不同種植密度對秋馬鈴薯生長及產(chǎn)質(zhì)量的影響

馬燕燕，姜艷芳，貢丹敏，蔡林志，秦玉芝，周華蘭，熊興耀，胡新喜

（1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，湖南省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心，蔬菜生物學(xué)湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128；2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所，廣東 深圳 518120）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）又稱為洋山芋、土豆、地蛋等，是茄科屬一年生草本塊莖作物，原產(chǎn)美洲，富含蛋白質(zhì)、碳水化合物、膳食纖維、維生素等營養(yǎng)及功能成分，故有“地下蘋果”的美稱[1-2]。馬鈴薯是繼水稻、小麥、玉米之后的世界第四大糧食作物[3]，具有生長周期短、單位面積產(chǎn)量高、塊莖營養(yǎng)成分豐富、用途廣等優(yōu)點，在全球廣泛栽種，種植面積越來越大[4]。目前，全球有158 個國家和地區(qū)栽培馬鈴薯，約10 億人將馬鈴薯作為主食[5]。我國的馬鈴薯種植區(qū)域非常廣泛，除河南、廣西、浙江等地種植面積相對較小外，其余各省的種植面積均相對較大[6]。2018 年我國馬鈴薯栽培面積達481.35 萬hm2，產(chǎn)量達到9 032.14 萬t，約占世界總產(chǎn)量的24.53%[2]。馬鈴薯作為糧飼兼用型作物，不僅可以促進農(nóng)民增收，而且在優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、助力脫貧攻堅等方面發(fā)揮了重要的作用[7]。

湖南省種植馬鈴薯以冬春作為主。然而，發(fā)展秋馬鈴薯種植可實現(xiàn)馬鈴薯錯季上市，補充春季馬鈴薯的市場空缺。此外，我國南方地區(qū)6—7 月水澇災(zāi)害嚴重，災(zāi)后遭遇干旱，秋馬鈴薯亦是解決糧食短缺和救災(zāi)補損的重要作物之一[8]。秋馬鈴薯從種植到收獲主要集中在9—12 月，于元旦和春節(jié)期間上市，銷售價格高且可就地貯藏，邊賣邊收，經(jīng)濟效益好，風險低。

湖南秋季前期氣溫高，播種后爛薯較嚴重，出苗率低，后期受早霜的影響，生育期短，產(chǎn)量低，合理密植是獲得高產(chǎn)的前提。在保證田間管理一致的情況下，根據(jù)實際情況適當增加馬鈴薯的種植密度，可以起到改善田間光照和小氣候條件、提高光合強度、協(xié)調(diào)群體和個體發(fā)展的作用，從而最大程度獲得高產(chǎn)[9]。密度是影響產(chǎn)量的因素之一，在一定范圍內(nèi)增加種植密度，可使單位面積上的株數(shù)和莖數(shù)增加，葉面積系數(shù)提高，結(jié)薯數(shù)增加[10]。

有關(guān)秋馬鈴薯種植密度的研究報道較少見，筆者以興佳2 號和華薯1 號馬鈴薯為供試品種，研究不同種植密度對秋馬鈴薯生長及產(chǎn)質(zhì)量的影響，旨在篩選湖南地區(qū)秋馬鈴薯主栽品種的適宜種植密度，為湖南秋馬鈴薯高產(chǎn)高效栽培提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及供試品種

試驗在株洲市石燕村試驗田進行，土質(zhì)為沙壤土，前作為白菜。試驗基地在播種前10 d 左右用旋耕機進行旋耕，深度要達30 cm 以上。施硫酸鉀型三元復(fù)合肥（N-P2O5-K2O = 15-15-15）75 kg/667m2，全 部 溝施做基肥。供試馬鈴薯品種為興佳2 號、華薯1 號，由湖南省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心提供。

1.2 試驗設(shè)計

每個品種設(shè)置3 個種植密度，分別為5 100、4 100 和3 400 株/667m2，3 個密度處理均采用相同的行距，均采用單壟雙行種植，寬行95 cm，窄行35 cm，株距分別為20、25 和30 cm，共6 個處理。采用隨機區(qū)組設(shè)計，各處理小區(qū)面積為20 m2，重復(fù)3 次。統(tǒng)一于2020 年9 月9 日播種，2020 年12 月8 日收獲。

