四川攀西地区不同水肥梯度膜下滴灌冬作青薯9号试验研究

来源:用户上传      作者:王友富 铁万祝 郑崇兰 晋一棠 廖莉莉 万幸

　　 摘 要：为了探讨攀西地区冬作青薯9号节水节肥最佳栽培模式，以每667 m2膜下滴灌160 m3、140 m3、120 m3、100 m3四个灌水量梯度和基施底肥100 kg、80 kg、60 kg三个施肥水平进行试验，研究其在不同水肥梯度下农艺经济性状及生产性能表现。结果表明，青薯9号出苗率与灌水量和底肥施用量影响较小;其他性状则表现为水肥条件越充足，生长量越大，产量越高;水分利用效率随灌水量的增加而降低。灌水量为140～160 m3/667 m2，底肥施用量80～100 kg/667 m2，为攀西地区青薯9号水肥一体化高垄双行膜下滴灌高产栽培模式优选的灌水量和底肥施用量。
　　 关键词：攀西地区 冬马铃薯 水肥梯度 水肥一体化
　　 Abstract： In order to explore the optimal water-saving and fertilizer- saving cultivation mode of winter potato Qingshu 9 in Panxi area， the experiment was conducted by designing four irrigation gradients： 160 m3， 140 m3， 120 m3 and 100 m3， and three basal fertilizer levels： 100 kg， 80 kg and 60 kg per 667 m2 to study its agro-economic traits and production performance under different water and fertilizer gradients. Results showed that irrigation amount and basal fertilizer amount had little influence on seedling emergence rate; sufficient water and fertilizer can improve growth and yield; water use efficiency decreased with the increase of irrigation amount. The optimum irrigation amount was 140～160 m3 /667 m2， and basal fertilizer amount was 80～100 kg/667 m2， which can increase the yield of winter potato Qingshu 9 under the conditions of water and fertilizer integration， high-ridge and double-row， drip irrigation under plastic mulch.
　　 Key words： Panxi region; winter potato; water and fertilizer gradients; integration of water and fertilizer.
　　 四川攀西地區属亚热带季风气候，光热资源丰富，年温差小，昼夜温差大，光合效率高，农经作物生产得天独厚，不仅产量高，而且品质好。受西南季风影响，区域内气候干湿季节分明，冬春干旱少雨，小春作物播种指数较低，冬闲土地面积大，利用冬闲土地种植冬马铃薯生产潜力巨大。而冬马铃薯种植完全依靠灌溉，普通农户种植冬马铃薯一方面受水资源短缺的限制，另一方面施肥不合理，底肥施用量大，造成肥料的巨大浪费，肥料的利用率低。因此膜下滴灌水肥一体化技术是攀西地区冬马铃薯栽培的根本出路，据相关研究表明，膜下滴灌比露地栽培水的利用率和灌水的生产效率有大幅提高[1，2]，但单位面积的灌水量和施肥量依据不足。“攀西地区玉米马铃薯田间节水节肥节药综合技术集成与示范”项目通过高垄双行膜下滴灌对冬作青薯9号，设计不同的灌水量和底肥施用量水平梯度，研究其节水节肥栽培技术模式，为攀西地区冬马铃薯种植提供参考。
