馬鈴薯稻草包芯高產(chǎn)栽培及其生理機(jī)制研究.pdf

1、福建省屬南方馬鈴薯冬作區(qū)，是我國最早種植馬鈴薯的地區(qū)之一，馬鈴薯種植已有300多年的歷史。隨著福建省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，馬鈴薯的種植面積日益擴(kuò)大，在春糧作物中的地位越發(fā)顯現(xiàn)。近年來，馬鈴薯的用途發(fā)生根本轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的糧菜兼用向休閑食品、工業(yè)淀粉、生物醫(yī)藥等多用途的拓展，需求與日俱增，加之福建省發(fā)展馬鈴薯具有獨(dú)特的優(yōu)勢，大力發(fā)展福建省馬鈴薯生產(chǎn)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 福建大力發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)始于上世紀(jì)80年代后期，本人在負(fù)責(zé)推廣

2、福建省冬種馬鈴薯生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)因地域性和栽培習(xí)慣的影響，普遍存在著品種雜亂、栽培管理粗放，栽培方式各異，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，栽培模式亟待完善等諸多問題，導(dǎo)致區(qū)域間發(fā)展不平衡，產(chǎn)量與商品性差異較大。在總結(jié)閩南冬作區(qū)農(nóng)戶高產(chǎn)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借鑒稻草全程覆蓋栽培方式，結(jié)合福建生產(chǎn)實(shí)際，整合了稻草覆蓋、高培土和有機(jī)肥蓋種等關(guān)鍵栽培技術(shù)，于2003年首次提出了馬鈴薯稻草包芯高產(chǎn)栽培技術(shù)，并在龍海等主產(chǎn)區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，之后被福建省農(nóng)業(yè)廳、省發(fā)改委等單

3、位列為首推的馬鈴薯栽培新技術(shù)，在全省大面積示范推廣，并輻射到廣東惠東等省外地區(qū)。為了完善稻草包芯栽培，建立適宜的馬鈴薯高產(chǎn)高效技術(shù)體系，制定切實(shí)可行的栽培技術(shù)規(guī)范，推行標(biāo)準(zhǔn)化栽培，以期為進(jìn)一步發(fā)展馬鈴薯生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。為此，本論文以紫花851和中薯3號為供試材料，從栽培方式的篩選與驗(yàn)證，植株的產(chǎn)量形成、形態(tài)發(fā)生和生理生化特性等角度，在群體、個(gè)體和組織水平，對稻草包芯栽培的農(nóng)藝性狀、高產(chǎn)形成、土壤微生物及其生理機(jī)制等方面進(jìn)行了研究，經(jīng)2

4、007-2010年為期4年的連續(xù)研究，形成結(jié)果如下：
　　 1)馬鈴薯不同栽培方式與主產(chǎn)區(qū)稻草包芯栽培的產(chǎn)量等性狀表現(xiàn)：不同栽培方式篩選和主要栽培方式比較研究表明，在各種栽培方式中以稻草包芯效果最佳，綜合表現(xiàn)良好，該方法操作簡便，農(nóng)民易接受，包芯后保水增溫，疏松土層，有效減少裂薯率，提高商品率，產(chǎn)量高，增產(chǎn)顯著，大面積的示范也驗(yàn)證了該方法的高產(chǎn)性和實(shí)用性，可見稻草包芯栽培適于在福建省各產(chǎn)區(qū)推廣使用。
　　 2)稻草包芯栽

5、培馬鈴薯的生長發(fā)育表現(xiàn)：研究結(jié)果表明，稻草包芯栽培的莖葉、根和匍匐莖重高于對照，不同品種間匍匐莖的生長存在差異，組織結(jié)構(gòu)的解剖顯示，稻草包芯栽使塊莖有明顯的、全面的增粗膨大的效果，器官分化同步均勻，發(fā)育一致，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的積累，造粉粒的出現(xiàn)有利于提高馬鈴薯塊莖的質(zhì)量。
　　 3)適宜的用草量、氮鉀肥施用量和種植密度等關(guān)鍵栽培技術(shù)的確定：研究結(jié)果表明，稻草覆蓋量2700kg和4200kg兩個(gè)處理間的產(chǎn)量差異不顯著，盡管二者產(chǎn)量相

