河北二季作區(qū)馬鈴薯節(jié)水灌溉研究初報(bào)

樊建英　相叢超　封志明　李東玉　張淑青　麻永紅

摘? ? 要：為研究河北二季作區(qū)馬鈴薯整個(gè)生育期不同灌水量對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以該地主栽品種為材料，根據(jù)不同生育期需水規(guī)律，設(shè)定5個(gè)不同水量梯度的滴灌處理和1個(gè)常規(guī)溝灌處理（CK）;調(diào)查分析了不同處理間物候期、重要農(nóng)藝性狀、病害發(fā)生情況和產(chǎn)量等相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果表明，處理3（采用滴灌模式，水量為110 m3）與常規(guī)溝灌相比，馬鈴薯生長(zhǎng)勢(shì)、總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量無顯著差異，生育期提前，病害較輕，商品薯率提高7.2%，節(jié)水35.41%，綜合表現(xiàn)優(yōu)于其他處理，為試驗(yàn)地區(qū)最佳灌水量。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;河北二季作區(qū);灌溉;節(jié)水

中圖分類號(hào)：S532 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2021）04-075-04

Abstract： To study the effects of different irrigation amount on the growth and development of potato in double crop area of Hebei province， the main cultivated variety in this area was used as test material， five drip irrigation treatments with different water gradients and one conventional ditch irrigation were set according to the water demand law in different growing periods. The phenology period， important agronomic characters， disease occurrence and yield were investigated. The results showed that compared with the conventional ditch irrigation， treatment 3（drip irrigation， water quantity： 110 m3） showed no difference in growth potential， total yield and yield of commercial potato， with earlier maturity， less disease， increased commercial potato rate by 7.2% and water saving of 35.41%. The comprehensive performance of treatment 3 was better than that of other treatments， which was the best irrigation amount.

Key words： Potato; Double crop area of Hebei; Irrigation; Water saving

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是茄科茄屬多年生草本植物，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富[1]，是我國(guó)重要的糧菜兼用作物，近年來河北二季作區(qū)馬鈴薯種植面積逐年增加。目前我國(guó)水資源匱乏形勢(shì)嚴(yán)峻，節(jié)約用水成為目前生活、生產(chǎn)中的重要主題[2]。如何在農(nóng)作物不減產(chǎn)情況下，減少灌水量，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)與節(jié)水的統(tǒng)一，成為目前科研工作的重要研究方向[3]。前人關(guān)于馬鈴薯節(jié)水灌溉的研究主要集中在針對(duì)某一區(qū)域[4-6]，或幾種灌溉模式的比較[7-9]，董道峰等[7]、康波[4]的研究均認(rèn)為膜下滴灌是行之有效的節(jié)水灌溉模式。而針對(duì)河北二季作區(qū)，關(guān)于膜下滴灌最佳灌水量的研究卻鮮有報(bào)道，筆者通過對(duì)河北二季作區(qū)馬鈴薯灌水量對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育影響規(guī)律的研究，旨在探究出馬鈴薯生產(chǎn)的最佳灌水量，為河北二季作區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)管理中節(jié)水灌溉提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

馬鈴薯品種為石薯1號(hào)，是石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院馬鈴薯創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培育、適合冀中南二作區(qū)種植的早熟品種。

1.2 方法

試驗(yàn)于2019年3—7月進(jìn)行，共計(jì)3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，分別為石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院趙縣試驗(yàn)基地、邯鄲曲周縣、秦皇島昌黎縣，馬鈴薯播種前墑情一致，田間施肥、病蟲害防治情況無差異。

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)水分處理（表1），單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。對(duì)照采用溝灌，其他處理采用滴灌，水表計(jì)量灌水量。3月13日播種，雙壟種植，大行距110 cm，小行距20 cm，株距25 cm，密度4 400株·667 m-2。3行區(qū)，行長(zhǎng)63 m，小區(qū)面積210.7 m2左右，其他為常規(guī)田間栽培管理。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 物候期調(diào)查 調(diào)查并記錄從播種到出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、盛花期、成熟期的時(shí)間。

1.3.2 重要農(nóng)藝性狀調(diào)查 于盛花期調(diào)查各小區(qū)平均株高、分枝數(shù)和主莖數(shù)。

1.3.3 產(chǎn)量相關(guān)性狀調(diào)查 收獲時(shí)每小區(qū)隨機(jī)選取10 m2統(tǒng)一調(diào)查株數(shù)、結(jié)薯數(shù)、產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量（100 g以上無病斑、無青頭、無裂薯），計(jì)算得出667 m2總產(chǎn)量、667 m2商品薯產(chǎn)量和商品薯率。

