調虧灌溉對荒漠綠洲膜下滴灌馬鈴薯生長、產量及水分利用的影響

薛道信，張恒嘉，巴玉春，王玉才，王世杰

(1. 甘肅農業(yè)大學水利水電工程學院，甘肅 蘭州 730070； 2. 民樂縣洪水河管理處，甘肅 民樂 734503)

馬鈴薯是世界第三大重要糧食作物，其種植面積居世界第一位[1]。中國是世界第一大馬鈴薯生產國，目前全世界馬鈴薯種植面積約2 000萬公頃，總產量約為3.5億噸，我國馬鈴薯種植面積為48.8萬公頃，種植面積和總產量均居世界第一位，均約為全世界的四分之一[1]。甘肅省是我國重要的馬鈴薯生產區(qū)，種植面積和產量均居全國前列，馬鈴薯種植業(yè)是西北地區(qū)最具發(fā)展?jié)摿Ξa業(yè)之一。在河西荒漠綠洲地區(qū)，馬鈴薯已成繼小麥與大麥之后的第三大特色作物，隨著我國馬鈴薯加工業(yè)的逐步興起，馬鈴薯需求量迅猛增長，種植面積快速擴大[2]，然而河西荒漠綠洲灌區(qū)水資源嚴重短缺，降水稀少，蒸發(fā)強度大，灌溉水利用效率極低，河西荒漠綠洲地區(qū)馬鈴薯單產水平與世界先進相比仍有較大差距，馬鈴薯種植業(yè)亟需科學的理論指導和技術支持。

膜下滴灌栽培技術可將地膜覆蓋增溫、保墑與滴灌節(jié)水、增產等優(yōu)點充分結合[3]。國內外大量試驗研究表明，虧缺灌溉對馬鈴薯生育期內的土壤水分時空分布和需耗水規(guī)律影響顯著[4]，且在提高馬鈴薯薯塊產量和改善塊莖品質上也有著較為明顯的作用[5]。甘肅河西綠洲灌區(qū)，地處西北干旱內陸河流域，水資源短缺成為該區(qū)作物生長的主要限制因素[6]，而推廣應用膜下滴灌技術能在一定程度上改善這一現(xiàn)狀。因此，本試驗是在前人研究的基礎上[7-10]，將起壟覆膜、膜下滴灌和虧缺灌溉節(jié)水技術措施相結合，重點研究膜下滴灌虧缺灌溉技術條件下馬鈴薯全生育期的需水耗水規(guī)律、水分利用效率等指標，以達到節(jié)水、增產、高效和優(yōu)質的目的。

膜下滴灌節(jié)水灌溉綜合技術的發(fā)展目標是提高灌溉水利用效率、作物產量等。本文以馬鈴薯為供試作物，采用普通塑料地膜覆蓋與膜下滴灌的灌溉方法，將計劃濕潤層的深度設為常數(shù)且不隨生育時期推進而變化，通過比較分析不同生育時期水分虧缺處理馬鈴薯的植株生長動態(tài)、果實產量及水分利用效率等指標，以期對綠洲馬鈴薯高產高效栽培和農業(yè)水土資源高效利用提供科學依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

馬鈴薯膜下調虧滴灌大田試驗于2016年4-10月在甘肅省民樂縣洪水河管理處進行，試驗站地理坐標東經100°43′，北緯38°39′，屬于洪水河灌區(qū)。該試驗區(qū)屬典型的半干旱荒漠氣候區(qū)，大陸性荒漠綠洲草原氣候，多年平均降水量為183～285 mm，該區(qū)降水稀少且分布極不均勻，蒸發(fā)強度大，干旱頻繁，供需矛盾日益突出，但具有豐富的光熱資源和晝夜溫差大等特點，為各類作物進行光合作用和有機物質積累等創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。試驗區(qū)平均海拔約1 970 m，年平均氣溫為6.0℃，≥0℃有效積溫3 500℃，≥10℃有效積溫2 985℃，極端最高溫度37.8℃，極端最低溫度-33.3℃，無霜期109～174 d，年日照總時數(shù)3 000 h左右。試驗地為中壤土，土地平整，土層深厚，土壤肥沃，耕層田間最大持水量為24%，土壤容重1.48×103kg·m-3，pH值7.22，地下水位較低且無鹽堿化影響。試驗區(qū)為以種植馬鈴薯、小麥、玉米等為主的一年一熟作物種植區(qū)。

