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(1.貴州省農業(yè)科學院土壤肥料研究所, 貴陽 550006;2.農業(yè)部貴州耕地保育與農業(yè)環(huán)境科學觀測實驗站, 貴陽 550006;3.威寧縣山地特色農業(yè)科學研究院, 貴州 威寧 553100)
馬鈴薯是貴州旱地主栽作物之一,其常年種植面積在67萬hm2以上,是僅次于玉米的第二大旱地作物[1-2]。近年來,隨著馬鈴薯主糧化趨勢的不斷發(fā)展,我省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出逐年加速發(fā)展的態(tài)勢,目前貴州已成為我國馬鈴薯西南混作區(qū)重要的馬鈴薯生產(chǎn)基地[3-5]。威寧縣地處貴州省西北部,平均海拔在2 200 m左右,是典型的高海拔馬鈴薯種植區(qū)[6]。然而,由于近年來全球氣候變化加劇,加上特殊的地理位置和氣候條件,雨水季節(jié)性分配不均勻,使得干旱等自然災害的發(fā)生頻率不斷增加[7-9],而且由于高海拔地區(qū)相對濕度大,馬鈴薯晚疫病、青枯病等病害發(fā)生的幾率和嚴重程度也相應提高[10],干旱、病害等均成為限制我省高海拔地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化水平提升的重要因子。此外,由于威寧地區(qū)發(fā)展相對落后,且馬鈴薯種植品種較為單一、抗性差、產(chǎn)量低,從而導致馬鈴薯經(jīng)濟效益波動大,農戶種植積極性也受到一定影響[11]。因此發(fā)展適合貴州高海拔地區(qū)種植的優(yōu)質高產(chǎn)、抗旱、抗病的馬鈴薯新品種,已成為該地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)迫切需要解決的關鍵問題。
目前,在貴州省大面積推廣應用的不同馬鈴薯品種中,在抗寒、抗旱、抗病性等方面均存在著很大差異,并且不同馬鈴薯品種受自然條件的影響,產(chǎn)量波動也很大[2,6,10]。因此,為解決馬鈴薯品種單一問題,進一步加強對不同抗旱、耐瘠、抗病性馬鈴薯品種的研究,本研究引進了10個馬鈴薯優(yōu)良品種,進行春馬鈴薯抗旱、耐瘠、抗病品種鑒選試驗,通過田間試驗研究了貴州高海拔地區(qū)不同馬鈴薯品種的產(chǎn)量、植株形態(tài)特征、結薯性狀、養(yǎng)分與品質以及馬鈴薯收獲后的耕層土壤肥力差異,旨在明確不同馬鈴薯品種的特征特性,進而鑒定篩選出適合高海拔地區(qū)推廣種植的馬鈴薯優(yōu)質品種,以期豐富我省高海拔地區(qū)馬鈴薯品種結構,并為馬鈴薯“兩減”和“三節(jié)”綜合技術集成提供理論依據(jù)與技術支持。
試驗于2015年3—10月在貴州省威寧縣雙龍鎮(zhèn)(26°52′E,104°17′N,海拔2 237 m,年降雨量954 mm,無霜期250 d左右,年平均氣溫11 ℃左右,日照時數(shù)2 000 h左右)進行。供試土壤為灰泡土,其基本理化性狀:pH=5.59,有機質47.036 g/kg,全氮2.475 g/kg,全磷1.226 g/kg,全鉀含量為14.002 g/kg。
該試驗為品種篩選試驗,共10個馬鈴薯品種,分別為威芋3號、威芋5號、威芋6號、麗薯6號、麗薯7號、麗薯8號、宣薯2號、青薯9號、白粉果、wy 08-002。所有試驗處理的肥料均選用西洋復合肥(15-15-15),施肥量均按照30 kg/667 m2基肥施用,無追肥,不噴藥,不灌水,中期管理去除雜草。馬鈴薯種植密度為4 000株/667 m2,每處理設3次重復,小區(qū)面積為13.5 m2(3 m×4.5 m)。
