大整薯稀播对马铃薯农艺性状和产量的影响

蔺海明,周建军,王蒂,2＊ ,张俊莲,2,吕兴密,李松

(1.甘肃农业大学农学院,甘肃 兰州730070;2.甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室,甘肃 兰州730070;3.甘肃省秦王川农业高科技产业开发示范基地管理办公室,甘肃 兰州 730000)

马铃薯(Solanum tuberosum)传统生产中多以切块薯作为种薯,该法虽然可节省种薯用量,但是也有较多不足,如许多病害可以通过切刀进行传播,引起马铃薯病害[1];切口致使种薯养分和水分流失,使其抗旱性较差,导致出苗不整齐,植株生长势较弱,最终影响马铃薯产量和产值。采用整薯播种不但能有效避免病害传播,同时还可以起到抗旱保苗、提高产量的作用。研究表明,种薯大小与马铃薯主要经济性状和农艺性状息息相关[2],在10～70 g大小的种薯范围内,种薯越大,其地上部分生长势也越强[3]。甘肃省中部干旱半干旱地区,每年春夏交接旱情严重,此时正值马铃薯播种和出苗时期,旱情往往导致马铃薯出苗率低、缺苗现象严重,苗期长势弱,进而影响产量。一方面,大整薯播种具有芽眼多、出苗率高、主茎数多、生长势强和穴结薯数多且整齐等优势,大整薯比切块种薯有更多供自身发育生长的营养物质和水分,在干旱环境下,抗逆性也较强;另一方面,大整薯相对切块播种密度小,因此,对土壤水分和营养物质的竞争相应也小,这为马铃薯健壮生长发育奠定基础。近年来,关于小整薯播种的研究较多[4-6],但大整薯播种的研究未见报道。本研究在固定小区播种面积的基础上,通过组配整薯大小和播种密度(即小薯大密度,大薯小密度),研究大整薯播种的增产效应,寻求马铃薯栽培中增产的新途径和新技术[7],为马铃薯高产栽培提供科学依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2009年4月20日-9月28日在甘肃省农业高新技术示范园区内进行,该区位于兰州市永登县秦川镇,试验地处于引大秦王川灌区中心,属半干旱气候区,海拔平均1 900 m,年平均气温6.2℃,最高气温33.3℃,最低气温-23.5℃,≥0℃的年平均积温3 324℃,≥10℃的年平均积温2 798.30℃,年平均日照总时数2 659 h,无霜期160 d,年均降水量260mm,年均蒸发量1 950mm。试验地耕层土壤(0～20cm)含有机质9.70 g/kg,全氮0.71 g/kg,全磷0.92 g/kg,速效氮30.21 mg/kg,速效磷5.09 mg/kg,速效钾124.13 mg/kg。前茬作物为玉米(Zea mays)。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计,设4个处理,3次重复,共12个小区,小区面积12.0 m×4.8 m=57.6 m2,行距80cm,株距依整薯大小做调整(表1),区间距50cm,四周设1 m保护行。试验施N 150 kg/hm2,P2O575 kg/hm2,K2O 187.5 kg/hm2,氮磷钾肥在播种前10 d一次性施入土壤。

表1 试验方案Table 1 Experimental description

1.3 试验材料

供试马铃薯品种为布尔班克;所用肥料为尿素(含N 46%),过磷酸钙(含P2O512%),硫酸钾(含K2O 50%)。

1.4 测定项目和方法

出苗率:现蕾期分小区调查出苗率;主茎数:盛花期开始,每20 d在各小区随机选取5株,数其主茎数,共测定4次,最后计平均值;株高:盛花期测定,每小区随机选20株,测量自然株高,取平均值;叶面积指数:在块茎形成期和块茎增长期,每小区采样10株,用剪纸称重法测叶面积,再计算叶面积指数;单株结薯数:成熟期挖取20株,数块茎个数;穴鲜薯质量:成熟期挖取20株,分株称量块茎质量;产量:成熟期按小区单收,计产。

1.5 统计分析

采用Excel软件和SPSS 17.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 大整薯稀播对马铃薯主要农艺性状的影响

