北方高寒地区深松对马铃薯水分及产量的影响

我国粮食安全是国家战略一个永远课题,任何时候都必须都不能放松这个理念,这些年,粮食连年增产,仓满库盈、供应充足、市场稳定。但应该深刻的认识到国家资源与环境对粮食生产承载的压力加大,人们对主食及营养要求越来越高。在此背景下,需要不断地转变农业发展方式、实现可持续发展,挖掘粮食生产及营养结构改善的思路。马铃薯是继玉米、水稻、小麦第四大粮食作物,推进马铃薯主粮化生产前景广阔,是人们营养结构改善的重大创新。

水肥一体化减氮对陇中地区马铃薯产量和水分利用效率的影响

于2022—2023年在陇中地区开展马铃薯水肥一体化试验,共设置4个种植模式,包括农户旱作高肥模式(T1,基施氮肥260 kg·hm^(-2),生育期不灌溉)、合作社高水高肥模式(T2,基施氮肥260 kg·hm^(-2),生育期灌水150 mm)、水肥一体化模式Ⅰ(T3,基施氮肥102 kg·hm^(-2)+追施氮肥98 kg·hm^(-2),生育期灌水90 mm)和水肥一体化模式Ⅱ(T4,基施氮肥42 kg·hm^(-2)+追施氮肥98 kg·hm^(-2),生育期灌水90 mm),探究补灌减氮水肥一体化技术对马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明:补灌减氮水肥一体化显著促进了马铃薯叶面积指数增长、地上部和块茎干物质积累,显著增加了商品薯率,T2处理下马铃薯生育后期干物质积累速度放缓。2022和2023年,T3处理马铃薯块茎产量较T1处理分别显著提高100.7%和229.1%,较T2处理分别显著提高30.4%和38.6%;T4处理马铃薯块茎产量较T1处理分别显著提高94.4%和216.2%,较T2处理分别提高26.3%和33.1%;T3和T4处理间差异不显著。2022—2023年,各处理间WUE表现为T3>T4>T2>T1;相较于T1处理,T3处理两年WUE分别显著提高46.2%和146.4%,T4处理分别显著提高44.0%和135.7%;与T2处理相比,T3处理两年WUE分别显著提高51.1%和55.1%,T4处理分别显著提高48.9%和48.3%。综上,水肥一体化显著提高了马铃薯产量和水分利用效率,水肥一体化处理下基施氮肥42 kg·hm^(-2)、追施氮肥98 kg·hm^(-2)、生育期补灌90 mm的栽培措施,可作为陇中半干旱地区马铃薯高产高效生产的推荐模式。

灌水量对膜下滴灌马铃薯生长、产量及水分利用的影响

为探索灌水量对膜下滴灌马铃薯生长、产量及水分利用的影响,在苗前、苗期、现蕾期、初花期、盛花期、落花期6个时期进行0(CK)、100、150、200、250、300、350、400 m^(3)·hm^(-2)灌水量处理研究。结果表明,不同灌水量均可缩短马铃薯现蕾前生育期而延长生育后期,也可提高花期叶面积指数。灌水量对现蕾前茎叶鲜、干质量影响较小,在现蕾期、初花期、落花期,茎叶鲜质量随灌水量的增加呈上升趋势,茎叶干质量在灌水量增至300 m^(3)·hm^(-2)时于成熟期降低。每hm2产量及单株产量、大中薯数量、质量均随灌水量的增加呈先上升后下降的趋势,每hm2产量在250 m^(3)·hm^(-2)灌水量时出现峰值,单株产量、大中薯数量及质量均在300 m^(3)·hm^(-2)灌水量时出现峰值,其最大值分别达78888.63 kg·hm^(-2)、1832.57 g、4.53粒、1720.47 g,产量较CK增产27712.26 kg·hm^(-2),增产率54.15%。当灌水量增至350 m^(3)·hm^(-2)及更大量时,植株在生育中后期出现徒长现象,茎粗变细,小薯增多,商品率、产量及水分利用率均显著下降。综合分析,250~300 m^(3)·hm^(-2)灌水量为半干旱区定西市马铃薯膜下滴灌较适宜水平。

