不同種植密度和施肥水平對旱作區秸稈覆蓋馬鈴薯生長及產量的影響

李效文，王友生

(定西市農業技術推廣站，甘肅 定西 743000)

素有“中國馬鈴薯之鄉”的甘肅省定西市既是馬鈴薯優質主產區，又是全國馬鈴薯三大生產基地之一，具有發展馬鈴薯的獨特自然優勢[1-2]。隨著馬鈴薯主糧化戰略的提出，定西市馬鈴薯產業迎來了前所未有的機遇和挑戰，成為推動經濟發展的產業，在全市農業生產中占有舉足輕重的地位。通過當地政府和群眾10多年的努力，定西市馬鈴薯種植面積已多年穩定在20萬hm2以上，年產量達500萬t左右[3]。但是，在我國馬鈴薯生產過程中，普遍存在不合理施用氮、磷、鉀肥，以及施肥時期、施肥方法、栽培方式不當等問題，導致種植成本偏高、土壤養分失衡、土壤嚴重鹽堿化等，這嚴重制約了馬鈴薯的高產、優質、高效生產及其產業的可持續發展[4-6]，也成為定西市馬鈴薯生產面臨的最大問題。諸多研究表明，馬鈴薯生產受施肥量、品種、生態環境和栽培措施等因素的影響[7]，即使在同一種植區域，不同種植密度對不同品種馬鈴薯的影響也不一樣[8-9]，因此平衡氮、磷、鉀等施肥量及種植密度之間的關系，進一步促進馬鈴薯對養分的吸收，提高氮、磷、鉀肥的養分利用率及產量，將成為定西市馬鈴薯產業發展的重要節本增效措施。為此，我們結合當前生產實際，在定西旱作區進行田間種植密度和施肥量試驗，以進一步掌握馬鈴薯的施肥量、適宜密度及群體結構變化，為定西市旱作區秸稈覆蓋馬鈴薯的種植密度、肥料合理搭配以及高產高效栽培提供依據。

1 試驗區概況

試驗設在甘肅省定西市安定區內官鎮董家灣村的旱作梯田地，平均海拔2 320.8 m。該區域屬典型的半干旱雨養農業區，年平均降水量460 mm，且年內分布不均，年平均氣溫5.2 ℃，無霜期135 d，農作物屬于一年一熟區。試驗地土壤類型為黃綿土，土壤質地疏松、肥力中等，前茬作物為玉米。0～20 cm耕層有機質含量為9.98 g/kg，全氮、全磷、全鉀含量分別為0.73、0.60、6.5 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為68、16.8、189 mg/kg，pH值為7.6。

2 試驗材料與方法

2.1 供試材料

試驗用馬鈴薯良種為青薯9號，由甘肅定西百泉馬鈴薯有限公司提供；試驗用復合肥為史丹利三安復合肥料(N∶P2O5∶K2O=18∶8∶18)，由山東史丹利化肥股份有限公司提供。各處理基礎肥料施用腐熟好的農家肥，在覆膜前結合整地一次性撒施，用量45 000 kg/hm2。

2.2 試驗方法

2.2.1 處理方法

本試驗設2個因素，分別為復合肥施用量和種植密度。復合肥施用量設低肥(L)、中肥(M)、高肥(H)3個水平，分別為600、750、900 kg/hm2，在覆蓋秸稈前開溝將肥料施于溝內，開溝深度為15～20 cm；種植密度結合當地實際情況分為40 500和49 500株/hm2。試驗采取隨機區組設計，設6個處理，每個處理3個重復，共18個小區，小區面積43.2 m2(4.8 m×9.0 m)，詳見表1。試驗于2016年4月29日統一旋耕、施肥，采用玉米秸稈帶狀覆蓋種植方式進行種植，小區間距30 cm，保護行50 cm。10月12日收獲。試驗期間調查記載各處理馬鈴薯生育期的地上生長指標，成熟期每個小區取樣15株考種，并按小區單收實測產量。

表1 試驗設計

2.2.2 測定項目及方法

在馬鈴薯盛花期分別測定株高、莖粗、主莖數量、葉面積指數，每個小區隨機選取15株進行測定，然后取平均值，葉面積指數采用剪紙稱重法測定。

單株結薯數量：成熟期每個小區挖取15株，數塊莖數量。

單株薯質量：成熟期每個小區挖取15株，分株稱量塊莖質量。

商品率(%)=大中薯鮮質量÷薯塊總鮮質量×100%，大薯率(%)=大薯鮮質量÷薯塊總鮮質量×100%；按小薯<50 g、50 g≤中薯≤100 g、大薯>100 g計。