2.1.1 大整薯稀播对马铃薯出苗率的影响 整薯播种可明显提高马铃薯的出苗率(表2),处理C的出苗率最高,达98.5%,CK的出苗率最低,为82.3%。显著性测验表明,整薯播种的处理B、C和D与CK相比,马铃薯的出苗率差异达极显著水平;较大整薯播种处理C和D的出苗率极显著高于处理B,但处理C和D的出苗率差异不显著。说明整薯播种尤其是大整薯稀播,可使马铃薯出苗率明显提高,且出苗整齐,大整薯具有较强的顶端优势,保存在种薯中的营养物质和水分多,抗旱能力强,促进马铃薯早发芽、快出苗、出壮苗。

2.1.2 大整薯稀播对马铃薯主茎数、株高和穴结薯数的影响 整薯播种处理马铃薯主茎数比对照增加1.4～3.6个(表2),其中大整薯处理D的主茎数最多,为6.0个,是对照的2.5倍。整薯播种处理的主茎数均极显著多于对照的主茎数,处理C和D的主茎数也极显著多于小整薯播种处理B。主茎数随整薯质量的增加而增多,说明大整薯稀播能显著增加马铃薯的单株主茎数,这是由于大整薯的芽眼较多,整薯自身养分、水分含量和内源激素较多,从而为较多且健壮芽条的萌发和生长提供了有利条件。

马铃薯整个生育期,整薯播种处理的株高明显高于切块种植,尤其大整薯稀播的株高优势更加明显。整薯播种盛花期的株高都极显著高于对照,株高较对照增加9.6～13.7cm(表2)。大整薯播种处理C和D的株高与小整薯播种差异极显著,但处理C和D株高的差异不显著。说明大整薯稀播可明显增加马铃薯的株高,为建成其健壮的地上茎叶起到积极作用。

表2 不同处理对马铃薯主要农艺性状的影响Table 2 Effect of the different treatments on the main agronomic characters of potato

马铃薯的结薯数是衡量马铃薯农艺性状优劣的一项重要指标,其最终也与马铃薯的产量高低息息相关。整薯播种处理的单株结薯数都明显多于对照(表2),比对照多1.3～6.5个,随着整薯质量的增加,马铃薯单株结薯数增多。方差分析表明,各处理间单株结薯数都存在显著差异,并且处理C和D的结薯数极显著多于处理B和对照。说明大整薯播种能有效增加马铃薯单株结薯数。

2.2 大整薯稀播对马铃薯叶面积指数的影响

大整薯稀播可明显提高马铃薯叶鲜质量(表3),块茎形成期(7月10日)和块茎增长期(8月1日)2次测定结果表明,大整薯稀播处理的马铃薯叶鲜质量较对照都增加。块茎增长期测定时,马铃薯地上部分处于最旺盛时期,处理C和D的叶鲜质量分别为417.51和413.33 g/株,比对照的113.75 g/株分别增加267.03%和263.37%。

叶面积指数指单位土地面积上的叶面积,是能较好的反映作物群体大小的动态指标。从2次测定结果看出,大整薯稀播处理的马铃薯叶面积指数比对照明显增加,差异达极显著(表3)。块茎形成期,大整薯稀播处理的马铃薯叶面积指数比对照提高0.78～3.53;块茎增长期叶面积指数提高0.77～3.97。在一定的范围内,作物的产量随叶面积指数的增大而提高,表明大整薯稀播能显著增加马铃薯的叶面积指数,明显改善了马铃薯群体的冠层结构,以达到充分吸收和利用光能,为马铃薯高产提供了能量来源。

表3 不同处理对马铃薯的叶鲜质量和叶面积指数的影响Table 3 Effect of different treatments on leaf fresh weight and LAI of potato

2.3 大整薯稀播对马铃薯产量及商品率的影响

穴鲜薯质量最高的是处理D(表4),达1 406 g,是对照427 g的3.3倍,经方差分析,各处理的穴鲜薯质量达极显著差异,并且种薯质量越大,穴鲜薯质量越大。整薯播种的处理与对照相比,马铃薯产量都增加,整薯播种产量增加幅度为11 069～19 544 kg/hm2,增幅达64.84%～114.49%,产量从高到低的顺序依次为处理C、B、D和CK。方差分析可知,各处理马铃薯产量的差异显著,除处理B与D间外,其他处理间的差异均极显著。整薯播种能极显著提高马铃薯块茎商品率,较对照提高了8.21%～13.60%,其中商品率最高的处理C达95.33%。说明大整薯稀播可明显增加马铃薯的穴鲜薯质量,提高产量和商品率。从前面马铃薯农艺性状的分析可知,应用大整薯稀播的马铃薯出苗率、单株主茎数、株高、单株结薯数及叶面积指数较对照都有明显优势,这为大整薯稀播马铃薯高产奠定了基础。