1.3.1 土壤樣品分析
試驗前在整個試驗田均勻布15個采樣點,采集0~20 cm土層土樣,經(jīng)風干磨細過篩后,測定土壤的基礎理化性質[12]。同時,在馬鈴薯收獲后,每處理按五點法取0~20 cm土層土樣進行混合,將采集的混合土樣在自然條件下風干,經(jīng)磨細過篩后,測定土壤基本理化性質[12]。土壤的基本理化性質分析方法:土壤pH值按照水土比2.5∶1-pH計法測定;有機質用重鉻酸鉀容量法;全氮用半微量開氏法-標準酸滴定;堿解氮用堿解擴散法-標準酸滴定;全磷用NaOH熔融-鉬銻抗比色法測定;有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定;全鉀采用NaOH熔融-火焰光度法測定;速效鉀采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定[12]。
1.3.2 試驗調查與植物樣品分析
馬鈴薯生育期內,調查其植株形態(tài)特征,包括株高、主莖數(shù)、主莖色、葉色、花冠色、花繁性、天然結實性、匍匐莖以及病害發(fā)病指數(shù)。測產(chǎn)前,對每個處理的馬鈴薯進行調查,調查內容包括:單株產(chǎn)量、單株結薯數(shù)以及大、中、小薯數(shù)。同時,每個處理隨機采集馬鈴薯塊莖,用去離子水沖洗后,用刀子切成薄片,放入105 ℃干燥箱中殺青30 min,然后在60 ℃下烘干至恒重,然后將植物樣品磨碎過篩后,采用H2SO4-H2O2聯(lián)合消煮-凱氏定氮儀測定全氮含量,鉬銻抗比色法測定全磷含量,火焰光度法測定全鉀含量[12]。同時,另外取一部分新鮮馬鈴薯樣品用于測定淀粉和還原糖含量[13]。馬鈴薯產(chǎn)量按收獲時各小區(qū)單打單收的實產(chǎn)計算。
試驗數(shù)據(jù)均采用Excel 2003軟件進行計算處理,采用Origin 8.0軟件作圖,差異顯著分析用LSD法進行分析,顯著水平為a=0.05。
從不同春馬鈴薯品種的產(chǎn)量看(圖1),不同馬鈴薯品種產(chǎn)量在9 602.5~20 862.5 kg/hm2之間,大小依次為青薯9號>威芋5號>麗薯7號>wy 08-002>宣薯2號>威芋6號>麗薯8號>白粉果>威芋3號>麗薯6號。與常規(guī)品種威芋3號相比,除麗薯6號減產(chǎn)6.2%外,其他品種馬鈴薯均顯著增產(chǎn),增產(chǎn)幅度達39.71%~103.79%。差異顯著性分析結果顯示,青薯9號除與威芋5號、麗薯7號、wy 08-002差異不顯著外,與其他品種均存在顯著差異;威芋6號、麗薯8號、宣薯2號和白粉果的馬鈴薯產(chǎn)量差異不顯著,但均顯著高于威芋3號和麗薯6號,而威芋3號與麗薯6號差異不顯著。從聚類分析結果看(圖2),可將馬鈴薯產(chǎn)量水平分為3類:“高產(chǎn)”、“中產(chǎn)”和“低產(chǎn)”,其中“高產(chǎn)”品種包括麗薯7號、wy 08-002、威芋5號和青薯9號,“中產(chǎn)”品種包括麗薯8號、白粉果、威芋6號和宣薯2號,而“低產(chǎn)”品種則包括威芋3號和麗薯6號。
表1 不同春馬鈴薯品種的植株形態(tài)特征