1.3 測定項目與方法

在馬鈴薯膨大期，每小區(qū)隨機選取10 株，調(diào)查株高、莖粗、主莖數(shù)、SPAD 值。收獲時以小區(qū)為單位，稱重并計算折合產(chǎn)量，塊莖按照大小分級后稱重，單薯重≥50 g 的為商品薯，其余為非商品薯，并調(diào)查單株塊莖數(shù)、單株塊莖重、單薯重、商品薯率。烘干法測定塊莖干物質(zhì)含量，根據(jù)Mepkep 干物質(zhì)含量表測定馬鈴薯塊莖淀粉含量[11]。采用鉬藍比色法[12-13]測定塊莖VC 含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

運用WPS 軟件處理數(shù)據(jù)和繪圖，采用SPSS 24.0軟件進行統(tǒng)計分析，用單因素ANOVA 檢驗進行方差分析與顯著性分析、單變量檢驗進行主體間相關(guān)效應(yīng)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植密度對馬鈴薯植株生長的影響

由表1 可知，華薯1 號的出苗率為92.67%～98.67%，株高為52.86～58.59 cm，莖粗為9.26～11.46 mm，主莖數(shù)為1.07～1.87 個，SPAD 值為46.59～49.16，莖粗隨種植密度增加而變細，SPAD 值隨種植密度增加而降低，不同種植密度間莖粗、主莖數(shù)和SPAD 值差異顯著；興佳2 號的出苗率為95.33%～98.67%，株高為54.80～65.22 cm，莖粗為9.19～10.78 mm，主莖數(shù)為1.13～1.80 個，SPAD 值為45.18～51.01，株高和主莖數(shù)隨種植密度增加而增加，莖粗隨種植密度增加而變細，SPAD 值隨種植密度增加而降低，不同種植密度間株高、莖粗、主莖數(shù)和SPAD 值差異顯著。相關(guān)性分析表明，種植密度對莖粗、主莖數(shù)和SPAD值的影響顯著，種植密度與品種的互作效應(yīng)對株高有顯著影響。

表1 不同種植密度不同品種馬鈴薯植株生長指標

2.2 種植密度對馬鈴薯產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

由表2可知，華薯1號各處理產(chǎn)量在1 385.3～1 947.98 kg/667m2，種植密度為4 100 株/667m2時產(chǎn)量最高，各處理單株塊莖重為317.33～596.67 g，單株結(jié)薯數(shù)為2.60～5.13 個，單薯重為80.07～154.09 g，商品薯率為89.97%～93.62%；不同種植密度間產(chǎn)量、單株塊莖重、單株結(jié)薯數(shù)、單薯重差異顯著。興佳2 號各處理產(chǎn)量在1 200.6～1 537.52 kg/667m2，種植密度為5 100 株/667m2時產(chǎn)量最高，各處理單株塊莖重為344.00～429.67 g，單株結(jié)薯數(shù)為3.33～4.53 個，單薯重為99.49～108.87 g，商品薯率為89.62%～95.81%；隨著種植密度的增加，產(chǎn)量呈上升趨勢，而商品薯率呈下降趨勢；但不同種植密度間產(chǎn)量差異不顯著，而商品薯率差異顯著。相關(guān)性分析表明，種植密度對產(chǎn)量、單株結(jié)薯數(shù)的影響顯著，品種對產(chǎn)量的影響顯著，種植密度與品種的互作效應(yīng)對馬鈴薯產(chǎn)量及構(gòu)成因子均無顯著影響。

表2 不同種植密度不同品種馬鈴薯產(chǎn)量及構(gòu)成因子

2.3 種植密度對馬鈴薯塊莖品質(zhì)的影響

由表3 可知，華薯1 號各處理干物質(zhì)含量為19.67%～22.13%，淀粉含量為13.9%～16.36%，VC 含量為41.62～44.22 mg/100g，各處理間差異不顯著；興佳2 號的干物質(zhì)含量為19.35%～21.26%，淀粉含量為13.57%～15.50%，VC 含量為41.19～41.91 mg/100g，干物質(zhì)含量、淀粉含量均隨種植密度增加而減少。相關(guān)性分析表明，種植密度對馬鈴薯干物質(zhì)含量、淀粉含量、VC 含量均無顯著影響，種植密度與品種的互作效應(yīng)對馬鈴薯塊莖品質(zhì)也無影響。

