全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(1): 138145 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由现代农业产业技术体系建设专项(nycytx-15), 甘肃省教育厅项目(0902B-06), 甘肃省自然科学基金项目(096RJZA009), 农牧厅科技创
新项目和甘肃省干旱生境作物学重点实验室开放基金课题(GAU-CX1009)资助。
* 通讯作者(Corresponding authors): 王蒂, E-mail: wangd@gsau.edu.cn; 张俊莲, E-mail: zhangjunlian99@yahoo.com.cn
第一作者联系方式: E-mail: qinsh@gsau.edu.cn, Tel: 0931-7632418
Received(收稿日期): 2010-05-08; Accepted(接受日期): 2010-09-08.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.00138
陇中半干旱区马铃薯集雨限灌效应研究
秦舒浩 1 张俊莲 1,* 王 蒂 1,* 肖洪浪 1 蒲育林 2
1甘肃农业大学农学院 / 甘肃省干旱生境作物学重点实验室 / 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 甘肃兰州 730070; 2 定西市
旱作农业研究所, 甘肃定西 743300
摘 要: 采用大田试验与实验室分析相结合的方法, 研究了集雨限灌对旱作马铃薯田蒸散量、灌水利用率、产量、
产量性状及薯块品质的影响。结果表明, 集雨限灌 45 mm 条件下马铃薯水分利用效率(WUE)显著提高, 在此基础上
增加灌水量, WUE降低; 苗期限灌处理的 WUE和灌水利用效率(IWUE)均高于薯块膨大期; 苗期限灌 45 mm处理综
合用水效率较高。限灌可提高旱作马铃薯产量、大薯率与中薯率, 降低小薯率, 苗期限灌有利于大薯率的提高, 薯块
膨大期限灌有利于中薯率的提高; 限灌降低马铃薯单株结薯数, 可提高单株薯产量; 超过 45 mm后随限灌量的增加,
产量增加不显著, 绿薯率和烂薯率显著增加。限灌能降低马铃薯薯块淀粉含量, 提高薯块蛋白质含量。苗期限灌 45
mm为半干旱区马铃薯最佳集雨限灌模式。
关键词: 集雨限灌; 旱作马铃薯; 产量效应; 水分效应; 薯块品质
Effects of Limited Supplemental Irrigation on Potato in the Semiarid Areas of
Middle Gansu Province
QIN Shu-Hao1, ZHANG Jun-Lian1,*, WANG Di1,*, XIAO Hong-Lang1, and PU Yu-Lin2
1 College of Agronomy, Gansu Agricultural University / Gansu Key Laboratory of Aridland Crop Science / Cold and Arid Regions Environmental and
Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730070, China; 2 Dingxi Institute of Rain-Fed Agriculture, Dingxi 743300,
China
Abstract: Water supply scarcity is the main limiting factor for sustainable agriculture development in semiarid areas on the West-
ern Loess Plateau. Because of imbalance for rainfall distribution, yield and water use efficiency (WUE) of potato, one of the
dominant crops in middle Gansu province, are relatively low. To optimize supplemental irrigation system using limited catchment
rainfall for rain-fed potato in the area, field experiments were carried out in 2008–2009 to determine evapotranspiration, WUE,
yield, yield traits and quality of rain-fed potato under different supplemental irrigation amounts and timings. The results showed
that WUE of potato increased significantly in the supplemental irrigation treatment of 45 mm, and decreased with increasing of
irrigation amount. WUE and irrigating water use efficiency (IWUE) of potato were higher with supplemental irrigation at the
seedling than the tuber expanding stage. WUE and IWUE were the highest under the 45 mm of irrigation at the seedling stage.
Yield, rates of bigger tuber and middle tuber in rain-fed potato were increased, and small tuber rates were decreased by supple-
mental irrigation. Big tuber rates were increased by supplemental irrigation at the seedling stage, while medium tuber rates were
increased by supplemental irrigation at the tuber expanding period. Potato numbers per plant were decreased, but tuber yield per
plant was increased by supplemental irrigation. With increasing of irrigation amount, the yield of potato was not increased sig-
nificantly, but green tuber rate and blet tuber rate were increased significantly. Starch content of potato was reduced, while protein
content of tuber was increased by supplemental irrigation. Supplemental irrigation of 45 mm at seedling is optimal irrigation sys-
tem for rain-fed potato in the area.
Keywords: Limited supplemental irrigation using catchment rainfall; Rain-fed potato; Yield effect; Water effect; Tuber quality
水分匮缺是旱作农业持续高效发展的主限因子,
黄土高原西部旱农区降雨稀少且时空分配不均, 多
以暴雨形式出现, 使该区特色优势作物马铃薯的产
量长期处于较低水平, 生产效能低下, 水资源利用
第 1期 秦舒浩等: 陇中半干旱区马铃薯集雨限灌效应研究 139


