江漢平原地區馬鈴薯寬壟雙行種植方式探究

王清偉 姜洪新 方治國 史明會 梁紅艷 吳國文 劉祎 蔡興奎

收稿日期：2023-08-15；修回日期：2024-02-22

基金項目：國家馬鈴薯產業技術體系（CARS-09）

作者簡介：王清偉，男，碩士，研究方向為馬鈴薯栽培生理。E-mail：415112583@qq.com

通信作者：蔡興奎，男，副教授，主要從事馬鈴薯種薯繁育與種質資源研究。E-mail：caixingkui@mail.hzau.edu.cn

DOI：10.16861/j.cnki.zggc.202423.0520

摘??? 要：深溝高壟單行栽培是目前馬鈴薯機械化栽培的主要模式，然而一次性達到規定的壟高對起壟機械要求過高，常需二次起壟，因此為尋找適宜的機械栽培模式，在江漢平原的5個地區采用寬壟雙行的栽培模式，壟距分別設計為1.0、1.1和1.2 m，壟上雙行距設計為0.15、0.18、0.21 m，以期在提高產量的同時增加壟寬，進而減少二次起壟。結果表明，壟寬為1.1 m時，馬鈴薯產量最高為2 417.41 kg·667 m-2，壟上雙行距為0.15 m時，馬鈴薯產量最高為2 440.30 kg·667 m-2；綜合比較發現，栽培模式D（1.1 m×0.23 m×0.15 m）表現較好，且相比于傳統單壟單行栽培模式，馬鈴薯產量顯著提高。栽培模式D相比于人工單壟單行每667 m2增效16.92%，相比于機械單壟單行每667 m2增效55.90%。研究結果在規范江漢平原一帶馬鈴薯機械化種植標準，降低生產成本，提高產量，促進湖北省馬鈴薯農機農藝融合方面具有重要意義。

關鍵詞：馬鈴薯；寬壟雙行；農機農藝融合

中圖分類號：S532????????????? 文獻標志碼：A??????????? 文章編號：1673-2871（2024）04-154-08

Study on wide ridge and double row planting of potato in Jianghan Plain

WANG Qingwei1， JIANG Hongxin1， FANG Zhiguo2， SHI Minghui3， LIANG Hongyan4， WU Guowen5， LIU Yi6， CAI Xingkui1

（1. National Key Laboratory for Germplasm Innovation and Utilization for Fruit and Vegetable Horticultural Crop/Key Laboratory of Potato Biology and Biotechnology， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/College of? Horticulture & Forestry Sciences， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， Hubei， China; 2. Xiangyang Academy of Agricultural Sciences， Xiangyang 441057， Hubei， China; 3. Yichang Agricultural Technology Promotion Center， Yichang 443000， Hubei， China; 4. Jingzhou Academy of Agricultural Sciences， Jingzhou 434300， Hubei， China; 5. Yunmeng County Government Affairs Center， Yunmeng 432500， Hubei， China; 6. Suixian Agricultural Technology Promotion Station， Suixian 441300， Hubei， China）

Abstract： In the mechanized cultivation of potatoes， deep furrow and high ridge single row planting are the major cultivation methods currently. However， machine raise to the specified ridge height is burden at once， hence requires secondary ridge raising. An experiment was set up in five regions of the Jianghan Plain where potatoes were planted with wide ridge and double row planting， aiming to increase the yield and reduce the requirement of secondary ridging operation. The ridge spacing were designed to be 1.0， 1.1 and 1.2 m， and the double row spacing on the ridge were kept 0.15， 0.18 and 0.21 m. The results show that when the ridge width was 1.1 m and the double row spacing on the ridge was 0.15 m， the potato yield was the highest， with 2 417.41 and 2 440.30 kg·667 m-2， respectively. After comprehensive comparison， the author found that the cultivation mode was 1.1 m× 0.23 m × 0.15 m performs well. In contrast to the manual single ridge single row， the cultivation mode 1.1 m × 0.23 m× 0.15 m has increased income by 16.92% per 667 m2. Similarly， the benefit is income by 55.90% per 667 m2 when compared to mechanical single ridge single row. Hence， this experiment is of great significance for standardizing the mechanized potato planting， reducing production costs， increasing yield， and promoting the integration of agricultural machinery with agronomy in Jianghan Plain of Hubei province.

Key words： Potato; Wide ridge and double row; Integration of agricultural machinery and agronomy

試驗研究

2024，37（4）：154-161

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）作為兼糧食、蔬菜、飼料、工業原料等多種類型于一身的作物[1]，在保障糧食安全、促進農民增收、振興鄉村經濟等方面發揮著越來越重要的作用[2-3]。我國馬鈴薯產業在種植規模上處于世界主導地位，種植面積占比逐年上升，據FAO數據統計，2021年我國馬鈴薯種植面積為421.8萬hm2，總產量944萬t，在世界范圍內排名第1，占25.08%，但我國馬鈴薯單位面積產量為16.32 t·hm-2，在世界范圍內排名第96，遠不及世界平均水平[4]。其中很重要的原因是，我國馬鈴薯栽培技術推廣不到位，生產技術粗放，耕作水平較低，完全不能滿足大力發展馬鈴薯產業的需求，加之沒有配套的機械栽培技術，致使單產落后[5-7]。