　　1 材料与方法
　　1.1 供试材料
　　 以马铃薯青薯9号为供试品种，供试基施肥料为双硫基复合肥（N-P2O5-K2O：15-15-15），追肥为普通尿素（含氮量≥46%）。
　　1.2 试验设计
　　 试验采用膜下滴灌水肥一体化裂区设计，主区为灌水量，设4个水平：A1灌水量160 m3/667 m2、A2灌水量140 m3/667 m2，A3灌水量120 m3/667 m2，A4灌水量100 m3/667 m2，主区两水平之间设两行为水分缓冲区，两行的灌水量分别为相邻两个水平的灌水量;裂区为底肥施用量，设三个水平：B1施肥量为100 kg/667 m2，B2为80 kg/667 m2，B3为60 kg/667 m2。每个主区内的3个处理随机进行3次重复共9个小区，全部四个主区内共36个小区。
　　1.3 试验实施及田间管理
　　1.3.1 种子处理
　　 选择纯正健康一代青薯9号种薯，剔除畸形有病虫害的种薯，淘汰表面粗糙和不规则的块茎，切块大小30～50 g，50 g以下薯块以整薯播种。切块过程中使用3 ‰的高锰酸钾溶液对切刀进行消毒;种薯切块后用1 kg 70 %的甲基硫菌灵加1 kg 80 %的代森锰锌可湿性粉剂均匀拌入12 kg滑石粉进行拌种。
　　1.3.2 试验设置
　　 试验地总面积2000 m2，土地平整，土质为粘红壤，土壤肥力均匀，四周用水泥浇筑，预留排水沟。试验于2018年1月20日播种，采用高垄双行膜下滴灌栽培，垄内错窝播种，试验以1.1 m间距开播种沟，垄内行距30 cm，株距30 cm，种植密度6万株/hm2，每小区4垄，垄长3 m，小区面积13.2 m2，每小区种植84株。播种前垄沟内施用1.74 kg/667 m2有效成分10 %的甲拌·辛防治地下害虫，播种后全田安装水肥一体化节水灌溉装置，并安装水表进行水量控制。 　　1.3.3 田间管理
　　 试验于2018年1月30日第1次滴水，2月20日开始出苗，齐苗后和初花期通过膜下滴灌全田追施尿素2次，每次追施3.75 kg/667 m2，共计7.5 kg/667 m2。薯块膨大初期，全田喷施浓度1.25 ‰代森锰锌（有效成分75 %）和氟啶胺（500 g/L）预防马铃薯晚疫病;薯块膨大中期，全田喷施浓度1.67 ‰银法利（687.5 g/L）和浓度0.83 ‰氟啶胺（500 g/L）防治马铃薯晚疫病。试验于5月20日收获，全生育期90～100 d。因试验区域内冬季无降水，根据马铃薯各生育期对水分的需求，设计全生育期共计灌水10次，灌水量表见表1。
　　1.4 测定项目及方法
　　 齐苗后全田调查统计出苗数，计算出苗率;消苗前统计每小区有效茎数，连续测定10株最终株高;收获时，各小区按薯块大小进行分级，分别进行称重、计数，最后计算商品薯率（单薯质量≥100 g为商品薯）和产量;试验播种前采用便携式土壤水分检测仪测定各小区水分含量，收获后按同样方法测定土壤水分，计算水分利用效率。
　　1.5 试验数据统计分析方法
　　 试验数据参照《试验设计与分析》裂区试验设计统计分析方法进行数据处理和方差分析，并用LSD法对各处理数据进行多重比较。
　　2 试验结果
　　 经对试验各处理出苗数、株高、有效茎数、单薯重、单茎产量及商品率进行全面调查，统计分析结果见表2，表3，表4。
　　2.1 出苗率
　　 方差分析结果表明，主处理4个水分梯度和3个施肥水平对冬马铃薯出苗率影响差异不显著（见表2至表4），但组处理组合A2B1、A3B1、A3B2与A3B3之间差异达到显著水平，其余处理组合之间差异不显著。