效率也不高[1-2]。目前国外对雨水的高效利用在以色
列、美国、德国、澳大利亚及非洲诸多国家已取得
许多有价值的成果[3-5]。我国于 20世纪 90年代提出
了集水农业的概念[6], 以降雨径流调控为技术手段,
以提高天然降水利用率和利用效率为核心的雨水利
用技术, 逐渐受到关注与重视。甘肃省在中东部干
旱缺水地区率先开展了作物集雨补灌试验研究; 几
乎同一时期, 地处黄土高原半干旱区的宁夏、内蒙
古、陕西、山西等省(区)也相继开展了该项研究。并
陆续在春小麦、玉米[7-8]等大田作物及温室辣椒[9]、西
瓜[10]上进行了深入研究, 并确定了春小麦和玉米等
作物的最适限灌定额和最佳限灌时期, 取得了较好
效果; 马铃薯苗期补水和施钾量互作研究表明, 苗
期补 900 m3 hm–2水, 施钾量为 150 kg hm–2时, 能提
高其产量和水分利用效率[11]; 试管和盆栽水平研究表
明 , 水分胁迫对马铃薯生长及生理特性具有显著影
响[12-13]; 王琦等 [14]研究确定了旱作马铃薯微垄覆膜
集雨种植模式。而目前对旱作马铃薯集雨限灌效应
尚缺乏系统研究, 在限灌时期和限灌量上均比较模
糊。因此, 本研究针对陇中半干旱区降雨不均、变
率大及相对集中等特点, 通过修建、修复集流面及
集雨设备集蓄雨水, 在马铃薯苗期和薯块膨大期进
行有限水限量补灌, 研究不同年度集雨限灌对旱作
马铃薯田水分蒸散特征、产量形成及品质的影响 ,
以期为提高旱区马铃薯产量、品质、用水效率及完
善集雨农业理论与技术体系提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试地区概况
试验于 2008和 2009年两个生长季的 4~11月份
在甘肃省定西市旱农研究所试验站进行。该区为典
型的半干旱雨养农业区, 生产力水平较低。土壤类
型为黄绵土, 土层深厚, 肥力均匀, 贮水性能良好,
凋萎含水率 7.3%, 土壤肥力中等。年均辐射 592.85
kJ cm–2, 年均气温 6.4℃, ≥10℃积温 2 239.1℃,
年均降水量 415.2 mm, 年蒸发量 1 531 mm, 干燥度
2.53, 2007—2009年降雨量及近 10年平均降雨量如
表 1所示。
1.2 试验设计
采用自建和修复的雨水集流场及蓄水窖集蓄雨
水, 以当地主栽马铃薯品种同薯 23 为供试材料, 在
苗期和薯块膨大期进行有限水补偿灌溉, 灌溉方式
为喷灌, 用水表计量。
试验设水分和灌水时期 2个因素, 其中灌溉时期
为苗期和薯块膨大期, 2008年设 5个处理, T1为对照
(全生育期不灌水); T2为苗期灌 45 mm; T3为苗期灌
90 mm; T4为薯块膨大期灌 45 mm; T5为薯块膨大期
灌 90 mm。2009年除处理 T1到 T5与 2008年相同
外, 增加两个处理, 把等量水分在苗期和薯块膨大
期进行分次限灌, T6 为苗期+薯块膨大期灌 45 mm;
T7为苗期+薯块膨大期灌 90 mm。
两年度马铃薯播种期均为 5 月 4 日, 播深为 12
cm; 2008年苗期 6月 26日灌水, 薯块膨大期 8月 22
日灌水; 2009 年苗期 6 月 22 日灌水, 薯块膨大期 8
月 27 日灌水。采用随机区组设计, 3 次重复。小区
面积为 6.9 m×7.1 m, 株距 30 cm, 行距 70 cm; 处理
间距为 80 cm, 区组间距为 120 cm, 试验小区周边均
留出 100 cm的保护带。播前施马铃薯专用肥 750 kg
hm–2 (N∶P2O5∶K2O=8∶7∶10), 并同时基施优质
有机肥 30 m3 hm–2。

