马铃薯生产中保水剂不同用法的效果比较

穆俊祥+刘拴成+曹兴明

摘要：以马铃薯品种克新1号为试验材料，设置水分对照（CK1）、自然对照（CK2）、保水剂涂层、保水剂播种时穴施和保水剂苗期穴施5个处理，分析了保水剂用法对马铃薯生产的影响。结果表明：使用保水剂对马铃薯出苗率无显著影响；可显著提高马铃薯株高、株幅、产量和商品率，且保水剂不同用法下马铃薯株高、株幅、产量和商品率存在显著差异，其中苗期穴施处理的马铃薯株高、株幅和商品率显著高于涂层处理和穴施处理，苗期穴施和穴施处理的马铃薯产量显著高于涂层处理；马铃薯叶片脯氨酸含量也表明保水剂使用可明显缓解马铃薯生育期的水分亏缺，且苗期穴施效果最佳。

关键词：马铃薯；保水剂；用法；生长；产量

中图分类号： S532.04 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）11-0130-03

乌兰察布市地处内蒙古高原，由于其特有的地理位置、气候条件和丰富的品种资源，非常适宜马铃薯种植，该地区马铃薯种植面积近年一直稳定在26.7万hm2左右，年产量已达400万t，种植面积和总产量在全国地区级位居第一，已成为全国重要的种薯、商品薯和加工专用薯基地[1]。2009年乌兰察布市被中国食品工业协会正式命名为“中国薯都”，目前马铃薯产业已成为推动该地区经济发展的主导产业。乌兰察布地处干旱地区，且水资源严重短缺，而马铃薯对水分亏缺又十分敏感[2-3]，因此，乌兰察布地区马铃薯生产中的节水抗旱研究显得尤为重要。长期以来，利用保水剂进行马铃薯节水抗旱栽培效果显著[4-5]，研究表明马铃薯种植地区不同，保水剂的适宜用法、用量也各不相同[6-8]。乌兰察布地区马铃薯生产中保水剂的使用研究未见报道，保水剂在该地区适宜的使用方法也未可知，本试验通过比较保水剂不同使用方法对乌兰察布市马铃薯主栽品种“克新1号”的影响，找出适宜当地的保水剂施用方式，为乌兰察布马铃薯生产中保水剂的应用提供理论和实践基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试马铃薯品种为克新1号（乌兰察布市种子管理站提供）；保水剂为任丘市广汇化工有限公司提供的白色晶体， 主要成分为聚丙烯酰胺。

1.2 试验地概况

试验地位于集宁师范学院园艺实训基地，地处阴山山脉灰腾梁南麓，海拔高度1 417 m，年平均气温4.4 ℃，年日照时数为3 130 h。年均降水量380 mm，无霜期130 d。试验地土壤类型为沙壤土。本试验于2014年5月到9月进行，试验期间7月15日前有少量降水（累计<30 mm），7月15日以后降水逐渐增多（累计约280 mm）。

1.3 试验方法

试验共设5个处理：不施保水剂，但在每个生育期初期都浇1次水，记为水分对照（CK1）；不施保水劑，靠自然降水，记为自然对照（CK2）；保水剂按照1 ∶100比例溶于水搅拌成凝胶状，将种薯浸入，捞出阴干，待表面成膜后播种，记为涂层处理；播种时先挖穴，撒入保水剂再播种，记为播种时穴施处理；马铃薯苗期（7月2日）在幼苗周围5 cm处挖15 cm穴撒入保水剂，记为苗期穴施处理。

2014年5月9日播种，9月25日收获。小区面积为 2 m×5 m=10 m2，3次重复，随机区组设计，株行距分别为 50 cm×50 cm，每小区40株。播种前施有机肥（腐熟羊粪） 20 000 kg/hm2，基肥施马铃薯专用复合肥200 kg/hm2，在块茎膨大期施用同样用量的复合肥做追肥，保水剂用量统一为 50 kg/hm2。