2.3 統計分析

用Microsoft Excel進行數據處理，用SPSS 16.0軟件進行方差分析，方差分析包括種植密度、施肥量及兩因素之間的交互效應。

3 結果分析

3.1 不同施肥量和種植密度對馬鈴薯農藝性狀的影響

不同施肥量和種植密度組合處理對馬鈴薯的主要農藝性狀影響較大(見表2)。從統計分析結果來看，施肥量對馬鈴薯株高、主莖數量、莖粗、葉鮮質量及葉面積指數這5項生長指標影響顯著(P<0.05)，種植密度僅對馬鈴薯主莖數量和葉面積指數這2項生長指標影響顯著(P<0.05)，對株高、莖粗和葉鮮質量影響不顯著，施用量×密度對所測定的所有指標影響都不顯著(P>0.05)。在相同施肥量下，除了中肥和高肥水平時不同種植密度下葉面積指數差異顯著外，其他各肥力水平下不同種植密度間各指標的差異不顯著。在40 500株/hm2種植密度下，高肥處理的株高、主莖數量、莖粗、葉鮮質量、葉面積指數分別較低肥和中肥處理提高了7.5%、12.5%、12.6%、19.7%、24.1%和5.7%、9.3%、7.4%、15.0%、12.3%；在49 500株/hm2種植密度下，高肥處理的株高、主莖數量、莖粗、葉鮮質量、葉面積指數分別較低肥和中肥處理提高了5.4%、14.6%、6.5%、16.0%、22.4%和3.9%、10.0%、6.5%、14.2%、13.1%。

表2 不同處理對馬鈴薯農藝性狀的影響

3.2 不同施肥量和種植密度對馬鈴薯產量形成指標的影響

不同施肥量和種植密度組合對馬鈴薯產量形成指標的影響較大(見表3)。從統計分析結果來看，施肥量對馬鈴薯單株結薯數量和大中薯質量、大中薯數量的影響達顯著水平(P<0.05)，種植密度對單株薯質量和大中薯質量的影響達顯著水平(P<0.05)，施肥量和密度組合對所測定所有指標影響都不顯著(P>0.05)。在相同施肥量下，除低肥時不同種植密度下大中薯數量、單株薯質量和大中薯質量這3項指標差異顯著外，其他各肥力水平下不同種植密度間各指標差異不顯著。在40 500株/hm2種植密度下，高肥處理的單株結薯數量和大中薯質量明顯高于低肥處理， 分別為9.1個和554.29 g/株；在49 500株/hm2種植密度下，高肥處理的各指標與中肥條件下差異不顯著，而高肥處理的單株結薯數量、大中薯數量和大中薯質量明顯高于低肥處理，分別為9.3個、5.5個/株和467.98 g/株。這說明無論在何種種植密度下，高肥均有利于提高馬鈴薯的單株結薯數量和大中薯質量。

表3 不同處理對馬鈴薯產量形成指標的影響

3.3 不同施肥量和種植密度對馬鈴薯產量及商品薯率的影響

不同施肥量和種植密度組合對馬鈴薯產量及商品薯率的影響統計結果見表4。由表4可知，不同施肥量對馬鈴薯的產量及商品薯率的影響達到顯著水平(P<0.05)，而種植密度和施肥量×種植密度對產量及商品率的影響均不顯著(P>0.05)，即在相同施肥量下不同種植密度間各小區產量差異不顯著。不同施肥量下，在40 500和49 500株/hm2兩種種植密度下，高肥處理的小區產量與低肥處理均差異顯著，但與中肥處理差異不顯著；兩種種植密度下高肥處理的商品薯率也均為同密度下最高，但與中、低肥處理之間差異不明顯。綜合來說，高肥水平下49 500株/hm2種植密度處理的小區(處理6)產量和商品薯率最高，折合產量和商品薯率分別為29 577.63 kg/hm2和80.6%，較低肥處理2和中肥處理4分別增產6 126.52和3 578.1 kg/hm2，增產率分別為26.1%和13.8%，商品薯率分別提高了4.9%和3.1%。因此，處理6是該種植區秸稈覆蓋馬鈴薯提高產量的最佳組合。

