不同肥力水平和种植密度对定西秸秆覆盖马铃薯生产的影响

王友生，岳 云，李效文

(1.甘肃省定西市农业技术推广站，甘肃定西 743000； 2.甘肃省农业技术推广总站，兰州 730020)

定西市具有发展马铃薯的独特自然优势[1-2]，随着马铃薯主粮化战略的提出，定西市马铃薯产业迎来前所未有的机遇和挑战，它将成为推动经济发展的脱贫致富产业，在全市农业生产中占有举足轻重的地位。素有“中国马铃薯之乡”的甘肃省定西市既是马铃薯优质主产区，又是全国马铃薯三大生产基地之一，通过当地政府和群众10多年努力，定西市马铃薯播种面积已多年稳定在20万hm2以上，总产达500万t左右[3]。目前，在中国马铃薯生产过程中，普遍存在施用氮、磷、钾肥不合理以及施肥时期、施肥方法、栽培方式不当等问题，导致种植成本偏高、土壤养分失衡、土壤严重盐碱化、生物多样性衰退等，严重制约高产、优质、高效马铃薯生产及其产业的可持续发展[4-6]，这也成为定西市马铃薯生产面临的最大问题。有诸多研究表明，马铃薯生产受施肥量、品种、生态环境和栽培措施等因素的影响[7]，即使在同一种植区域，不同种植密度对不同品种马铃薯的影响也不一样[8-9]，如何平衡氮磷钾等施肥量及种植密度之间关系，进一步促进马铃薯对养分的吸收，提高氮、磷、钾肥的养分利用率及产量，将成为定西市马铃薯产业发展的重要节本增效措施。因此，结合当前生产实际，在定西旱作区进行田间密度和肥料试验，进一步掌握各施肥单元马铃薯施肥数量、适宜密度及群体结构变化，为定西市旱作区秸秆覆盖马铃薯密度肥料合理搭配以及高产高效栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地点选在甘肃省定西市安定区团结镇小山村的旱作梯田地上，当地平均海拔为2 074 m，经纬度为东经104°36′45″，北纬35°29′13″，年平均气温6.3 ℃，有效积温2 300 ℃，无霜期141 d。该区域属于典型的旱作农业区，在地块的选择上选择地势平坦，通透性好，保水保肥性能好，肥力中上的地块，土壤类型为黑垆土，前茬作物为玉米，前茬收获后旋耕灭茬整地，结合整地，农家肥施量为2 500 kg·(667 m2)-1。0～30 cm耕层有机质10.3 g·kg-1，全氮0.81 g·kg-1，全磷0.65 g·kg-1，全钾7.1 g·kg-1，pH 7.8。选择该地开展试验研究，取得的试验结果具有较高的可信度。

1.2 供试材料

马铃薯指示品种为甘肃农业科学院选育的‘陇薯7号’，‘陇薯7号’一级种由甘肃定西百泉马铃薯有限公司提供；施可丰高效缓释肥(N∶P∶K=26∶13∶7)，由山东施可丰化工有限公司提供。农家肥在覆膜前结合整地作基肥一次性撒施施入。

1.3 试验方法

1.3.1 处理方法 设2个因素，分别为种植密度和复合肥施用量。施用量设低肥(L)、中肥(M)、高肥(H)3个量，分别为600、750和900 kg·hm-2；种植密度结合当地实际情况分别为45 000、52 500、60 000、67 500株·hm-2，复合肥在覆盖前将肥料开沟施于沟内，开沟深度为15～20 cm。试验采取随机区组设计排列，设12个处理，3个重复，共36个小区，小区面积30.8 m2(4.4 m×7 m)，具体处理见表1。试验于2017-04-28统一旋耕、施肥，采用玉米秸秆带状覆盖种植方式进行种植，小区间距30 cm，保护行50 cm。10月18日收获。试验期间调查记载各处理马铃薯生育期的地上生长指标，成熟期每小区取样15株考种，并按小区单收实测产量。