益民灌溉試驗站有試驗地約1.5 hm2，全自動氣象觀測場1個，具備觀測基本氣象資料，測定土壤含水率、土壤容重、蒸發(fā)量等的儀器和設備條件。

1.2 試驗設計及方法

試驗根據(jù)虧缺水平和虧缺生育階段不同共設8個虧水處理(RD1～RD8)和1個充分灌水處理(CK)，分別在幼苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期和淀粉積累期分別進行不同程度水分虧缺處理，試驗設計方案見表1。

試驗材料為馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)“青薯168”，由青海省農業(yè)科學院作物研究所選育，屬晚熟菜用型和淀粉加工兼用型品種。該品種具有幼苗直立，枝葉繁茂，生長勢強，淀粉含量高和耐貯藏運輸?shù)忍攸c。按照《灌溉試驗規(guī)范》[11]中作物生長發(fā)育階段的劃分標準，結合本區(qū)域馬鈴薯實際生育進程，劃分為以下4個階段：幼苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期、淀粉積累期。馬鈴薯于2016年4月8日播種，9月26日收獲，全生育期歷時172 d。采用膜下滴灌單壟雙行栽培模式，土壟寬0.8 m，壟高0.2 m，無覆蓋溝寬0.4 m，行株距40 cm×20 cm。每條土壟中間鋪設一條薄壁式滴灌帶，滴灌帶內徑16 mm，滴頭間距0.2 m，具有輸水效果好、抗堵塞能力強等特點。該試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，南北走向種植，每個處理3次重復，試驗小區(qū)面積33.6 m2(7 m×4.8 m)，試驗田總占地面積907.2 m2。每個小區(qū)為一個滴灌支管控制單位，支管單元入口安裝有閘閥和水表。聚乙烯普通塑料薄膜厚0.008 mm，寬為1.2 m。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 土壤容重 土壤容重是指單位容積內烘干土的質量。通過環(huán)刀法測定試驗田土壤不同深度剖面土壤容重，重復3次，在105℃±2℃恒溫干燥箱中烘至恒重，干土質量和環(huán)刀體積比即為該土壤容重。計算公式如下：

式中，ρb為土壤容重(g·cm-3)；m1為環(huán)刀的質量(g)；m2為環(huán)刀+烘干土粒質量(g)；v1為環(huán)刀內容積(cm3)。

表1 試驗設計Table 1 Experimental design

1.3.2 土壤含水率 采用土鉆取土烘干稱重法，每個小區(qū)隨機選取一條壟進行人工取土。在馬鈴薯播種前及收獲后取土,取土深度為100 cm，分別為0～10、10～20、20～40、40～60、60～80和80～100 cm。生育期內每隔7～10 d取土1次，取土深度為60 cm，每10 cm分層，分6個梯度土壤剖面取土，并且在灌水前后與降水后適時各加測一次。

式中，βj為j層土壤質量含水率(%)；mj2為j層田間自然濕土重(g)；mj1為j層烘干干土粒重(g)。

當土壤含水量下降至處理虧缺控制下限時，應立即進行灌水，當達到虧缺控制上限時立即停止。

1.3.3 土壤溫度 土壤溫度計布置在每個處理的第2個重復，位于土壟中間，分為5個剖面層次(5、10、15、20 cm及25 cm)分別測定土壤溫度。在全生育期內每天8∶00、14∶00、20∶00分三次進行觀測，灌水后第二日從8∶00到20∶00每整點觀測記錄一次。

1.3.4 灌水量 采用干、支管管道輸水與膜下滴灌帶滴灌方式灌水，灌水量由水表嚴格控制，記錄每次灌水時間和灌水量。灌水量由灌水定額[12]計算公式確定：

M=10ρbH(βi-βj)