品種株高(cm)主莖數(shù)主莖色葉色花冠色花繁性天然結實性匍匐莖病情指數(shù)威芋3號55.4bc3.5bc綠色綠色白色繁茂中短26.4a威芋5號63.0abc4.0ab綠色綠色白色中中短11.0bcd威芋6號60.6abc4.8a綠色綠色白色少蕾少花無短7.2cde麗薯6號60.8abc1.9d綠色綠色白色繁茂中短13.6bc麗薯7號69.0a2.5cd紫綠色深綠色紫色繁茂中短8.9bcde麗薯8號53.0c2.7cd綠色綠色白色少花滿蕾無短0.0e宣薯2號55.0c2.4cd紫綠色深綠色白色繁茂無短0.0e青薯9號66.4ab4.8a紫綠色深綠色紫色中少短9.9bcde白粉果55.4bc4.0ab綠色綠色白色中中短18.6abwy08-00228.2d4.2ab綠色綠色白色繁茂中短1.9de
從表1可以看出,株高最高的是麗薯7號,為69.0 cm,較常規(guī)品種威芋3號高13.6 cm,最矮的是wy 08-002,僅為28.2 cm,較常規(guī)品種威芋3號矮27.2 cm,麗薯8號和宣薯2號的株高較也威芋3號降低0.4~2.4 cm外,而其他品種則增加5.2~13.6 cm;主莖數(shù)最多的是威芋6號和青薯9號,均為4.8個,最少的為麗薯6號,僅為1.9個,麗薯6號、麗薯7號、麗薯8號和宣薯2號的主莖數(shù)較威芋3號減少了0.8~1.1個,其他品種則增加了0.5~1.3個;麗薯7號、宣薯2號和青薯9號的主莖色為紫綠色,其他品種均為綠色;麗薯7號、宣薯2號和青薯9號的葉色為深綠色,其他品種均為綠色;麗薯7號和青薯9號的花冠色為紫色,而其他品種均為白色;從花繁性看,威芋3號、麗薯6號、麗薯7號、宣薯2號和wy 08-002均為繁茂,威芋5號、青薯9號和白粉果則為中等繁茂,而威芋6號和麗薯8號則分別為少蕾少花和少花滿蕾;威芋3號、威芋5號、麗薯6號、麗薯7號、白粉果和wy 08-002的天然結實率為中等水平,青薯9號的天然結實率較低,其他品種未見結實;所有馬鈴薯品種的匍匐莖均為短型;從馬鈴薯病情指數(shù)看,以威芋3號最高,為26.4,白粉果次之,為18.6,其他品種的病情指數(shù)在1.9~13.6之間,而麗薯8號和宣薯2號未見發(fā)病。
從不同春馬鈴薯品種的結薯性狀(表2)來看,馬鈴薯單株產(chǎn)量以青薯9號最高,為578.8 g,較常規(guī)品種威芋3號增加333.3 g,其余品種較威芋3號增加12.4~264.5 g,增幅達到5.0%~107.7%;單株結薯數(shù)以wy 08-002最多,為9.4個,較常規(guī)品種威芋3號多5.6個,除麗薯6號和麗薯7號分別降低0.4個和0.2個外,其他品種較威芋3號增加0.2~2.8個;大中薯率以青薯9號最高,達到100%,與威芋3號相比,除wy 08-002的大中薯率降低16.2個百分點外,其他品種的大中薯率均在78.3%~96.6%之間,較威芋3號提高1.0%~19.3%。
圖1 不同春馬鈴薯品種的產(chǎn)量水平
注:不同小寫字母表示p<0.05差異顯著水平。圖2 不同春馬鈴薯品種產(chǎn)量的聚類分析
表4 不同春馬鈴薯品種收獲后的土壤肥力狀況
品種pH值有機質(g/kg)全氮(g/kg)堿解氮(mg/kg)全磷(g/kg)有效磷(mg/kg)全鉀(g/kg)速效鉀(mg/kg)威芋3號5.9a45.8ab2.4a121.2b1.2a39.4b14.0a51.5c威芋5號5.8a43.0b2.5a131.3ab1.1a51.8b14.2a64.0b威芋6號6.1a43.5ab2.3a141.4a1.1a52.5b13.4a73.0b麗薯6號5.9a44.6ab2.5a121.3b1.1a45.6bc13.6a65.0b麗薯7號6.1a44.9ab2.2a141.4a1.1a50.0b14.2a67.0b麗薯8號6.2a50.4a2.1a141.4a1.2a55.0b13.2a89.0a宣薯2號6.0a49.6a2.3a131.3ab1.3a75.3a13.8a60.0b青薯9號6.2a48.6a2.3a126.3b1.2a56.2b13.4a58.0b白粉果6.1a47.8a2.6a141.4a1.2a52.6b13.4a61.0bwy08-0025.7a42.8b2.8a131.3ab1.2a46.5bc14.0a72.0b
