覆膜和密度對‘隴薯7號’產量及不同質量塊莖分布的影響

曲亞英，李 掌，鄭永偉，白永杰,文國宏，李高峰，陳 富

(1.甘肅省農業科學院 馬鈴薯研究所，蘭州 730070； 2.農業部西北旱作馬鈴薯科學觀測試驗站，甘肅渭源 748201)

馬鈴薯是中國繼小麥、水稻、玉米之后的第四大糧食作物。隨著農業結構調整和馬鈴薯“主食化” 戰略的實施，南方冬作區成為中國馬鈴薯發展的重點區域，種植面積迅速擴大[1]。由于南方各省品種選育工作滯后，炎熱多雨的氣候條件不利于種薯繁育，品種和種薯是該區馬鈴薯產業發展的關鍵問題[2]。引進篩選適宜品種和北繁南種是目前解決冬作馬鈴薯品種和種薯問題的有效途徑[3]。‘隴薯7號’是甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所育成的抗病、高產、優質、廣適新品種，被農業部確定為2014 年主導品種。近幾年在廣東、廣西、福建等南方冬作區引進試種，表現抗晚疫病、耐寒、高產、商品性符合當地消費習慣[4]。2017年7月‘隴薯7號’通過廣東省農作物品種審定委員會審定。但是，由于‘隴薯7號’生育期長，在甘肅省脫毒種薯繁育優勢區域高寒陰濕區繁種收獲較晚，冬播時種薯休眠不能快速解除，在一定程度上限制了其在冬作區的大面積推廣。

甘肅省高寒陰濕區海拔高，氣候冷涼，雨量充沛，適宜馬鈴薯種植，是脫毒種薯繁育優勢區域[5]。該區生產的種薯質量好，但因其無霜期短、有效積溫低，馬鈴薯成熟晚、產量較低[6-7]。研究表明[8-12]，黑色地膜覆蓋能顯著增加馬鈴薯產量并加快馬鈴薯生育進程，提早成熟期，同時因其透光率低，輻射熱透過少，不僅能抑制雜草生長并防止馬鈴薯變綠，而且土壤增溫幅度較透明膜小，能防止高溫對馬鈴薯的不良影響。增加群體密度是提高馬鈴薯單產的有效途徑之一[13]。在一定范圍內，種植密度越大馬鈴薯產量越高。李高峰[14]、 陸立銀等[15]研究了高寒陰濕區露地栽培條件下生產‘隴薯7號’商品薯適宜的種植密度，而有關以北繁南種種薯繁育為目的，覆膜種植及密度對‘隴薯7號’生育期、產量以及不同質量塊莖分布影響的研究未見報道。

本試驗以‘隴薯7號’原種為材料，通過研究覆膜種植和密度對其成熟期、產量及其構成因素以及不同質量塊莖分布的影響，綜合分析產量、成本、效益，提出高寒陰濕區‘隴薯7號’北繁適宜的種植方式和合理的種植密度，為其北繁南種脫毒種薯繁育技術體系的形成提供理論支持，以及在南方冬作區的大面積推廣奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2018年4至9月在甘肅省渭源縣會川鎮半陰坡村進行，試驗地為川臺地，土壤屬黑麻土，肥力中等，前茬為油菜。該地區屬于高寒陰濕區，海拔2 260 m，年降雨量560 mm，且主要集中在7-9月，年平均氣溫5.7 ℃，無霜期130 d左右。播前對土壤養分進行化驗分析，有機質質量分數26.8 g/kg，全鹽量0.060%，有效磷49.5 mg/kg，速效鉀147 mg/kg，堿解氮160 mg/kg，pH 8.28。

