馬鈴薯一水稻輪作系統下馬鈴薯不同種植模式的比較研究

引用格式：，等.馬鈴薯—水稻輪作系統下馬鈴薯不同種植模式的比較研究[J].湖南農業科學，2025（5）：22-26

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.005.005

中圖分類號：S532 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）05-0022-05

Abstract：Thisstudywasconductedtoimprovethyieldandeficiencyofwinterpotatoplantingunderpotato-ricerotation.Zhongshu 5^′ andFavorita'ereplanteduderteerorogode（N）oventioalode（F），igh-yieldandigfciecyde（HH）， andultrahigh-yieldmode（SH）.Thegowthtraits，yield，andqualityofpotatowerecomparedamongdierentplantingmodes.he resultsshowedtatbothpotatoarietiesadlowerplantheightleaareaindex，iomas，totalyield，andommodityatederthe NOmode thanunderothermodes.HHandSHmodes withincreasedplantdensityandnitrogenapplicationincreasedthenumberof main stems，leaf area index，and biomass accumulation.UnderHH and SH modes，'Zhongshu 5^′ showed the yieldsof 33760.20kg/hm² and （204號 32293.95kg/hm² ，and Favorita' achieved the yieldsof 28021.35kg/hm² and 30001.20kg/hm² ，respectively. However， the difference in potato yieldbetwnHHandSHmodes wasnotsgnificantandtheplantdensityandnitrogenapplicationunder teHHmode werelower thanthoseunderthSHmode.Aftercomprehesiveconsideration，werecommendtheHHmodeofpotatoplantingunderpotatoceotation Key words： potato; rotation system; planting mode; yield

馬鈴薯（SolanumtuberosumL.）是茄科茄屬一年生草本植物，易種植且產量高，在全球廣泛種植。截至2022年，我國馬鈴薯種植面積為455.8萬 hm^2[1] 隨著馬鈴薯主糧化戰略的推進，南方冬閑田已成為我國馬鈴薯的主栽區之一[2]。然而南方冬作馬鈴薯推廣品種單一，農戶習慣自留薯種，品種退化嚴重，而且栽培管理水平相對落后，導致產量較低[3]。因此，優化種植模式、種植密度及施肥水平等農藝栽培管理措施成為實現南方冬作馬鈴薯高產的關鍵。南方地區是水稻主產區，采用馬鈴薯一水稻輪作模式，不僅可以提高復種指數，還能改善土壤結構，提高土壤肥力，增加農民收入。

氮是馬鈴薯生長過程中不可或缺的礦質元素。崔亮等[發現合理施氮能促進馬鈴薯生長，提高其產量和品質；賀錦紅等[5研究發現，與不施氮相比，合理增施氮肥可以增加馬鈴薯葉面積指數、商品薯率、單株結薯數、產量和淀粉含量；孫建波發現施氮處理的植株的根、莖、葉以及塊莖的干重和氮含量均高于不施氮處理；李燕山等[、高天宇等[8]和何昌福[發現適量施氮可提高氮的利用率，促進馬鈴薯生長和增產，而施氮不足或過量會抑制馬鈴薯植株生長，顯著降低植株和塊莖的干物質積累量。

在馬鈴薯生產過程中，種植密度是影響產量的重要因素。安桃芳[]發現合理的種植密度能提供充足的光照和空間，促進植株生長和塊莖膨大，但密度過低或過高會導致馬鈴薯產量和品質下降。杜大勇[11]、馬虎林等[12]和范香全[13]研究發現，隨著種植密度的增加，馬鈴薯株高增加，主莖數減少，氮素積累量和干物質積累量逐漸增加。張宇新等[14發現種植密度為5100株 /667m² 時，塊莖干物質與淀粉含量最高。此外，韓玲等[15]和李航兵等[研究表明，在一定種植密度范圍內，馬鈴薯的商品薯率和產量隨密度的增加而增加；但超出該范圍后，由于單株結薯數減少和單薯重下降，產量和商品薯率會降低。

南方冬馬鈴薯的成熟期一般在4月下旬至5月上中旬，為了不影響次年早稻的播種，故研究采用馬鈴薯一一季晚稻輪作系統。針對南方冬閑稻田種植馬鈴薯面臨的產量潛力難以提高、產量差異大以及資源利用率低等問題，本試驗基于馬鈴薯一水稻輪作系統，研究了不同種植模式對馬鈴薯生長、產量和品質的影響，以期為我國南方冬作馬鈴薯實現穩產高產提供技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設計