式中，M為灌水量(mm)；ρb為計劃濕潤層土壤容重，為1.48 g·cm-3；H為計劃濕潤層深度，為60 cm；βi為目標土壤含水量上限；βj為灌水前土壤實際含水量，灌水量應通過水表進行精確計量。

所得灌水量換算公式為：

IR=15(667M/1000)=10.0M

式中，IR為單位面積灌水量(m3·hm-2)；M為灌水層厚度(mm)。

另外，降雨量換算公式為：

P=15(667P0/1000)=10.0P0

式中，P為單位面積降雨量(m3·hm-2)；P0為降雨量(mm)。

1.3.5 耗水量 本試驗采用水量平衡法計算馬鈴薯全生育期內實際蒸發(fā)蒸騰量。根據(jù)《灌溉試驗規(guī)范》[11]，利用土壤含水率來測定作物騰發(fā)量時，騰發(fā)量可按以下公式計算：

式中，ET為作物階段耗水量(mm)；i為土層編號；n為土壤層次總數(shù)；ri為第i層土壤干容積密度(g·cm-3)；Hi為第i層土層厚度(cm)；Wi1、Wi2為第i層土壤該時段始、末質量含水率(%)；M為該時段內灌水量(mm)；P為該時段內有效降雨量(mm)；K為該時段內深層地下水補給量(mm)；C為該時段內深層滲漏量(mm)。試區(qū)地下水埋深>20 m，故K=C=0。

1.3.6 生長指標與產量 馬鈴薯每個生育期末，在每個試驗小區(qū)隨機選取5株用鋼卷尺測定植株高度；葉面積用葉面積系數(shù)法測定，馬鈴薯葉面積修正系數(shù)為0.76[13]；采用精度為0.02 mm的游標卡尺測定植株主莖莖粗。用烘干稱重法測定干物質含量，馬鈴薯植株鮮、干重均用精度為0.01 g的電子天平測定，收獲時每個試驗小區(qū)隨機選取5株進行人工收獲，按小區(qū)單獨考種并計算產量。

1.3.7 光合勢 光合勢是反映作物光合作用效率的指標，指單位耕地面積上作物群體葉面積日增長速率，能夠反映出作物光合作用的強弱。光合勢LAD越大，光合作用效果越好，產量也就越高[10]。

式中，LA1、LA2為T1、T2時間的葉面積。

1.3.8 作物水分利用狀況 作物水分利用效率(WUE)：

式中，WUE為水分利用效率(kg·m-3)；Y為單位面積薯塊產量(kg·hm-2)；ETa為全生育期實際單位面積耗水量(有效降水與灌水之和)(m3·hm-2)。

灌溉水利用效率(IWUE)：

式中，IWUE為灌溉水利用效率(kg·m-3)；Y為單位面積薯塊產量(kg·hm-2)；IR為全生育期單位面積灌水量(m3·hm-2)。

1.3.9 氣象資料 通過試驗站自動氣象場觀測記載降水、濕度、蒸發(fā)、溫度、日照時數(shù)和風速等。馬鈴薯全生育期氣象資料見表2。

表2 試驗年度馬鈴薯生長季月平均氣溫及其他氣象要素Table 2 Experimental annual potato growing season monthly mean temperature and other meteorological factors

注:數(shù)據(jù)在民樂縣氣象局益民灌溉試驗站氣象場測定。

Note: The data from the meteorological field of Yimin Irrigation Experiment Station of Minle County Meteorological Bureau.

