不同供水条件对加工型马铃薯大西洋产量和水分 生产效应的影响

张立勤 车宗贤 崔云玲 崔增团 万伦

摘要：在甘肃中部沿黄灌区研究了不同供水条件对加工型马铃薯品种大西洋的产量和水分生产效应的影响，结果表明，现蕾至终花期增加灌水量和灌水次数，加工型马铃薯大西洋增产显著;在花期充分供水的基础上，终花至成熟期适度增加灌水，有利于提高马铃薯大西洋产量和水分利用效率。在水肥一体化条件下，加工型马铃薯大西洋最适宜的水分管理模式为：现蕾至终花期灌水定额2 400 m3/hm2，灌水16次;终花至成熟期灌水定额900 m3/hm2，灌水6次，每次灌水量均为150 m3/hm2。在该水分管理模式下，马铃薯单株结薯数和块茎重也明显增加，较其余处理增产2.02%～16.91%，薯块商品性相对优化。

关键词：水肥一体化;加工型马铃薯;大西洋;产量;水分利用效率

中图分類号：S532         文献标志码：A        文章编号：1001-1463（2019）11-0068-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.11.017

Effects of Different Water Supply Conditions on Yield and Water Production Effect of Processed Potato Cultivar Atlantic

ZHANG Liqin 1， CHE Zongxian 1， CUI Yunling 1， CUI Zengtuan 2， WAN Lun 2

（1. Institute of Soil and Fertilizer and Water-saving Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Science， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Cultivated Land Quality and Construction Management Station of Gansu， Lanzhou Gansu 730000， China）

Abstract：In yellow river irrigation areas of middle Gansu Province， effects of different water supply conditions on yield and water production effect of processed potato cultivar Atlantic were studied. The results showed that yield of processed potato was significantly increased by increasing irrigation quantity and times from squaring period to flowering period; On the basis of adequate water supply in flowering stage， increased irrigation quantity moderately from final flowering period to mature period， it is beneficial to improve potato yield and water use efficiency. Under the condition of water and fertilizer integration， the suitable water management mode of processed potato cultivar Atlantic is that irrigated water volume was 2 400 m3/hm2 and irrigated 16 times from squaring period to flowering period， irrigated water volume was 900 m3/hm2 and irrigated 6 times from final flowering period to mature period. Under this water management mode， the number of tubers per plant and the weight of tubers increased significantly， which increased by 2.02%～16.91% compared with other treatments， and the commercial property of potato tubers was relatively optimized.

Key words：Water and fertilizer integration;Processing potato;Atlantic;Yield;Water use efficiency

甘肃是中国马铃薯重要生产区，马铃薯产量居全国第一位[1 ]。马铃薯也是甘肃省第三大粮食作物，2014年种植面积达70.8万hm2，占全省粮食作物种植面积的25%[2 - 4 ]。中部沿黄灌区是甘肃全粉、薯条（片）加工型马铃薯大西洋优势生产区域[5 ]，但受降水稀少、蒸发强度大、提灌扬程高、轮灌周期长等诸多因素的影响，缺水一直是制约该区农业可持续发展的关键因素，发展和快速推广应用农田节水新技术，是促进和推动马铃薯产业发展的必由之路。滴灌水肥一体化技术省时省工明显，节水增产显著[6 - 7 ]，在当地马铃薯生产中发展较快。适时灌溉和水分亏缺对加工型马铃薯生长、产量形成和商品质量均有重要影响[8 - 12 ]。加工型马铃薯现蕾后进入水分敏感阶段，水分供应对其生长十分重要。我们以中部沿黄灌区主栽加工型马铃薯品种大西洋为试材，研究了现蕾后不同水分供应对马铃薯生长的影响，旨在明确灌水对马铃薯生长发育的具体作用效果，提出水肥一体化条件下有利于提高加工型马铃薯大西洋产量、优化其商品性的高效节水灌溉制度，为水肥一体化技术的快速推广应用提供科学依据。