表 1 试验区 2007–2009 年及近 10 年平均降雨量年内分布
Table 1 Precipitation in 2007–2009 and the average for the last ten years in experimental area
降雨量 Precipitation (mm) 月份
Month 2007 2008 2009
近 10年平均降雨量
Average precipitation for
recent ten years (mm)
变异系数
Coefficient of
variance (%)
1 2.6 14.2 2.1 3.3 81.2
2 0 6.1 9.5 4.6 82.8
3 28.6 4.8 11.9 12.1 66.2
4 23.6 24.2 18.0 28.0 66.4
5 9.6 23.8 24.9 44.6 61.8
6 65.8 75.2 22.3 53.4 44.6
7 69.6 43.1 85.3 77.4 56.9
8 95.6 103.7 97.4 82.6 42.7
9 69.9 83.1 10.7 49.5 52.7
10 12.0 36.8 38.2 28.5 55.2
11 6.5 7.2 0 4.2 68.7
12 3.4 5.0 0 6.2 56.3

140 作 物 学 报 第 37卷

1.3 测定项目与方法
1.3.1 土壤含水量 用土钻取土烘干法测定, 马
铃薯出苗后每 15 d测定 1次, 深度为 150 cm, 其中
0~30 cm每 10 cm一层, 30 cm以下每 20 cm一层。
1.3.2 农田蒸散量(ET) 采用测定土壤含水量计
算作物耗水量的方法[15]。
ET12 = 10 Σ γi Hi (θi1–θi2)+M+P0+K (i = 1, …, n) (1)
式中, ET1-2为阶段耗水量; i为土层编号; n为总
土层数; γi为第 i层土壤容重; Hi为第 i层土壤厚度;
θi1和 θi2分别为第 i层土壤时段初和时段末的含水量,
以占干土重的百分数计; M为时段内的灌水量; P0为
有效降水量; K为时段内的地下水补给量。当地下水
埋深大于 2.5 m时, K值可以不计, 中子水分仪监测
当限灌 90 mm时下界面无渗漏发生; 本试验的地下
水埋深在 50 m以下, 因此地下水补给忽略不计。
1.3.3 产量和产量构成性状 按小区单收计产 ,
并折合成公顷产量(Y); 每小区取 10株考种, 分析大
薯率、中薯率、小薯率、绿薯率、烂薯率、单株结
薯数及单株薯重量。评价标准为, 大薯 250 g 以上,
中薯 50~250 g, 小薯 50 g以下; 薯块出现绿色即记
为绿薯。
1.3.4 水分利用效率(WUE)、灌水利用效率(IWUE)
和土壤贮水量 WUE=Y/ETa, Y为马铃薯产量, ETa
为全生育期实际蒸散量; IWUE = (Y 限灌处理–Y 对照)/限灌
量; 土壤贮水量(mm) = 质量含水量(%)×土壤容重
(g cm–3)×土层厚度(mm)。
1.3.5 土壤容重 采用坑测法[16], 在试验地的保
护区挖一深度为 180 cm的土壤剖面, 用体积为 200
cm3 的环刀每 10 cm 为一层分层取样, 测定深度为
150 cm, 每层重复 3次, 测定相应层次的土壤容重(g
cm–3)。
1.3.6 品质指标 用半微量凯氏定氮法测定蛋白
质含量; 蒽酮硫酸法测定淀粉含量。
1.4 数据处理与分析
采用 Microsoft Excel 2003 软件处理数据; 用
DPS 7.05统计软件进行方差分析, 并用 LSD法进行
差异显著性多重比较(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 不同处理对马铃薯收获后土壤水分指标及
水分利用率的影响
由表 2可知, 在 2008和 2009两个生长季, 限灌
处理马铃薯收后土壤贮水量和农田蒸散量(ET)均不
同程度地高于对照(T1), 且在同一时期随灌水量增
加收后土壤贮水量和ET均明显增加。在相同水量下,
苗期限灌处理收后土壤贮水量显著低于薯块膨大期,
苗期+薯块膨大期限灌处理居中 , 苗期限灌处理的