表2 不同春馬鈴薯品種的結薯性狀
品種單株產(chǎn)量(g)單株結薯數(shù)小薯數(shù)中薯數(shù)大薯數(shù)大中薯率(%)威芋3號245.53.81.62.00.277.3威芋5號415.14.21.02.21.090.8威芋6號443.76.62.44.00.283.7麗薯6號257.93.40.82.60.096.6麗薯7號299.63.61.02.40.286.6麗薯8號397.14.01.02.40.684.5宣薯2號510.03.80.81.81.296.4青薯9號578.84.40.02.81.6100.0白粉果353.05.83.22.00.678.3wy08-002399.99.46.43.00.061.1
表3 不同春馬鈴薯品種的養(yǎng)分與品質
品種氮(g/kg)磷(g/kg)鉀(g/kg)淀粉(%)還原糖(%)威芋3號12.0c2.7a10.6a12.2b0.3a威芋5號19.2a2.2ab12.5a10.90.3a威芋6號14.5abc1.9b10.5a14.6b0.3a麗薯6號18.9ab2.7a11.2a12.6b0.3a麗薯7號17.2ab2.2ab11.1a13.4b0.3a麗薯8號13.9abc2.1ab8.6a24.4a0.3a宣薯2號17.8ab2.1ab9.7a20.5a0.3a青薯9號16.0ab2.0ab10.2a9.7c0.3a白粉果11.7c1.8b9.8a27.0a0.3awy08-00216.4ab2.1ab12.4a19.4a0.3a
表3顯示了不同春馬鈴薯品種的養(yǎng)分與品質特征。從馬鈴薯養(yǎng)分特征看,不同馬鈴薯品種的氮含量在11.7~19.2 g/kg之間,與常規(guī)品種威芋3號相比,除白粉果的氮含量降低2.7%外,其他品種提高了15.9%~59.9%,以威芋5號的氮含量最高,達到19.2 g/kg;不同春馬鈴薯品種磷含量在1.8~2.7 g/kg之間,以威芋3號和麗薯6號含量最高,白粉果含量最低,與常規(guī)品種威芋3號相比,其他品種的磷含量均明顯降低,降幅為18.3%~34.1%;不同品種馬鈴薯鉀含量在8.6~12.5 g/kg之間,以威芋5號最高,麗薯8號最低,與常規(guī)品種威芋3號相比,威芋5號、麗薯6號、麗薯7號和wu 08-002的鉀含量均有所增加,增幅為4.2%~17.5%,其他品種則有所降低,降幅為0.9%~19.3%。從馬鈴薯品質看,不同馬鈴薯品種的淀粉含量在9.7%~27.0%之間,以白粉果最高,宣薯2號最低,與常規(guī)品種威芋3號相比,威芋5號和青薯9號淀粉含量有所下降,分別降低1.3個百分點和2.5個百分點,而其他品種則相對提高了0.4%~14.8%;不同春馬鈴薯品種的還原糖含量均為0.3%,品種間無差異。
從表4可以看出,與常規(guī)品種威芋3號相比,不同春馬鈴薯品種收獲后的土壤pH值除威芋5號和wy 08-002下降0.2個單位外,其他品種收獲后的土壤pH值提高了0.0~0.3個單位;麗薯8號、宣薯2號、青薯9號和白粉果收獲后的土壤有機質含量提高了4.4%~10.0%,以麗薯8號最高,其他品種收獲后的土壤有機質含量降低了1.9%~6.5%;威芋5號、麗薯6號、白粉果和wy 08-002收獲后的土壤全氮含量較威芋3號有所提高,增幅為5.2%~17.8%,以wy 08-002最高,其他品種收獲后的土壤全氮含量降低了3.2%~12.7%,以麗薯8號降幅最大;不同春馬鈴薯品種收獲后的土壤堿解氮含量均有所提高,增幅為0.1%~16.7%,以威芋6號、麗薯7號、麗薯8號和白粉果最高;不同春馬鈴薯品種收獲后的土壤有效磷含量較威芋3號提高了6.2%~35.9%,以宣薯2號增幅最大;威芋5號和麗薯7號收獲后的土壤全鉀含量提高了1.4%,其他品種收獲后土壤全鉀含量降低了1.4%~5.7%,以麗薯8號最低;不同春馬鈴薯品種收獲后的土壤速效鉀含量均有不同程度提高,增幅為12.6%~72.8%,以麗薯8號增幅最大。