1   材料与方法

1.1   试验区概况

试验于2016年在景泰县条山农场进行。试验地位于103° 33′～104° 43′ E，36° 43′～37° 38′ N。当地海拔1 610 m，多年平均降水量 185.6 mm，蒸发量3 038 mm，≥10 ℃的有效积温2 989.0 ℃。试验期间降水量180.7 mm，≥5 mm的有效降水量153.1 mm。试验地前茬为玉米，试验地耕层（0～20 cm）土壤含有机质12.80 g/kg、全氮0.92 g/kg、全磷0.82 g/kg、全钾23.8 g/kg、水解氮92.27 mg/kg、速效磷60.70 mg/kg、速效钾229.30 mg/kg、全盐0.68 g/kg，pH 8.54。

1.2   供試材料

指示马铃薯品种为加工型马铃薯大西洋。供试氮肥为甘肃刘化（集团）有限责任公司生产的尿素（含N 46.4%），磷肥为四川什邡市运东化工有限公司生产的磷酸一铵（含P2O5 61%、N 11.8%），钾肥为国投罗布泊钾盐有限责任公司生产的农业用硫酸钾（K2O≥51%）。滴灌设备采用由亚美特公司生产的内镶式滴灌带，内径16 mm，滴头间距30 cm，流量1.4 L/h。

1.3   试验方法

试验采用随机区组设计，对马铃薯大西洋现蕾至终花期以及终花至成熟期的水分供应实施调控。现蕾至终花期灌水定额用W表示，终花至成熟期灌水定额用D表示。共设8个处理，分别为处理W1D1，现蕾至终花期灌水定额1 800 m3/hm2，灌水次数为12次;终花至成熟期灌水定额750 m3/hm2，灌水次数为5次。处理W1D2，现蕾至终花期灌水定额1 800 m3/hm，灌水次数为12次;终花至成熟期灌水定额900 m3/hm，灌水次数为6次。处理W2D1，现蕾至终花期灌水定额2 100 m3/hm，灌水次数为14次;终花至成熟期灌水定额750 m3/hm，灌水次数为5次。处理W2D2，现蕾至终花期灌水定额   2 100 m3/hm，灌水次数为14次;终花至成熟期灌水定额900 m3/hm，灌水次数为6次。处理W2D3，现蕾至终花期灌水定额2 100 m3/hm，灌水次数为14次;终花至成熟期灌水定额1 050 m3/hm，灌水次数为7次。处理W3D1，现蕾至终花期灌水定额2 400 m3/hm，灌水次数为16次;终花至成熟期灌水定额750 m3/hm，灌水次数为5次。处理W3D2，现蕾至终花期灌水定额2 400 m3/hm，灌水次数为16次;终花至成熟期灌水定额900 m3/hm，灌水次数为6次。处理W3D3，现蕾至终花期灌水定额2 400 m3/hm，灌水次数为16次;终花至成熟期灌水定额1 050 m3/hm，灌水次数为7次。各处理播种至现蕾期灌水定额均为600 m3/hm，灌水4次，马铃薯生长期单次灌水量相同，均为150 m3/hm。各试验区进口处通过水表量水控制水量。田间试验采用大区无重复排布，各处理试验区面积280.8 m2（10.8 m×26.0 m），试验区四周设保护行。试验采用播种后即刻滴水的干播湿出模式。种植垄幅宽90 cm，垄高35 cm，每垄种植1行，株距12 cm。滴灌带敷设于垄面10 cm土层（培土后）。各处理施肥量均为N 250.5 kg/hm2、P2O5 120 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2，全部追施，分8次通过滴灌系统施入。试验于5月2日播种， 9月24日收获。

1.4   样品采集与测定

1.4.1    土壤水分    在马铃薯播种前、收获后用烘干法测定0～100 cm土层土壤含水量。每个处理区内沿斜线确定3个采样点，在垄面正中采取土样，测定层次分别为0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm，0～100 cm，测定值加权平均。