6、當(dāng)，但由于用草量增加1500kg，增加了相應(yīng)成本，經(jīng)濟(jì)效益下降，以每公頃2700kg為宜。馬鈴薯產(chǎn)量與N、K肥施用量呈拋物線型相關(guān)。在試驗(yàn)條件下，每公頃的經(jīng)濟(jì)施N量240 kg，經(jīng)濟(jì)施K量為201kg，相應(yīng)預(yù)期產(chǎn)量為3.75t。平均每生產(chǎn)1000kg塊莖需施N肥6.4 kg，K肥5.4 kg，N、K比1:0.84。通過對9種不同種植密度處理的線性模式分析可知，產(chǎn)量隨種植密度的增加而增加，其中每公頃種植密度為8.25萬株的產(chǎn)量最高，此后產(chǎn)

7、量將隨種植密度繼續(xù)增加而逐漸降低。
　　 4)高產(chǎn)生理特性和生化特征研究：研究結(jié)果表明，①在整個(gè)生育期內(nèi)稻草包芯栽培的光合能力強(qiáng)，物質(zhì)生產(chǎn)積累多，分配合理。具體表現(xiàn)為，葉面積大，葉綠素含量、光合勢和凈同化率高于對照，分別比對照高4.8％、33.9％、17.0％和23.3％以上。稻草包芯栽培T/R值表現(xiàn)為前期高中期低后期高的特性。②就光合相關(guān)酶活而言，RUBP羧化酶、Mg2+-ATP酶和Ca2+-ATP酶的活性都強(qiáng)于對照的，各酶在

8、播后75d、60d和75d，分別達(dá)37umol/mg.min、235.4umol/mg·min和454.7 umol/mg·min。而稻草包芯栽培的乙醇酸氧化酶與過氧化物酶活性則低于對照。③在整個(gè)生育期內(nèi)，包芯馬鈴薯的氮素同化酶，亞硝酸酶活性普遍高于對照，尤其播種后60天，稻草包芯栽培活性比對照高166.0％以上。④根系活力root activity也明顯高于對照，稻草包芯栽培的根系活力較對照高30.0％。其K素吸收規(guī)律呈現(xiàn)出吸收力強(qiáng)，

9、所需K素的94％來從土壤，吸收盛期在現(xiàn)蕾前14d至成熟前15d，成熟前15d至成熟，基本停止吸收土壤K素。⑤本研究表明，稻草包芯栽培有利于葉片脯氨酸含量積累，不同品種之間稻草包芯栽培較對照均有不同程度的提高，達(dá)顯著水平。而稻草包芯栽培較對照的葉片MDA含量均呈不同程度的下降趨勢。稻草包芯栽培植株的在生長前中后三期的SOD、CAT和POD的酶活趨勢均呈不同程度的上升趨勢，達(dá)顯著水平。稻草包芯栽培能減緩自由基對植株細(xì)胞膜傷害。⑥在塊莖形成前

10、后，稻草包芯栽培與對照相比，GA和ABA及其比值表現(xiàn)出相同趨勢，即ABA的上升和GA的下降，是塊莖形成重要條件，但是GA/ABA的變化具有更重要的作用，GA和ABA比值在50以上時(shí)，是匍匐莖伸長階段，當(dāng)比值下降到26以下，塊莖開始形成，且在塊莖形成期，GA和ABA比值始終處于較低水平。稻草包芯較之對照而言，其GA和ABA的含量及比值更趨合理，由此可以認(rèn)為，稻草包芯有利于ABA和GA處于一定的水平，對是塊莖形成的有利。
　　 5)

11、稻草包芯栽培方式中土壤環(huán)境研究：①稻草包芯栽培與常規(guī)栽培相比，可以明顯增加土壤中絕大多數(shù)微生物的數(shù)量，它可以使細(xì)菌、真菌和放線菌等三大微生物類群以及固氮菌、氨化細(xì)菌、亞硝酸細(xì)菌、纖維素分解菌等有益功能類群數(shù)量大幅度增加，而且可以有效抑制反硝化細(xì)菌的數(shù)量。尤其在播后45d，稻草包芯栽培土壤的細(xì)菌、真菌和放線菌等四大微生物類群與氨化細(xì)菌、亞硝酸細(xì)菌、固氮菌和纖維素細(xì)菌等功能類群的數(shù)量與對照的差異均達(dá)到了顯著水平。②在土壤酶方面，稻草包芯栽培