表4 不同处理对马铃薯产量及商品率的影响Table 4 Effect of different treatments on yield and commodity rate of potato

3 讨论

采用大整薯稀播,能明显改善马铃薯的主要农艺性状。由于大整薯具有较强的顶端优势,保存在种薯中的营养物质和水分较多,抗旱能力强,可促进马铃薯块茎早发芽、快出苗、出壮苗,进而提高出苗率,这与赵怀勇等[3]在小整薯上所做的研究结论一致。主茎数的多少与芽眼的多少密切相关,吕文河和申忠宝[1]研究认为,主茎数随种薯质量大小的增大呈线性增长,大整薯较切块种薯有更多的芽眼,因此,大整薯稀播能明显增加马铃薯的主茎数,本研究结果也验证了这一规律。马铃薯株高的增大,为分枝数和叶片数的增加提供了良好的空间支持,有利于光合源的扩大和光合有效面积的增大,是形成高产的重要基础[8],本研究中大整薯稀播的马铃薯株高极显著高于切块播种,而株高与产量的关联度大[9-11],这为马铃薯高产打下了基础。叶面积指数能较好地反映群体大小,作物产量随叶面积指数的增大而提高。本研究结果表明,大整薯稀播,能显著增加马铃薯的叶面积指数,明显改善了马铃薯群体的冠层结构。

从本试验结果可知,整薯质量为40～260 g时,收获期马铃薯的穴薯鲜质量随整薯质量的增加而增加,但本试验还涉及到播种密度和种薯用量,净产量(即收获产量与播种量的差值)从大到小依次是处理C>处理B>处理D>CK,分别为32 448,28 191,22 932和14 988 kg/hm2,马铃薯平均价格按1.00元/kg计算,其净产值从高到低依次是处理C>处理B>处理D>CK,分别为32 448,28 191,22 932和14 988元/hm2。以每个整薯质量为140～160 g,播种密度为27 779株/hm2时,马铃薯的净产量和净产值都最高,建议生产中使用这一组配形式。另外,今后有必要将整薯质量和播种密度组配更多的处理进行试验,以寻找出最佳组配形式。

[1］吕文河,申忠宝.不同密度和种薯大小对产量及主要农艺性状的影响[J].马铃薯杂志,1997,11(4):205-208.

[2］龙国,张绍荣,梅艳.马铃薯脱毒种薯大小与产量关系研究初报[J].种子,2008,(8):99-101.

[3］赵怀勇,张红菊,张恩和,等.种薯大小对整薯播种马铃薯生长发育与产量的影响[J].农业科技通讯,2008,6:75-79.

[4］何卫,Struik P C,胡建军,等.马铃薯种薯质量对生长和产量的影响Ⅰ·种薯大小[J].西南农业学报,2007,20(3):458-461.

[5］赵怀勇,何新春,张恩和,等.N、K肥料与密度对整薯播种马铃薯产量的影响[J].中国马铃薯,2008,22(5):281-283.

[6］徐兴兵,尚世英,赵振,等.马铃薯小整薯播种增产效果研究[J].中国果菜,2005,(5):21-22.

[7］周建军,王蒂,蔺海明,等.坡缕石对马铃薯干物质积累及产量的影响[J].西北农业学报,2010,19(2):89-94.

[8］赵怀勇,何新春,张红菊,等.整薯播种对马铃薯生长发育及产量和品质的影响[J].甘肃农业大学学报,2009,44(3):53-57.

[9］赵跟虎.马铃薯产量与主要产量性状关系的研究[J].干旱地区农业研究,2006,24(6):52-54.

[10］刘玉佩,黄雪琳,谭小莉,等.不同覆盖处理对免耕马铃薯农艺性状和产量的影响[J].河南农业科学,2009,5:113-115.

[11］张兴端,涂文志,何清.春马铃薯种薯大小对其植株性状及产量的影响研究[J].种子,1994,(2):9-11.