根據甘肅省渭源縣會川試驗站氣象資料統計(表1)，2018年試驗期間試驗區降雨量 580.1 mm，略高于多年平均降雨量。

表1 試驗期間試驗區氣象因素Table 1 Climate factors during in test area

1.2 試驗材料

供試材料為‘隴薯7號’原種，由甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所提供。

1.3 試驗設計與方法

采用裂區設計，主區為種植方式處理，設地膜覆蓋種植和露地種植(CK)2個水平；副區為密度處理，設4.5×104hm-2、7.5×104hm-2、10.5×104hm-2、13.5×104hm-2、16.5×104hm-25個水平,3次重復。小區面積18 m2,小區長6.0 m，寬3.0 m，每小區種植5行，行距60 cm。地膜覆蓋種植，起單壟，壟高30 cm，覆寬80 cm的黑色地膜，壟頂單行播種；露地種植，平地開溝點播，覆土磨平，現蕾期培土。施肥量為活性有機肥料 1 200 kg/hm2，尿素225 kg/hm2，磷酸二銨300 kg/hm2,肥料在播種前作為底肥一次施入。按常規管理試驗田。觀察記載物候期，收獲時統計有效株數、不同質量塊莖數量、不同質量塊莖重量，測定小區產量。2018年降雨偏多，晚疫病發生嚴重，因‘隴薯7號’抗病性強，影響較輕。

采用Excel 2010和DPS 2.0對試驗數據進行統計分析，采用Duncan’s法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 覆膜對‘隴薯7號’物候期的影響

從表2可以看出，地膜覆蓋種植的出苗期較露地提前5 d，現蕾期提前6 d，成熟期提前15 d，生育期縮短11 d。說明地膜覆蓋的增溫保墑作用促進了馬鈴薯的生長發育，加快了生育進程，使生育期縮短，成熟期提前。成熟期提前到8月26日，符合北繁南種的要求。

2.2 覆膜和密度對‘隴薯7號’產量及其構成因素的影響

由表3可以看出，地膜覆蓋對產量有顯著影響(P<0.05)，對其構成因素有效株數、單株結薯數、單薯質量影響程度不同。與露地相比，地膜覆蓋種植的產量顯著增加，增產達57.19%；有效株數減少3.1%,單株結薯數增加16.5%,但差異未達顯著水平；單薯質量顯著增加，增率43.0%。說明地膜覆蓋對單薯質量的影響大于對單株結薯數的影響，增產的主要原因是提高了單薯質量，其次是增加了單株結薯數。

表2 ‘隴薯7號’物候期表現Table 2 Phenological period of ‘Longshu 7’

表3 覆膜種植及不同密度下‘隴薯7號’的產量及其構成因素Table 3 Yield and yield component under different density treatments

注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。帶“′”為平均值之間比較。

Note:The different uppercase letters in the same columns indicate significant difference at 0.01 level and the different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level. “′”mean comparison of average.

密度對產量有極顯著影響(P<0.01)(表3)。隨著密度的增加，產量增加，密度最大時產量最高。地膜覆蓋種植密度增加到16.5×104hm-2時，產量達到50 258.33 kg/hm2，極顯著高于 10.5×104hm-2、7.5×104hm-2和4.5×104hm-2的產量,但與13.5×104hm-2的產量差異不顯著。露地種植密度增加到16.5×104hm-2時，產量達到33 044.44 kg/hm2，極顯著高于 7.5×104hm-2、4.5×104hm-2的產量，但與 13.5×104hm-2、10.5×104hm-2的產量差異不顯著。在本試驗設計的密度范圍內，產量(y)與密度(x)呈線性正相關關系，經回歸分析，地膜覆蓋產量與密度的回歸方程為y地膜=31 181.5+ 1 193.0x(R2=0.957 3*)，密度每增加1.00×104hm-2,產量提高1 193.0 kg/hm2；露地產量與密度回歸方程為y露地=15 827.00+1 140.7x(R2=0.957 6*)，密度每增加1.00×104hm-2,產量提高1 140.7 kg/hm2。

密度對產量構成因素有效株數、單株結薯數、單薯質量均有影響，但在不同種植方式下影響程度不同。由表3可以看出，隨著密度的增加，有效株數增加，單株結薯數減少，單薯質量降低。說明群體產量隨密度的增加而增加的主要原因是有效株數的增加。地膜覆蓋種植，密度對單株結薯數的影響達到了顯著水平，對單薯質量的影響達到極顯著水平，而露地種植，密度對單株結薯數和單薯質量的影響均未達顯著水平。說明密度對單株結薯數和單薯質量的影響，地膜覆蓋種植大于露地種植。從各構成因素的變異系數來看，有效株數、單株結薯數、單薯質量的變異系數在2種種植方式下(地膜覆蓋分別為40.41%、8.5%和 27.59%，露地分別為39.90%、8.14%和 19.81%)大小順序相同，均為有效株數>單薯質量>單株結薯數，說明密度對產量各構成因素的影響順序為有效株數>單薯質量>單株結薯數。地膜覆蓋種植單薯質量的變異系數大于露地種植的變異系數，也說明了地膜覆蓋對單薯質量的影響更大。