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Microsoft Office Excel 2007處理試驗數(shù)據(jù)；用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析，用LSD和Duncan(D)檢驗法進行差異顯著性多重比較分析(顯著水平0.05)，并用Person簡單秩距相關系數(shù)進行相關性分析；并用Origin Pro 8.5軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 調虧灌溉對馬鈴薯生長的影響

2.1.1 葉面積 表3表明，膜下滴灌調虧灌溉馬鈴薯單株葉面積(LA)發(fā)展動態(tài)呈現(xiàn)單峰規(guī)律，塊莖形成期塊莖膨大期迅速生長且達到高峰，進入淀粉積累期后葉片逐漸衰老、脫落，葉面積LA減少較快。從幼苗期到塊莖形成期主要是營養(yǎng)生長，各處理葉面積生長速度均較快，塊莖形成期到塊莖膨大期葉面積增長較快，持續(xù)時間較長，有利于馬鈴薯群體干物質的形成與積累。全生育期充分灌水處理(CK)葉面積始終保持較高的水平。不同灌溉處理間馬鈴薯LA及LAI在塊莖形成期無顯著性差異(P>0.05)，而在幼苗期、塊莖膨大期和淀粉積累期LA差異顯著(P<0.05)。幼苗期虧水處理RD6、RD7單株葉面積較對照CK顯著低45.72%、17.19%；塊莖膨大期中度虧缺RD5單株葉面積較CK顯著低10.25%；淀粉積累期由于葉片衰老、脫落等只有CK和RD1處于較高水平，其他處理間差異不顯著。因此，可通過適度水分虧缺以調節(jié)馬鈴薯群體葉面積發(fā)展趨勢。

馬鈴薯幼苗期水分虧缺處理RD6、RD7葉面積指數(shù)(LAI)較對照CK分別降低46.64%、17.13%(P<0.05)，其他虧缺處理及對照間差異均不顯著(P>0.05，表4)。塊莖形成期LAI差異不顯著。塊莖膨大期中度水分虧缺RD5處理LAI較CK降低10.25%，達顯著水平，其他處理間均無顯著性差異。在淀粉積累期，RD1、CK葉面積指數(shù)顯著高于其他處理。

2.1.2 光合勢 光合勢(LAD)是反映作物光合作用效率的重要指標。一般情況下，光合勢愈大，則光合作用效果越好，產量也就愈高[10]。由表4和表5可知，膜下滴灌虧缺灌溉馬鈴薯全生育期葉面積指數(shù)與光合勢的變化趨勢基本一致，均呈現(xiàn)生育前期植株矮小，緩慢增長，中期快速上升，生育后期略有下降趨勢。在播種～幼苗期虧缺處理RD6、RD7光合勢較對照CK(P<0.05)降低45.76%、17.25%，差異顯著，而其他處理及對照間差異不顯著(P>0.05)；幼苗期～塊莖形成期處理RD6、RD7光合勢顯著較低，其他處理及對照間差異不顯著；塊莖形成期～塊莖膨大期處理RD5光合勢較對照CK顯著低9.74%；塊莖膨大期～淀粉積累期，虧缺處理RD1和CK的LAD較其他水處理顯著提高，其他處理間光合勢差異不顯著。表明在馬鈴薯生長發(fā)育關鍵階段，保持土壤水分滿足作物正常需水要求對提升作物LAI和LAD具有顯著效果。

表3 調虧灌溉下馬鈴薯單株葉面積變化/(cm2·株-1)Table 3 Changes of leaf area of per potato plant with regulated deficit irrigation/(cm2·plant-1)

注:表中數(shù)值為每個處理3次重復的平均值；同列字母不同表示處理在P<0.05水平上差異顯著。下同。

Note: Values are means of three replicates for each treatment. Data within one column followed by different letters are significantly different atP<0.05. The same below.

表4 調虧灌溉對馬鈴薯葉面積指數(shù)的影響Table 4 Effects of regulated deficit irrigation on potato leaf area index

表5 調虧灌溉下馬鈴薯光合勢變化動態(tài)Table 5 Dynamics of potato leaf area duration under regulated deficit irrigation