1.4.2    作物生育期耗水量及水分利用效率

作物生育期耗水量根据田间水分平衡方程式ET=P+I+G±△W计算。式中ET为马铃薯生育期耗水量（mm）;P为播种至收获期有效降水量（mm）;I为生育期灌水量（mm）;G为作物利用地下水量（mm）， 由于试验地地下水埋深20 m以上，因此取G=0;△W为播种～收获期0～100 cm土层土壤贮水量的变化（mm），具体按公式△W=（播种前体积含水量-收获后体积含水量）×1 000 mm计算。水分利用效率：WUE=Y/ET，式中Y为马铃薯鲜薯折合产量（kg），ET为马铃薯生育期耗水量（mm）。

1.4.3    计产及考种    每个处理区沿南北斜线形确定3个测产区，测产区面积均为27 m2，在马铃薯收获期按处理区分别进行考种和计产。

1.4.4    数据分析    用DPS软件对测定数据进行统计分析。

2   结果与分析

2.1   不同供水条件下马铃薯产量表现

从表1可以看出，不同供水条件下的马铃薯折合产量变化范围为53 313.0～62 328.0 kg/hm2。以处理W3D2折合产量最高，为62 328.0 kg/hm2，比其余处理增产2.02%～16.91%;其次为处理W3D3，折合产量为61 078.5 kg/hm2，比其余处理增产9.75% ～14.57%，且与处理W3D2差异不显著。分析不同生长阶段土壤水分调控对马铃薯折合产量的具体影响表明，在现蕾至终花期，       供水2 400 m3/hm条件下马铃薯产量最好，其次为1 800 m3/hm和2 100 m3/hm，表明花期适度增加灌水定额和次数对马铃薯折合产量影响不明显，但灌水次数增加4次、灌水量增加600 m3/hm时增产显著。终花至成熟期后适度增加灌水定额和次数，马铃薯折合产量虽然也呈增加趋势，但与花期不同，当供水水平从750 m3/hm增至900 m3/hm时，马铃薯折合产量增加较为明显，继续增加灌水量至1 050 m3/hm水平时，水分对折合产量的贡献力降低，增产效果不再明显。综合上述可以看出，在滴灌水肥一体化条件下，花期和终花后水分调控对马铃薯产量均有重要影响。花期是马铃薯水分敏感期，充分供水、增加滴水次数有利于马铃薯增产，而终花后充分供水对马铃薯折合产量的影响有限，灌水量不宜过大。

2.2   水分调控对马铃薯产量构成因素的影响

从表2可以看出，单株薯块重以处理W3D2最大，为1.55 kg;其次为处理W3D3，单株薯块重为1.44 kg;其余处理单株薯块重在1.19～1.38 kg范围内变化，且相互间差异不显著。处理W3D2的单株结薯数最多，为11.37个，显著多于其余处理，比其余处理多结薯2.54～3.44个。不同处理株数在46 441.5～53 706.0株/hm2范围内变化，除处理W2D1显著低于其余处理外，其余处理之间的株数差异均不显著。可见，处理W3D2、处理W3D3折合产量较高，原因是其单株结薯数较多，且其块茎在增大期生长发育良好，单株块茎重量高于其余处理。