表 2 集雨限灌条件下马铃薯田总蒸散量(ET)、水分利用效率(WUE)和灌水利用效率(IWUE)
Table 2 Total evapotranspiration (ET), water use efficiency (WUE) and irrigating water use efficiency (IWUE) of potato under lim-
ited irrigation using catchment rainfall
处理
Treatment
播前土壤贮水量
Soil water storage
at sowing (mm)
收后土壤贮水量
Soil water storage
after harvesting
(mm)
补灌量
Supplementary
irrigation amounts
(mm)
蒸散量
ET
(mm)
水分利用效率
WUE
(kg hm–2 mm–1)
灌水利用效率
IWUE
(kg hm–2 mm–1)
2008
T1 221.25 269.58 c 0 279.37 c 151.55 b —
T2 221.25 269.67 c 45.00 324.78 b 153.49 a 166.89 a
T3 221.25 297.88 b 90.00 341.07 a 150.47 b 99.79 b
T4 221.25 308.63 a 45.00 285.32 c 153.00 a 29.21 c
T5 221.25 312.21 a 90.00 336.74 a 130.75 c 18.78 d
2009
T1 137.10 151.39 c 0.00 353.40 c 114.64 bc —
T2 137.10 151.95 c 45.00 368.90 b 117.15 a 59.88 a
T3 137.10 157.40 b 90.00 397.40 a 109.91 d 35.12 b
T4 137.10 155.27 b 45.00 354.50 c 114.39 bc 0.86 d
T5 137.10 170.71 a 90.00 384.10 a 109.86 d 18.70 c
T6 137.10 158.04 b 45.00 361.80 bc 112.35 c 2.90 d
T7 137.10 166.38 a 90.00 398.40 a 114.84 b 58.20 a
同栏数据后的字母不同表示其差异达到 0.05显著水平。
Values followed by different letters in the same column are significantly different at P≤0.05.
第 1期 秦舒浩等: 陇中半干旱区马铃薯集雨限灌效应研究 141


ET高于薯块膨大期。2008年, 处理 T2、T3、T4和
T5 的 ET 较 T1 分别提高 16.25%、22.09%、2.13%
和 20.54%, 2009年, 处理 T2到 T7的 ET分别比 T1
提高 4.37%、12.44%、0.31%、8.68%、2.36%和 12.74%。
对于 WUE, 2个生长季均以苗期限灌 45 mm处理的
最高, 与 T1相比, 2008年提高 1.28%, 2009年提高
2.19%。苗期限灌处理的 IWUE均显著高于薯块膨大
期, 等量水分次限灌低于苗期一次性限灌而高于薯
块膨大期一次性限灌; 在灌水量上两年度没有明显
的规律性。
2.2 各处理马铃薯田不同时段蒸散量(ET)比较
由图 1 可知, 在灌苗期水之前, 各处理农田 ET
在两个生长季差异均不显著; 苗期灌水之后, 灌水
处理 T2、T3、T6和 T7的 ET显著高于不灌水处理,
灌水 90 mm 的处理高于灌水 45 mm 的处理, 灌水
22.5 mm 的处理最低, 处理间的差异水平不同年度
存在差异; 之后随薯块膨大期水的灌入, T4、T5、T6
和 T7 的 ET 增大, 且高额限灌高于低额限灌; 到生
长末期, 由于不同处理地面覆盖度不同, 不同年度
间表现出不同的规律性; 2008年, T1、T2和 T3显著
高于 T4和 T5, 低额限灌高于高额限灌, 苗期限灌与
T1 差异不显著, 而薯块膨大期限灌则显著低于 T1;
2009 年, 低额限灌显著高于 T1, 而高额限灌与 T1
间差异不显著, 薯块膨大期限灌略高于其他限灌时