2.2 調虧灌溉對馬鈴薯耗水的影響

2.2.1 階段耗水特征 由表6可知，馬鈴薯各水分虧缺處理在生育期內受虧水作用影響其耗水量均顯著(P<0.05)低于對照處理。在幼苗期水分虧缺處理RD6、RD7與CK間耗水量差異顯著，較CK低49.69%、44.99%，其他處理及對照間差異均不顯著(P>0.05)。在塊莖形成，復水后的RD6、RD7處理耗水量僅次于CK與RD3處理，且差異不顯著，虧缺處理RD1、RD4與CK間耗水量差異顯著，分別較CK減少41.81%和52.89%；在塊莖膨大期，虧缺處理RD2、RD5與對照CK間耗水量差異均達顯著水平，分別比對照CK減少20.95%和64.30%。在淀粉積累期，復水后RD2與RD5處理耗水量明顯增加，而此生育時期經受輕度虧缺RD3、RD8耗水量分別低于CK對照48.98%、49.49%，呈現(xiàn)出前期消耗少，中期增大，后期降低的單峰規(guī)律。因此，虧缺程度嚴重影響馬鈴薯各生育階段耗水量，且隨虧缺程度增大，則此生育階段耗水量減少越明顯。

所有虧缺處理(RD1～RD8)馬鈴薯全生育期耗水量低于CK 11.62%～34.48%；RD4全生育期消耗水量最少，較CK低34.48%，且低于其他虧缺處理5.70%～21.34%；水分虧缺處理RD1、RD4與RD5間、RD2與RD3間全生育期消耗水量差異不顯著(P>0.05)；在水分虧缺處理中，全生育期消耗水量以RD7處理最多，高于其它虧缺處理3.6%～21.34%。隨著虧缺程度的加深消耗水量有所降低。

表6 調虧灌溉對馬鈴薯階段耗水量的影響/mmTable 6 Effects of regulated deficit irrigation on water consumption at different potato growth stages

2.2.2 日耗水特征 馬鈴薯日耗水強度由高到低依次為：塊莖形成期>塊莖膨大期>淀粉積累期>幼苗期(表7)，與馬鈴薯作物全生育期生育進程、生理特性、所處環(huán)境條件等密切相關。由表7可看出，幼苗期馬鈴薯植株矮小，且大氣溫度較低，日耗水強度較低，該時段日耗水強度低于之后其他生育時期；水分虧缺處理RD6和RD7日耗水強度顯著低于CK及其他未虧水處理(P<0.05)。進入塊莖形成期，日耗水強度達到最大，復水后的RD6、RD7處理日耗水強度增加但不顯著(P>0.05)；馬鈴薯植株生長較快，薯塊逐漸形成，且伴隨著大氣溫度的不斷上升，日蒸發(fā)量逐漸增大，輕度水分虧缺處理(RD1)和中度水分虧缺處理(RD4)日耗水強度顯著低于其他處理。塊莖膨大期日耗水強度較大，輕、中度水分虧缺處理RD2、RD5較對照CK日耗水強度分別顯著降低41.86%和57.77%。進入淀粉積累期后，馬鈴薯植株逐漸衰老，生理活動強度降低，且此階段大氣溫度降低，日耗水強度較塊莖膨大期呈下降趨勢；輕度水分虧缺處理RD3和中度水分虧缺處理RD8日耗水強度均顯著低于充分灌水CK及其他水分虧缺處理。

表7 不同生育階段馬鈴薯日耗水強度及耗水模數(shù)Table 7 Potato daily water consumption intensity and modulus of water consumption at different growth stages

注:表中數(shù)值為每個處理3次重復的平均值；同列字母不同表示處理在P<0.05水平上差異顯著。

Note: Values are means of three replicates for each treatment. Data within one column followed by different letters are significantly different atP<0.05.

2.3 調虧灌溉對馬鈴薯水分利用的影響

2.3.1 水分利用效率 水分利用效率(WUE)常被用來衡量水資源利用水平的高低，WUE值愈大，說明作物對水分利用率越高。在干旱半干旱氣候環(huán)境條件下膜下滴灌虧缺可顯著提高馬鈴薯水分利用效率(P<0.05，圖1)。幼苗期水分虧缺處理RD6、RD7水分利用效率均顯著低于塊莖形成期輕度虧缺RD1，同時高于CK對照(P<0.05)，幼苗期虧缺可提高WUE，而RD6、RD7差異不顯著(P>0.05)；塊莖形成期輕度水分虧缺處理RD1水分利用效率最高，同期中度虧缺處理RD4次之，分別較對照CK提高29.04%、18.59%；塊莖膨大期虧缺RD3、RD5處理水分利用效率均較低，虧缺處理RD5較RD1、對照CK低41.57%、24.60%；對照CK顯著低于虧缺處理RD4、RD6和RD7。各虧缺處理及對照間差異均顯著。全生育期充分灌水處理(CK)雖然產量最高，但WUE顯著低于虧水處理RD1、RD4，塊莖形成期為水分虧缺最佳時期；RD5產量和WUE最低，顯著低于CK和其他虧水處理，且塊莖膨大期水分虧缺敏感程度最高。

