密度及密度調控方式對馬鈴薯農藝性狀及產量的影響

孫 磊，田靜儇，于洪濤，李功軼，邰 楓，張 亮，邢陽洋

（1.東北農業大學資源與環境學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省農業科學院綏化分院，黑龍江 綏化 152000；3.大興安嶺地區農林科學院，黑龍江 加格達奇 165000）

馬鈴薯作為糧飼兼用作物，需求量不斷增加，已成為中國最具發展前景的農作物之一，種植面積逐年上升[1]。密度調控對馬鈴薯農藝性狀影響較大，馬鈴薯的莖粗、株高和葉面積都會因種植密度的改變而增大或減小[2-4]。馬鈴薯的莖粗、株高、葉面積等農藝性狀都與塊莖的生長發育有顯著的相關性[5-7]。莖粗過小植株易倒伏，對其生長發育不利，而莖稈粗壯有利于物質的運輸和分配，可促進產量的形成[8]。葉片是植物進行光合作用的最主要器官，葉面積增大和光合特性增強，生物學產量明顯增加[9]。研究表明隨著葉面積指數的增加，產量表現為單峰曲線變化，葉面積在最適值時，產量達到最大值，隨后產量開始下降[10]。

通常情況下作物的種植密度為單位面積上的播種穴數，但馬鈴薯在同一播種穴中可能會長出一個以上的主莖，因此也可根據單位面積上的主莖數定義馬鈴薯的密度[11]。已有的關于密度的研究多是播種穴數的調整對馬鈴薯農藝性狀及單株產量的影響，鮮有對比播種穴數和調整主莖數對馬鈴薯農藝性狀及產量構成的影響[12]。減少播種穴數、增加主莖數可在保證單位面積主莖數的前提下改善馬鈴薯田間的通風狀況。因此，確定馬鈴薯生產合理的密度調控方式可為馬鈴薯生產提供有益的參考。

本試驗通過設置不同的播種穴數、控制每穴主莖數進行不同方式的密度調控措施，通過分析不同密度調控方式下植株的農藝性狀和產量構成變化，為馬鈴薯生產提供適宜的密度調控方式參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗分別于2014和2015年在黑龍江省農業科學院綏化分院試驗田進行，土壤類型為黑土，土壤基礎肥力結果見表1。

1.2 試驗材料

供試馬鈴薯品種為‘尤金’（早熟品種）和‘克新13號’（中晚熟品種）原種，由黑龍江省農業科學院綏化分院提供，種薯采用切塊播種，各處理所用種薯大小均采用同一標準，在苗期通過間苗進行主莖數的控制。供試肥料為尿素（N 46%），二銨（N 18%，P2O546%），硫酸鉀（K2O50%）。

1.3 試驗設計

試驗設6個處理，3次重復，采用隨機區組排列。每個小區6壟，壟長21 m，壟寬67 cm，小區面積84 m2，各重復之間留1 m過道，各小區的2個邊壟和各壟兩端1 m不取樣，中間4壟每壟留4 m測產，其余15 m分別在不同生育期取樣。磷肥作為基肥一次性施入，50%氮、鉀肥在播種時施入，余下的50%在塊莖膨大初期側開溝追施，施肥后覆土（表2）。其他田間管理同大田。

表1 土壤基礎肥力Table 1 Basic soil fertility

2014年5月1日播種，5月27日出苗，8月13日收獲。2015年4月26日播種，6月2日出苗，9月8日收獲。具體試驗設計見表2。

表2 試驗各處理的養分施用量及密度Table 2 Nutrient application rate and densities of different treatments

1.4 取樣及測定方法

分別在塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期和收獲期進行田間取樣。每個小區選取田間長勢一致、具有代表性的3株完整植株，用直尺測量莖基部至主莖生長點的長度為株高，用游標卡尺測量莖基部，并每90度測量一個數值，取4個數值的平均數為莖粗。將植株葉片洗凈擦干后，用LI-3100葉面積儀測定葉片面積，然后105℃殺青，75℃烘至恒重，稱烘干重。

