馬鈴薯對水分的響應及膜下滴灌技術(shù)增產(chǎn)機制的研究.pdf

1、內(nèi)蒙古自治區(qū)是我國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一，常年馬鈴薯播種面積居全國第一，但單產(chǎn)水平較低，主要是因為種植馬鈴薯地區(qū)多屬干旱半干旱區(qū)，生育期缺水是制約馬鈴薯產(chǎn)量增加的最大限制因素。膜下滴灌作物一種新型的節(jié)水灌溉技術(shù)，近幾年來被廣泛應用于北方馬鈴薯生產(chǎn)上，但由于應用時間較短，在應用過程中存在的問題還較多，使其優(yōu)勢沒有得到充分發(fā)揮。因此，研究馬鈴薯對水分的響應和膜下滴灌馬鈴薯生長發(fā)育規(guī)律、各生育期耗水特性、養(yǎng)分吸收規(guī)律、水分利用效率及灌溉頻率，對制定

2、馬鈴薯合理灌溉技術(shù)，提高馬鈴薯產(chǎn)量、緩解用水與供水不足的矛盾、提高水分利用效率具有重要的現(xiàn)實意義。主要研究結(jié)果如下：
　　1.馬鈴薯萌芽出苗期間，母薯干物質(zhì)率與土壤相對含水量呈極顯著負相關(guān)（R=-0.882），地上部分鮮重、總莖長、根長、根數(shù)量和干重均與土壤相對含水量呈顯著或極顯著正相關(guān)。土壤相對含水量在82%-91%范圍時，馬鈴薯出苗速度較快，出苗時間為19-23d，出苗率為100%，植株鮮重及總莖長、根鮮重和長度、根條數(shù)均較高

3、；大于91%時，出苗時間較短，但由于種薯腐爛，出苗率僅為30%；小于82%時，出苗時間為26-67d不等，且出苗后生長速率較慢。
　　2.馬鈴薯塊莖形成前土壤相對含水量在85%-91%范圍內(nèi)，株高、莖粗、葉片數(shù)均較高，根系鮮重和活力最大，凈光合速率最大，葉和塊莖的干物質(zhì)積累量也較大，干物質(zhì)向塊莖中的分配比例多，逆境生理指標脯氨酸、丙二醛含量和SOD活性均較低，葉片相對含水量較高，塊莖形成較早；播種后20d控水，整體上表現(xiàn)為植株生長

4、較差，25d和30d時差異不顯著。莖葉的干物質(zhì)積累量平均值以30d時顯著大于20d和25d時，塊莖干物質(zhì)積累量三個控水時間差異不顯著。
　　3.土壤相對含水量在85%-91%范圍內(nèi)時，塊莖形成較其他土壤相對含水量下早5d左右。從整體上看，塊莖形成前，各激素含量及ABA與各激素含量的比值均表現(xiàn)為小于85%的低水分大于高水的；塊莖形成時，IAA含量、ABA含量、ZR含量在 CK-91%處理及 ABA與各激素含量比值的變化隨土壤相對含水

5、量的增加與塊莖形成前相似，GA含量則相反，除91%處理的ABA/GA比值外，ABA與各激素的比值較塊莖形成前均有所增加；塊莖形成后，各激素含量隨土壤相對含水量的增加不具有明顯規(guī)律，但ABA與各激素的比值整體上表現(xiàn)為在CK和54%的較高，66%-78%時有所下降，之后又升高的趨勢。
　　4.產(chǎn)量、水分利用效率與土壤相對含水量的回歸關(guān)系均符合二次曲線模型。盆栽試驗產(chǎn)量和水分利用效率最大值均出現(xiàn)在土壤相對含水量為91%時，均與78%處理

6、的差異不顯著，但與其他處理存在顯著或極顯著的差異。大田試驗產(chǎn)量在土壤相對含水量為85%-100%時達最大，水分利用效率卻在土壤相對含水量為70%-85%時最大?？厮缤韺Ξa(chǎn)量的影響不顯著，但對水分利用效率的影響表現(xiàn)為控水時間越晚，水分利用效率越高。
　　5.膜下滴灌馬鈴薯全生育期各層土壤含水量均高于覆膜不滴灌的，生育期0-40cm平均土壤含水量為20%左右，主要耗水層為0-40cm，覆膜不滴灌的平均土壤含水量低于15%，主要耗水層

7、為0-60cm。膜下滴灌馬鈴薯生長發(fā)育快，平均株高、莖粗和葉面積比覆膜不滴灌的分別增加了47.66%、17.86%和113.38%，平均莖、葉和塊莖的干物質(zhì)積累量比覆膜不滴灌的顯著增加了165.71%、112.21%和287.04%。
　　6.生育期間膜下滴灌與覆膜不滴灌馬鈴薯各器官 N、P、K含量差異不顯著，莖葉N、P、K累積吸收量平均值膜下滴灌馬鈴薯大于覆膜不滴灌的；各器官N、P、K素吸收速率的平均值膜下滴灌顯著大于覆膜不滴灌

8、的。
　　7.膜下滴灌馬鈴薯階段耗水量和耗水強度以塊莖膨大期最大，其次是塊莖形成期、苗期、淀粉積累期；除淀粉積累期外，全生育期耗水量和平均耗水強度及各生育時期階段耗水量和耗水強度膜下滴灌的均極顯著高于覆膜不滴灌的，產(chǎn)量達到3760.4 kg·667m-2，顯著高于覆膜不滴灌的，水分利用效率為11.36 kg·mm-1，與覆膜不滴灌的差異不顯著。
　　8.灌溉周期8 d的土壤濕潤深度為0-40 cm，與馬鈴薯根系主要分布層吻合

9、，平均株高、干物質(zhì)積累量、淀粉含量和水分利用效率分別為40.8 cm、578.87 kg·667m-2、13.9%、11.2 kg·mm-1，較4 d和12 d灌一次的分別增加了3.1%和4.1%、8.9%和10.1%、37.2%和9.3%、26.3%和33.3%；4d灌一次的產(chǎn)量較高，較8d和12d灌一次的分別增加了12.1%和15.4%，且與12d灌一次的差異達顯著水平。
　　9.各灌溉方式下，馬鈴薯生育期平均土壤含水量隨著單

10、次灌溉量和總灌溉量的增加而增大，產(chǎn)量也隨之增加，而水分利用效率卻呈單峰曲線變化。兩年的試驗結(jié)果均顯示，膜下滴灌的土壤含水量較高，產(chǎn)量也較高，2010年產(chǎn)量和水分利用效率分別為3395.9 kg·667m-2和16.89kg·mm-1，與露地滴灌的差異均不顯著，但比溝灌顯著增加了41.3%和69.1%；2011年產(chǎn)量和水分利用效率分別為2175.8 kg·667m-2和8.23kg·mm-1，產(chǎn)量與溝灌的差異不顯著，但顯著大于露地滴灌、隔