藺海明,周建軍,王蒂,2＊ ,張俊蓮,2,呂興密,李松

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,甘肅 蘭州730070;2.甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州730070;3.甘肅省秦王川農(nóng)業(yè)高科技產(chǎn)業(yè)開發(fā)示范基地管理辦公室,甘肅 蘭州 730000)

馬鈴薯(Solanum tuberosum)傳統(tǒng)生產(chǎn)中多以切塊薯作為種薯,該法雖然可節(jié)省種薯用量,但是也有較多不足,如許多病害可以通過(guò)切刀進(jìn)行傳播,引起馬鈴薯病害[1];切口致使種薯養(yǎng)分和水分流失,使其抗旱性較差,導(dǎo)致出苗不整齊,植株生長(zhǎng)勢(shì)較弱,最終影響馬鈴薯產(chǎn)量和產(chǎn)值。采用整薯播種不但能有效避免病害傳播,同時(shí)還可以起到抗旱保苗、提高產(chǎn)量的作用。研究表明,種薯大小與馬鈴薯主要經(jīng)濟(jì)性狀和農(nóng)藝性狀息息相關(guān)[2],在10～70 g大小的種薯范圍內(nèi),種薯越大,其地上部分生長(zhǎng)勢(shì)也越強(qiáng)[3]。甘肅省中部干旱半干旱地區(qū),每年春夏交接旱情嚴(yán)重,此時(shí)正值馬鈴薯播種和出苗時(shí)期,旱情往往導(dǎo)致馬鈴薯出苗率低、缺苗現(xiàn)象嚴(yán)重,苗期長(zhǎng)勢(shì)弱,進(jìn)而影響產(chǎn)量。一方面,大整薯播種具有芽眼多、出苗率高、主莖數(shù)多、生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)和穴結(jié)薯數(shù)多且整齊等優(yōu)勢(shì),大整薯比切塊種薯有更多供自身發(fā)育生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分,在干旱環(huán)境下,抗逆性也較強(qiáng);另一方面,大整薯相對(duì)切塊播種密度小,因此,對(duì)土壤水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)相應(yīng)也小,這為馬鈴薯健壯生長(zhǎng)發(fā)育奠定基礎(chǔ)。近年來(lái),關(guān)于小整薯播種的研究較多[4-6],但大整薯播種的研究未見報(bào)道。本研究在固定小區(qū)播種面積的基礎(chǔ)上,通過(guò)組配整薯大小和播種密度(即小薯大密度,大薯小密度),研究大整薯播種的增產(chǎn)效應(yīng),尋求馬鈴薯栽培中增產(chǎn)的新途徑和新技術(shù)[7],為馬鈴薯高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2009年4月20日-9月28日在甘肅省農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范園區(qū)內(nèi)進(jìn)行,該區(qū)位于蘭州市永登縣秦川鎮(zhèn),試驗(yàn)地處于引大秦王川灌區(qū)中心,屬半干旱氣候區(qū),海拔平均1 900 m,年平均氣溫6.2℃,最高氣溫33.3℃,最低氣溫-23.5℃,≥0℃的年平均積溫3 324℃,≥10℃的年平均積溫2 798.30℃,年平均日照總時(shí)數(shù)2 659 h,無(wú)霜期160 d,年均降水量260mm,年均蒸發(fā)量1 950mm。試驗(yàn)地耕層土壤(0～20cm)含有機(jī)質(zhì)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,速效鉀124.13 mg/kg。前茬作物為玉米(Zea mays)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)4個(gè)處理,3次重復(fù),共12個(gè)小區(qū),小區(qū)面積12.0 m×4.8 m=57.6 m2,行距80cm,株距依整薯大小做調(diào)整(表1),區(qū)間距50cm,四周設(shè)1 m保護(hù)行。試驗(yàn)施N 150 kg/hm2,P2O575 kg/hm2,K2O 187.5 kg/hm2,氮磷鉀肥在播種前10 d一次性施入土壤。

表1 試驗(yàn)方案Table 1 Experimental description

1.3 試驗(yàn)材料

供試馬鈴薯品種為布爾班克;所用肥料為尿素(含N 46%),過(guò)磷酸鈣(含P2O512%),硫酸鉀(含K2O 50%)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目和方法

