栽培措施對馬鈴薯主糧化品種隴薯9號光合參數及產量的影響

羅愛花，陸立銀，胡新元，謝奎忠，柳永強

（1.甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省農業科學院，甘肅 蘭州 730070）

隨著馬鈴薯主糧化戰略的不斷推進，馬鈴薯成為我國四大主糧作物之一，馬鈴薯產業在保障我國糧食安全、保護生態環境等方面發揮著越來越大的作用[1]。馬鈴薯亦菜亦糧，營養價值高，作為食物的消費方式多種多樣[2]。篩選出適宜各生態區域的主糧化品種是馬鈴薯主糧化戰略的迫切需求[3-4]。甘肅馬鈴薯種植主要集中在旱作雨養農業區[5-6]，探索旱作雨養農業區，尤其是作為優質種薯繁育基地的高寒陰濕旱作區適宜種植的馬鈴薯主糧化戰略需求的新品種（系）及其高效栽培技術具有重要的實踐指導作用。針對該區馬鈴薯傳統種植勞動強度大，且農村勞力嚴重不足的現實，甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所栽培研究室通過多年的試驗研究發現，在保持單位面積種植密度不變的情況下，擴大行距、縮小株距，有利于馬鈴薯農田通風透光，便于農田耕作管理，有助于推動機械化耕作，最終實現節省勞力、減少勞動強度、提高生產效益。為了完善適宜甘肅省高寒陰濕旱作區種植的馬鈴薯主糧化品種及其集約、高效、安全生產技術，2017年我們選取馬鈴薯主糧化品種隴薯9號，研究了露地、覆膜、大壟單行、大壟雙行以及常規施肥、減量施肥等5個栽培措施對淀粉積累期植株葉片生理參數、田間枯萎病發病率、產量性狀等的影響，以期為當地馬鈴薯產業可持續發展提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在甘肅省渭源縣會川鎮，當地海拔2 276 m，北緯 35°06′480″，東經 103°58′840″。年降水量在500 mm左右，平坦川地，屬旱作雨養農業區。土壤為黑麻土。前茬為馬鈴薯。

1.2 試驗材料

供試馬鈴薯品種為隴薯9號，原種，由甘肅省農業科學院馬鈴薯研究所提供。供試肥料尿素（含N 46%，由山東瑞星化工有限公司提供）、磷酸二銨（含P2O518%，由湖南省永和磷肥廠提供）、硫酸鉀（含K2O 52%，由云南云天化國際化工股份有限公司提供）。

1.3 試驗方法

試驗共設5個栽培措施處理，處理A為90 cm壟距單行露地（CK1，常規施肥，N、P、K質量比為10∶8∶5，下同）；處理B為90 cm壟距單行黑膜（CK2，常規施肥，N、P、K質量比為10∶8∶5）；處理C為90 cm壟距單行黑膜+施肥（P、K同常規施肥，減施N肥10%）；處理D為90 cm壟距單行黑膜+施肥（P、K同常規施肥，減施N肥20%）；處理E為120 cm壟距大壟雙行黑膜（常規施肥，N、P、K質量比為10∶8∶5）。各處理播種密度一致（63 000株/hm2）。試驗采用隨機區組設計，小區面積36.0 m2（8.0 m×4.5 m），3次重復。小區間留走道1 m。于2017年4月23日播種。按照試驗設計計算各處理小區施肥量，其中1/4的氮肥在現蕾期結合培土追施，其余作為基肥施入。播前撒施農家肥 37 500 kg/hm2，其他管理同當地大田常規。現蕾期用4.5%高效氯氰菊酯乳油450 mL兌水450～600 kg/hm2噴霧防治蚜蟲，72.2%霜霉威鹽酸鹽水劑1 000倍液葉面噴施防治晚疫病，每隔7 d噴1次，視田間情況噴3～4次。

1.4 測定項目

1.4.1 光合生理參數測定 利用LI-6400XT便攜式光合儀在淀粉積累期測定馬鈴薯葉片光合生理參數，具體包括葉片光合速率[Pn，μmol CO2/（m2·s）]、氣孔導度[Cd，H2O mol/（m2·s）]、細胞間隙二氧化碳濃度（Ci，CO2μmol/mol）、蒸騰速率[Tr，H2O mmol/（m2·s）]和葉綠素相對含量（SPAD值）。

1.4.2 產量測定 收獲前分小區挖出薯塊并稱重，求其平均值。

2 結果與分析

2.1 不同栽培措施對隴薯9號植株葉片光合速率的影響

測定與統計分析結果（表1）表明，隴薯9號葉片光合速率以處理B最高；其次是處理C；處理A（CK1）最低。處理A（CK1）與處理B（CK2）之間差異顯著。隨著氮肥用量的減少，隴薯9號葉片光合速率逐漸降低，但處理B（CK2）、處理C、處理D、處理E之間差異不顯著。可見適量減氮對隴薯9號植株葉片光合速率的影響不明顯。

