不同覆膜方式与种植密度互作对马铃薯光合特性及产量的影响

摘    要：为研究覆膜方式与种植密度互作对马铃薯光合特性和产量的影响，以马铃薯陇薯7号原种为试材，设置3种垄面覆盖方式（A1：全覆膜;A2：半覆膜;A3：不覆膜）与3种种植密度水平（B1：60 000 株·hm-2;B2：67 500 株·hm2;B3：75 000 株·hm-2）互作栽培，以不覆膜为对照。结果表明，与对照相比，两种覆膜方式均能提高马铃薯株高、茎粗、净光合速率和产量。其中，A2B2处理净光合速率、气孔导度均最高，分别为23.64 μmol·m-2·s-1和0.69 mol·m-2·s-1，A3B3蒸腾速率最高，为7.36 mmol·m-2·s-1，较CK提高2.51%，较最低的A2B1提高20.85%。A2B2处理较对照出苗时间提前8 d，收获期提前11 d;A2B2处理单株薯质量（4.69 kg）、单薯质量（0.75 kg）、大薯率（84.67%）、产量（50 136 kg·hm-2）均高于对照（分别为1.96 kg、0.47 kg、54.51%、36 886 kg·hm-2）。综上所述，A2B2处理（半覆膜+67 500株·hm-2），可促进马铃薯早熟，增强光合作用，提高产量，获得较高的经济效益。

关键词：马铃薯;覆膜方式;种植密度;光合特性;产量

中图分类号：S532 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2022）07-062-07

Interaction of different film mulching methods and planting density affects photosynthetic characteristics and yields of potato

WU Yanbin， LÜ Heping， LIANG Hongjie， GAO Yanping， ZHANG Wu

（Gansu Potato Seed （Seedling） Virus Detection and Safety Evaluation of Engineering Technology Research Center/Potato Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou 730070， Gansu， China）

Abstract：Effects of film mulching method and planting density on photosynthetic characteristics and yields of potato were studied. Using the potato seed Longshu 7 as the experimental material， three ridge surface mulching methods （A1： full film mulching; A2： half film mulching; A3：no film mulching） and three density levels （B1： 60 000 plants·hm-2; B2：67 500 plants·hm-2; B3： 75 000 plants·hm-2） were performed， no film mulching as control. The results showed that compared with the control， both mulching methods could increase plant height， stem diameter， net photosynthetic rate and yields of potato. The net photosynthetic rate and stomatal conductance of A2B2 were 23.64 μmol·m-2·s-1 and 0.69 mol·m-2·s-1， respectively， and A3B3 had the highest transpiration rate of 7.36 mmol·m-2·s-1， which was 2.51% higher than CK and 20.85% higher than the lowest A2B1. Compared with the control， the emergence time of A2B2 treatment was 8 d earlier and the harvest time was 11 d earlier. The tuber weight per plant（4.69 kg）， single tuber weight（0.75 kg）， large tuber rate（84.67%） and yield（50 136 kg·hm-2） of A2B2 treatment were higher than those of the control（1.96 kg， 0.47 kg， 54.51%， 36 886 kg·hm-2）.Therefore， the treatment of A2B2 （half film mulching +67 500 plants·hm-2） can promote the early maturity of potato， enhance photosynthesis， increase yield， and obtain higher economic benefits.

Key words：Potato; Mulching method; Density; Photosynthetic characteristics; Yield

马铃薯（Solanum tuberosum L.）为茄科茄属植物，别称洋芋、土豆、山药蛋等，喜光，不耐高温，生长适宜温度为18～23 ℃，具有耐旱、耐寒、耐瘠薄的特点，现主要栽培的品种有100多个。作为全世界重要的非谷类粮食作物之一，在优化人类膳食能量结构和提高人们生活水平方面发挥很大作用，仅甘肃定西地区种植面积就高达6.67万hm²[1-2]。在马铃薯主粮化背景下，甘肃其他干旱、半干旱地区也在进行相关产业升级，其经济效益显著[3-4]。马铃薯已经成为半干旱地区农村经济结构的支柱产业，大大增加了农民收入，在乡村振兴工作中起到十分重要的作用[5]。地膜覆盖可以增温并降低土壤水分蒸发，改善土壤生态系统和微生物群落，防除杂草，已于全球农作物生产中得到了广泛应用[6-9]。近年来也在马铃薯生产上大面积使用。研究表明，通过覆盖地膜特别是覆盖黑色地膜，可以有效提升马铃薯产量，优化马铃薯各项品质指标，促进马铃薯商品薯产出率上升，其主要原因是地膜覆盖改善了马铃薯生长所需要的农田小气候[10-12]。块茎膨大期是马铃薯光合产物积累最快的时期，约60%的光合同化物是在这个时期合成的[13-15]。因此，地膜覆盖在马铃薯旱地种植中具有举足轻重的作用。