2.3.2 灌溉水利用效率 灌溉水利用效率(IWUE)是指作物產量與灌溉水量的比值。塊莖膨大期中度水分虧缺RD5處理IWUE最低，較塊莖形成期輕度水分虧缺處理RD1降低42.62%，較對照CK及虧缺處理RD6顯著降低10.89%、31.60%(P<0.05，圖1)；充分灌水(CK)較虧水處理RD1、RD4和RD6低35.61%、33.22%和23.20%；虧缺處理RD1與RD4及RD2與CK間IWUE差異不顯著(P>0.05)。幼苗期與塊莖形成期水分虧缺可顯著提高IWUE和WUE，塊莖形成期水分虧缺效果更佳；而塊莖膨大期和淀粉積累期中度水分虧缺亦可顯著降低WUE和IWUE；塊莖形成期輕度虧缺RD1處理IWUE最高。

2.4 調虧灌溉對馬鈴薯產量的影響

2.4.1 馬鈴薯產量 顯著性分析發(fā)現(xiàn)，干旱環(huán)境條件下，虧缺灌溉對馬鈴薯塊莖產量影響顯著。全生育期充分灌水(CK)塊莖產量最高，塊莖膨大期中度水分虧缺RD5處理產量最低，較CK低44.32%(P<0.05，表8)。幼苗期水分虧缺RD6、RD7處理與對照CK間薯塊產量差異不顯著(P>0.05)，其它水分虧缺處理薯塊產量均顯著低于CK。塊莖形成期輕度虧缺處理RD1薯塊產量比同期中度水分虧缺RD4和淀粉積累期輕度水分虧缺RD3處理提高15.41%、32.65%，而塊莖膨大期中度虧缺的RD5薯塊產量減產幅度最大，與同期輕度水分虧缺的RD2相比減產22.34%。在膜下滴灌條件下塊莖形成期以后水分虧缺對馬鈴薯最終塊莖產量形成影響顯著。

圖1 調虧灌溉下馬鈴薯水分利用狀況Fig. 1 Water use status of potato under regulated deficit irrigation

表8 膜下水分虧缺滴灌馬鈴薯產量、生物量及收獲指數(shù)Table 8 Yield, biomass and harvest index of potato tubers under regulated deficit irrigation

2.4.2 馬鈴薯莖干重 方差分析發(fā)現(xiàn)，塊莖形成期輕度水分虧缺RD1塊莖干重產量最高，塊莖膨大期中度水分虧缺RD5處理最低，較RD1降低45.55%(P<0.05，表8)，而同時期輕度水分虧缺RD2處理較RD1降低30.54%。RD3、RD4和RD8分別比RD1低16.01%、15.06%和28.00%(P<0.05)。RD1、RD6、RD7處理和CK的生物量差異不顯著(P>0.05)。因此，適時適當?shù)乃痔澣辈⒉粫@著影響塊莖干物質的積累，且有利于提高作物水分利用效率。

2.4.3 馬鈴薯收獲指數(shù) 分析發(fā)現(xiàn)，RD1處理收獲指數(shù)最高，較充分灌水(CK)高11.30%；RD5處理收獲指數(shù)最低，較對照CK低34.38%(P<0.05)；RD1比RD5提高52.34%；RD3比RD1低15.63%(P<0.05)；RD2和RD8處理分別比RD1低24.74%、26.82%(P<0.05)。RD6、RD7處理和CK及RD2、RD8處理間未發(fā)現(xiàn)顯著性差異(P>0.05)。干旱氣候條件下虧缺灌溉馬鈴薯收獲指數(shù)(HI)隨薯塊產量的增加而增加，隨生物量的增加而遞減。