由產量方差分析可知，種植方式和密度二者交互作用不顯著，因此，地膜覆蓋種植+密度 16.5×104hm-2應為本試驗的最佳處理組合，產量最高,達50 258.33 kg/hm2，單株結薯8.57個，平均單薯質量40.64 g。

2.3 覆膜和密度對不同質量塊莖分布的影響

隨著密度的增加，不同質量塊莖分布發生顯著變化(圖1)。<20 g、20～50 g 塊莖比率呈明顯上升趨勢，>100 g塊莖比率呈明顯下降趨勢。50～100 g塊莖比率因種植方式不同變化不同，地膜覆蓋種植的，呈先升后降的趨勢，密度13.5×104hm-2時達到最高，繼續增加密度則開始下降，而露地種植的則表現為持續下降的趨勢。地膜覆蓋種植，密度對不同質量塊莖比率的影響均達到顯著水平，而露地種植，密度對<20 g、20～50 g、>100 g塊莖比率的影響達顯著水平，對 50～100 g塊莖比率影響未達顯著水平。

地膜覆蓋種植和露地種植相比，20～50 g 和>100 g塊莖比率差異達到顯著水平，<20 g和50～100 g塊莖比率差異不顯著。說明地膜覆蓋主要影響20～50 g和>100 g塊莖比率，20～50 g塊莖比率顯著低于露地，>100 g塊莖的比率顯著高于露地。

研究表明，整薯播種和機械化種植最適宜的種薯大小為20～50 g，切塊種植時50～100 g塊莖可縱切為二，不僅減少浪費而且有利于出苗。地膜覆蓋和露地種植都以密度增加到16.5×104hm-2時，20～50 g塊莖比率最高，分別為 31.16%和55.80%，50～100 g塊莖比率分別為 34.98%和24.30%。

不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05)

圖1 不同密度下不同質量塊莖的比率
Fig.1 Different mass tuber ratio of different density

2.4 產量、成本和經濟效益綜合比較分析

由表4可知，隨密度增加，產量增加，產值隨之增加，投入種薯的成本也在增加，當地膜覆蓋種植密度增加到13.5×104hm-2、露地種植密度增加到10.5×104hm-2時，純收益最大，繼續增加密度純收入則減少。因此，地膜覆蓋種植密度以13.5×104hm-2為宜，露地種植密度以10.5×104hm-2為宜，純收益分別達到25 103.01 元/hm2和10 942.15元/hm2，前者比后者純收益高129.41%。

3 討 論

3.1 覆膜對‘隴薯7號’生育期和產量的影響

地膜覆蓋能夠促進馬鈴薯的生長發育，加快生育進程。本試驗中，地膜覆蓋種植，馬鈴薯的成熟期比露地提前了15 d,生育期縮短了11 d。8月26日達到生理成熟，根據南方冬播馬鈴薯適宜播種期(10月下旬至11月上旬)的要求和‘隴薯7號’休眠特點，完全可以滿足北繁南種對種薯成熟期的要求。研究表明[9]，地膜覆蓋能顯著增加馬鈴薯單株結薯數和單薯質量，因而顯著增加馬鈴薯產量。本試驗結果表明，與露地相比，地膜覆蓋種植的單株結薯數增加16.5%，單薯質量增加43.0%，產量增加57.19%。因此，本試驗認為，在高寒陰濕區繁育‘隴薯7號’宜采用黑色地膜覆蓋種植，在提早成熟期的同時顯著增加產量。