表4 不同處理對馬鈴薯產量及商品率的影響

4 結論與討論

秸稈覆蓋技術能有效抑制土壤水分蒸發，提高作物產量和水分利用率[10-11]。在干旱地區種植馬鈴薯，秸稈覆蓋能有效提高馬鈴薯產量和商品薯率[12]。除種植模式的影響外，馬鈴薯的生長發育和塊莖產量、品質還取決于植株個體與群體的光合作用[13]。本研究對旱作區秸稈覆蓋馬鈴薯種植中復合肥的合理施用量和種植密度進行了探討，試驗結果表明，不同施肥量對旱作區秸稈覆蓋馬鈴薯的農藝性狀、產量及商品薯率的影響均達到顯著水平，在高肥水平下馬鈴薯的單株結薯數量、大中薯數量、大中薯質量、產量及商品薯率均達到最大值，適當增加馬鈴薯的種植密度可提高產量，在49 500株/hm2的種植密度下產量及商品薯率分別達到29 577.63 kg/hm2和80.6%，這與張智芳等[14]的研究結論一致；但本研究并未得出在相同種植密度下，施肥量增加到一定水平時產量便呈現下降趨勢[14]這一結論，這可能與本研究設置的密度范圍較小有關。種植密度除在低肥水平下對馬鈴薯的單株薯質量和大中薯質量影響顯著外，對其他各項指標及產量影響不顯著。同樣，不同施肥量和種植密度的組合對馬鈴薯的農藝性狀和產量影響也不顯著。雖然本研究在中、高肥水平下不同種植密度之間產量差異不顯著，但有研究報道[15]指出種植密度較低時，作物通風透光良好，單株的農藝性狀表現優良，當然群體數量偏低也會造成產量較低。因此，針對不同馬鈴薯品種、種植方式和施肥水平應確定其最佳種植密度，充分考慮單株與整體產量的關系，才能充分發揮出馬鈴薯的生產潛力。本研究僅在3種不同施肥量和2種習慣種植密度下，研究了其組合對馬鈴薯生長指標和產量的影響，試驗結果顯示所設高肥900 kg/hm2與高密度49 500株/hm2為該種植區秸稈覆蓋馬鈴薯種植的最佳組合，但對于更高施用量和更大種植密度的組合以及復合肥的合理施用量與傳統施肥的效益比較等方面未做探討，需在以后的試驗研究中進一步探索研究，以便為當地農業生產提供更加科學合理的指導。

[1] 王富勝,潘曉春,張明,等.定西市馬鈴薯產業可持續發展途徑及建議[J].中國馬鈴薯,2008,22(1):59-60.

[2] 王淑新.定西馬鈴薯產業發展研究——基于種植、流通、加工的成本收益分析[D].蘭州:蘭州大學,2009:8-23.

[3] 李楠楠,李同昇,于正松,等.基于Logistic-ISM模型的農戶采用新技術影響因素——以甘肅省定西市馬鈴薯種植技術為例[J].地理科學進展,2014,33(4):542-548.

[4] 張靜.氮磷鉀施用量對馬鈴薯產量、品質及肥料利用特性的影響[D].呼和浩特:內蒙古農業大學,2012:6-22.

[5] 段玉,張君,李煥春,等.馬鈴薯氮磷鉀養分吸收規律及施肥肥效的研究[J].土壤,2014,46(2):212-217.

[6] 姜麗霞.施肥對旱作馬鈴薯不同品種氮磷鉀吸收分配及產質量的影響[D].呼和浩特:內蒙古農業大學,2010:8-20.

[7] 馬金虎,李海洋,王正海,等.寧夏干旱區馬鈴薯秋覆膜栽培適宜種植密度研究[J].寧夏農林科技,2011,52(2):14,92.

[8] 羅勝奎.密度、栽植方式與施氮量對馬鈴薯產量的影響[J].耕作與栽培,2008(5):33-57.

[9] 楊相昆,田海燕,魏建軍,等.不同播種方式及種植密度對馬鈴薯種薯生產的影響[J].西南農業學報,2009,22(4):910-912.

[10] 蔡太義,賈志寬,黃耀威,等.中國旱作農區不同量秸稈覆蓋綜合效應研究進展Ⅰ.不同量秸稈覆蓋的農田生態環境效應[J].干旱地區農業研究,2011,29(5):63-68,74.

[11] 吳曉麗,湯永祿,李朝蘇,等.秋季玉米秸稈覆蓋對丘陵旱地小麥生理特性及水分利用效率的影響[J].作物學報,2015,41(6):929-937.

[12] 李榮,侯賢清.深松條件下不同地表覆蓋對馬鈴薯產量及水分利用效率的影響[J].農業工程學報,2015,31(20):115-123.

[13] 田豐,張永成,張鳳軍,等.不同肥料和密度對馬鈴薯光合特性和產量的影響[J].西北農業學報,2010,19(6):95-98.

[14] 張智芳,劉富強,云庭,等.陰山北麓地區馬鈴薯不同栽培密度、施肥量對產量的影響[J].中國馬鈴薯,2009,23(6):354-356.

[15] 高錦旭,趙緒明,蔣樹懷,等.密度和肥料對旱地蕓豆品種經濟性狀及產量的效應[J].西北農業學報,2016,25(3):378-385.