1.4 测定项目和方法

播种40 d后开始统计马铃薯出苗情况，同时在苗期选定3株做好标记，于苗期（7月5日）、块茎形成期（7月23日）、块茎膨大期（8月10日）、淀粉积累期（8月28日）分别测定马铃薯株高、株幅和叶片脯氨酸含量，脯氨酸含量测定时取植株倒4叶测定（茚三酮法），成熟后按小区收获测定产量、商品薯数和商品率（薯块重量≥60 g为商品薯）。

1.5 数据分析

数据处理采用SPSS 19.0和Excel 2007进行分析，方差分析采用单因素方差分析，多重比较采用新复极差法。

2 结果与分析

2.1 保水剂不同施用方法对马铃薯出苗率的影响

播种后40 d（6月19日）开始统计出苗率，每隔7 d统计1次出苗率，直到播种后54 d统计最终的出苗率。从表1可知，随着时间的推进各处理的出苗率逐渐增大，在出苗初期各处理的出苗率之间无显著差异，但统计最终出苗率时水分对照（CK1）和播种时穴施的出苗率显著优于涂层、苗期穴施和自然对照，这说明浇水和使用保水剂对出苗率有一定促进作用，且保水剂使用方法对马铃薯最终出苗率影响显著，但是涂层处理的出苗率反而最低，这可能是由于涂层处理使得马铃薯种薯周围水分太多，呼吸作用受到抑制所致。

2.2 保水剂不同施用方法对马铃薯株高和株幅的变化影响

马铃薯株高和株幅是反映其地上部分生长情况的重要指标，从图1、图2可以看出，随着马铃薯生育时期的推进，各处理马铃薯的株高和株幅都呈上升趋势，而且苗期到块茎膨大期阶段各处理株高、株幅增长较快，此后阶段株高增速放缓，株幅几乎不再增加。在马铃薯整个生育期内，水分对照（CK1）的株高、株幅都显著大于其他处理，这表明保水剂不论如何使用都无法代替水的作用。

从图1可知，马铃薯株高在苗期的各处理无差异，但从块茎形成期开始使用保水剂的处理明显高于自然对照（CK2），且在块茎形成期和淀粉积累期苗期穴施处理的株高显著大于播种时穴施和涂层处理。这表明在马铃薯生育前期所需水分可依赖种薯自身提供，但生育后期使用保水剂可显著促进马铃薯株高，而且保水剂使用方法对马铃薯株高的影响也有显著差异，且以苗期穴施效果最佳。

从图2可以看出，在马铃薯苗期，除自然对照（CK2）外其他各处理马铃薯株幅无显著差异；在块茎形成期、块茎膨大期，使用保水剂的处理株幅显著大于自然对照，且保水剂不同用法各处理株幅间也有显著差异，其中在块茎膨大期苗期穴施处理的株幅显著高于涂层处理和播种时穴施处理，播种时穴施处理和涂层处理之间无显著差异。可见在马铃薯块茎形成期以后，保水剂的作用得以发挥，且保水剂使用可明显促进马铃薯株幅生长，同时保水剂不同用法间效果显著不同，其中以苗期穴施效果较其他方法好。

2.3 保水剂不同施用方法对马铃薯叶片脯氨酸含量的影响

植物内脯氨酸含量在一定程度上反映了其抗逆性，在水分亏缺的情况下植物体内脯氨酸的含量显著增加。如图3所示，马铃薯叶片脯氨酸含量随生育期的推进逐渐增加且生育后期增加速度加快，但水分对照（CK1）的脯氨酸含量在各个时期都是最低且增幅最小，这说明此处理受到的干旱胁迫最低，而使用保水剂的处理在各个时期的脯氨酸含量都显著高于水分对照且低于自然对照，这说明每个生育期浇水处理受到的干旱胁迫最小，自然对照受到的干旱胁迫最强，从而产生较多的脯氨酸，以增加渗透势来抵御干旱胁迫。使用保水剂的各个处理脯氨酸含量低于自然对照也说明了保水剂可以明显降低马铃薯的干旱胁迫。图3显示保水剂不同用法下各处理间脯氨酸含量也有显著差异，其中苗期穴施处理的脯氨酸含量显著低于播种时穴施和涂层处理，可见苗期穴施对缓解马铃薯干旱胁迫最为有效。

