滴灌模式下不同早熟马铃薯产量及水分利用效率研究

吴 燕，孙 慧，江映红，刑斌德，刘 易，杨茹薇，冯怀章

新疆农业科学院综合试验场，乌鲁木齐 830012

马铃薯是兼粮食、蔬菜、饲料和工业原料于一体的多用型农作物，具有营养丰富、适种区域广、增产潜力大、产业链长、可比效益高等特点[1]。研究旱农区抑制土壤水分蒸发、保墒提高降水有效利用的技术是旱农区研究的热点问题[4]。通过引进和选育优质、抗旱、丰产的专用型马铃薯品种，研究滴灌模式下马铃薯产量和水分利用效率差异性，来探讨不同品种对水分利用的反应，进一步研究马铃薯高效利用有限灌水，提高WUE 是旱地农业持续稳定发展的关键[2]。为马铃薯的抗旱品种选用及合理灌溉和增产节水提供参考依据。通过节水抗旱高产优质品种资源的选育措施可有效推动当地马铃薯产业的持续发展。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2021 年5～10 月在伊犁哈萨克自治州昭苏县灌区进行。本区位于纬度43°09′～43°15′，经度80°08′～81°30′，属于大陆性干旱气候地带，生长期间月平均温度16.2℃。初霜时间10月，终霜时间4 月。海拔高度2018 m。作物生育期降雨量385.4 mm。收获期9 月26 日。试验地地势平坦，肥力中等，土壤质地砂壤土，土壤容重1.45 g/cm3，田间最大持水量21%。前作作物玉米。播前测定耕层0～20 cm 土层养分含量见表1。

表1 试验地土壤理化性状

1.2 试验材料与方法

供试作物：选用在产量、农艺特性上有代表性的早熟马铃薯品种6 个。希森6 号（ck），北方005 号，北方009 号，龙薯14 号，东农310，甘农薯13 号；参试品种由新疆农业科学院综合试验场网室隔离繁殖的，尽量选择大小一致（200 g 左右）的种薯。

1.3 试验设计与方法

每1 个参试品种作1 个处理，共设6 个品种处理，以希森6 号为对照（CK），完全随机区组设计，重复3 次，垄距70 cm，株距20 cm,每垄种植两行，小区面积24 m2（8 m×3 m）。试验地周边设2 行以上保护行。

1.4 田间管理

重施基肥，前茬作物收获后一般基施腐熟有机肥（牛羊粪肥）1500～2000 kg/666.7m2。大垄双行种植，在播种的同时施底肥、铺滴灌带、起垄覆膜。垄高15 cm，播深10～12 cm，种植密度4000～4200株/666.7m2，播种量160～200 kg/666.7m2。

5 月15 日机械播种起垄铺滴灌带，滴灌系统的毛细滴灌位于垄中央，管径16 mm，滴头间距30 cm，滴头流量2.0 L/h。播种后滴灌带位于垄面中央土层上，其上覆盖地膜，地膜两边由播种机覆土盘带土镇压，底肥施于滴灌带正下方5 cm 处，种块播于滴灌带两侧12 cm 处。播种时磷钾肥全部做基肥一次性施入磷酸二铵15 kg/666.7m2、尿素8 kg/666.7m2、硫酸钾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，以种薯周围10 cm处土壤湿润为宜，避免滴水过量引起种块腐烂。6 月16 日齐苗后随水施入追肥磷酸一铵20 kg/666.7m2、尿素30 kg/666.7m2；齐苗后灌水1 次30 m3/666.7m2，滴灌专用复合肥（N-P2O5-KO2=18-18-18）5 kg。6 月20 日叶面机械喷施苯甲.嘧菌酯防治马铃薯早疫病、黑痣病等病害，30～50 mL/666.7m2，稀释1500 倍，叶面均匀喷雾，施药间隔期7～10 d。现蕾前，6 月29 日机械喷施马铃薯苗后专用除草剂砜喹嗪草酮75 mL/666.7m2除灰藜、野苦苣、野油菜等杂草；7 月10 日后，马铃薯现蕾—开花期灌水2 次，灌水35 m3/666.7m2；随水滴施尿素10 kg/666.7m2、滴灌专用复合肥（N-P2O5-KO2=18-18-18）5 kg。花期以前追施尿素，以促进植株营养生长，花期以后不施或少施尿素，防止植株地上部分徒长而影响产量。7 月18 日喷施阿立卡10 mL/666.7m2化学防治马铃薯甲虫。8 月5 日块茎形成期—块茎膨大期灌水3 次，每次间隔10 d 左右滴水1 次，灌水40～45 m3/666.7m2；每次滴水时随水滴施复合肥4～6 kg/666.7m2。根据田间长势用15%多效唑可湿性粉剂100～200 g/666.7m2叶面喷施，重点喷施马铃薯茎尖的生长点，不要重喷漏喷。7～10 d 后可根据马铃薯长势和天气情况，再喷施1～2 次。淀粉积累期灌水1次，灌水35 m3/666.7m2，最后1 水不施肥。田间植株整体出现叶片衰老发黄时停水，9 月26 日收获。

