衡水地区马铃薯-谷子一年两作种植模式研究

李明哲，崔海英，苏宝圣，郝洪波*，师志刚（.河北省农林科学院旱作农业研究所，河北省农作物抗旱研究实验室，河北　衡水　053000；2.河北省农林科学院谷子研究所，国家谷子改良中心，河北　石家庄　05003）



衡水地区马铃薯-谷子一年两作种植模式研究

李明哲1，崔海英1，苏宝圣1，郝洪波1*，师志刚2*
（1.河北省农林科学院旱作农业研究所，河北省农作物抗旱研究实验室，河北衡水053000；2.河北省农林科学院谷子研究所，国家谷子改良中心，河北石家庄050031）

摘要：以不同熟期类型的马铃薯和夏谷品种，在一年两熟种植模式下，进行了不同播期的生产栽培试验。结果表明：马铃薯-谷子一年两熟种植模式中，马铃薯应选种早熟品种费乌瑞它和中薯5号，适宜播种时间为3月中旬～4月上旬；夏谷宜选择生育期80～90 d的中熟品种衡谷10号和衡谷13号，播种一般在6月底以前完成。在该种植模式下，马铃薯产量约为37 000 kg/hm2、谷子产量约为5 700 kg/hm2，周年纯收益可达47 000元/hm2左右。该栽培模式可节约水资源和灌水成本，且马铃薯采用全覆膜双垄栽培，具有较好的生态效益。

关键词：马铃薯；谷子；一年两作；种植模式；产量；经济效益

河北省是全国最大的地下水超采区，深层地下水位降落漏斗区有7个，其中衡水-德州漏斗区面积达到7 933.5 km2。衡水市位于河北省东南部，缺水率高达27.61%，是河北省最大的地下水漏斗区[1～4]。该地区种植面积较大的农作物为冬小麦、夏玉米和棉花，主要农业种植模式为冬小麦-夏玉米轮作，而冬小麦的灌溉用水占农业灌溉用水总量的70%[5]。有研究证明，人类开采地下水是该区域地下水位下降的主导因子，其中冬小麦为该区农业灌溉用水的主要消耗作物，是造成农业水分供需失衡的主要原因。从我国食物安全的角度来看，完全放弃冬小麦种植不太可行。在地下水严重超采区适度压缩小麦种植面积，能够在一定程度上缓解地下水漏斗对生态和地质的负面影响，但同时也会造成大量土地春季闲置以及大量光热资源的浪费。小麦压缩后种什么，是农业生产需要迫切解决的问题。为此，立足河北省低平原区地下水资源紧缺的现状，研究节水种植新模式，改变传统的耕作制度，改善原有的种植结构，有计划、有步骤地发展节水农业，探讨农业持续发展的新途径，对指导该类型区域的农业生产具有现实意义，而且也将对全国农业的持续发展产生重大影响。

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是世界重要的粮食作物之一[6]，具有生长周期短、耐旱耐贫瘠、高产稳产、区域适应性广等特点。按照河北省种植马铃薯的生态区域划分，河北低平原区为以中早熟马铃薯种植为主的二季作区[7]。从种植历史和马铃薯本身的广适性来看，在该区域大力发展马铃薯种植并逐步替代高耗水作物冬小麦种植是可行的。2013年衡水市马铃薯种植面积为667 hm2左右[8]，与小麦相比可节水900 m3/hm2以上，平均产量水平在37 500 kg/hm2左右，按照5∶1的比例折粮后，粮食产量水平也可以达到7 500 kg/hm2。就马铃薯的增产潜力来看，对保障粮食安全总量水平是可行的，在一定的技术支持下，将会提高该区域的粮食产量。谷子抗旱耐瘠、水分利用效率高、化肥农药用量少，是典型的环境友好型作物，每生产1g干物质仅需水257 g，用水量为玉米的1/2左右[9]。衡水地区谷子传统种植方式多为夏播，一般在6月中下旬播种，9月下旬收获，正常年份自然降水即可满足其生长需要。因此，通过筛选合适的谷子品种并配套科学的栽培技术，实现马铃薯-谷子一年两作种植在理论上是可行的。为此，以当地夏谷新品种为核心，结合配套免耕简化高效栽培技术，与不同熟期类型的马铃薯品种进行了一年两作种植模式的栽培效益研究，旨为探索并形成一套以适合的品种、适时播种、轻简栽培为核心，高效的种植新模式和栽培技术。

1　材料与方法

1.1试验地概况

试验于2014年在衡水市桃城区赵家圈镇进行，马铃薯和夏谷生长季节的各月气温和降水量不同（表1）。试验地土壤pH值7.8，0～20 cm耕层土壤基础养分含量为有机质1.286 8%、全氮0.081 3%、全磷0.097 4豫、全钾2.343 0豫，其中碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为80.233 3、17.846 5和171.233 3mg/kg。