图 1 各处理马铃薯田不同时段蒸散量
Fig. 1 Evapotranspiration of potato under different treatments at the different stages
柱状图上的字母不同表示显著水平达到 0.05。
Band subscribed by different letters are significantly different at P≤0.05.
142 作 物 学 报 第 37卷

期。所以, 总体来看, 马铃薯田 ET的高低取决于土
壤水分含量的高低, 在马铃薯生长的前中期高额限
灌高于低额限灌, 末期低额限灌高于高额限灌。
2.3 不同处理马铃薯产量构成性状分析
表 3 表明, 集雨限灌明显降低了薯块小薯率,
提高了大薯率与中薯率总和; 总体来看, 苗期限灌
的大薯率高于薯块膨大期, 而等量水分次限灌处理
的大薯率最高, 薯块膨大期限灌的中薯率最高, 低
额限灌高于高额限灌, 小薯率在限灌时期上规律不
明显。与 T1相比, 2008年苗期限灌处理的大薯率分
别提高了 35.25% (45 mm)和 23.36% (90 mm), 薯块
膨大期限灌处理的小薯率则分别降低了 23.80%和
3.54%。由此可见, 等量水分苗期限灌及分次限灌有
利于大薯率的提高, 而薯块膨大期限灌则有利于中
薯率的提高。
除 T2之外, 限灌处理的绿薯率和烂薯率均不同
程度地高于 T1, 且薯块膨大期高于苗期。2008年苗
期限灌处理的单株结薯数减少, 而薯块膨大期限灌
处理的增多, 2009年限灌处理的单株结薯数均降低。
限灌处理的单株薯产量均不同程度提高。
2.4 不同处理马铃薯产量表现
表 4 表明, 集雨限灌能显著提高旱作马铃薯的
产量水平。限灌处理与 T1相比, 2008年薯块产量增
幅为 3.99%~21.21%, 而生物产量增幅为 2.67%~
13.91%。处理间产量为 T3>T2>T5>T4>T1, 其中 T3
增产率达 21.21%, T4增产率为 3.91%。2009年薯块
产量增幅为 0.10%~12.93%, 生物产量增幅为 0.10%~
7.21%, 低于 2008 年。两个生长季产量高额限灌均
高于低额限灌, 但差异不显著, 苗期限灌显著高于
薯块膨大期; T7产量显著高于 T1和 T6。
2.5 不同处理马铃薯薯块蛋白质与淀粉含量
表 5 表明, 集雨限灌条件下马铃薯薯块中淀粉
含量下降(T6 升高, 与 T1间差异不显著), 且随水量
的增大而降低, 其中苗期灌 45 mm的处理与 T1相比
没有显著降低; 苗期限灌的平均值略低于薯块膨大
期, 等量水分次限灌的最高, 但灌水时期间差异均
不显著。说明淀粉含量的高低只与限灌与否及限灌
量的高低有关, 而可能与限灌时期关系不密切。限
灌条件下各处理马铃薯薯块中蛋白质含量升高(T5
降低, 与 T1间差异不显著), 两个生长季 T2、T6与
T1间差异均达显著水平。可见集雨限灌尤其是苗期
低额限灌有利于马铃薯块茎中蛋白质的形成, 能提
高薯块中蛋白质含量。
3 讨论
在水资源匮乏的半干旱雨养农业区, 在水分管
理上必须考虑充分提高有限水资源的利用效率, 寻
找作物产量、ET和 WUE 的最佳结合点。现有研究