收獲期每小區取10.7m2進行測產，稱量全部塊莖重和商品薯（≥75g）重。

葉面積指數（Leaf area index，LAI）=植株綠葉面積（m2）/對應覆蓋土地面積（m2）

比葉重（Specificleaf area，SLA）（g/cm2）= 葉的干重（g）/葉面積（cm2）

數據采用Excel2013和DPS7.65軟件分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 密度及密度調控方式對馬鈴薯株高和莖粗的影響

由表3可見，每穴主莖數相同時，‘克新13號’隨著播種穴數由6穴/m2增加到10穴/m2，株高增加1.2～4.5cm，莖粗減小0.1～0.4mm，但差異未達顯著水平；‘尤金’隨著播種穴數由6穴/m2增加到12穴/m2，株高增加0.5～4.8cm，莖粗減小0.2～1.5mm，但僅在3主莖/穴條件下，12穴/m2的株高顯著高于6和9穴/m2（P＜0.05）。播種穴數相同時，‘克新13號’隨著每穴主莖數由1個增加到2個，株高增加2.5～5.1 cm，莖粗減小1.2～1.3 mm，6和8穴/m2的條件下，株高差異達到顯著水平（P＜0.05）。‘尤金’隨著每穴主莖數由1個增加到3個，株高增加5.0～7.9cm，莖粗減小2.4～3.3 mm，不同播種密度條件下，株高和莖粗的差異均達到顯著水平（P＜0.05）。對數據進行相關性分析發現，單位面積主莖數的增加與馬鈴薯株高的增加和莖粗的降低呈線性相關，相關系數分別為0.97和-0.97（‘尤金’）及0.92和-0.94（‘克新13號’），均達到極顯著水平（P＜0.01）。

2.2 密度及密度調控方式對葉面積指數和比葉重的影響

如表4所示，主莖數相同時，‘克新13號’隨著播種穴數由6穴/m2增加到10穴/m2，單主莖的LAI顯著增加（P＜0.05），由8穴/m2增加到10穴/m2時，SLA顯著降低；而2主莖/穴時，由6穴/m2增加到8穴/m2，SLA顯著降低（P＜0.05），由8穴/m2增加到10穴/m2時LAI顯著增加（P＜0.05）?！冉稹趩沃髑o時，12穴/m2的LAI顯著高于6穴/m2，而SLA顯著低于6穴/m2（P＜0.05）；3主莖/穴時，由9穴/m2增加到12穴/m2，LAI增加和SLA減小均達顯著水平（P＜0.05）。播種穴數相同時，‘克新13號’隨著每穴主莖數由1個增加到2個，除了8穴/m2條件下SLA隨主莖數的增加顯著降低外，其他播種密度下LAI增加和SLA降低均未達顯著水平。‘尤金’在6和12穴/m2條件下，隨著每穴主莖數由1個增加到3個，LAI顯著增加，SLA顯著降低（P＜0.05）。由此可見，隨著單位面積主莖數的增加，植株LAI增加，SLA減小，其中‘尤金’受每穴主莖數的影響較大，而‘克新13號’受單位面積播種穴數的影響較大。

表3 密度及密度調控方式對馬鈴薯株高和莖粗的影響Table 3 Effects of densities and density control methods on plant height and stem diameter