2.4 保水剂不同施用方法对马铃薯产量相关指标和商品率的影响

马铃薯产量和商品率是决定马铃薯种植者经济效益的重要指标。从表2可以看出，使用保水剂各处理的商品薯个数、商品薯产量、经济产量和商品率都显著低于水分对照（CK1）而显著高于自然对照（CK2），说明在本试验条件下水分亏缺严重影响了马铃薯的产量和商品率的提高，而保水剂的使用可以缓解水分的亏缺，促进产量和商品率的提高。但不同保水剂用法间差异显著，苗期穴施和播种时穴施的商品薯个数和经济产量显著高于涂层，苗期穴施的商品率显著大于涂层处理和播种时穴施，这说明了保水剂的不同用法对马铃薯的产量、商品率的影响较为明显，其中涂层处理的产量和自然对照无显著差异，可能是因为涂层处理的出苗率较低从而影响了总产量。

3 讨论和结论

总体来看，保水剂的使用在马铃薯生产中能起到抗旱保水的作用，可以提高马铃薯的株高、株幅、产量和商品率，且保水剂使用方法不同马铃薯产量、商品率不尽相同，这一结果与前人研究结果一致[6，9]，但无论是形态指标还是产量指标都无法和每个生育期浇水相比，这说明保水剂始终无法代替水在马铃薯生产中的作用，且保水剂一定要有降水才能发挥其作用，因此使用保水剂时应考虑到不同地区的降雨时期不同对保水剂保水效果的影响。

从本试验结果看出在马铃薯苗期保水剂起到的作用微乎其微，马铃薯苗期所需水分可以依赖种薯自身，在马铃薯块茎形成之后保水剂的保水抗旱效果开始显现，这一结果与卢会文等的研究结果[7]相符，这说明保水剂在马铃薯生产上具有释放上的时效性，保水剂使用太早，不利于其保水抗旱作用的发挥，所以要根据不同地区因地制宜使用保水剂。在应用保水剂的条件下，无论株高、株幅、产量还是商品率，苗期穴施处理均好于播种时穴施处理和涂层处理，通过马铃薯叶片脯氨酸含量也证明苗期穴施的干旱胁迫明显变轻，因此在乌兰察布地区苗期穴施保水剂是比较适宜的使用方法，因为该地区的降雨主要集中在8—9月，正好是马铃薯块茎形成期和膨大期，使用效果较好。本试验年份降水量比近年平均降水量偏多，使得保水剂的功效发挥较为满意，但在马铃薯全生育期缺水的情况下如何与浇水配合使用以达到最佳的抗旱保水效果，还需要进一步研究。

参考文献：

[1]周 峰. 乌兰察布市马铃薯产业的现状和存在问题及对策分析[D]. 呼和浩特：内蒙古大学，2012：2-18.

[2]Fulton J M. Relationship of root extension to the soil moisture level required for maximum yield of potatoes，tomatoes and corn[J]. Can J Soil Sci，1970，50（1）：92-94.

[3]Belanger G，Walsh J R，Richards J E，et al. Tuber growth and biomass partitioning of two potato cultivars grown under different N fertilization rates with and without irrigation [J]. Amer J of Potato Res，2001，78（2）：109-117.

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[6]黄 伟，张俊花，朱贵鹏，等. 保水剂不同施用方式对马铃薯生长和产量的影响[J]. 生态学杂志，2015，34（1）：1-8.

[7]卢会文，肖关丽，黄淋华. 不同保水剂施用方式对马铃薯生理指标及农艺性状的影响[J]. 云南农业大学学报：自然科学版，2012，27（3）：334-339.

[8]李 倩，刘景辉，张 磊，等. 保水剂不同用法下马铃薯形态特征、渗透调节物质及产量的变化[J]. 西北农业学报，2011，20（10）：58-63.

[9]刘殿红，黄占斌，蔡连捷，等. 保水剂用法和用量对马铃薯产量和效益的影响[J]. 西北农业学报，2008，17（1）：266-270.