2.2 不同栽培措施對隴薯9號原種葉片相對葉綠素含量的影響

由表1可知，隴薯9號原種葉片的SPAD以處理A（CK1）最高；其次是處理 C；處理B（CK2）最低。不同處理間葉片SPAD值存在顯著差異，處理A（CK1）與處理C差異不顯著，與其余處理差異顯著。黑膜覆蓋（處理B）對隴薯9號原種葉片SPAD值的影響更顯著，相同密度條件下，120 cm大壟栽培（處理E）隴薯9號原種葉片SPAD值明顯高于90 cm黑膜覆蓋（處理B）。由于減少了氮素的使用量，有可能刺激了田間馬鈴薯植株對土壤中氮素的吸收，進而導致隴薯9號原種葉片SPAD值呈逐漸增加的趨勢。

2.3 不同栽培措施對隴薯9號原種葉片相對氣孔導度、細胞間隙二氧化碳濃度、蒸騰速率的影響

由表1可知，不同栽培措施下，隴薯9號原種的葉片相對氣孔導度、細胞間隙二氧化碳濃度、蒸騰速率均以處理B（CK2）最高，其次是處理D，處理A（CK1）最低。處理 B（CK2）與處理A（CK1）差異不顯著，與其余處理差異顯著。

表1 不同栽培措施的隴薯9號葉片生理參數

2.4 不同栽培措施對隴薯9號原種田間枯萎病發病率的影響

在田間對不同栽培措施條件下隴薯9號原種田間枯萎病發病情況進行了調查統計分析，結果（表2）表明，栽培措施對隴薯9號原種田間枯萎病發病率具有顯著影響。在相同施肥條件下，以露地處理 A為對照（CK1），處理B（CK2）隴薯 9 號原種田間枯萎病發病率顯著高于對照（CK1），處理E發病率低于對照（CK1），但差異不顯著。覆膜條件下，以處理B為對照（CK2），處理C、處理D枯萎病發病率低于對照（CK2），差異不顯著；處理E隴薯9號原種田間枯萎病發病率低于對照，差異極顯著。

表2 不同栽培措施處理的隴薯9號田間枯萎病發病率

2.5 不同栽培措施對隴薯9號原種產量的影響

由表3可知，鮮薯產量以處理E最高，為38 322 kg/hm2；其次是處理B（CK2），為 37 680 kg/hm2；處理A（CK1）最低，為 29 736 kg/hm2。以處理A為對照（CK1）時，處理B、處理E分別較對照增產26.7%、28.8%。以處理B為對照（CK2）時，處理C、處理D分別較對照減產7.6%、9.3%。對產量進行方差分析表明，處理E與處理B差異均不顯著，與其余處理差異極顯著。處理B與處理C、處理D差異均不顯著，與處理A差異極顯著。由此可知，在相同的施肥條件下，覆膜、大壟栽培有助于隴薯9號塊莖產量的提高。在相同的栽培模式下，適量減施N肥有利于隴薯9號在保持塊莖產量下降不顯著的前提下高效安全生產。

表3 不同栽培措施處理的隴薯9號產量及經濟效益

2.6 栽培措施對隴薯9號經濟效益的影響

從表3可知，以處理A為對照（CK1）時，處理B可增收6 594元/hm2，處理E可增收7 236元/hm2；以處理B為對照（CK2）時，處理C、處理D的純收益分別較對照（CK2）降低2 778、3 096元/hm2，處理E則較對照（CK2）增收642元/hm2。

3 小結與討論

種植方式、肥料管理等栽培措施均會對作物植株光合生理參數產生一定的影響。葉綠素作為葉片光合作用的基礎物質，是反映植物豐產性能的生理指標之一。葉綠素含量因植物種類、品種和生育期不同而存在差異。在高寒陰濕旱作區，覆膜、大壟雙行壟溝種植模式、不同氮素施用量等對隴薯9號原種的光合生理參數、SPAD值等的影響存在不同程度的差異。在本試驗環境下，覆膜和施肥處理顯著影響隴薯9號葉片光合生理參數和SPAD值，其中減施N肥10%對隴薯9號葉片光合生理參數的影響較明顯。

馬鈴薯田間枯萎病發病情況存在基因型差異。統計分析表明，栽培措施對隴薯9號原種田間枯萎病發病率具有顯著影響。在相同的施肥和90 cm大壟單行種植模式下，黑色地膜覆蓋處理的隴薯9號原種田間枯萎病發病率顯著高于露地。相同施肥及黑膜覆蓋條件下，120 cm大壟雙行模式隴薯9號原種田間枯萎病發病率明顯低于90 cm大壟單行模式，差異極顯著。減施N肥10%處理有利于降低隴薯9號原種田間枯萎病發病率。擴壟縮株大壟雙行栽培有助于減輕隴薯9號原種田間枯萎病的發生。

栽培措施對不同基因型馬鈴薯塊莖產量的影響存在差異。栽培模式不同，馬鈴薯生產成本存在差別。除去馬鈴薯生產成本種薯、化肥、地膜、農藥、人工等的投入，90 cm寬壟單行黑膜覆蓋較露地增收6 594元/hm2，而120 cm大壟雙行黑膜覆蓋則較90 cm寬壟單行露地增收7 236元/hm2。相同種植模式下，隨著氮肥減施比例以10%的幅度增加，馬鈴薯生產純收益分別較對照降低2 778、3 096元/hm2。由此可見，高寒陰濕旱作區采用覆膜大壟雙行栽培模式隴薯9號原種田間塊莖產量最高，適量減施N肥更符合馬鈴薯集約、經濟高效、安全的生產要求。