滴灌模式下不同早熟馬鈴薯產量及水分利用效率研究

吳 燕，孫 慧，江映紅，刑斌德，劉 易，楊茹薇，馮懷章

新疆農業科學院綜合試驗場，烏魯木齊 830012

馬鈴薯是兼糧食、蔬菜、飼料和工業原料于一體的多用型農作物，具有營養豐富、適種區域廣、增產潛力大、產業鏈長、可比效益高等特點[1]。研究旱農區抑制土壤水分蒸發、保墑提高降水有效利用的技術是旱農區研究的熱點問題[4]。通過引進和選育優質、抗旱、豐產的專用型馬鈴薯品種，研究滴灌模式下馬鈴薯產量和水分利用效率差異性，來探討不同品種對水分利用的反應，進一步研究馬鈴薯高效利用有限灌水，提高WUE 是旱地農業持續穩定發展的關鍵[2]。為馬鈴薯的抗旱品種選用及合理灌溉和增產節水提供參考依據。通過節水抗旱高產優質品種資源的選育措施可有效推動當地馬鈴薯產業的持續發展。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2021 年5～10 月在伊犁哈薩克自治州昭蘇縣灌區進行。本區位于緯度43°09′～43°15′，經度80°08′～81°30′，屬于大陸性干旱氣候地帶，生長期間月平均溫度16.2℃。初霜時間10月，終霜時間4 月。海拔高度2018 m。作物生育期降雨量385.4 mm。收獲期9 月26 日。試驗地地勢平坦，肥力中等，土壤質地砂壤土，土壤容重1.45 g/cm3，田間最大持水量21%。前作作物玉米。播前測定耕層0～20 cm 土層養分含量見表1。

表1 試驗地土壤理化性狀

1.2 試驗材料與方法

供試作物：選用在產量、農藝特性上有代表性的早熟馬鈴薯品種6 個。希森6 號（ck），北方005 號，北方009 號，龍薯14 號，東農310，甘農薯13 號；參試品種由新疆農業科學院綜合試驗場網室隔離繁殖的，盡量選擇大小一致（200 g 左右）的種薯。

1.3 試驗設計與方法

每1 個參試品種作1 個處理，共設6 個品種處理，以希森6 號為對照（CK），完全隨機區組設計，重復3 次，壟距70 cm，株距20 cm,每壟種植兩行，小區面積24 m2（8 m×3 m）。試驗地周邊設2 行以上保護行。

1.4 田間管理

重施基肥，前茬作物收獲后一般基施腐熟有機肥（牛羊糞肥）1500～2000 kg/666.7m2。大壟雙行種植，在播種的同時施底肥、鋪滴灌帶、起壟覆膜。壟高15 cm，播深10～12 cm，種植密度4000～4200株/666.7m2，播種量160～200 kg/666.7m2。

5 月15 日機械播種起壟鋪滴灌帶，滴灌系統的毛細滴灌位于壟中央，管徑16 mm，滴頭間距30 cm，滴頭流量2.0 L/h。播種后滴灌帶位于壟面中央土層上，其上覆蓋地膜，地膜兩邊由播種機覆土盤帶土鎮壓，底肥施于滴灌帶正下方5 cm 處，種塊播于滴灌帶兩側12 cm 處。播種時磷鉀肥全部做基肥一次性施入磷酸二銨15 kg/666.7m2、尿素8 kg/666.7m2、硫酸鉀5 kg/666.7m2。

5 月20 日需要滴1 次出苗水。出苗前灌水25 m3/666.7m2滴水1 次出苗，以種薯周圍10 cm處土壤濕潤為宜，避免滴水過量引起種塊腐爛。6 月16 日齊苗后隨水施入追肥磷酸一銨20 kg/666.7m2、尿素30 kg/666.7m2；齊苗后灌水1 次30 m3/666.7m2，滴灌專用復合肥（N-P2O5-KO2=18-18-18）5 kg。6 月20 日葉面機械噴施苯甲.嘧菌酯防治馬鈴薯早疫病、黑痣病等病害，30～50 mL/666.7m2，稀釋1500 倍，葉面均勻噴霧，施藥間隔期7～10 d。現蕾前，6 月29 日機械噴施馬鈴薯苗后專用除草劑砜喹嗪草酮75 mL/666.7m2除灰藜、野苦苣、野油菜等雜草；7 月10 日后，馬鈴薯現蕾—開花期灌水2 次，灌水35 m3/666.7m2；隨水滴施尿素10 kg/666.7m2、滴灌專用復合肥（N-P2O5-KO2=18-18-18）5 kg。花期以前追施尿素，以促進植株營養生長，花期以后不施或少施尿素，防止植株地上部分徒長而影響產量。7 月18 日噴施阿立卡10 mL/666.7m2化學防治馬鈴薯甲蟲。8 月5 日塊莖形成期—塊莖膨大期灌水3 次，每次間隔10 d 左右滴水1 次，灌水40～45 m3/666.7m2；每次滴水時隨水滴施復合肥4～6 kg/666.7m2。根據田間長勢用15%多效唑可濕性粉劑100～200 g/666.7m2葉面噴施，重點噴施馬鈴薯莖尖的生長點，不要重噴漏噴。7～10 d 后可根據馬鈴薯長勢和天氣情況，再噴施1～2 次。淀粉積累期灌水1次，灌水35 m3/666.7m2，最后1 水不施肥。田間植株整體出現葉片衰老發黃時停水，9 月26 日收獲。