出苗率:現(xiàn)蕾期分小區(qū)調(diào)查出苗率;主莖數(shù):盛花期開始,每20 d在各小區(qū)隨機(jī)選取5株,數(shù)其主莖數(shù),共測(cè)定4次,最后計(jì)平均值;株高:盛花期測(cè)定,每小區(qū)隨機(jī)選20株,測(cè)量自然株高,取平均值;葉面積指數(shù):在塊莖形成期和塊莖增長(zhǎng)期,每小區(qū)采樣10株,用剪紙稱重法測(cè)葉面積,再計(jì)算葉面積指數(shù);單株結(jié)薯數(shù):成熟期挖取20株,數(shù)塊莖個(gè)數(shù);穴鮮薯質(zhì)量:成熟期挖取20株,分株稱量塊莖質(zhì)量;產(chǎn)量:成熟期按小區(qū)單收,計(jì)產(chǎn)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel軟件和SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大整薯稀播對(duì)馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 大整薯稀播對(duì)馬鈴薯出苗率的影響 整薯播種可明顯提高馬鈴薯的出苗率(表2),處理C的出苗率最高,達(dá)98.5%,CK的出苗率最低,為82.3%。顯著性測(cè)驗(yàn)表明,整薯播種的處理B、C和D與CK相比,馬鈴薯的出苗率差異達(dá)極顯著水平;較大整薯播種處理C和D的出苗率極顯著高于處理B,但處理C和D的出苗率差異不顯著。說(shuō)明整薯播種尤其是大整薯稀播,可使馬鈴薯出苗率明顯提高,且出苗整齊,大整薯具有較強(qiáng)的頂端優(yōu)勢(shì),保存在種薯中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分多,抗旱能力強(qiáng),促進(jìn)馬鈴薯早發(fā)芽、快出苗、出壯苗。

2.1.2 大整薯稀播對(duì)馬鈴薯主莖數(shù)、株高和穴結(jié)薯數(shù)的影響 整薯播種處理馬鈴薯主莖數(shù)比對(duì)照增加1.4～3.6個(gè)(表2),其中大整薯處理D的主莖數(shù)最多,為6.0個(gè),是對(duì)照的2.5倍。整薯播種處理的主莖數(shù)均極顯著多于對(duì)照的主莖數(shù),處理C和D的主莖數(shù)也極顯著多于小整薯播種處理B。主莖數(shù)隨整薯質(zhì)量的增加而增多,說(shuō)明大整薯稀播能顯著增加馬鈴薯的單株主莖數(shù),這是由于大整薯的芽眼較多,整薯自身養(yǎng)分、水分含量和內(nèi)源激素較多,從而為較多且健壯芽條的萌發(fā)和生長(zhǎng)提供了有利條件。

馬鈴薯整個(gè)生育期,整薯播種處理的株高明顯高于切塊種植,尤其大整薯稀播的株高優(yōu)勢(shì)更加明顯。整薯播種盛花期的株高都極顯著高于對(duì)照,株高較對(duì)照增加9.6～13.7cm(表2)。大整薯播種處理C和D的株高與小整薯播種差異極顯著,但處理C和D株高的差異不顯著。說(shuō)明大整薯稀播可明顯增加馬鈴薯的株高,為建成其健壯的地上莖葉起到積極作用。

表2 不同處理對(duì)馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀的影響Table 2 Effect of the different treatments on the main agronomic characters of potato

馬鈴薯的結(jié)薯數(shù)是衡量馬鈴薯農(nóng)藝性狀優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo),其最終也與馬鈴薯的產(chǎn)量高低息息相關(guān)。整薯播種處理的單株結(jié)薯數(shù)都明顯多于對(duì)照(表2),比對(duì)照多1.3～6.5個(gè),隨著整薯質(zhì)量的增加,馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)增多。方差分析表明,各處理間單株結(jié)薯數(shù)都存在顯著差異,并且處理C和D的結(jié)薯數(shù)極顯著多于處理B和對(duì)照。說(shuō)明大整薯播種能有效增加馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)。

2.2 大整薯稀播對(duì)馬鈴薯葉面積指數(shù)的影響

大整薯稀播可明顯提高馬鈴薯葉鮮質(zhì)量(表3),塊莖形成期(7月10日)和塊莖增長(zhǎng)期(8月1日)2次測(cè)定結(jié)果表明,大整薯稀播處理的馬鈴薯葉鮮質(zhì)量較對(duì)照都增加。塊莖增長(zhǎng)期測(cè)定時(shí),馬鈴薯地上部分處于最旺盛時(shí)期,處理C和D的葉鮮質(zhì)量分別為417.51和413.33 g/株,比對(duì)照的113.75 g/株分別增加267.03%和263.37%。

葉面積指數(shù)指單位土地面積上的葉面積,是能較好的反映作物群體大小的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。從2次測(cè)定結(jié)果看出,大整薯稀播處理的馬鈴薯葉面積指數(shù)比對(duì)照明顯增加,差異達(dá)極顯著(表3)。塊莖形成期,大整薯稀播處理的馬鈴薯葉面積指數(shù)比對(duì)照提高0.78～3.53;塊莖增長(zhǎng)期葉面積指數(shù)提高0.77～3.97。在一定的范圍內(nèi),作物的產(chǎn)量隨葉面積指數(shù)的增大而提高,表明大整薯稀播能顯著增加馬鈴薯的葉面積指數(shù),明顯改善了馬鈴薯群體的冠層結(jié)構(gòu),以達(dá)到充分吸收和利用光能,為馬鈴薯高產(chǎn)提供了能量來(lái)源。