2.3   不同供水条件下马铃薯的水分利用效率

从表3可以看出，不同生长阶段，实施水分调控对马铃薯水分利用效率的影响也不相同。在现蕾至终花期，灌水量从1 800  m3/hm2增加到2 100 m3/hm2、灌水次数从12次增加到14次时，马铃薯水分利用效率呈明显降低趋势，继续增加灌水量和次数，马铃薯水分利用效率随之升高。终花至成熟期，分利用效率受灌水量和次数对的影响不明显，其更多受花期水分供应的影响。现蕾至终花期1 800 m3/hm2供水条件下，终花至成熟期供水从750 m3/hm2变化为900 m3/hm2时，水分利用效率降低;在现蕾至终花期   2 100 m3/hm2供水条件下，终花至成熟期供水从750 m3/hm2向1 050  m3/hm2变化时，水分利用效率先升高而后降低;在现蕾至终花期供水2 400 m3/hm2条件下，终花至成熟期供水量从750 m3/hm2向1 050 m3/hm2变化时，水分利用效率持续增加。在所有处理中，以处理W1D1水分利用效率最高，为129.8 kg/（mm·hm2），与其他处理相比，水分利用效率增加8.0～36.8 kg/（mm·hm2）;其次为处理W3D3， 水分利用效率为121.8 kg/（mm·hm2），比其余处理提高1.25%～30.97%;W3D2处理居第3，水分利用效率为120.3 kg/（mm·hm2），比其余处理提高3.96%～29.35%，且这2个处理与处理W1D1之间的差异不显著，水分利用效果相对优化。

2.4   水分调控对马铃薯商品性的影响

不符合企业加工要求的马铃薯薯块通常被当作残次薯进行处理，其销售价格也大幅下降。因此，加工型马铃薯大西洋的商品性也是决定其种植效益的重要指标。对不同供水条件下各处理马铃薯的商品性进行对比分析（表4）可知，各处理商品薯个数在5.8～8.5个/株的范围内变化，其中处理W3D2和处理W3D3的商品薯个数最多，分别为8.5个/株和7.5个/株，其余处理商品薯差异不大。对于高产处理W3D2而言，尽管其单株商品薯数量较多，但其比率较低，残次薯数量和比率也高于其余处理，表明在其产量增加的过程中，商品薯和残次薯个数均在增多。进一步比较其单株商品薯重量及其比率发现，其单株商品薯重量在所有处理中最高，为1.27 kg/株;商品薯重量比率为85.83%，残次薯重量比率为14.17%，这2项指标仅次于处理W2D1，但均优于其余处理。

综合分析不同处理马铃薯的商品性表现和产量结果可以看出，在水肥一体化条件下，现蕾至终花期增加灌水量和灌水次数，终花至成熟期后适度增加灌水量和灌水次数，不仅有利于加工型马铃薯大西洋增产，对优化其商品性也有明显的促进作用。因此，在实际生产中，可选择现蕾至终花期灌水定额     2 400 m3/hm2，灌水16次，终花至成熟期灌水定额900 m3/hm2，灌水水6次的水分管理模式，促使加工型马铃薯大西洋增产增收。

3   小结

在甘肃中部沿黄灌区进行了不同供水条件对加工型马铃薯大西洋产量和水分生产效应的影响的研究，结果表明，现蕾至终花期增加灌水量和灌水次数，加工型马铃薯大西洋增产显著;在花期充分供水的基础上，终花至成熟期适度增加灌水，也有利于提高马铃薯大西洋产量和水分利用效率。在水肥一体化条件下，现蕾至终花期增加灌水量和灌水次数，加工型马铃薯大西洋增产显著。在花期灌水充分的条件下，终花至成熟期适度增加灌水量和灌水次数，也有利于马铃薯增产。终花后水分调控对马铃薯水分利用的影响与花期供水状况有关，花期供水不足，终花后增加灌水，对马铃薯生长的补偿效应有限，水分对产量的贡献不增反降;在花期充分供水的条件下，终花后增加灌水，有利于提高马铃薯水分利用效率。在滴灌水肥一体化条件下，现蕾至终花期灌水定额2 400 m3/hm2，灌水16次;终花至成熟期灌水定额900 m3/hm2，灌水6次，每次灌水量均为150 m3/hm2，为加工型马铃薯大西洋最适宜的水分管理模式，比其他水分管理模式增产2.02%～16.91%，且该模式下的马铃薯大西洋单株结薯数多，块茎重量高，是其增产的主要原因。同时该水分管理模式也有利于提高加工型马铃薯大西洋商品薯重量比率，优化商品质量。

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（本文责编：郑立龙）