灌溉頻率對滴灌馬鈴薯生長、產量和水分利用率的影響

方玉川，陳占飛，汪 奎，呂 軍，劉 肖

(1.榆林市農業科學研究院，陜西 榆林 719000；2.陜西省馬鈴薯工程技術研究中心，陜西 榆林 719000；3.榆林市農業技術服務中心，陜西 榆林 719000)

馬鈴薯在全球廣泛種植，面積僅次于小麥、水稻和玉米，是世界上第四大糧食作物。中國是世界馬鈴薯第一生產大國，常年種植面積和產量都約占世界的1/4左右[1]。馬鈴薯是陜西省第三大糧食作物(種植面積低于玉米和小麥)，常年種植面積33.5萬hm2以上，種植面積和產量均在全國排名前列，分別為第七位和第九位[2]。陜西的馬鈴薯主要在陜北和陜南種植，面積分別占到全省的65%和30%，其中榆林是陜西省馬鈴薯種植最大的地區，常年種植面積20萬hm2左右，但是當地氣候干旱、水資源缺乏，水分成為限制馬鈴薯產量提高的主要因素之一，特別是榆林北部馬鈴薯規模化種植面積逐年擴大，對水資源的需求持續增加，發展節水灌溉已經迫在眉睫。

滴灌是世界上公認最節水的灌溉方式之一，據榆林市榆陽區、定邊縣、靖邊縣農技部門調查，在同樣產量的情況下，滴灌用水量是大水漫灌的33.75%，是移動式噴灌的50.0%[3]。近年來，地處毛烏素沙地南緣的榆林市馬鈴薯滴灌發展較快，但是生產中存在灌溉不合理的問題，對水資源造成極大浪費。筆者針對榆林北部風沙區的氣候和土壤條件，開展了不同灌溉頻率對馬鈴薯生長、產量和水分利用效率的影響試驗，可為集成榆林北部合理的灌溉技術方案提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2016年5-10月在陜西省榆林市榆陽區牛家梁鎮現代農業園區內進行，土壤類型新積土(改良風沙土)，地塊平整，前茬作物玉米，海拔1 091 m，東經109°45′37″，北緯38°22′35″。有機質含量為4.33 g·kg-1、全氮含量為0.31 g·kg-1、有效磷為10.8 mg·kg-1、速效鉀為60.0 mg·kg-1、土壤pH值為8.2。

1.2 試驗設計與管理

試驗品種選擇當地主栽品種“克新1號”，種薯級別為脫毒原種。在大田滴灌條件下，設置了3個灌溉頻率處理，處理1(4 d一灌)、處理2(8 d一灌)、處理3(12 d一灌)。每個處理設3次重復，共計9個小區，小區長15 m、寬3.6 m，小區面積為54 m2。試驗采用機械起壟、人工種植的高壟種植模式，壟寬為90 cm，株距約為23 cm，種植密度約為48 000株·hm-2。5月12日播種，出苗后10 d統一灌水30 mm，25 d時開始處理，生育期總灌水量均為195 mm，試驗期間累積降雨量為213.8 mm。

施肥量根據當地農場施肥習慣，不施用有機肥，N-P-K施用量為180-105-225 kg·hm-2，底肥為全部磷肥和60%的氮、鉀肥，追肥為40%的氮鉀肥，通過灌水分次施入。全生育期共進行病蟲害防治7次，分別用勁彪、大生、福奇、阿米西達、阿米多彩、金雷多米爾、瑞凡、代森錳鋅、銀法利對病蟲害進行了有效的防控，結合防病噴霧用硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸亞鐵等進行根外追肥，補充微量元素。于9月26日考種，9月27日收獲。

1.3 數據處理

所有數據采用EXCEL和SAS軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同灌溉頻率對馬鈴薯生長及產量的影響

由表1可見，馬鈴薯的株高處理2最高，平均為153.3 cm；處理3最低，平均為134.3 cm，且與其他兩個處理達到顯著差異。單株塊莖數處理1最多，平均為7.07個，且隨著灌溉頻率的減少而減少，但各處理間差異不顯著。單株塊莖重處理2最高，平均為2.11個，與處理1差異不顯著，與處理3差異顯著。商品率隨著灌溉頻率的增加而降低，處理3最高，平均為71.96%，但各處理間差異不顯著。折合產量處理2最高，平均為601 500 kg·hm-2，與處理1差異不顯著，與處理3差異顯著。

2.2 不同灌溉頻率對馬鈴薯水分利用率的影響

土壤含水量在塊莖形成期的灌水前和灌水后測定，測試深度為20～60 cm，每10 cm一層。處理1、處理2、處理3灌溉前和灌溉后0～60 cm土壤含水量分別為15.1%和17.7%、14.4%和20.2%、14.6%和21.5%。處理1的耗水量最高，為393.4 mm，與其他兩個處理達到顯著差異，水分利用效率以處理2最高,為160.66 kg·mm-1，與處理3差異顯著，與處理1差異不顯著，但也高出32.46 kg·mm-1。

表1 不同灌溉頻率對馬鈴薯植株生長特性和塊莖產量的影響

注：表中數字均為三次重復平均數。

表2 不同灌溉頻率對馬鈴薯水分利用效率的影響

注：表中數字均為三次重復平均數；水分利用效率=馬鈴薯產量/生育期的耗水量。

3 討論與結論

馬鈴薯生長離不開水，合理的土壤水分狀況可以促進馬鈴薯良好生長，從而獲得較高產量。秦軍紅等[4]開展膜下滴灌灌溉頻率對馬鈴薯生長的影響試驗研究表明，灌水量相同時，不同的灌溉頻率對馬鈴薯的影響不同，以中頻灌溉(8 d一灌)效果最好。侯翔皓等[5]通過開展灌水頻率和施肥量對滴灌馬鈴薯生長、產量試驗，馬鈴薯生育前期，株高會隨著灌溉頻率的增加而增加，在生育后期，灌溉頻率以中頻處理(8 d一灌)生長指標最好。康躍虎等[6]通過開展滴灌馬鈴薯灌溉頻率試驗,結果表明灌水量相同時，灌水周期在1～6d范圍內,隨著灌溉頻率的增加，馬鈴薯產量、商品率和水分利用效率也隨之增加。這些都與筆者試驗研究結果相近，通過不同灌水頻率處理馬鈴薯產量和水分利用效率的比較，中度灌溉頻率處理(8 d一灌)馬鈴薯長勢良好，產量和水分利用效率較高。

筆者試驗中，不同的灌溉頻率對滴灌馬鈴薯的生長、產量和水分利用效率的影響不同。從馬鈴薯產量和水分利用效率來看，處理2(8 d一灌)效果最好，植株株高(153.3 cm)、單株塊莖重(2.11 kg)、平均產量(60 150 kg·hm-2)和水分利用效率(160.66 kg·mm-1)最高，與處理3(12 d一灌)差異顯著，與處理1(4 d一灌)差異不顯著。充分考慮到增產、節水、省工及效益提高等綜合因素，中度灌溉頻率處理(8 d一灌)是適合于榆林及毛烏素沙地的最佳灌溉頻率。