表3 不同處理對(duì)馬鈴薯的葉鮮質(zhì)量和葉面積指數(shù)的影響Table 3 Effect of different treatments on leaf fresh weight and LAI of potato

2.3 大整薯稀播對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及商品率的影響

穴鮮薯質(zhì)量最高的是處理D(表4),達(dá)1 406 g,是對(duì)照427 g的3.3倍,經(jīng)方差分析,各處理的穴鮮薯質(zhì)量達(dá)極顯著差異,并且種薯質(zhì)量越大,穴鮮薯質(zhì)量越大。整薯播種的處理與對(duì)照相比,馬鈴薯產(chǎn)量都增加,整薯播種產(chǎn)量增加幅度為11 069～19 544 kg/hm2,增幅達(dá)64.84%～114.49%,產(chǎn)量從高到低的順序依次為處理C、B、D和CK。方差分析可知,各處理馬鈴薯產(chǎn)量的差異顯著,除處理B與D間外,其他處理間的差異均極顯著。整薯播種能極顯著提高馬鈴薯塊莖商品率,較對(duì)照提高了8.21%～13.60%,其中商品率最高的處理C達(dá)95.33%。說(shuō)明大整薯稀播可明顯增加馬鈴薯的穴鮮薯質(zhì)量,提高產(chǎn)量和商品率。從前面馬鈴薯農(nóng)藝性狀的分析可知,應(yīng)用大整薯稀播的馬鈴薯出苗率、單株主莖數(shù)、株高、單株結(jié)薯數(shù)及葉面積指數(shù)較對(duì)照都有明顯優(yōu)勢(shì),這為大整薯稀播馬鈴薯高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

表4 不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及商品率的影響Table 4 Effect of different treatments on yield and commodity rate of potato

3 討論

采用大整薯稀播,能明顯改善馬鈴薯的主要農(nóng)藝性狀。由于大整薯具有較強(qiáng)的頂端優(yōu)勢(shì),保存在種薯中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分較多,抗旱能力強(qiáng),可促進(jìn)馬鈴薯塊莖早發(fā)芽、快出苗、出壯苗,進(jìn)而提高出苗率,這與趙懷勇等[3]在小整薯上所做的研究結(jié)論一致。主莖數(shù)的多少與芽眼的多少密切相關(guān),呂文河和申忠寶[1]研究認(rèn)為,主莖數(shù)隨種薯質(zhì)量大小的增大呈線性增長(zhǎng),大整薯較切塊種薯有更多的芽眼,因此,大整薯稀播能明顯增加馬鈴薯的主莖數(shù),本研究結(jié)果也驗(yàn)證了這一規(guī)律。馬鈴薯株高的增大,為分枝數(shù)和葉片數(shù)的增加提供了良好的空間支持,有利于光合源的擴(kuò)大和光合有效面積的增大,是形成高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)[8],本研究中大整薯稀播的馬鈴薯株高極顯著高于切塊播種,而株高與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度大[9-11],這為馬鈴薯高產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。葉面積指數(shù)能較好地反映群體大小,作物產(chǎn)量隨葉面積指數(shù)的增大而提高。本研究結(jié)果表明,大整薯稀播,能顯著增加馬鈴薯的葉面積指數(shù),明顯改善了馬鈴薯群體的冠層結(jié)構(gòu)。

從本試驗(yàn)結(jié)果可知,整薯質(zhì)量為40～260 g時(shí),收獲期馬鈴薯的穴薯鮮質(zhì)量隨整薯質(zhì)量的增加而增加,但本試驗(yàn)還涉及到播種密度和種薯用量,凈產(chǎn)量(即收獲產(chǎn)量與播種量的差值)從大到小依次是處理C>處理B>處理D>CK,分別為32 448,28 191,22 932和14 988 kg/hm2,馬鈴薯平均價(jià)格按1.00元/kg計(jì)算,其凈產(chǎn)值從高到低依次是處理C>處理B>處理D>CK,分別為32 448,28 191,22 932和14 988元/hm2。以每個(gè)整薯質(zhì)量為140～160 g,播種密度為27 779株/hm2時(shí),馬鈴薯的凈產(chǎn)量和凈產(chǎn)值都最高,建議生產(chǎn)中使用這一組配形式。另外,今后有必要將整薯質(zhì)量和播種密度組配更多的處理進(jìn)行試驗(yàn),以尋找出最佳組配形式。

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