栽培措施对马铃薯主粮化品种陇薯9号光合参数及产量的影响

罗爱花，陆立银，胡新元，谢奎忠，柳永强

（1.甘肃省农业科学院马铃薯研究所，甘肃 兰州 730070；2.甘肃省农业科学院，甘肃 兰州 730070）

随着马铃薯主粮化战略的不断推进，马铃薯成为我国四大主粮作物之一，马铃薯产业在保障我国粮食安全、保护生态环境等方面发挥着越来越大的作用[1]。马铃薯亦菜亦粮，营养价值高，作为食物的消费方式多种多样[2]。筛选出适宜各生态区域的主粮化品种是马铃薯主粮化战略的迫切需求[3-4]。甘肃马铃薯种植主要集中在旱作雨养农业区[5-6]，探索旱作雨养农业区，尤其是作为优质种薯繁育基地的高寒阴湿旱作区适宜种植的马铃薯主粮化战略需求的新品种（系）及其高效栽培技术具有重要的实践指导作用。针对该区马铃薯传统种植劳动强度大，且农村劳力严重不足的现实，甘肃省农业科学院马铃薯研究所栽培研究室通过多年的试验研究发现，在保持单位面积种植密度不变的情况下，扩大行距、缩小株距，有利于马铃薯农田通风透光，便于农田耕作管理，有助于推动机械化耕作，最终实现节省劳力、减少劳动强度、提高生产效益。为了完善适宜甘肃省高寒阴湿旱作区种植的马铃薯主粮化品种及其集约、高效、安全生产技术，2017年我们选取马铃薯主粮化品种陇薯9号，研究了露地、覆膜、大垄单行、大垄双行以及常规施肥、减量施肥等5个栽培措施对淀粉积累期植株叶片生理参数、田间枯萎病发病率、产量性状等的影响，以期为当地马铃薯产业可持续发展提供科技支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在甘肃省渭源县会川镇，当地海拔2 276 m，北纬 35°06′480″，东经 103°58′840″。年降水量在500 mm左右，平坦川地，属旱作雨养农业区。土壤为黑麻土。前茬为马铃薯。

1.2 试验材料

供试马铃薯品种为陇薯9号，原种，由甘肃省农业科学院马铃薯研究所提供。供试肥料尿素（含N 46%，由山东瑞星化工有限公司提供）、磷酸二铵（含P2O518%，由湖南省永和磷肥厂提供）、硫酸钾（含K2O 52%，由云南云天化国际化工股份有限公司提供）。

1.3 试验方法

试验共设5个栽培措施处理，处理A为90 cm垄距单行露地（CK1，常规施肥，N、P、K质量比为10∶8∶5，下同）；处理B为90 cm垄距单行黑膜（CK2，常规施肥，N、P、K质量比为10∶8∶5）；处理C为90 cm垄距单行黑膜+施肥（P、K同常规施肥，减施N肥10%）；处理D为90 cm垄距单行黑膜+施肥（P、K同常规施肥，减施N肥20%）；处理E为120 cm垄距大垄双行黑膜（常规施肥，N、P、K质量比为10∶8∶5）。各处理播种密度一致（63 000株/hm2）。试验采用随机区组设计，小区面积36.0 m2（8.0 m×4.5 m），3次重复。小区间留走道1 m。于2017年4月23日播种。按照试验设计计算各处理小区施肥量，其中1/4的氮肥在现蕾期结合培土追施，其余作为基肥施入。播前撒施农家肥 37 500 kg/hm2，其他管理同当地大田常规。现蕾期用4.5%高效氯氰菊酯乳油450 mL兑水450～600 kg/hm2喷雾防治蚜虫，72.2%霜霉威盐酸盐水剂1 000倍液叶面喷施防治晚疫病，每隔7 d喷1次，视田间情况喷3～4次。

1.4 测定项目

1.4.1 光合生理参数测定 利用LI-6400XT便携式光合仪在淀粉积累期测定马铃薯叶片光合生理参数，具体包括叶片光合速率[Pn，μmol CO2/（m2·s）]、气孔导度[Cd，H2O mol/（m2·s）]、细胞间隙二氧化碳浓度（Ci，CO2μmol/mol）、蒸腾速率[Tr，H2O mmol/（m2·s）]和叶绿素相对含量（SPAD值）。

1.4.2 产量测定 收获前分小区挖出薯块并称重，求其平均值。

2 结果与分析

2.1 不同栽培措施对陇薯9号植株叶片光合速率的影响

测定与统计分析结果（表1）表明，陇薯9号叶片光合速率以处理B最高；其次是处理C；处理A（CK1）最低。处理A（CK1）与处理B（CK2）之间差异显著。随着氮肥用量的减少，陇薯9号叶片光合速率逐渐降低，但处理B（CK2）、处理C、处理D、处理E之间差异不显著。可见适量减氮对陇薯9号植株叶片光合速率的影响不明显。