3 結論與討論

馬鈴薯作為我國西北干旱區(qū)一種低投入、高產出的糧食兼經濟作物，采用地面常規(guī)灌溉方式，需水量大，采用膜下滴灌，節(jié)水效果非常顯著[14]。本文研究了膜下滴灌馬鈴薯生長指標、產量、水分利用效率、耗水規(guī)律等，并根據(jù)馬鈴薯栽培特點提出了適宜民樂荒漠綠洲灌溉條件的膜下滴灌馬鈴薯節(jié)水增產栽培與灌溉模式，相關結論如下：

1)幼苗期和塊莖形成期馬鈴薯主要以根、莖和葉生長為中心，幼苗期虧缺RD6、RD7處理LA和LAI顯著低于其他處理；塊莖形成期輕度水分虧缺RD1，其LAI與其他水處理相比明顯上升，LAD始終保持較高水平。塊莖形成期中度水分虧缺對該時期LAI與LAD的變化沒有影響或影響不顯著；塊莖膨大期與淀粉積累期受水分虧缺影響，LAI及LAD均有不同程度的下降。淀粉積累期為需水關鍵期，此時段水分虧缺會引起馬鈴薯植株光合作用效率下降，進而造成馬鈴薯產量下降。

2)膜下滴灌馬鈴薯不同生育階段耗水量及日耗水強度依次為：塊莖形成期>塊莖膨大期>幼苗期>淀粉積累期。水分生態(tài)特征受外界環(huán)境和作物品種影響較大，本試驗研究中，供試馬鈴薯為晚熟品種，塊莖形成期正值6月中旬至7月下旬，此時馬鈴薯植株繁茂、生長旺盛、大氣溫度較高且蒸發(fā)強度大；塊莖膨大期大氣溫度和光照強度趨于下降趨勢，馬鈴薯植株蒸騰和棵間蒸發(fā)量減少，耗水量也相應減小。馬鈴薯各生育階段耗水量受水分虧缺影響較大，虧缺程度越高，其階段耗水量降低的越顯著，與李晶等研究相一致[3,15]。馬鈴薯塊莖膨大期水分虧缺影響深遠，而在幼苗期、塊莖形成期和淀粉積累期進行輕度水分虧缺有利于提高作物水分利用效率，降低日耗水強度和耗水模數(shù)，同時又能達到節(jié)水與增產的雙重目的。

3)膜下滴灌虧缺可顯著提高荒漠綠洲灌區(qū)馬鈴薯作物水分利用效率、灌溉水利用效率、薯塊產量與生物產量等。本研究發(fā)現(xiàn)，塊莖形成期輕度水分虧缺RD1效果較好，較全生育期充分灌水產量略有下降并不顯著，而水分利用效率和灌溉水利用效率均較充分灌水CK高，而塊莖膨大期水分虧缺會導致馬鈴薯產量、水分利用效率和灌溉水利用效率顯著下降(P<0.05)，表明在塊莖形成期進行水分虧缺更有利于提升馬鈴薯水分利用效率和灌溉水利用效率。在塊莖形成期進行輕度水分虧缺灌溉，可實現(xiàn)高效節(jié)水增產的雙重目的。受嚴重干旱脅迫影響作物收獲指數(shù)下降顯著(P<0.05)，只有在適時適度的水分虧缺條件下可提高馬鈴薯收獲指數(shù)，收獲指數(shù)、生物產量、塊莖產量的表現(xiàn)則說明，提高馬鈴薯的生物產量和收獲指數(shù)是獲得作物高產的重要方面。收獲指數(shù)和生物產量雖然互為基礎，但相關性不顯著，與前人[16-18]研究相一致。提高作物產量主要有以下兩種途徑：在生物產量一定的情況下提高收獲指數(shù)；在收獲指數(shù)一定的情況下提高生物產量。