2.3 密度及密度調控方式對馬鈴薯塊莖產量的影響

由表5可知，2品種平均每主莖產量均隨單位面積播種穴數的增加而緩慢降低，隨每穴主莖數的增加而顯著降低（P＜0.05）；每穴主莖數相同時，單穴產量雖然隨播種穴數增加而減少，但是除了‘克新13號’6-2和10-2，8-2和10-2外，其他處理間差異均不顯著；播種穴數相同時，單穴產量則隨每穴主莖數的增加而增加，但僅‘克新13號’在6～8穴/m2時達到差異顯著水平（P＜0.05）。每穴主莖數相同時，‘尤金’的播種穴數由6穴/m2增加到12穴/m2，總產量增幅在2.8%～6.5%，商品薯產量則降低0%～3.3%，單位面積播種穴數的增加并沒有顯著提高或降低‘尤金’的塊莖總產量和商品薯產量；‘克新13號’播種穴數由6穴/m2增加到10穴/m2，單主莖處理的總產量增幅可達26.7%～28.1%，商品薯增產33.0%～36.5%，8和10穴/m2處理的總產量和商品薯產量顯著高于6穴/m2處理（P＜0.05）；2主莖/穴處理的總產量增幅不明顯，僅為2.9%～5.0%，商品薯產量沒有增加或略降低。播種穴數相同時，‘尤金’每穴主莖數由1個增加到3個，總產增幅為7.4%～9.0%，商品薯增產3.9%～6.7%，其中9和12穴/m2處理總產量顯著增加（P＜0.05），但僅12穴/m2處理的商品薯產量顯著增加（P＜0.05）。當‘克新13號’每穴主莖數由1個增加到2個時，總產量增產17.5%～46.2%，商品薯增產17.1%～59.3%，不同播種密度下的塊莖總產量和商品薯產量均顯著增加（P＜0.05）。

3 討 論

株高和莖粗是衡量馬鈴薯生長狀況的重要指標之一，莖稈粗壯有利于物質的運輸及產量的形成，莖稈過細植株易倒伏；馬鈴薯植株過大，不僅浪費碳水化合物，而且加重田間郁閉程度，植株過小，則光能利用率降低，不利于產量的形成[13]。李惠賢等[3]對5個青薯系列馬鈴薯品種的研究表明，在現蕾期同一馬鈴薯品種的株高、莖粗、葉片數均與種植密度呈負相關。而本試驗研究結果表明，隨單位面積主莖數的增加，馬鈴薯株高呈線性增加，莖粗呈線性減小。

葉片是植物進行光合作用最主要的器官，作物干物質的生產和積累主要依靠葉片的光合作用來實現，馬鈴薯的產量可通過改善馬鈴薯葉片的光合性能來實現，因此提高植株的光合能力和光合面積是增加產量的主要途徑。葉面積指數和比葉重是衡量葉片光合作用性能的重要參數[14]。不同種植密度條件下，葉面積指數發展動態大致相似，且葉面積指數均隨種植密度的增大而增大。本試驗研究結果表明，隨著播種穴數和主莖數增加，葉面積指數增加，比葉重減小，但并不是葉面積指數越大產量越高[15]。

適當增加馬鈴薯的密度，有利于充分合理的利用空間和土壤，促進高產群體結構的形成，進而提高塊莖產量[14,16]。宋金鳳等[17]通過研究發現‘大西洋’隨馬鈴薯種植密度的增加，產量不斷增加，但當種植密度到達一定程度時，產量開始逐漸下降。本研究通過調整播種穴數和主莖數進行密度調控，結果表明，在本試驗調控范圍內，單穴產量均隨單位面積播種穴數的增加而降低，隨每穴主莖數的增加而增加。增加每穴主莖數在不同程度上提高了‘尤金’和‘克新13號’的塊莖總產量和商品薯產量，且對‘克新13號’的增產效果遠高于‘尤金’。而增加單位面積播種穴數對‘尤金’的增產效果不明顯，‘克新13號’的總產量和商品薯產量也僅在播種穴數由6穴/m2增加到8穴/m2時的單主莖處理體現出增產效果。由此可見，增加主莖數比增加單位面積播種穴數能更有效的提高馬鈴薯塊莖總產量和商品薯產量，且對‘克新13號’的調控效果要優于‘尤金’。

在本試驗調控范圍內，6～8穴/m2，2主莖/穴適于‘克新13號’獲得較高的塊莖產量和商品薯產量，6穴/m2，3主莖/穴適于‘尤金’獲得較高的塊莖產量和商品薯產量。