旱地黑色全膜垄上微沟技术对土壤水分及马铃薯性状和产量的影响

以青薯2号为研究对象,特设置黑色全膜垄上微沟、黑色半膜高垄覆盖、露地种植等3个不同处理,探讨旱地黑色全膜垄上微沟技术对土壤水分及马铃薯性状及产量的影响。研究表明,在全膜垄上微沟栽培条件下,土壤保墒效果最好,马铃薯的各性状表现也良好,且增产效果最为显著,产量达到1373.42 kg/667 m^(2),较黑色半膜高垄覆盖、露地种植分别增产10.68%和26.45%。

景电灌区调亏灌溉对马铃薯产量和水分利用效率的影响

水资源的充足与否直接关系到作物产量的高低,对于干旱缺水地区,如何合理利用水资源、打破水资源时空分布不均衡成为非常重要的课题。水资源关系农业的发展,是经济社会的命脉,对于提高农作物的产量具有非常重要的作用。因此,合理的灌溉模式不仅能够确保作物稳产,还能提高水分利用效率。为提高马铃薯产量和水分利用效率,于2021年4—10月在景电灌区开展了不同生育期调亏灌溉对马铃薯产量和水分利用效率的影响试验。结果表明,苗期调亏灌溉处理马铃薯产量较对照正常灌溉略微降低(降幅仅5.05%),而水分利用效率和灌溉水利用效率分别较对照正常灌溉显著提高15.29%和23.92%。因此,在马铃薯苗期进行轻度调亏灌溉、而在其他生育期进行充分灌水是景电灌区马铃薯种植最佳灌溉策略。

水分胁迫对马铃薯光合生理特性和产量的影响

以云南主栽培马铃薯品种会-2和合作88为材料,进行盆栽比较试验,研究了水分胁迫对马铃薯光合生理特性和产量的影响。结果表明,两种马铃薯品种的叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶面积、SPAD值和产量随干旱胁迫强度增强而降低。两种马铃薯品种水分胁迫处理结果存在差异。随干旱胁迫强度增强,会-2品种光合生理指标、叶面积下降程度较合作88品种小,但合作88品种产量下降程度较会-2品种小。

半干旱雨养区秸秆带状覆盖种植对土壤水分及马铃薯产量的影响

水分不足是限制半干旱雨养作物生长的主要因素,地表覆盖能够改善土壤的微环境,从而显著提高作物的产量和水分利用效率。为明确西北半干旱雨养区不同保墒措施下旱地马铃薯的土壤水分特征及其对产量的影响,于2014—2015年设置了玉米秸秆带状覆盖种植(T1)、半膜大垄(T2)、全膜双垄(T3)和露地平作(对照,CK)4种栽培模式,研究了玉米秸秆带状覆盖、地膜覆盖种植对马铃薯产量、土壤水分变化及其利用效率的影响。结果表明:不同覆盖方式能有效改善马铃薯生育期0~200 cm土层土壤水分状况,地膜覆盖对马铃薯生育前期土壤水分保蓄效果较好,秸秆带状覆盖对生育中后期土壤水分状况的改善效果明显。与对照(CK)相比,3种覆盖处理均提高了土壤含水量,其中T1处理效果最好,较CK提高2.8%~7.8%,尤其在伏旱阶段的块茎形成期,0~200 cm土层土壤含水量高于地膜覆盖处理。与CK相比,T1处理马铃薯产量提高10.5%~34.2%,水分利用效率(WUE)提高8.9%~29.8%,达108.9~134.0 kg·hm^(–2)·mm^(–1),商品薯率提高14.7%~38.8%,达82.3%~92.2%。马铃薯产量与生育期耗水量(r=0.836**)呈显著正相关。T1的产量和商品薯率均显著高于T2和T3(P<0.05)。可见,玉米秸秆带状覆盖具有显著的纳雨保墒作用,促进马铃薯的生长发育,增产效果显著。其推广应用可有效提高该区降水资源的利用效率,实现马铃薯稳产高产,可作为西北雨养农业区旱地马铃薯生产的高效栽培新模式。