表3 不同種植密度不同品種馬鈴薯塊莖品質(zhì)

3 討論與結(jié)論

研究表明，馬鈴薯的種植密度與植株以及塊莖的生長發(fā)育和塊莖的大小分布具有明顯的相關(guān)性，在一定范圍內(nèi)，隨著種植密度的加大，馬鈴薯的產(chǎn)量也增加，但商品薯率卻會有所下降[14-17]。因此，合理密植是保證馬鈴薯獲得高產(chǎn)的前提。馬鈴薯產(chǎn)量和單位面積塊莖的數(shù)量隨著種植密度的減小而降低，單株塊莖重隨著種植密度的減小而增加[18]。該試驗結(jié)果表明，隨種植密度的增加，馬鈴薯株高呈現(xiàn)上升趨勢，而莖粗呈現(xiàn)變細趨勢，這與陳麗文等[19]的研究結(jié)果一致，但種植密度對株高的影響因品種而異，對興佳2 號影響顯著，對華薯1 號影響不顯著。試驗結(jié)果還顯示，種植密度顯著影響馬鈴薯的主莖數(shù)，興佳2 號的主莖數(shù)隨種植密度增加而增加，與金光輝等[20]的研究結(jié)果一致。葉片SPAD 值是反映作物營養(yǎng)和生長狀況的重要指標[21]，梁曉麗等[22]研究表明在現(xiàn)蕾期SPAD值隨種植密度增加呈現(xiàn)先升后降的趨勢。筆者的試驗結(jié)果也顯示種植密度對馬鈴薯葉片SPAD 值的影響顯著，2 個品種葉片的SPAD 值均隨種植密度增加呈下降趨勢。這可能與種植密度增加后植株對養(yǎng)分特別是氮素和光照的競爭變強，造成葉片葉綠素含量降低有關(guān)。

試驗結(jié)果顯示，華薯1 號不同種植密度處理間的產(chǎn)量差異顯著，呈現(xiàn)出隨種植密度增大產(chǎn)量先升后降的趨勢，與前人的研究結(jié)果一致[18,23]。興佳2 號不同種植密度處理間的產(chǎn)量差異不顯著，但產(chǎn)量隨種植密度增加而增加，在試驗設(shè)置的最大種植密度時產(chǎn)量達到最高，與曲亞英等[24]的研究結(jié)果一致。因此，種植密度對不同馬鈴薯品種的產(chǎn)量的影響不盡相同。2個品種的單株塊莖重、單株結(jié)薯數(shù)和商品薯率隨種植密度增加呈下降趨勢，與前人的研究結(jié)果基本一致[19,25]。

吳利曉[26]的研究結(jié)果表明，種植密度對馬鈴薯淀粉含量、VC 含量有一定的影響，種植密度在3 600～4 400 株/667m2范圍內(nèi)，有利于提高馬鈴薯塊莖的淀粉含量。康鵬玲等[27]研究發(fā)現(xiàn)，種植密度影響馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量與淀粉含量，種植密度為3 500 株/667m2時馬鈴薯塊莖干物質(zhì)含量最高。筆者的試驗結(jié)果顯示，不同種植密度對馬鈴薯塊莖品質(zhì)無顯著影響，但是興佳2 號塊莖干物質(zhì)含量和淀粉含量隨密度增加呈下降的趨勢。

綜上所述，在一定的范圍內(nèi)增加馬鈴薯的種植密度，可以顯著提高馬鈴薯的產(chǎn)量，當種植密度為4 100 株/667m2時，華薯1 號的產(chǎn)量最高，為1 947.98 kg/667m2；當種植密度為5 100 株/667m2時，興佳2號的產(chǎn)量最高，為1 537.52 kg/667m2。因此，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)具體的品種進行合理密植，既可增加產(chǎn)量，也可減少種薯用量。