馬鈴暮生長很大程度上受制于當?shù)匦夂?、土壤肥力狀況等因素,氣候條件、栽培措施、施肥技術等均會不同程度的影響馬鈴薯產(chǎn)量與品質[7,14-15]。威寧縣地處烏蒙山脈的云貴高原,平均海拔在2 200 m左右,低緯度,高海拔,日照時間長,年溫差小,日溫差大,是貴州高產(chǎn)優(yōu)質馬鈴薯栽培的重要種植區(qū)[6]。但是由于種質資源和品種引進能力相對落后,導致高產(chǎn)、高抗等優(yōu)質馬鈴薯品種相對缺乏。本研究通過馬鈴薯品種鑒定篩選試驗,初步研究了貴州高海拔地區(qū)不同春馬鈴薯品種的生長與土壤養(yǎng)分狀況差異。結果表明:
1) 青薯9號產(chǎn)量最高,達到1 390.8 kg/667 m2,其次為威芋5號,為1 279.3 kg/667 m2,其他品種產(chǎn)量依次為麗薯7號(1 225.3 kg/667 m2)>wy 08-002(1 218.8 kg/667 m2)>宣薯2號(1 106.8 kg/667 m2)>威芋6號(999.3 kg/667 m2)>麗薯8號(973.0 kg/667 m2)>白粉果(953.5 kg/667 m2)>威芋3號(682.5 kg/667 m2)>麗薯6號(640.2 kg/667 m2),且聚類分析結果表明,麗薯7號、wy 08-002、威芋5號和青薯9號類屬于“高產(chǎn)”品種,麗薯8號、白粉果、威芋6號和宣薯2號類屬于“中產(chǎn)”品種,而威芋3號和麗薯6號則類屬于“低產(chǎn)”品種。
2) 當?shù)囟嗄攴N植的常規(guī)品種威芋3號病情指數(shù)為26.4,感病嚴重,其余品種除白粉果外,病情指數(shù)均與常規(guī)品種威芋3號差異達到顯著性水平,其中宣薯2號、麗薯8號和wy 08-002病情指數(shù)分別為0、0和1.93,三者均屬于“高抗”品種,麗薯6號、麗薯7號、青薯9號、威芋5號和威芋6號屬于“中抗”品種,而威芋3號和白粉果則屬于“低抗”品種。
3) 從結薯性狀看,青薯9號大、中薯塊重比例為100%,平均薯塊重為131.5 g/個,麗薯7號大、中薯塊重比例為86.6%,宣薯2號大、中薯塊重比例為96.4%,威芋5號大、中薯塊重比例為98.8%,wy 08-002大、中薯塊重比例不高,但是單窩結薯個數(shù)高達9.4個,而威芋3號大、中薯塊重比例僅為77.3%。
4) 與常規(guī)品種威芋3號相比,其余品種均能不同程度地提高馬鈴薯養(yǎng)分以及淀粉含量,同時對馬鈴薯收獲后土壤肥力狀況也有明顯的改善作用,尤其是在提高土壤pH值、增加堿解氮、有效磷和速效鉀含量等方面。
綜上所述,青薯9號、威芋5號、麗薯7號、宣薯2號和wy 08-002在產(chǎn)量水平、抗病能力等方面均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,適宜在貴州省威寧縣以及其他高海拔地區(qū)種植,但相應的配套技術與管理措施仍需進一步完善,從而為后期示范推廣提供理論依據(jù)。
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