膜下滴灌灌溉频率对马铃薯生长、产量及水分利用率的影响

膜下滴灌作为当今重要的节水灌溉技术之一,在内蒙古马铃薯种植上的应用存在过量灌水或灌水不及时等问题,使其优势没有得到充分发挥。为了探讨适合内蒙古呼和浩特市武川地区膜下滴灌马铃薯生产的最佳灌溉频率,以＂克新一号＂马铃薯的脱毒原种为材料,采用田间小区试验,研究了总灌水量为120 mm条件下,3种不同灌溉周期（灌溉周期分别为4 d、8 d、12 d）对马铃薯生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明,灌溉周期为8 d的土壤湿润深度0~40 cm,与马铃薯根系集中层吻合,有利于马铃薯生长,平均株高、干物质积累量、淀粉含量和水分利用效率分别为40.8 cm、8 683.0 kg.hm 2、13.9%、11.2 kg.mm 1,分别比4 d和12 d灌溉周期的增加3.1%和4.1%、8.9%和10.1%、37.2%和9.3%、26.3%和33.3%;而4 d灌溉周期的产量较高,为35 398.5 kg.hm 2,比8 d和12 d灌溉周期的分别增加12.1%和15.4%,与8 d灌溉周期之间差异不显著。综合分析膜下滴灌灌溉频率对内蒙古武川地区马铃薯生长、产量和水分利用效率的影响,得出8 d灌溉周期较为适宜。

旱地不同覆盖沟垄种植方式对马铃薯土壤水分和产量的影响

马铃薯是西北黄土高原半干旱区的特色作物和主栽作物之一,如何提高其降水利用效率是发展该区域马铃薯产业的重点问题。在大田试验条件下,以不同的覆盖方式和沟垄种植方式为处理,测定马铃薯生育期的土壤水分含量及其分布和产量,计算耗水量和水分利用效率,研究西北黄土高原半干旱区旱地不同覆盖和种植方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明,马铃薯采用草-膜二元覆盖垄种技术,能够有效地积蓄自然降水,草-膜二元全地面覆盖保墒、垄沟有效地聚集和保持了土壤水分,尤其在伏旱阶段的块茎形成期,0-100cm土层的土壤含水量高于全膜覆盖处理。因此,高垄膜覆盖沟覆草垄播使得产量和水分利用效率较其它种植模式分别提高8.39%～58.38%和8.46%～67.97%,是一项适合于西北黄土高原旱作区马铃薯高产的栽培技术。

旋耕深度对西北黄土高原旱作区土壤水分特性和马铃薯产量的影响

深耕对打破犁底层、优化土壤水分特性有积极作用,但对旱作农田旋耕深度的土壤水分效应及其对马铃薯水分耗散过程和产量的影响缺乏研究分析。本研究设15(TT)、40(VRT)、60 cm(VRT6)3个旋耕深度,测定土壤容重和水分特性、马铃薯叶片SPAD值、叶面积指数(LAI)和产量等,研究旋耕深度对马铃薯水分利用和产量的影响。结果表明,与VRT和TT相比,VRT6分别在40~60 cm和0~60 cm土层降低土壤容重,提高饱和含水量、毛管含水量和田间持水量;VRT6显著提高了马铃薯现蕾前的耗水量,导致盛花期的土壤贮水量在2016年较VRT和TT下降了22.3 mm、49.0 mm,2017年下降了43.9 mm、56.6 mm;VRT6显著提高2017年花后耗水,分别较VRT和TT增加了42.2 mm和38.3 mm。旺盛的花前耗水促进了地上部发育,VRT6的LAI在全生育期高于TT,在现蕾期至收获期高于VRT,并使SPAD值在2017年的块茎膨大期显著高于VRT和TT,呈现明显的地上部旺长特征。基于以上原因,VRT6的块茎产量虽然高于TT,但在2017年显著低于VRT,而且水分利用效率(WUE)较VRT和TT下降了61.2%~67.5%和41.0%~53.5%。因此,在半干旱旱作区马铃薯种植的立式深旋耕作的适宜深度是40 cm,可在优化土壤水分特性和耗水过程的基础上,有效抵御季节性干旱胁迫,显著提高产量和水分利用效率。

不同覆盖种植方式与平衡施肥对马铃薯产量及水分利用效率的影响

采用田间试验方法,研究了不同覆盖种植方式与平衡施肥对旱地马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,三种覆盖种植方式中,全膜覆盖垄播种植方式有利于马铃薯碳水化合物的合成,增加马铃薯干物质积累量,N、P、K平衡施肥干物质积累量增加效果显著;与裸地平作相比,全膜覆盖垄播和全膜覆盖平作马铃薯块茎产量分别增加43.4%~60.7%和18.8%~32.5%,水分利用效率分别提高59.4%~79.6%和38.3%~50.3%;N、P2O5和K2O的用量分别为210、105、90 kg·hm-2时,全膜覆盖垄播处理马铃薯产量和水分利用效率最高。研究表明,马铃薯在全膜覆盖垄播栽培条件下,平衡施肥可显著提高马铃薯块茎产量和水分利用效率。

