致隴薯9號原種葉片SPAD值呈逐漸增加的趨勢。

2.3 不同栽培措施對隴薯9號原種葉片相對氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間隙二氧化碳濃度、蒸騰速率的影響

由表1可知，不同栽培措施下，隴薯9號原種的葉片相對氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間隙二氧化碳濃度、蒸騰速率均以處理B（CK2）最高，其次是處理D，處理A（CK1）最低。處理 B（CK2）與處理A（CK1）差異不顯著，與其余處理差異顯著。

表1 不同栽培措施的隴薯9號葉片生理參數(shù)

2.4 不同栽培措施對隴薯9號原種田間枯萎病發(fā)病率的影響

在田間對不同栽培措施條件下隴薯9號原種田間枯萎病發(fā)病情況進行了調(diào)查統(tǒng)計分析，結(jié)果（表2）表明，栽培措施對隴薯9號原種田間枯萎病發(fā)病率具有顯著影響。在相同施肥條件下，以露地處理 A為對照（CK1），處理B（CK2）隴薯 9 號原種田間枯萎病發(fā)病率顯著高于對照（CK1），處理E發(fā)病率低于對照（CK1），但差異不顯著。覆膜條件下，以處理B為對照（CK2），處理C、處理D枯萎病發(fā)病率低于對照（CK2），差異不顯著；處理E隴薯9號原種田間枯萎病發(fā)病率低于對照，差異極顯著。

表2 不同栽培措施處理的隴薯9號田間枯萎病發(fā)病率

2.5 不同栽培措施對隴薯9號原種產(chǎn)量的影響

由表3可知，鮮薯產(chǎn)量以處理E最高，為38 322 kg/hm2；其次是處理B（CK2），為 37 680 kg/hm2；處理A（CK1）最低，為 29 736 kg/hm2。以處理A為對照（CK1）時，處理B、處理E分別較對照增產(chǎn)26.7%、28.8%。以處理B為對照（CK2）時，處理C、處理D分別較對照減產(chǎn)7.6%、9.3%。對產(chǎn)量進行方差分析表明，處理E與處理B差異均不顯著，與其余處理差異極顯著。處理B與處理C、處理D差異均不顯著，與處理A差異極顯著。由此可知，在相同的施肥條件下，覆膜、大壟栽培有助于隴薯9號塊莖產(chǎn)量的提高。在相同的栽培模式下，適量減施N肥有利于隴薯9號在保持塊莖產(chǎn)量下降不顯著的前提下高效安全生產(chǎn)。

表3 不同栽培措施處理的隴薯9號產(chǎn)量及經(jīng)濟效益

2.6 栽培措施對隴薯9號經(jīng)濟效益的影響

從表3可知，以處理A為對照（CK1）時，處理B可增收6 594元/hm2，處理E可增收7 236元/hm2；以處理B為對照（CK2）時，處理C、處理D的純收益分別較對照（CK2）降低2 778、3 096元/hm2，處理E則較對照（CK2）增收642元/hm2。

3 小結(jié)與討論

種植方式、肥料管理等栽培措施均會對作物植株光合生理參數(shù)產(chǎn)生一定的影響。葉綠素作為葉片光合作用的基礎(chǔ)物質(zhì)，是反映植物豐產(chǎn)性能的生理指標(biāo)之一。葉綠素含量因植物種類、品種和生育期不同而存在差異。在高寒陰濕旱作區(qū)，覆膜、大壟雙行壟溝種植模式、不同氮素施用量等對隴薯9號原種的光合生理參數(shù)、SPAD值等的影響存在不同程度的差異。在本試驗環(huán)境下，覆膜和施肥處理顯著影響隴薯9號葉片光合生理參數(shù)和SPAD值，其中減施N肥10%對隴薯9號葉片光合生理參數(shù)的影響較明顯。

馬鈴薯田間枯萎病發(fā)病情況存在基因型差異。統(tǒng)計分析表明，栽培措施對隴薯9號原種田間枯萎病發(fā)病率具有顯著影響。在相同的施肥和90 cm大壟單行種植模式下，黑色地膜覆蓋處理的隴薯9號原種田間枯萎病發(fā)病率顯著高于露地。相同施肥及黑膜覆蓋條件下，120 cm大壟雙行模式隴薯9號原種田間枯萎病發(fā)病率明顯低于90 cm大壟單行模式，差異極顯著。減施N肥10%處理有利于降低隴薯9號原種田間枯萎病發(fā)病率。擴壟縮株大壟雙行栽培有助于減輕隴薯9號原種田間枯萎病的發(fā)生。

栽培措施對不同基因型馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的影響存在差異。栽培模式不同，馬鈴薯生產(chǎn)成本存在差別。除去馬鈴薯生產(chǎn)成本種薯、化肥、地膜、農(nóng)藥、人工等的投入，90 cm寬壟單行黑膜覆蓋較露地增收6 594元/hm2，而120 cm大壟雙行黑膜覆蓋則較90 cm寬壟單行露地增收7 236元/hm2。相同種植模式下，隨著氮肥減施比例以10%的幅度增加，馬鈴薯生產(chǎn)純收益分別較對照降低2 778、3 096元/hm2。由此可見，高寒陰濕旱作區(qū)采用覆膜大壟雙行栽培模式隴薯9號原種田間塊莖產(chǎn)量最高，適量減施N肥更符合馬鈴薯集約、經(jīng)濟高效、安全的生產(chǎn)要求。