会宁县地处甘肃中部，年降水量稀少，属于陇中半干旱区，水资源匮乏严重阻碍了当地作物的生长。地膜覆盖可以增温保湿，促进作物生长。科学合理的种植密度可以使作物充分利用水分和养分，且提高作物产量。笔者以陇薯7号原种为试材，于2019—2020年在会宁县汉家岔镇进行试验，探索不同覆盖方式与密度互作对马铃薯光合特性及产量的影响，旨在筛选出适合甘肃省陇中地区马铃薯栽培最适宜的覆膜与密度组合方式，以期为马铃薯早熟、丰产和优质栽培提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料品种为陇薯7号原种（甘肃省农业科学院马铃薯研究所提供），株型半直立，主茎分枝较多，具有抗晚疫病、耐寒、高产等特性，现蕾期株高65～70 cm，地上部生长旺盛。

1.2 试验地概况

试验于2019—2020年在甘肃省白银市会宁县汉家岔镇进行，该地区海拔1810 m，年平均气温5～15 ℃，年平均降水量286.10 mm，年蒸发量达到1800 mm，降水分布不均匀，降水月份多为7—8月，无霜期130 d。试验地地势缓平、地块肥力充足、黄绵土结构疏松、排水通气良好并富含有机质。基施尿素120 kg·hm^-2，磷酸二铵27 kg·hm^-2，硫酸铵225 kg·hm^-2。

1.3 试验设计

试验采用二因素随机区组设计，因素A为垄表面用黑膜覆膜，设3个水平：A1（全覆膜）、A2（半覆膜）、A3（不覆膜）;因素B为栽培密度，设3个水平：B1（60 000株·hm^-2）、B2（67 500株·hm^-2）、B3（75 000株·hm^-2），共设9个处理，以A3B1不覆膜+60 000 株·hm^-2为对照。其中，全覆膜指垄上覆膜，地膜在垄沟底部留缝隙;半覆膜是指垄沟全覆膜，垄上半覆膜，地膜在垄顶部留缝隙，缝隙为垄上微沟，可做马铃薯种植带。每处理设3次重复，垄长6.00 m，行株距0.50 m×0.25 m，垄距0.60 m，小区面积18.00 m²，在试验地四周，设置1.50～2.00 m宽的保护行。为期2年的试验均在4月中旬播种，试验处理见表1。

1.4 样品采集与指标测定

每个处理选取健康、无病虫害且具有代表性的植株10株，测量株高、茎粗。株高用卷尺测定马铃薯茎基部至生长点的长度，用数显卡尺测定茎基部第一节处的茎粗。

气象数据测定：气温、降水量和相对湿度采用美国SPECTRUM WatchDog 2000型小型气象站测定。

马铃薯块茎膨大期，测定马铃薯叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、气孔导度、蒸腾速率。09：30—11：30，用Li-6400便携式光合测定仪测定光合参数。选取自生长点向下第3～第4片完全展开、生长良好的马铃薯叶片，测定光强为1000 μmol·m^-2·s^-1，CO₂浓度为380 μmol·mol^-1，相对湿度为75%，每处理选取20株测定，计算平均值。

单株薯质量：统计每个小区的单株薯质量，取3次重复的平均值。单株结薯数：统计每个小区的单株结薯数，取3次重复的平均值。大薯率：测定每个小区单薯质量>50 g的薯块占小区产量的百分率，取3次重复的平均值。产量：测取每小区产量，取3次重复的平均值，然后折算出各处理的每hm²产量。

经济效益=1 hm²产量×收获时当地价格;

增产效益=（处理经济效益-对照经济效益）/对照经济效益。

1.5 数据处理

试验数据用Excel 2020和SPSS 20进行统计分析，采用Duncan法进行分析。

2 结果与分析

2.1 马铃薯生育期气温的变化

马铃薯生长的适宜温度为18～23 ℃，由图1可见，试验区2019年从试验种植到收获，全生育期年最高气温为32 ℃，最低气温为2 ℃。2020年全年温度在-1～30 ℃。年平均高温为22.37 ℃，年平均低温为10.68 ℃。2019年平均气温8.23 ℃，2020年平均气温为8.15 ℃，较2019年降低0.97%。表明该地区平均气温较稳定，适合马铃薯生长。

2.2 马铃薯生育期降水、蒸发量及相对湿度的分析