宁南山区马铃薯连作田土壤水分变化规律及其对产量的影响

采用定位观测的方法,探讨了宁南山区马铃薯连作田土壤水分变化规律及其对产量的影响。试验结果表明,试验区内土壤贮水量的年际变化呈正抛物线形变化,春秋高,春末夏初达到谷值。土壤含水量的动态变化主要取决于全年降雨分配和蒸发的平衡过程,整个生育期土壤含水量变化在9.95%～21.6%之间。0—100cm层土壤贮水量与产量之间具有显著的相关性,土壤贮水量与马铃薯产量相关关系最显著的时期为发棵期和结薯期,此时也是马铃薯生长耗水的高峰期,在此期间0—100cm土壤贮水量每增加10mm,产量平均可增加135～270kg/hm2。

水肥耦合对冬马铃薯产量和水分利用效率的影响

通过田间试验,以灌水量、施氮量(N)、施钾量(K_2O)为试验因素,采用三因子五水平二次通用旋转组合设计,研究了滴灌施肥条件下,不同灌水量和施肥量对马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)灌水量和施氮量均对马铃薯产量和水分利用效率有极显著影响,且施氮量主效应大于灌水量,而施钾量主效应不显著;(2)单因素效应分析结果表明:马铃薯产量和水分利用效率均随灌水量和施氮量的增加呈先增加后降低的变化趋势;(3)水氮交互作用对马铃薯产量和水分利用效率均有极显著影响,合理的水氮配合可以促进马铃薯产量形成和水肥资源高效利用,较高灌水量与较高施氮量配合产量最高,中高灌水量与较高施氮量配合水分利用效率最高。在本试验条件下,马铃薯目标产量在48000~60000 kg·hm~(-2)之间最佳水肥方案为:灌水量1569.0~1671.0 m~3·hm~(-2)、施氮量288.0~327.0 kg·hm~(-2)、施钾量163.5~196.5 kg·hm~(-2),在该水肥管理下可获得较高的水分利用效率,其水分利用效率达178.88~179.03 kg·hm~(-2)·mm~(-1)。

肥料配施对阴山北麓旱区马铃薯产量和水分利用效率的影响

以马铃薯克新1号品种为试验材料，采用随机区组设计，在阴山北麓地区连续3a定位施肥，研究了不同肥料配施对马铃薯产量和水分利用效率的影响。结果表明：马铃薯各施肥处理各生育时期0～80 cm土壤含水量均低于对照，全生育期总耗水量较对照提高0．17％～4．16％，干物质积累量明显高于对照；肥料配施条件下各施肥处理马铃薯产量和商品薯率较对照显著提高，增产幅度和商品薯率的增加幅度分别为5．8％～49．67％，13．97％～55．14％，以M＋NPK处理效果最明显，2011年和2012产量分别达到36863．70 kg·hm^-2和31386．14 kg·hm^-2，其次是NPK处理和M处理；各施肥处理的水分利用效率均高于对照，其中以M＋NPK处理最高，两年分别较CK处理高出43．72％和44．09％，与其它各施肥处理相比差异显著，其次为NPK处理和M处理。有机肥和氮磷钾肥配施是最适合当地马铃薯种植的肥料配比。

保水剂施用方式对马铃薯产量和水分利用效率的影响

采用盆栽试验,比较深施、浅施、侧施、全施和不施(对照)等保水剂应用方法在充分供水和水分亏缺两种供水条件下,马铃薯(Solanum tuberosum L)生长、产量和水分利用效率(WUE)效应。结果表明,除浅施处理外其它方式施用保水剂处理都能促进马铃薯株高,水分胁迫下能促进马铃薯根系发育。在充分供水和水分胁迫下,深施保水剂使马铃薯产量较对照提高9.4%和16.6%,WUE提高12.82%和54.73%,侧施保水剂使马铃薯产量较对照提高39.4%和21.5%,WUE提高58.79%和59.46%;在水分胁迫下,全施保水剂使马铃薯产量和WUE较对照分别提高15.4%,56.76%。