1.3.2 测定项目及方法 在马铃薯盛花期分别测定株高、茎粗、主茎数、叶面积指数，每小区随机选取15株进行测定，然后取平均值。株高采用生理株高衡量，为地上茎基部到生长点的距离；主茎粗为近基部最粗处的直径；叶面积指数采用剪纸称量法测定。

单株结薯数：成熟期每小区挖取15株，数块茎个数。

单株薯种：成熟期每小区挖取15株，分株称量块茎质量。

商品率=大中薯鲜质量/薯块总鲜质量×100%，大薯率=大薯鲜质量/薯块总鲜质量×100%；以小薯<50 g、50 g≤中薯≤100 g、大薯>100 g计。

1.4 统计分析

试验用Microsoft Excel进行数据处理，用SPSS19.0软件进行方差分析，方差分析包括种植密度、施用量以及两因素之间交互效应。

2 结果与分析

2.1 不同施肥量和密度对马铃薯农艺性状的影响

不同施肥量和种植密度组合处理对马铃薯的主要农艺性状影响差异较大(表2)。从统计分析结果来看，施肥量对马铃薯株高、茎粗、叶鲜质量及叶面积指数4项生长指标的影响显著(P<0.05)，但对主茎数影响不显著；种植密度对马铃薯株高、主茎数、叶鲜质量及叶面积指数4项生长指标的影响显著(P<0.05)，但对茎粗影响不显著；施用量×密度对测定所有指标影响都不显著(P>0.05)。在相同施肥量下，低肥处理时不同种植密度的叶鲜质量和叶面积指数差异显著，60 000株·hm-2种植密度的叶鲜质量和叶面积指数分别达到最大值345.7 g和4.0，其他测定指标的差异不显著；中肥和高肥处理下不同种植密度的各项测定指标间差异显著，中、高肥低密度45 000株·hm-2种植时茎粗分别达到最大值1.19 cm 和1.23 cm，但叶面积指数值反而最小分别为3.73和3.88，与其他种植密度差异显著，说明密度过低不利于马铃薯生长。

表1 不同种植密度和施肥水平Table 1 Different planting density and fertilizing level

在相同种植密度下，肥力越高，株高、主茎数、茎粗、叶鲜质量和叶面积指数5项测定指标值也越大。综合来看，高密度×高肥(处理12)的株高及叶面积指数两项测定指标值最大，分别为69.2 cm和4.34，说明增加施肥量和密度能促进植株生长并增加田间郁闭度；60 000株·hm-2×中肥(处理7)的主茎数和叶鲜质量两项测定指标达到最大值，分别为5.1和377.1 g，60 000株·hm-2×高肥(处理11)茎粗值最大为1.34 cm，说明60 000株·hm-2种植密度能促进马铃薯主茎分蘖及生长。

表2 不同处理对马铃薯的农艺性状Table 2 Potato agronomic traits of different treatments

注：同列数据后不同小写字母表示各处理差异显著(P<0.05)。下同。

Note: Values marked with different letters in the column were significantly different(P<0.05). The same below.

2.2 不同施肥量和密度对马铃薯产量形成指标的影响

不同施肥量和种植密度组合处理对马铃薯产量形成指标的影响差异较大(表3)。从统计分析结果来看，施肥量对马铃薯单株薯质量、大中薯质量和小薯质量的影响达显著水平(P<0.05)，种植密度对大中薯个数、小薯个数、单株薯质量、大中薯质量和小薯质量的影响呈显著水平(P<0.05)，施肥量×密度对所测定所有指标影响都不显著(P>0.05)。在相同施肥量下，低肥处理在60 000株·hm-2种植密度下的单株个数、大中薯个数、单株薯质量和大中薯质量4项测定指标高于其他种植密度，分别为8.4个·株-2、5.2个·株-2、472.0 g·株-2和388.0 g·株-2；中肥和高肥处理也是60 000株·hm-2种植密度的大中薯个数和大中薯质量两项指标最高，说明在相同肥力下60 000株·hm-2的种植密度适宜当地马铃薯生长，能够有效促进块茎形成和膨大；在3种肥力水平下当种植密度达到67 500株·hm-2时单株薯质量明显减小、小薯个数及小薯质量明显增加，并与其他种植密度间差异显著。在相同种植密度下，肥力越高，单株个数、大中薯个数、单株薯质量和大中薯质量4项测定指标值也越大，这说明无论在何种种植密度下，高肥均有利于提高马铃薯的单株结薯数、单株薯质量和大中薯质量。