2.2 不同栽培措施对陇薯9号原种叶片相对叶绿素含量的影响

由表1可知，陇薯9号原种叶片的SPAD以处理A（CK1）最高；其次是处理 C；处理B（CK2）最低。不同处理间叶片SPAD值存在显著差异，处理A（CK1）与处理C差异不显著，与其余处理差异显著。黑膜覆盖（处理B）对陇薯9号原种叶片SPAD值的影响更显著，相同密度条件下，120 cm大垄栽培（处理E）陇薯9号原种叶片SPAD值明显高于90 cm黑膜覆盖（处理B）。由于减少了氮素的使用量，有可能刺激了田间马铃薯植株对土壤中氮素的吸收，进而导致陇薯9号原种叶片SPAD值呈逐渐增加的趋势。

2.3 不同栽培措施对陇薯9号原种叶片相对气孔导度、细胞间隙二氧化碳浓度、蒸腾速率的影响

由表1可知，不同栽培措施下，陇薯9号原种的叶片相对气孔导度、细胞间隙二氧化碳浓度、蒸腾速率均以处理B（CK2）最高，其次是处理D，处理A（CK1）最低。处理 B（CK2）与处理A（CK1）差异不显著，与其余处理差异显著。

表1 不同栽培措施的陇薯9号叶片生理参数

2.4 不同栽培措施对陇薯9号原种田间枯萎病发病率的影响

在田间对不同栽培措施条件下陇薯9号原种田间枯萎病发病情况进行了调查统计分析，结果（表2）表明，栽培措施对陇薯9号原种田间枯萎病发病率具有显著影响。在相同施肥条件下，以露地处理 A为对照（CK1），处理B（CK2）陇薯 9 号原种田间枯萎病发病率显著高于对照（CK1），处理E发病率低于对照（CK1），但差异不显著。覆膜条件下，以处理B为对照（CK2），处理C、处理D枯萎病发病率低于对照（CK2），差异不显著；处理E陇薯9号原种田间枯萎病发病率低于对照，差异极显著。

表2 不同栽培措施处理的陇薯9号田间枯萎病发病率

2.5 不同栽培措施对陇薯9号原种产量的影响

由表3可知，鲜薯产量以处理E最高，为38 322 kg/hm2；其次是处理B（CK2），为 37 680 kg/hm2；处理A（CK1）最低，为 29 736 kg/hm2。以处理A为对照（CK1）时，处理B、处理E分别较对照增产26.7%、28.8%。以处理B为对照（CK2）时，处理C、处理D分别较对照减产7.6%、9.3%。对产量进行方差分析表明，处理E与处理B差异均不显著，与其余处理差异极显著。处理B与处理C、处理D差异均不显著，与处理A差异极显著。由此可知，在相同的施肥条件下，覆膜、大垄栽培有助于陇薯9号块茎产量的提高。在相同的栽培模式下，适量减施N肥有利于陇薯9号在保持块茎产量下降不显著的前提下高效安全生产。

表3 不同栽培措施处理的陇薯9号产量及经济效益

2.6 栽培措施对陇薯9号经济效益的影响

从表3可知，以处理A为对照（CK1）时，处理B可增收6 594元/hm2，处理E可增收7 236元/hm2；以处理B为对照（CK2）时，处理C、处理D的纯收益分别较对照（CK2）降低2 778、3 096元/hm2，处理E则较对照（CK2）增收642元/hm2。

3 小结与讨论

种植方式、肥料管理等栽培措施均会对作物植株光合生理参数产生一定的影响。叶绿素作为叶片光合作用的基础物质，是反映植物丰产性能的生理指标之一。叶绿素含量因植物种类、品种和生育期不同而存在差异。在高寒阴湿旱作区，覆膜、大垄双行垄沟种植模式、不同氮素施用量等对陇薯9号原种的光合生理参数、SPAD值等的影响存在不同程度的差异。在本试验环境下，覆膜和施肥处理显著影响陇薯9号叶片光合生理参数和SPAD值，其中减施N肥10%对陇薯9号叶片光合生理参数的影响较明显。

马铃薯田间枯萎病发病情况存在基因型差异。统计分析表明，栽培措施对陇薯9号原种田间枯萎病发病率具有显著影响。在相同的施肥和90 cm大垄单行种植模式下，黑色地膜覆盖处理的陇薯9号原种田间枯萎病发病率显著高于露地。相同施肥及黑膜覆盖条件下，120 cm大垄双行模式陇薯9号原种田间枯萎病发病率明显低于90 cm大垄单行模式，差异极显著。减施N肥10%处理有利于降低陇薯9号原种田间枯萎病发病率。扩垄缩株大垄双行栽培有助于减轻陇薯9号原种田间枯萎病的发生。

栽培措施对不同基因型马铃薯块茎产量的影响存在差异。栽培模式不同，马铃薯生产成本存在差别。除去马铃薯生产成本种薯、化肥、地膜、农药、人工等的投入，90 cm宽垄单行黑膜覆盖较露地增收6 594元/hm2，而120 cm大垄双行黑膜覆盖则较90 cm宽垄单行露地增收7 236元/hm2。相同种植模式下，随着氮肥减施比例以10%的幅度增加，马铃薯生产纯收益分别较对照降低2 778、3 096元/hm2。由此可见，高寒阴湿旱作区采用覆膜大垄双行栽培模式陇薯9号原种田间块茎产量最高，适量减施N肥更符合马铃薯集约、经济高效、安全的生产要求。