1.3.4 抗病性調(diào)查 晚疫病：小區(qū)最早出現(xiàn)病斑日期為發(fā)病期。首次發(fā)病后每周調(diào)查發(fā)病情況，每小區(qū)隨機(jī)、均勻選擇10點(diǎn)取樣，每點(diǎn)調(diào)查1株，每株分中、下各調(diào)查5片葉（每株10片小葉），計(jì)算病株率和病情指數(shù)。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下。

0 級(jí)：葉片無病斑;1級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉片面積的5%以下;3級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉片面積的6%～10%;5級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉片面積的 1l%～20%;7級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉片面積的21%～50%;9級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉片面積的50%以上[10]。

病株率/%=（病株數(shù)÷調(diào)查植株總數(shù)）×100;

病情指數(shù)=∑（各級(jí)病葉數(shù)×該級(jí)代表數(shù)值）/（調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級(jí)代表數(shù)值）×100;

早疫病參照范子耀等[11]的方法測(cè)定，具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算公式同晚疫病。炭疽病參照晚疫病的測(cè)定方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2007和DPS 7.05 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和單因素方差分析，用Duncan新復(fù)極差法檢驗(yàn)差異顯著性，顯著水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 水量對(duì)馬鈴薯物候期的影響

由表2可知，馬鈴薯各處理出苗期相同;現(xiàn)蕾期和成熟期隨著水量的增加，表現(xiàn)為推遲的規(guī)律;處理4和處理5開花期和盛花期均最晚，處理1和處理2均最早。在處理3與處理4水平下，石薯1號(hào)除了開花期和盛花期，其他各物候期基本一致。

2.2 水量對(duì)馬鈴薯重要農(nóng)藝性狀的影響

由表3可知，馬鈴薯株高隨灌水量的增加，表現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì);處理4株高最高，為46.1 cm;處理1株高最低，為42.9 cm;各處理株高均與CK差異不顯著，但處理1和處理2株高顯著低于處理4。各處理間馬鈴薯平均單株分枝數(shù)差異不顯著，處理2平均單株分枝數(shù)最多，為4.8個(gè);處理5和CK平均單株分枝數(shù)最少，為4.6個(gè)。各處理間馬鈴薯平均單株主莖數(shù)差異不顯著，處理4平均單株主莖數(shù)最少，為1.13個(gè);處理5平均單株主莖數(shù)最多，為1.37個(gè)。

2.3 馬鈴薯病害情況分析

由表4可知，處理1用水量最少，馬鈴薯炭疽病發(fā)病最輕，早疫病發(fā)病最重，晚疫病發(fā)病中等。而澆水量最大的CK，馬鈴薯炭疽病發(fā)病較重，早疫病中等，晚疫病最重。CK和處理5用水量最大，綜合病害發(fā)生最重;處理4早疫病發(fā)病較重。澆水量少的處理2炭疽病發(fā)病最重，早疫病和晚疫病發(fā)病都最輕。相對(duì)來說，澆水量較少的處理3，3種病害發(fā)病都較輕。

2.4 灌水量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量相關(guān)性狀的影響

2.4.1 水量對(duì)馬鈴薯單株結(jié)薯的影響 表5可知，隨灌水量的增加，平均單株結(jié)薯數(shù)表現(xiàn)出先減少后增加的趨勢(shì)。處理4平均單株結(jié)薯數(shù)最少，為4.60個(gè);處理1平均單株結(jié)薯數(shù)最多，為5.43個(gè)。灌水量對(duì)平均單株商品薯個(gè)數(shù)有一定影響，表現(xiàn)為低水量和高水量處理下單株商品薯個(gè)數(shù)均較少;中間水量處理3商品薯個(gè)數(shù)最多，為4.53個(gè)。

2.4.2 不同水量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響 由圖1可知，處理1、2、4馬鈴薯總產(chǎn)量均顯著低于CK的4 092.17 kg·667 m-2;處理1馬鈴薯總產(chǎn)量顯著高于處理2和處理4。處理3和處理5馬鈴薯總產(chǎn)量分別為4 034.83、4 099.33 kg·667 m-2，與CK無顯著差異，但顯著高于其他處理，處理3和處理5分別較CK節(jié)水35.41%和0.18%。

處理1和處理2商品薯產(chǎn)量均低于CK的3 526.00 kg·667 m-2，但差異不顯著。處理3和處理5商品薯產(chǎn)量分別為3 726.67、3 732.40 kg·667 m-2，分別排名第2和第1，兩處理商品薯產(chǎn)量均與CK無差異，顯著高于其他處理。處理4商品薯產(chǎn)量最低，顯著低于處理3、處理5和CK。