　　2.2 株高
　　 各处理平均株高分析结果（见表2至表4）显示：灌水量越多，基肥施用量越大，冬马铃薯植株生长量越大，株高越高，株高随灌水量和基肥施用量梯度下降而下降。主处理A1（灌水量（160 m3/667 m2）、A2（140 m3/667 m2）与A4（100 m3/667 m2）之间平均株高达到极显著差异水平，A1与A2处理之间差异不显著，与A3（120 m3/667 m2）差异達到显著水平;A2与A3、A3与A4之间差异未达到显著差异水平。基肥施用量处理B1（100 kg/667 m2）与B3（60 kg/667 m2）处理之间平均株高差异达到显著水平，B1与B2（80 kg/667 m2）、B2与B3处理之间差异不显著。各处理组合之间平均株高依次为：A2B1>A1B2>A1B3>A1B1>A2B2> A3B1>A3 B2>A3B3>A2B3>A4B3>A4B1>A4B2，且表现出不同的差异显著性。
　　2.3 公顷有效茎数
　　 不同水分和施肥梯度条件下，公顷有效茎数（表2，表3，表4）随灌水量增加呈下降趋势，主处理A3、A4与A1、A1与A2差异达到显著水平;副处理基肥施用量对公顷有效茎数的影响差异不显著。组合间也随水分梯度的增加有效茎数呈下降趋势，各组合间表现出不同的差异水平。
　　2.4 商品率
　　 在灌水量160 m3/667 m2、140 m3/667 m2和120 m3/667 m2的情况下，青薯9号的商品率之间差异不显著，但灌水量降低到100 m3/667 m2的情况下，与前三者差异达到极显著。基肥施用量的增减对商品率的影响较小，差异不显著。组合间灌水量与底肥施用量组合除A1、B2外均未达到显著水平，而灌水量降低至100 m3/667 m2后，商品率下降明显。
　　2.5 产量
　　2.5.1 公顷产量表现
　　 经对各小区全部收获测产称重，各处理折合平均公顷产（见图1）显示：随灌水量降低、基肥施用量减少，青薯9号公顷产量呈下降趋势，产量高低顺序依次是处理组合A1B1、A1B2、A3B1、A1B3、A2B2、A3B2、A2B3、A3B3、A4B2、A4B3、A4B1。
　　2.5.2 产量方差分析
　　 对各处理折合平均公顷产量进行方差分析，结果见表5。分析显示，主处理灌水量梯度F >F0.01，对产量影响效用极显著，副处理基肥施用量梯度F <F0.05，对产量影响差异不显著，区组间及主×副互作F <F0.05，对产量影响未达到显著水平。
　　2.5.3 不同处理与产量相关性
　　 经对不同处理量相关性分析，结果见表6至表8。结果显示，灌水量差异对青薯9号产量影响显著，灌水量水平A1、A2、A3与A4对单产影响极显著，A1与A3单产达到显著性差异。底肥施用量变化同样对青薯9号的单产造成显著差异，B1与B3之间单产影响达到显著水平;B1与B2、B2与B3之间差异未达到显著水平。不同处理组合A1B1、A1B2、A2B1与A4B1、A4B3之间和A3B1与A4B1之间差异达到极显著水平;A1B1、A1B2、A1B3、A2B1、A2B2、A2B3、A3B1、A3B2差异不显著，A1B1、A1B2与A3B3、A4B1、A4B2、A4B3之间达到显著水平。
　　2.6 水肥利用效率
　　 根据周皓雷[2]，买自珍等研究，马铃薯根系密集层为20～30 cm，膜下滴灌土壤中水分浸润深度28～35 cm。播种前利用便捷式手持水分测定仪对各小区30 cm耕作层土壤水分进行快速测定，收获时再次测定土壤水分，计算30 cm表土内土壤含水量和存留量。因攀西地区冬马铃薯生长期处理旱季，全生育期内无有效降雨，每次灌溉量根据冬马铃薯各生长期对水分需求的土壤含水量设定，灌水后基本无渗漏。因此水分利用效率WUE=经济产量/耗水量（kg/ m2）。经方差分析结果见表6，表7，表8。结果显示：随着主处理A灌水量的增加，水分利用效率呈递减趋势，A1<A2<A3<A4，且A1、A2与A3、A4之间达到极显著性水平。随底肥施用量减少，水分利用率呈递减趋势，但处理间差异不显著。处理组合间差异也随灌水量的变化而呈现不同的差异显著性。 　　3 讨论与结论