1.5 测定项目及方法

1.5.1 土壤含水量

试验期间在栽种前出苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期、成熟期分别采集深度20 cm、40 cm、60 cm 的土样并装在清洁的铝盒中，然后带回实验室称其重量并记录，然后放到烘干箱里12 h 后，再称其重量，计算土壤含水量。观测时间在每旬开始的第一天观测，灌水前、灌水后、生育阶段和降雨后加测。测定深度为60 cm,按土壤容重换算成土壤水厚度，以mm表示。重复取样3 个。土层含水量为质量含水量，用烘干法测定：

1.5.2 作物生长发育状况调查

定期用直尺测定每株的株高和茎粗；每次测定均在小区内随机取10 株样本，取其平均数。

1.5.3 产量

成熟时按各小区单独收获，分别计各小区薯块产量。群体水平水分利用效率（WUE）=Y/ET，其中Y 为马铃薯经济产量（kg/hm2），ET 为马铃薯耗水量（mm）。ET=p+I+△W,P 为降水量；I为灌水量；W 为时间末与时段初土壤储水量之差。

1.5.4 分析

采用SPSS19.0 和Microsoft EXCEL2007 软件对所得数据进行分析统计，并利用方差分析法对所得结果进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同品种物侯期

从表3 可看出：各供试品种的出苗期有所不同，其中以北方009 号最早，为6 月13 日，与对照相同；龙薯14 号和东农310 出苗最迟，为6 月17日，较对照迟4 d。现蕾期以北方009 号最早，东农310、甘农薯13 号现蕾迟5 d。但综合来看，各参试品种现蕾期均比对照迟。开花期以北方009 号、甘农薯13 号最早；与对照相同。北方009 号、东农310、甘农薯13 号、龙薯14 号比对照品种早熟2～3 d，可提早上市。

表3 不同品种生育期比较

2.2 不同品种块茎外观品质性状

薯形影响到马铃薯的商品外观品质，较高商品外观品质的马铃薯皮薄，光滑，单薯重，芽眼少而浅。从表4 可知：龙薯14 号、东农310 和甘农薯13 号的外观品质较好，块茎大小中等，圆形，芽眼中等,商品性状较好，结薯集中，薯块膨大迅速，适应力强是高产优质的品种，具有较高的商品价值。

表4 不同品种薯外观形态比较

2.3 不同品种马铃薯产量构成因子分析

不同品种马铃薯产量构成因子如表5 所示，可以看出，甘农薯13 号、东农310 的单株块茎数与希森6 号对照相比，单株块茎数分别多1.4 个和0.7 个；且小区产量达到显著，分别比对照增加10.17%和1.82%。龙薯14 号商品率比对照增加30.53%。

表5 参试品种产量构成因子

2.4 不同品种马铃薯产量和水分利用效率分析

马铃薯不同生育期群体水分利用效率反映了作物对水分利用的生物学特性[5]。水分利用效率WUE 反映了作物物质生产与水分消耗之间的关系，是衡量节水与否的重要指标。水分利用效率（WUE）随土壤水分的增加，有一个由增大到减少的变化过程。供水过少，某个生育阶段植株遭受严重水分胁迫而不能正常发育，必然导致产量的降低；供水过量易致茎叶陡长，甚至倒伏，影响块茎产量，也不能获得高产。不同品种马铃薯产量的差异较大，即使在相同生长环境下，不同品种间的产量也存在差异。

结果表明表6：不同品种马铃薯产量的差异较大，即使在相同处理下，不同品种产量间差异均达显著水平。甘农薯13 号比对照增产10.17%，水分利用效率最高，达70.45 kg·hm-2·mm-1，较对照水分利用效率提高6.86%。说明这个品种在当地环境下生长适应性较好，利于产量的增加；在适宜水分下，有利于马铃薯水分利用效率的提高。

表6 不同品种马铃薯产量和水分利用效率变化表（WUE）

3 结论

自然降水是旱地马铃薯水分的唯一来源，通过减少水分的无效损耗是提高水分利用效率途径之一，而适宜的马铃薯品种对于马铃薯产量的贡献不能忽视[3，6]。探讨高海拔马铃薯对环境条件的适应能力具有重要意义。马铃薯各品种的农艺性状和产量性状表现出明显的差异。甘农薯13 号、东农310 表现为植株高大，茎秆粗壮、抗逆性强、产量高、水分利用率高，是适合我国北方干旱、半干旱地区种植的抗旱性较好的品种。本试验不同品种产量差异极显著，甘农薯13 号比与希森6 号对照相比，单株块茎数分别多1.4 个，增产10.17%，水分利用效率最高，达70.45 kg·hm-2·mm-1，较对照水分利用效率提高6.86%。说明甘农薯13 号作为当地主栽品种，表现出较高的抗旱性，有利于当地生产利用。在冷凉山区马铃薯作为一种主产作物，产量的提高对增加农民收益具有重大的意义。