表1　2014年马铃薯和夏谷生长季节的逐月气象资料Tabal 1 Monthly meteorological data during growth seasons of potato and summer millet in 2014

1.2试验材料

试验马铃薯品种为陇薯3号、中薯5号和费乌瑞它，所用种薯均脱毒，其中，费乌瑞它和中薯5号为早熟品种（从出苗算起生育期60 d），陇薯3号为中晚熟品种（生育期110 d）；夏谷品种为衡谷10号、衡谷13号和张杂谷11号，其中，衡谷10号为中熟常规品种，衡谷13号为中熟抗除草剂品种，张杂谷11号为中晚熟抗除草剂杂交谷子品种。

1.3试验方法

采用区组试验设计，小区面积100 m2，3次重复。马铃薯设3月15日、4月1日和4月15日3个播期处理，采用地膜全覆盖、双垄集雨沟播种植模式，行距60 cm，株距15 cm，播种深度13 cm；播前撒施三元复合肥［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=15∶15∶15］1 500 kg/hm2，播后灌水。为保证下茬作物谷子正常的生育期和一年两作种植模式最佳的整体收益，所有参试马铃薯品种均在出苗后70 d收获，收获前7～10 d灌水1次。马铃薯收获后及时播种夏谷，夏谷播种时间设6月10日、6月15日和7月1日3个处理，条状播种，行距40 cm，播种量15 kg/hm2，留苗密度75万株/hm2左右。谷子播前不造墒、不施肥，结合谷子拔节期中耕追施尿素（N含量46豫）450 kg/hm2。所有谷子品种均在播后苗前喷施44%谷友1 800 g/hm2防除杂草[10]。其他管理同大田常规。

调查马铃薯的商品薯率和产量，以及夏谷产量。结合衡水当地的经济状况，对不同种植模式的经济效益进行分析。

利用Microsoft Excel 2010软件进行数据整理，利用IBM SPSS Statistics 19软件以及LSD方差分析法对参试品种产量进行方差分析[11]。

2　结果与分析

2.1不同播期对参试马铃薯品种产量的影响

参试马铃薯品种的商品薯率均随播期的推迟而逐渐降低（表2），表明要获得较高的商品薯率，应提早播种。同一播期处理的参试马铃薯商品薯率顺序均为费乌瑞它跃中薯5号跃陇薯3号，表明在相同播期下早熟马铃薯品种的商品率较高。

参试马铃薯品种的产量均随播期的推迟而逐渐降低，因此，要在有限的生育时间内获得较高产量，应提早进行播种。同一播期处理的参试马铃薯产量顺序均为费乌瑞它跃中薯5号跃陇薯3号，其中，3月15日和4月1日播种的费乌瑞它和中薯5号产量差异均不显著，但四者均极显著跃陇薯3号，表明在70 d的生育期内费乌瑞它和中薯5号产量较高。与其他播期处理相比，4月15日播种的参试马铃薯品种产量差异增大，三者产量差异均达到了极显著水平，表明随着播期的推迟，3个马铃薯品种的产量差异增大。这与费乌瑞它和中薯5号（生育期60 d）为早熟品种，而陇薯3号（生育期110 d）为中晚熟品种有关。

综上分析认为，在马铃薯-谷子一年两作种植模式中，马铃薯品种应选用早熟品种费乌瑞它和中薯5号，适宜播期为3月中旬～4月上旬。

表2　不同播期下参试马铃薯品种的产量Table 2 Yield of tested varieties of potato under different sowing date

2.2不同播期对参试夏谷品种产量的影响

参试夏谷品种的产量均随播期的推迟而逐渐降低，因此，要在有限的生育时间内获得较高产量，应提早进行播种。其中，衡谷10号和衡谷13号6月10日与7月1日播种的产量差异均达到了显著水平，但这2个播期的产量与6月15日播种的产量差异均不显著；而张杂谷11号3个播期处理的产量差异均达到了显著水平。表明衡谷10号和衡谷13号的产量虽然随播期的推迟而逐渐降低，但对播种时期相对不太敏感；而张杂谷11号产量对播种时间极为敏感，产量会随着播种时间的推迟而明显降低。

同一播期处理的参试夏谷产量顺序均为衡谷10号跃衡谷13号跃张杂谷11号，且相同播期下衡谷10号与衡谷13号产量差异均不显著，但均显著跃张杂谷11号，其中7月1日播种的产量差异达到了极显著水平。因此，在马铃薯-谷子一年两作种植模式中，谷子品种宜选择产量较高的中熟品种衡谷10号和衡谷13号。