1.5 測定項目及方法

1.5.1 土壤含水量

試驗期間在栽種前出苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期、成熟期分別采集深度20 cm、40 cm、60 cm 的土樣并裝在清潔的鋁盒中，然后帶回實驗室稱其重量并記錄，然后放到烘干箱里12 h 后，再稱其重量，計算土壤含水量。觀測時間在每旬開始的第一天觀測，灌水前、灌水后、生育階段和降雨后加測。測定深度為60 cm,按土壤容重換算成土壤水厚度，以mm表示。重復取樣3 個。土層含水量為質量含水量，用烘干法測定：

1.5.2 作物生長發育狀況調查

定期用直尺測定每株的株高和莖粗；每次測定均在小區內隨機取10 株樣本，取其平均數。

1.5.3 產量

成熟時按各小區單獨收獲，分別計各小區薯塊產量。群體水平水分利用效率（WUE）=Y/ET，其中Y 為馬鈴薯經濟產量（kg/hm2），ET 為馬鈴薯耗水量（mm）。ET=p+I+△W,P 為降水量；I為灌水量；W 為時間末與時段初土壤儲水量之差。

1.5.4 分析

采用SPSS19.0 和Microsoft EXCEL2007 軟件對所得數據進行分析統計，并利用方差分析法對所得結果進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同品種物侯期

從表3 可看出：各供試品種的出苗期有所不同，其中以北方009 號最早，為6 月13 日，與對照相同；龍薯14 號和東農310 出苗最遲，為6 月17日，較對照遲4 d。現蕾期以北方009 號最早，東農310、甘農薯13 號現蕾遲5 d。但綜合來看，各參試品種現蕾期均比對照遲。開花期以北方009 號、甘農薯13 號最早；與對照相同。北方009 號、東農310、甘農薯13 號、龍薯14 號比對照品種早熟2～3 d，可提早上市。

表3 不同品種生育期比較

2.2 不同品種塊莖外觀品質性狀

薯形影響到馬鈴薯的商品外觀品質，較高商品外觀品質的馬鈴薯皮薄，光滑，單薯重，芽眼少而淺。從表4 可知：龍薯14 號、東農310 和甘農薯13 號的外觀品質較好，塊莖大小中等，圓形，芽眼中等,商品性狀較好，結薯集中，薯塊膨大迅速，適應力強是高產優質的品種，具有較高的商品價值。

表4 不同品種薯外觀形態比較

2.3 不同品種馬鈴薯產量構成因子分析

不同品種馬鈴薯產量構成因子如表5 所示，可以看出，甘農薯13 號、東農310 的單株塊莖數與希森6 號對照相比，單株塊莖數分別多1.4 個和0.7 個；且小區產量達到顯著，分別比對照增加10.17%和1.82%。龍薯14 號商品率比對照增加30.53%。

表5 參試品種產量構成因子

2.4 不同品種馬鈴薯產量和水分利用效率分析

馬鈴薯不同生育期群體水分利用效率反映了作物對水分利用的生物學特性[5]。水分利用效率WUE 反映了作物物質生產與水分消耗之間的關系，是衡量節水與否的重要指標。水分利用效率（WUE）隨土壤水分的增加，有一個由增大到減少的變化過程。供水過少，某個生育階段植株遭受嚴重水分脅迫而不能正常發育，必然導致產量的降低；供水過量易致莖葉陡長，甚至倒伏，影響塊莖產量，也不能獲得高產。不同品種馬鈴薯產量的差異較大，即使在相同生長環境下，不同品種間的產量也存在差異。

結果表明表6：不同品種馬鈴薯產量的差異較大，即使在相同處理下，不同品種產量間差異均達顯著水平。甘農薯13 號比對照增產10.17%，水分利用效率最高，達70.45 kg·hm-2·mm-1，較對照水分利用效率提高6.86%。說明這個品種在當地環境下生長適應性較好，利于產量的增加；在適宜水分下，有利于馬鈴薯水分利用效率的提高。

表6 不同品種馬鈴薯產量和水分利用效率變化表（WUE）

3 結論

自然降水是旱地馬鈴薯水分的唯一來源，通過減少水分的無效損耗是提高水分利用效率途徑之一，而適宜的馬鈴薯品種對于馬鈴薯產量的貢獻不能忽視[3，6]。探討高海拔馬鈴薯對環境條件的適應能力具有重要意義。馬鈴薯各品種的農藝性狀和產量性狀表現出明顯的差異。甘農薯13 號、東農310 表現為植株高大，莖稈粗壯、抗逆性強、產量高、水分利用率高，是適合我國北方干旱、半干旱地區種植的抗旱性較好的品種。本試驗不同品種產量差異極顯著，甘農薯13 號比與希森6 號對照相比，單株塊莖數分別多1.4 個，增產10.17%，水分利用效率最高，達70.45 kg·hm-2·mm-1，較對照水分利用效率提高6.86%。說明甘農薯13 號作為當地主栽品種，表現出較高的抗旱性，有利于當地生產利用。在冷涼山區馬鈴薯作為一種主產作物，產量的提高對增加農民收益具有重大的意義。