　　3.1 结论
　　 综上分析结果显示，四川攀西地区采用高垄双行膜下滴灌水肥一体化冬作种植青薯9号，在试验设计的4个灌水量梯度和3个底肥施肥量水平条件下，通过主处理A（灌水量）及副处理B（底肥施用量）相关性分析，以A1、A2、B1、B2相互组合公顷产量较高，并与其他组合差异显著，据此判断本试验青薯9号水肥一体化高垄双行膜下滴灌高产栽培模式优选为灌水量为140～160 m3/667 m2，优选底肥施用量为80～100 kg/667 m2。
　　3.2 讨论
　　 冬马铃薯以块茎为种子播种，块茎含水量高达50 %～80 %，在适宜的温度和湿度条件下，种子依靠其自身的含水量能够正常萌芽，因此受灌水量和底肥施用量的影响不大但与第1次灌水量的多少有关。相关研究表明，马铃薯出苗率主要由品种特性决定，受种子的健康度、种子处理措施及方式[5-6]、播种深度、土壤温度和湿度[7]、地下害虫的防治等因素的影响较大。水分是攀西地区冬马铃薯栽培的关键因素。试验结果显示，不同的灌水量对青薯9号除出苗率外的其他农艺经济性状均产生显著性影响，表现为灌水量减少，马铃薯生产性能显著下降。底肥施用量的变化只对株高、单茎产量和公顷产量造成影响，底肥施用量不足，可以通过水肥一体化追肥得到补充。
　　 试验结果显示，随着灌水量的增加，公顷产量增加，水分的利用率呈下降趋势，表明冬马铃薯公顷产量与灌水量并非成正比，在本试验设计的灌水量范围内，随着灌水量的增加，灌水量對产量的贡献率在逐步下降。可以推断，灌水量增加到一定数值后，产量将不再增加，即达到最大产量，此时的水分利用率为“最大产量水分利用率”;当灌水量减少，水分利用率增大，当灌水量减少到一定程度，产量陡然下降，水分利用率也随之下降，此时的水分利用率为“经济产量水分利用率”，有关马铃薯水分利用率与产量的关系，文献无相关报道，尚待研究。品种特性是影响水分利用率的重要因素，抗旱耐瘠品种水肥利用效率高;李燕山[3]等发现通常情况下生育期长的品种，灌水量大，水分利用率下降，生育期较短的品种灌水量少，水分利用率高。气候干燥，水分蒸发量大，灌水量增大，土壤渗透力强，水分流失严重，水肥利用效率降低。王耀[4]认为全膜覆盖双垄种植和配方施肥可大大提高冬马铃薯水肥利用效率。
　　 水和肥是冬马铃薯生产的决定性要素，灌水量和施用量因气候、土壤、栽培技术措施和水平的高低而不同，应因地制宜科学合理应用技术措施，根据马铃薯各生育期需水需肥规律合理进行水肥调控，方能发挥最佳生产潜力。
　　参考文献
　　[1]      王玉明，张子义，樊明寿，等. 马铃薯膜下滴灌节水及生产效率的初步研究[J]. 中国马铃薯，2009，23（3）：148-151.
　　[2]      周皓雷，买自珍.  马铃薯膜下滴灌水肥一体化栽培研究[J]. 宁夏农林科技，2011，52（10）：1-2.
　　[3]     李燕山，白建明，许世坤，等.  不同灌水量对膜下滴灌冬马铃薯生长及水分利用效率的影响[J]. 干旱地区农业研究，2015（6）：8-13.
　　[4]     王耀，孙小娟. 不同种植模式下施肥对马铃薯产量和水肥利用效率的影响[J]. 西北农业学报，2018（2）：203-212.
　　[5]     韩海霞，姚岭柏，邵晓伟.  不同浓度赤霉素对休眠马铃薯块茎出苗率及生长的影响[J]. 黑龙江农业科学，2015（3）：25-27.
　　[6]     王丙锋，钱华.  拌种剂对马铃薯出苗率和产量的影响[J]. 黑龙江农业科学，2014（8）：53-55.
　　[7]      邓国强，昭苏.  影响马铃薯出苗率的原因及解决措施[J]. 农村科技，2009（2）：21-22.
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