2.3不同种植模式的经济效益分析

目前衡水地区主要农作物种植模式多为一年两熟的小麦-玉米轮作以及一年一熟的棉花单作，其中，前者小麦生长期需水量大，灌水成本是棉花的5倍，是马铃薯-谷子轮作的1.7倍，经济效益仅体现在后茬玉米上，收益较低；后者棉花一年一作，管理和收获费工、费时，人工投入较多，收入最少，纯收益最低（表4）。马铃薯耐旱、耐贫瘠，谷子也是公认的耐旱作物，二者即使在雨养条件下也可获得较好的经济效益[12]。马铃薯-谷子一年两作种植模式的支出虽然跃小麦-玉米轮作和棉花单作，但纯收益为47 100元/ hm2，分别较当地小麦-玉米种植模式以及一年一熟的棉花种植模式高29 400元/hm2和36 075元/hm2。更重要的是该种植模式中，马铃薯和谷子都为节水型作物，符合当地生态环境要求，节约了水资源，生态效益更为可观。

表3　不同播期下参试夏谷品种的产量Table 3 Yield of tested varieties of millet under different sowing date

表4　2013～2014年衡水市不同种植模式的经济效益　（元/hm2）Table 4 Economic benefits of different cropping patterns in Hengshui City of 2013-2014

3　结论与讨论

本研究结果显示，在马铃薯-谷子一年两熟种植模式中，马铃薯应选择早熟品种费乌瑞和中薯5号，适宜播期为3月中旬～4月上旬；夏谷宜选择生育期80～90 d的中熟品种，播种时间最晚在6月底完成。马铃薯采用地膜全覆盖双垄播种技术，可以有效地将春季有限的降雨量最大程度地蓄积起来，并保存于土壤中，以保证马铃薯生长所需要的水分，而且还可以提高土壤温度，有效促进土壤-作物水分的良性循环，解决春播土豆生育前期降水及土壤温度与发育不一致的矛盾[13，14]。夏谷生育期雨热同期，一般年份无需灌水。由于谷田杂草较多，建议选择抗除草剂品种如衡谷13号。生产上使用苗前除草剂谷友结合苗后专用除草剂拿扑净可有效防除谷田杂草，实现化学除草，减少劳动强度与投入[15]。若选择不抗除草剂的品种，则最好在苗期喷施44%谷友。谷友（单嘧·扑灭）WP是南开大学研制的一个具有自主知识产权的二元复配制剂，是目前国内外第一个注册登记的谷田专用除草剂，用于播后苗前进行土壤处理。

马铃薯-谷子一年两熟种植模式充分利用了2种作物均抗旱的特点，通过良种良法配合，在正常年份雨养条件下即可获得较好的产量效益，节约地下水资源，对缓解衡水地区水资源短缺、发展节水生态农业具有一定的积极意义。

参考文献：

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Study on the Patterns of Planting Twice a Year for Potato and Millet in Hengshui Areas

LI Ming-zhe1，CUI Hai-ying1，SU Bao-sheng1，HAO Hong-bo1*，SHI Zhi-gang2*
（1.Dryland Farming Institute of Hebei Agriculture and Forestry Sciences，Crops Drought-resistant Research Laboratory of Hebei Province，Hengshui 053000，China；2.Institute of Millet Crops，Hebei Academy of Agri-culture and Forestry Sciences，National Millet Improvement Center，Shijiazhuang 050031，China）

Abstract：The two crops planting pattern of different varieties of potato and summer millet was studied. The results showed that the early maturing variety of potato was appropriate，the suitable sowing time was during March 15 to April 10. The suitable sowing time of conventional summer millet varieties was before end of June. Potato under whole plastic-film mulching on double ridges in early spring and planting in catchment furrows obtained a yield of 37 000 kg/hm2and millet yield 5 700 kg/hm2. The net income could reach about 47 000 yuan/hm2. And it could effectively save water and reduce cost with film mulching on early spring of potato with good ecological benefits.

Key words：Potato；Millet；Planting twice a year；Cropping pattern；Yield；Economic benefits

中图分类号：S532；S515

文献标识码：A

文章编号：1008-1631（2016）01-0004-04

收稿日期：2015-06-23

基金项目：现代农业产业技术体系项目（CARS-07-12.5-B3）；公益性行业（农业）科研专项（201503001）

作者简介：李明哲（1976-），男，河北饶阳人，副研究员，硕士，主要从事作物品种选育和栽培技术推广工作。E-mail：guziketi@163.com。

通讯作者：郝洪波（1974-），男，河北藁城人，副研究员，主要从事谷子品种选育和栽培技术推广工作。E-mail：haohongbo-123@126.com。 师志刚（1978-），男，河北辛集人，研究员，主要从事谷子遗传育种与材料创新研究。E -mail：shizhi-gang7869@126.com。