表 3 集雨限灌条件下马铃薯产量构成性状
Table 3 Yield traits of potato under limited irrigation using catchment rainfall
处理
Treatment
大薯率
Big tuber rate
(%)
中薯率
Medium tuber
rate (%)
小薯率
Small tuber
rate (%)
绿薯率
Green tuber rate
(%)
烂薯率
Blet tuber rate
(%)
单株结薯数
Potato number
per plant
单株薯产量
Yield per plant
(kg plant–1)
2008
T1 57.02 b 20.00 b 22.98 a 0.67 b 2.22 b 3.53 b 0.90 b
T2 77.11 a 12.89 c 10.00 bc 0.00 b 2.22 b 3.07 c 1.06 a
T3 70.34 a 22.44 b 7.22 c 1.11 b 3.33 b 3.47 b 1.09 a
T4 43.44 c 41.67 a 14.89 ab 1.67 ab 6.89 a 4.47 a 0.93 b
T5 55.00 b 37.06 a 7.94 c 2.22 a 6.95 a 3.60 ab 0.94 b
2009
T1 41.38 d 32.30 b 26.32 a 8.23 bc 3.48 bc 6.13 a 1.34 c
T2 52.65 ab 26.26 b 21.06 ab 1.33 d 2.73 c 5.53 ab 1.45 ab
T3 46.40 cd 27.66 b 22.02 ab 14.90 a 4.48 b 6.87 a 1.43 ab
T4 50.79 bc 28.38 b 20.83 ab 15.17 a 3.12 c 5.67 a 1.35 b
T5 41.99 d 41.35 a 16.66 b 5.27 c 8.51 a 5.00 b 1.35 b
T6 60.18 a 24.67 c 15.15 b 10.65 b 0.00 d 5.13 ab 1.52 a
T7 55.23 ab 29.06 b 15.71 b 5.39 c 5.46 b 5.80 a 1.47 ab
同栏数据后的字母不同表示其差异达到 0.05显著水平。
Values followed by different letters in the same column are significantly different at P≤0.05.
第 1期 秦舒浩等: 陇中半干旱区马铃薯集雨限灌效应研究 143


表 4 集雨限灌条件下马铃薯产量
Table 4 Potato yield under limited irrigation using catchment rainfall
增产率 Increased productivity (%) 处理
Treatment
生物产量
Biomass (kg hm–2)
薯块产量
Tuber yield (kg hm–2) 生物产量 Biomass 薯块产量 Tuber yield
2008
T1 54280.49 b 42338.78 b — —
T2 60791.44 a 49848.98 a 12.00 17.74
T3 61831.00 a 51319.73 a 13.91 21.21
T4 56403.28 ab 43994.56 b 3.43 3.91
T5 55732.37 ab 44028.57 b 2.67 3.99
2009
T1 54019.29 b 40514.47 b — —
T2 55267.65 b 43209.27 ab 2.31 6.65
T3 55779.86 ab 43675.63 ab 3.26 7.80
T4 54070.68 b 40553.01 b 0.10 0.10
T5 55522.49 ab 42197.09 ab 2.78 4.15
T6 54193.41 b 40645.06 b 0.32 0.32
T7 57914.97 a 45752.83 a 7.21 12.93
同栏数据后的字母不同表示其差异达到 0.05显著水平。
Values followed by different letters in the same column are significantly different at P≤0.05.

表 5 集雨限灌条件下马铃薯块茎蛋白质与淀粉含量
Table 5 Protein and starch contents of potato tuber under limited irrigation using catchment rainfall (%)
2008 2009 处理
Treatment 淀粉含量
Starch content
蛋白质含量
Protein content
淀粉含量
Starch content
蛋白质含量
Protein content
T1 13.404 a 0.985 bc 13.521 ab 1.100 b
T2 12.819 ab 1.362 a 13.218 b 1.563 a
T3 12.217 c 1.174 a 11.645 c 1.183 b
T4 12.760 b 1.209 ab 13.096 b 1.232 b
T5 12.307 c 0.883 c 12.846 b 1.012 b
T6 — — 13.912 a 1.403 a
T7 — — 13.222 b 1.100 b
同栏数据后的字母不同表示其差异达到 0.05显著水平。
Values followed by different letters in the same column are significantly different at P≤0.05.