秸秆覆盖对全膜双垄沟留膜复种马铃薯产量、水分利用效率及氮肥效应的影响

采用田间试验研究秸秆覆盖对全膜双垄沟留膜免耕复种马铃薯产量及水分利用效率、氮肥效应的影响。结果表明,在全膜双垄沟留膜免耕复种栽培模式下,秸秆覆盖有利于促进马铃薯生长和显著提高马铃薯产量及水分利用效率,且马铃薯产量及水分利用效率均随着前茬施N量的增加呈明显增加趋势,N肥的后效增产作用非常明显;秸秆覆盖条件下,相同施肥处理马铃薯产量及水分利用效率、N肥农学效率分别比无秸秆覆盖提高25.5%～59.5%、30.8%～67.3%、8.8%～155.6%,前茬N、P2O5和K2O的用量分别为300、120、60kg/hm2时(F1N5处理),马铃薯产量最高,可达16 737kg/hm2,明显高于其他处理,表明马铃薯在全膜双垄沟留膜复种模式下,秸秆覆盖可显著提高马铃薯产量及水分利用效率、氮肥效应更加明显。

微垄覆膜沟播对阴山丘陵地区旱作马铃薯土壤水分及产量的影响

阴山丘陵地区土壤水分状况是限制该地区马铃薯发展的主要因素,如何对天然降雨进行高效、永续利用,提高马铃薯对自然降水的利用率,是该地区马铃薯生产发展的战略考虑.本研究提出了微垄覆膜沟播的种植模式,结果表明：（1）微垄覆膜沟播种植模式明显提高土壤0 ～60 cm土层贮水量,在马铃薯需水关键时期,出苗后35 d和55 d,微垄覆膜沟播土壤贮水量分别比平作覆膜和露地平作提高25.68％、14.26％和28.92％、18.47％.（2）微垄覆膜沟播种植模式可明显提高马铃薯产量及对降雨的利用效率.（3）微垄覆膜沟播种植模式下的马铃薯每公顷吸收的水分数量比平作覆膜和露地平作分别高25.70％和33.52％.因此,微垄覆膜沟播种植模式可以明显提高马铃薯产量及对自然降水的利用效率,可作为发展内蒙古阴山丘陵地区旱作马铃薯的有效途径.

旱地马铃薯免耕覆盖摆种的产量表现及其对土壤水分和养分的影响

设计实施了黄土高原西部旱农区马铃薯传统耕作和5种免耕覆盖耕作措施的大田对比试验,对不同耕作措施下的马铃薯产量、水分利用效率、各层次土壤水分、有机质含量以及养分含量进行了研究.结果表明:免耕秸秆覆盖除垄上秸秆覆盖摆种外,其它各处理的产量和水分利用效率较传统耕作都有不同程度的提高;免耕秸秆覆盖能明显改善0～80cm的土壤贮水量,尤其是0～30cm的土壤贮水量;免耕秸秆覆盖可以提高0～30cm土壤层的有机质,但是对养分总量平衡的影响不大.

垄沟覆膜集雨对马铃薯产量及水分和氮肥利用的影响

通过大田试验,以马铃薯为供试作物,研究了垄沟覆膜集雨对水分和氮肥利用率的影响,结果表明:在施肥条件下,垄沟覆膜集雨处理的马铃薯产量分别比土垄集雨和裸地平作提高126.8%和277.2%,水分利用效率提高127.4%和252.1%,氮肥利用率提高8.82和16.47个百分点;在不施肥条件下,垄沟覆膜集雨处理的马铃薯产量分别比土垄集雨和裸地平作提高153.2%和195.9%,水分利用效率提高168.5%和184.3%。

集雨限灌对旱作马铃薯产量及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了集雨有限补偿灌溉对旱区马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明，补灌能显著提高旱作马铃薯的产量、水分利用效率和经济系数。与对照相比，补灌处理产量增幅在3．99％～21．21％之间，苗期补灌产量高于薯块膨大期补灌，苗期补灌45mm具有超补偿效应，补灌90mm具有高补偿效应。低定额补灌有利于水分利用效率和灌水利用效率的提高，且苗期补灌高于薯块膨大期补灌。补灌明显降低了薯块小薯率而提高了大薯率和中薯率，另外单株薯重也提高了，单株薯重与大薯率对马铃薯的产量贡献最大。综合分析认为苗期补灌45mm和90mm是最优补灌方案和备选方案。