試驗材料為馬鈴薯早熟小葉型品種‘中薯5號’和早熟大葉型品種‘費烏瑞它’。試驗在醴陵市白兔潭鎮基地進行，每個品種設置零氮模式（NO）、常規模式（FP）高產高效模式（HH）和超高產模式（SH）4個種植模式，每個模式重復3次，共24個小區，隨機區組排列，每小區面積 24m² 。2023年1月17日統一播種，2023年5月5日收獲，具體試驗設計見表1。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 生長指標 在塊莖形成期和膨大期，每個小區隨機選取5株馬鈴薯，統計株高和主莖數，利用LI3100C臺式葉面積儀測定葉面積，計算葉面積指數。

1.2.2生物量在塊莖形成期和膨大期，每個小區隨機選取5株馬鈴薯，將其地上部和地下部置于105°C 烘箱中殺青 15min ，再 55^°C 烘干至恒重，分別記錄地上部、地下部及塊莖的干重。

1.2.3氮含量在塊莖形成期和膨大期，采用氯仿熏蒸浸提－全氮測定法測定主莖和葉片干樣中的氮含量；在馬鈴薯塊莖膨大期和塊莖成熟期，測定塊莖干樣的氮含量。

1.2.4產量及其構成因子在馬鈴薯收獲時，測定各小區產量，并按照 667m² 折算總產量；收獲后統計單株薯重、單株結薯數和單薯重；將單薯重 ?50 g的馬鈴薯定義為商品薯，計算商品薯率。

1.2.5塊莖品質采用烘干法測定干物質含量，采用比重法測定淀粉含量。

1.3 數據處理

使用MicrosoftExcel2019進行數據整理和初步處理，使用SPSS25軟件進行單因素方差分析，比較不同處理間的差異顯著性，使用GraphPadPrism9軟件作圖。

2 結果與分析

2.1不同種植模式下馬鈴薯植株的生長指標分析

2.1.1株高由圖1可知，在塊莖形成期和膨大期，NO 模式的‘中薯5號’和‘費烏瑞它’的株高顯著低于其他模式；在塊莖膨大期，HH模式的‘中薯5號’和‘費烏瑞它’植株生長較快，株高高于其他模式。2.1.2主莖數由圖2可知，與塊莖形成期相比，塊莖膨大期‘中薯5號’各模式的主莖數均有所增加，其中HH模式的主莖數最多，為13915個;然而，與塊莖形成期相比，塊莖膨大期‘費烏瑞它’各模式的主莖數均減少。

2.1.3葉面積指數由圖3可知，在塊莖形成期，‘中薯5號’和‘費烏瑞它’的葉面積指數均表現為SHgt;HHgt;FPgt;N0 ；在塊莖膨大期，‘中薯5號’的葉面積指數在HH模式下最大，而‘費烏瑞它的葉面積指數在SH模式下最大，為6.29。

2.2不同種植模式下馬鈴薯植株的生物量分析

由表2可知，在塊莖形成期，‘中薯5號’的塊莖干重和地下部干重表現為 FPgt;HHgt;SHgt;N0 地上部干重表現為 FPgt;SHgt;HHgt;N0 ，單位面積塊莖干重、單位面積地下部干重和單位面積地上部干重均表現為 SHgt;HHgt;FPgt;N0 。在塊莖膨大期，HH模式的塊莖干重、單位面積塊莖干重、地下部干重、單位面積地下部干重和地上部干重均達到最大，而NO模式則最小。

由表3可知，在塊莖形成期，‘費烏瑞它’的塊莖干重、地下部干重和地上部干重均在FP模式下最大，而單位面積塊莖干重、單位面積地下部干重和單位面積地上部干重均在SH模式下取得最大值。在塊莖膨大期，FP模式的塊莖干重和地下部干重最大，HH模式的單位面積塊莖干重、單位面積地下部干重、單位面積地上部干重和地上部干重均最大。

2.3不同種植模式下馬鈴薯植株的氮含量分析由表4可知，在塊莖形成期和膨大期，中薯5號’的葉片氮含量表現為 SHgt;FPgt;HHgt;N0 ，且膨大期各模式的葉片氮含量均低于形成期；各模式下‘中薯5號’的主莖氮含量均低于葉片，膨大期各模式的主莖氮含量均低于形成期。此外，各模式下膨大期和成熟期的塊莖氮含量均遠低于葉片。

2.4不同種植模式下馬鈴薯的產量分析

由表5可知，N0模式下‘中薯5號’和‘費烏瑞它’的總產量、單株薯重、單薯重和商品薯率均顯著低于其他模式。‘中薯5號’的總產量在HH模式下最高，為 2250.68kg/667m² ，與SH無顯著差異但顯著高于FP和NO；‘費烏瑞它’的總產量在SH模式下最高，為 2 000.08kg/667m² ，與HH無顯著差異但顯著高于FP和 _N0 。