3.2 密度對產量及經濟效益的影響

在一定的密度范圍內，群體的產量隨著密度的增加而增加，但單株產量則隨著密度的增加而降低，超出這個范圍繼續增加栽培密度，則單株結薯數少、薯塊小，而降低群體產量，影響經濟效益。適宜密度則因品種、生態條件、種植方式、栽培目的等不同而不同[13,16-17]。李高峰[14]研究表明產量隨著密度的增加呈拋物線型增長，具有明顯的峰值出現，綜合考慮產量、商品率、收益三方面，認為高寒陰濕區露地生產‘隴薯7號’商品薯適宜的種植密度為43 125 hm-2。本研究結果表明，在試驗設計的密度范圍內，地膜覆蓋和露地2種種植方式下，產量與密度均呈線性正相關，均在最高密度下獲得最高產量，這與前面的研究結果存在一定差異，可能是因為試驗年份氣候、所選試驗地土壤環境和施肥水平的差異所致。本研究中，隨密度增加，產量增加，但純收益呈先增加后減少的趨勢。當地膜覆蓋種植密度增加到13.5×104hm-2、露地種植密度增加到10.5×104hm-2時，純收益最大，繼續增加密度純收益則減少。因此，本研究認為，高寒陰濕區繁育‘隴薯7號’脫毒一級種，地膜覆蓋種植密度以13.5×104hm-2為宜，露地種植密度以10.5×104hm-2為宜。

表4 產量、成本、純收益綜合比較分析Table 4 Comparative analysis of yield,cost and net profit

注：其他投入成本，地膜覆蓋種植按6 000元/hm2計算，露地種植按5 250元/hm2計算。種薯價格按2.0元/kg計算，產品價格按0.9元/kg計算。商品率：20 g以上塊莖的比率。

Note: For other input costs, planting of plastic film mulch is calculated at 6 000 yuan/hm2and open field planting is calculated at 5 250 yuan/hm2. The price of seed potato is calculated at 2.0 yuan/kg,and product price is calculated at 0.9 yuan/kg.Commodity rate:the ratio of tubers above 20 g.

3.3 密度對不同質量塊莖分布的影響

馬鈴薯小整薯種植不但具有抗旱保苗、長勢旺盛、抗病性強、增產顯著等優點，而且還可降低運輸成本，適于機械化種植，是未來馬鈴薯種植的發展方向。對于生產中多大的整薯直播效果好，研究結果不盡一致。呂文河等[18]認為要想獲得較高的商品薯產量及凈產量，并考慮節約用種，提高繁殖倍數，種薯大小應為50～80 g。趙懷勇等[19]證明采用30～50 g整薯播種，植株生長勢強，干物質積累多，有利于馬鈴薯產量和品種的提高。齊連芬[17]研究得出冀中南地區生產商品馬鈴薯，采用質量為20～25 g左右的小整薯作為種薯,可以獲得較高的產量。對如何實現種薯的小型化，解國慶等[20]研究認為增加密度和推遲播期可極顯著降低馬鈴薯的平均單薯質量。本試驗在研究密度對平均單薯質量影響的基礎上，對不同質量塊莖分布進行了分析，結果表明，增加密度可顯著提高20～50 g塊莖的比率，降低100 g以上塊莖比率。當密度從4.5×104hm-2增加到 16.5×104hm-2時，地膜覆蓋種植20～50 g塊莖比率從9.81%提高到31.16%，露地種植20～50 g塊莖比率從36.97%提高到55.80%。因此，適當增加密度是獲得相對較多的20～50 g塊莖的一項有效措施。基于馬鈴薯的結薯特性，種薯小型化研究只能將平均單薯質量降低，而不能使其統一化，建議在種薯生產中根據塊莖質量大小進行分級。

4 結 論

黑色地膜覆蓋能使‘隴薯7號’成熟期提前15 d，生育期縮短11 d，產量增加57.19%。隨著密度的增加，有效株數增加，單株結薯數減少，單薯質量降低，產量顯著增加。在試驗設計的密度范圍內，產量與密度呈線性正相關，在最高密度下獲得最高產量。隨著密度的增加，<20 g、20～50 g塊莖比率呈直線上升趨勢，>100 g塊莖比率呈直線下降趨勢， 50～100 g塊莖比率因種植方式不同變化不同，地膜覆蓋種植，呈先升后降的趨勢，密度13.5×104hm-2時達到最高，露地種植則表現為持續下降的趨勢。地膜覆蓋主要影響20～50 g和>100 g塊莖比率。綜合分析產量、成本和效益，地膜覆蓋種植密度增加到13.5×104hm-2為試驗最佳處理，產量48 938.89 kg/hm2, 純收益1 673.53元/hm2，20～50 g塊莖比率 27.15%，50～100 g塊莖比率36.08%。建議在高寒陰濕區繁育‘隴薯7號’脫毒一級種采用黑色地膜覆蓋種植，密度13.5×104hm-2，塊莖按質量大小進行分級。