结果表明, 集雨限灌能显著提高作物 WUE, 且随灌
水量的增加, 农田耗水量增加, IWUE 逐渐减小[17],
而本研究结果表明, 集雨限灌 45 mm条件下马铃薯
的 WUE升高, 限灌 90 mm时 WUE则降低; IWUE
在 2008 年随补水量的增加而下降, 而 2009 年则升
高, 说明 IWUE 在不同年度间存在差异; 另外随灌
水量增加, 农田 ET增加, 作物收后土壤贮水量也增
加, 说明限灌后有部分水分贮存在深层土壤水库中,
本文部分结论与前人研究结果不甚一致[8,15]。在等量
水条件下, 苗期限灌处理收后土壤贮水量依次低于
薯块膨大期和苗期与薯块膨大期分次限灌, 而ET则
最高; 苗期限灌的 WUE 与 IWUE 均高于其他时期;
两个生长季 WUE均以 T2最高。节水农业要解决的
中心问题是提高自然降水和灌溉水的利用率。作物
消耗灌溉水越多, 消耗土壤贮水就越少[18]。本研究
在两个生长季中均以苗期限灌 45 mm 的处理 WUE
最高, 而收后土壤贮水量最低, 说明其对水分的利
用率最高。在此基础上增加灌水量, 马铃薯产量增
加不显著, WUE显著降低。表明苗期限灌 45 mm是
提高马铃薯产量和WUE, 实现节水高产栽培的有效
途径。
关于水分状况对马铃薯产量性状的影响目前尚
未见相关报道。本试验结果表明, 限灌明显降低了
薯块的小薯率, 提高了大薯率与中薯率总和; 总体
144 作 物 学 报 第 37卷

来看, 苗期限灌有利于大薯率的提高, 薯块膨大期
限灌有利于中薯率的提高, 且大薯率的增幅高于中
薯率, 均为低额限灌高于高额限灌。限灌提高了绿
薯率和烂薯率, 且薯块膨大期限灌高于苗期。
作物品质除了受遗传规律控制外还受环境条件
和栽培技术的影响[19]。现有研究表明, 施肥种类及
水平、栽培方式、植物生长调节剂的使用等均会影
响马铃薯的品质, 但水分条件对马铃薯薯块中的蛋
白质和淀粉含量的影响目前仍未见相关报道。水分
状况对小麦籽粒品质的研究比较多, 认为适度水分
胁迫可提高小麦的籽粒蛋白质含量[20], 灌水在提高
籽粒产量的同时会导致蛋白质含量的下降[21]。小麦
开花后适量灌水并未引起品质性状的明显下降; 但随
灌水次数和灌水量的增加, 各品质性状趋于变劣[22]。
本试验 2008 和 2009 两年研究结果表明, 限灌条件
下马铃薯薯块中淀粉含量下降, 且随限灌量的增大
而降低, 而且淀粉含量只受限灌量影响, 而与限灌
时期关系不密切。另外, 限灌条件下各处理马铃薯
薯块中蛋白质含量升高, 说明限灌有利于马铃薯块
茎中蛋白质的形成, 尤其是苗期低额限灌。
4 结论
旱作马铃薯苗期限灌 45 mm能显著提高其产量
水平和 WUE, 可优化产量性状; 在此基础上再增加
灌水量产量增加不显著, 而WUE显著降低, 同时绿
薯率和烂薯率也增加; 苗期限灌 45 mm处理的薯块
淀粉含量没有显著下降, 且蛋白质含量显著升高。
所以, 苗期限灌 45 mm为试区最佳集雨限灌模式。
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