2.3 不同施肥量和密度对马铃薯产量及商品薯率的影响

不同施肥量和种植密度组合处理对马铃薯产量及商品薯率的影响统计结果见表4。由表4可知，不同施肥量和种植密度对马铃薯的产量及商品薯率的影响达到极显著水平(P<0.05)，而施用量×密度对马铃薯小区产量影响显著(P<0.05)，对商品薯率影响不显著(P>0.05)。在相同施肥量下，随着种植密度的增加马铃薯小区产量及商品薯率呈先增后减的趋势，3种施肥水平下都是60 000株·hm-2的马铃薯产量及商品薯率最高；在相同种植密度下，45 000株·hm-2时不同施肥水平间差异不显著，52 500株·hm-2时高肥与低肥处理之间差异显著，但与中肥之间处理差异不显著，60 000株·hm-2时高肥与中肥、低肥处理差异显著，但中低肥两个处理之间差异不显著，种植密度达到67 500株·hm-2时不同施肥水平间差异不显著。

表3 不同处理对马铃薯产量形成指标的影响Table 3 Effects of different treatments on yield formation indexes of potato

综合来说，高肥下的60 000株·hm-2种植密度处理的马铃薯产量和商品薯率最高，折合产量和商品薯率分别为30 112.45 kg·hm-2和89.1%，较低肥处理3和中肥处理7分别增产2 013.99 kg·hm-2和1 266.87 kg·hm-2，商品薯率分别提高6.9%和2.1%。因此，处理11为该种植区秸秆覆盖马铃薯提高产量的最佳组合。

表4 不同处理对马铃薯产量及商品率的影响Table 4 Effects of different treatments on yield and commodity rate of potato

3 结论与讨论

秸秆覆盖技术能有效抑制土壤水分蒸发，提高作物产量和水分利用率[10-11]，在干旱地区马铃薯生产上，秸秆覆盖能有效提高马铃薯产量和商品薯率[12]。除种植模式的影响外，马铃薯的生长发育和块茎产量、品质形成还取决于植株个体与群体的光合作用[13]。本研究对旱作区秸秆覆盖马铃薯种植中复合肥的合理使用量和种植密度作了研究探讨，了解马铃薯主要农艺性状及产量形成指标随不同施肥和种植密度处理组合的影响。试验结果表明，不同施肥量和种植密度对旱作区秸秆覆盖马铃薯的农艺性状、产量及商品薯率的影响均达到显著水平。在相同施肥量下，随着种植密度的增加，马铃薯产量及商品薯率呈先增后减的趋势，这与张智芳等[14]的结论一致。本试验结果显示，在60 000株·hm-2的种植密度下产量及商品薯率分别达到30 112.45 kg·hm-2和89.1%；在相同种植密度下，肥力越高，单株个数、大中薯个数、单株薯质量和大中薯质量也越大，说明高肥均有利于提高马铃薯的单株结薯数、单株薯质量和大中薯质量；同时，在高肥水平下马铃薯的产量和商品薯率也达到最大值，但本研究并未得出在相同种植密度下，当施肥量增加到一定水平时产量便呈现下降趋势[14]这一结论，这可能与本文试验设置的肥力范围较小有关。有研究报道[15]指出，种植密度较低时作物通风透光良好，单株的农艺性状表现优良，但是群体数量偏低，也会造成产量较低，因此，针对不同马铃薯品种、种植方式和施肥水平应确定其最佳种植密度，充分考虑单株与整体产量的关系，才能充分发挥出马铃薯的生产潜力。本试验仅在3种不同施用量和4种种植密度下，研究其组合对马铃薯生长指标和产量的影响，结果显示所设高肥900 kg·hm-2与高密度60 000株·hm-2为该种植区秸秆覆盖马铃薯种植的最佳组合，但对于更高施用量和种植密度组合以及复合肥的合理施用量与传统施肥的效益比较等方面未做探讨。