2.5 不同種植模式下馬鈴薯的品質分析

由表6可知，FP、HH和SH模式對‘中薯5號’的干物質積累和淀粉合成有顯著促進作用，且FP模式促進效果最佳。‘費烏瑞它’的干物質含量和淀粉含量在HH模式下最高，分別為17.20和11.43g/100g ；SH模式與N0模式的干物質含量沒有顯著差異，兩個模式下的淀粉含量差異也不顯著，即SH模式對‘費烏瑞它’的品質提升有限。

3 討論與結論

氮素是馬鈴薯生長發育的關鍵營養元素，顯著影響馬鈴薯的塊莖產量和品質[17]。郭三妮等[18]研究表明，無氮條件下的馬鈴薯產量和商品薯率均低于低氮、中氮和高氮條件；岳超等[19]發現施氮處理的馬鈴薯株高在不同時期均高于零氮處理，且產量提高了 32.9%～117.2% ；楊妍等[20]研究發現，與不施氮處理相比，施氮處理能提高馬鈴薯單株結薯數、大薯率和產量。本研究中NO模式的馬鈴薯株高、葉面積指數、生物量、總產量和商品薯率均低于其他模式，與上述研究結果一致，這是因為氮肥缺失導致土壤有效氮含量下降，從而抑制馬鈴薯的光合作用和干物質積累，最終造成馬鈴薯產量下降、品質降低。

適量的氮肥能促進塊莖形成，加快光合產物向塊莖中運轉，促進高產；但施氮過量會提高葉片葉綠素含量和葉面積指數，促使莖葉生長，造成地上、地下干物質分配比例失調，從而降低產量[21]。本研究中，SH模式較其他模式額外配施了牛廝肥和尿素，施氮量最多，因此‘費烏瑞它’的總產量在SH模式下最高，達到 2000.08kg/667m² ，說明在一定施氮水平內，馬鈴薯產量會隨著氮肥的增加而增加，這與許國春等[22]和Fang等[23]的研究結果一致。然而，‘中薯5號’在HH模式下的產量為2250.68kg/667m² ，高于SH模式，這是因為施加過量氮肥會增加馬鈴薯晚疫病發生的風險，且‘費烏瑞它’和‘中薯5號’對氮肥的耐受性不同，因此‘費烏瑞它’在較高施氮量下表現出高產，而‘中薯5號’在較高施氮量下晚疫病加劇，產量減少。

種植密度會影響馬鈴薯的產量和品質，需要綜合考慮品種、土壤和栽培目標，確定最佳種植密度。哈馬窩指[24發現在一定密度范圍內，隨著密度的增加，馬鈴薯的商品薯率和產量增加，單株產量降低；康鵬玲等[25則發現合理的種植密度促進塊莖干物質和淀粉含量的積累。本研究中，HH模式下‘中薯5號’和‘費烏瑞它’的主莖數、葉面積指數和總產量均高于FP模式，說明在相同氮肥水平下，增加種植密度有利于充分利用光能，提高光合效率，促進馬鈴薯生長和增產，這與王平等[2的研究結果一致。此外，‘費烏瑞它’在HH模式下的干物質含量和淀粉含量均顯著高于FP模式，而‘中薯5號’在HH模式下的干物質含量和淀粉含量均低于FP，但差異不顯著，原因在于馬鈴薯品種有差異，這與梁曉麗[27]和馬燕燕等[28]的研究結果一致。

此外，本研究發現‘費烏瑞它’的產量與主莖數和葉面積指數呈現正相關關系，這說明較多的主莖數能使植株迅速達到最大葉面積指數，促進光合產物的形成和積累，為塊莖生長提供養分，從而提升產量，這與龍國等[29]、仇泰嶺等[30]以及王全九等[31]的研究結果一致。

綜上所述，種植模式顯著影響馬鈴薯的植株生長、產量和品質。高產高效模式（HH）和超高產模式（SH）增加了種植密度和施氮量，有效提高了植株光合效率和氮肥利用效率，促進了主莖數的增加、葉面積指數的增大以及生物量的積累，實現了馬鈴薯高產。雖然兩種模式的總產量差異不顯著，但高產高效模式的種植密度和施氮量小于超高產模式，能節約成本和勞動力，綜合考慮，馬鈴薯一水稻輪作系統下推薦高產高效模式種植馬鈴薯。

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（責任編輯：王婷）