處理2商品薯率最高，為94.37%;其次為處理3，商品薯率為92.36%。CK商品薯率最低，處理4和處理5商品薯率處于中等。

3 討論與結(jié)論

董道峰等[7]通過比較溝灌、滴灌、噴灌等不同灌溉方式，發(fā)現(xiàn)滴灌節(jié)水效果最好，同時(shí)也可獲得比較理想的產(chǎn)量，在水資源貧乏地區(qū)最為實(shí)用。本研究采用滴管模式中水量處理3與溝灌處理馬鈴薯總產(chǎn)量無顯著差異，但節(jié)水35.41%，這與前人的研究一致?？挡╗4]通過對(duì)寧夏馬鈴薯抗旱節(jié)水高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究，得出利用滴灌技術(shù)種植馬鈴薯對(duì)提高水分利用率有著明顯效果，特別是在馬鈴薯主要生育期進(jìn)行補(bǔ)灌，能明顯提高馬鈴薯單株商品薯數(shù)和單株商品薯質(zhì)量，增加單位面積產(chǎn)量，提高商品薯率和水分利用效率，比不滴灌栽培增產(chǎn)36.9%～97%。這與本研究結(jié)果不同，本試驗(yàn)中采用滴灌模式各處理與溝灌模式相比，均不能實(shí)現(xiàn)馬鈴薯顯著增產(chǎn)。

本研究結(jié)果表明，在生育期方面，隨灌水量的增加，馬鈴薯成熟期推遲。在生長(zhǎng)勢(shì)方面，常規(guī)溝灌和滴灌不同水量處理間馬鈴薯株高、單株分枝數(shù)和單株主莖數(shù)均無顯著差異，可能是因?yàn)檫@3個(gè)性狀受基因型影響較大。采用滴灌模式各處理馬鈴薯晚疫病發(fā)病情況均比溝灌模式輕;滴灌模式處理1、3炭疽病發(fā)病較輕;處理2和3早疫病發(fā)病較輕。處理3與常規(guī)溝灌模式相比，馬鈴薯總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量均無顯著差異，但商品薯率提高7.2%，且處理3節(jié)水35.41%。

綜上所述，處理3（采用滴灌模式，水量為110 m3）與常規(guī)溝灌相比，馬鈴薯生長(zhǎng)勢(shì)、總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量無顯著差異，生育期提前，病害較輕，商品薯率提高7.2%，節(jié)水35.41%，綜合表現(xiàn)優(yōu)于其他處理，為最佳灌水量。

2019年是首次進(jìn)行節(jié)水試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，雖然參考了許多有關(guān)節(jié)水方面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是，管理過程中難免有不夠科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮?，灌水量的設(shè)定也不一定完善，局限于目前的科研條件進(jìn)行了初步的研究。下一步在確定最佳灌水量后，采用當(dāng)前速溶性肥料處理，為馬鈴薯合理施肥和科學(xué)施肥提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉素穩(wěn)，張澤生，楊海延，等.馬鈴薯蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2008，30（2）：208-210.

[2] 劉渝.基于生態(tài)安全與農(nóng)業(yè)安全目標(biāo)下的農(nóng)業(yè)水資源利用與管理研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[3] 楊志清.農(nóng)業(yè)節(jié)水與技術(shù)創(chuàng)新[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23（6）：184-186.

[4] 康波.寧夏馬鈴薯抗旱節(jié)水高產(chǎn)栽培技術(shù)研究[D].陜西楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2017.

[5] 林葉春，張丹，肖銀梅.西北地區(qū)馬鈴薯節(jié)水種植制度的發(fā)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（4）：99-103.

[6] 郭景山，李文剛，劉富強(qiáng)，等.內(nèi)蒙古中西部地區(qū)馬鈴薯節(jié)水灌溉的發(fā)展方向[C]//中國(guó)作物學(xué)會(huì)馬鈴薯專業(yè)委員會(huì).馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與小康社會(huì)建設(shè).哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2014：335-338.

[7] 董道峰，陳廣俠，馬蕾，等.馬鈴薯節(jié)水灌溉模式研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，45（10）：69-71.

[8] 王斌，段喜明，孟翀.有機(jī)馬鈴薯節(jié)水灌溉模式研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（5）：805-809.

[9] 秦永林，井濤，康文欽，等.陰山北麓馬鈴薯在不同灌溉模式下的水肥效率[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，21（4）：426-431.

[10] 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.農(nóng)藥田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則（一）：GB/T 17980.34—2000[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2000.

[11] 范子耀，王文橋，孟潤(rùn)杰，等.7種殺菌劑對(duì)馬鈴薯早疫病菌室內(nèi)毒力及田間防效[J].農(nóng)藥，2011，50（7）：531-533.