目前江漢平原地區馬鈴薯的栽培模式主要為深溝高壟栽培，壟高要求30 cm，但由于壟寬較窄，起壟機械馬力較小，需輔助田園耕作機二次起壟以達到栽培高度，且現在的行業標準NY/T 3483－2019《馬鈴薯全程機械化生產技術規范》中[8]，并沒有涉及在西南混作區的馬鈴薯機械化種植。因此急需找出一套適宜該地區的機械化栽培模式。

研究人員發現，通過調節起壟寬度可顯著提高馬鈴薯產量。很多發達國家，如荷蘭、加拿大等，利用大壟寬行（壟寬>85 cm）的栽培模式，一次起壟即可，馬鈴薯產量相比于我國北方高3倍[9]。韓曉禮[10]在貴州地區進行了不同壟寬栽培試驗，結果表明，0.5 m壟寬單行種植、1.0 m壟寬雙行種植、1.5 m壟寬3行種植3種栽培模式中，1.0 m壟寬雙行栽培的馬鈴薯產量最高，相比于平作栽培與1.5 m壟寬3行種植均有顯著差異，0.5 m壟寬單行種植與1.0 m壟寬雙行種植的栽培模式商品薯率較高。李艷軍[11]以延薯四號與荷蘭七號為試驗材料，設計了70、75、80、85、90 cm 等5種壟寬進行單壟單行栽培試驗，發現在東北地區壟寬選取80 cm產量最高，其次為75 cm，70 cm產量最低。由此可以看出，不同地區的馬鈴薯產量在壟寬上表現不一，目前湖北省江漢平原地區對該方面的研究鮮有報道。

在農機農藝融合方面，陳麗等[12]研究發現，在單壟種植馬鈴薯時，若行距設置為90 cm，這樣不僅可以避免拖拉機對種植行的碾壓，還能擴大駕駛員的視野，便于機械化操作。朱月浩等[13]通過不同機具的播種效果對比，設計了65、85、105 cm等3種壟寬模式，發現65 cm壟寬單壟單行的機械化播種在馬鈴薯的長勢、產量、收獲機作業效率及作業質量方面最高，但該模式下的播種機具較少；85 cm壟寬單壟單行的機械化播種效率，馬鈴薯的長勢、產量及經濟效益處于中間位置，但其最大的缺點是機械化收獲的作業質量較差，主要體現在塊莖的損傷與漏薯方面；105 cm壟寬大壟雙行的機械化生產模式，機械化播種作業質量較好，漏種率僅為1.90%，該模式下的產量最低，明顯低于前兩種模式。由此可見，寬壟種植在馬鈴薯播種中具有很大的潛力。在江西省馬鈴薯種植各個地區均為高壟栽培，但尚未形成標準化種植體系，且行距不統一、人工種植成本高、壟距和種植深度不一，種植行距和拖拉機輪距出現不適應等問題，經常出現馬鈴薯損傷現象，嚴重影響了產量與經濟效益[14]。因此，仍需加強對馬鈴薯農機農藝融合方面的研究。筆者在江漢平原的5個地區采用寬壟雙行的栽培模式，探究不同栽培模式對馬鈴薯產量和商品薯率的影響，以期為規范江漢平原馬鈴薯機械化種植標準提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地情況

江漢平原介于29° 26′ N～31° 37′ N，111° 14′ E～114° 36′ E之間，選擇適宜種植馬鈴薯且種植技術水平較高及條件較好的5個地區（表1）。年均降水量1200 mm，氣溫較高的4－9月降水量約占年降水總量的70%。

1.2 材料

以中國農業科學院蔬菜花卉研究所育成的目前廣泛種植的栽培種馬鈴薯中薯5號為試驗材料。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 在不同壟寬與壟上雙行距對馬鈴薯產量的影響研究，采用3種壟距，分別是1.0、1.1和1.2 m。根據排種器的寬度，將壟上的種薯行距分別設置為0.15、0.18、0.21 m 3種模式。選擇襄陽、隨州、孝感、荊州4個地區進行試驗。每個組合播種面積為200 m2。采用隨機區組設計，栽培密度為5500株·667 m-2。共計9種組合，播種模式如圖1所示。

為方便后續分析，每個組合（壟寬×株距×行距）分別編號。A：1.0 m×0.25 m×0.15 m；B：1.0 m×0.25 m×0.18 m；C：1.0 m×0.25 m×0.21 m；D：1.1 m×0.23 m×0.15 m；E：1.1 m×0.23 m×0.18 m；F：1.1 m×0.23 m×0.21 m；G：1.2 m×0.21 m×0.15 m；H：1.2 m×0.21 m×0.18 m；I：1.2 m×0.21 m×0.21 m。

宜昌地區馬鈴薯種植面積大，試驗結果有較好的引領示范作用。因此選擇襄陽、隨州、宜昌3個地區進行傳統栽培模式與寬壟雙行栽培模式的比較試驗。傳統的單壟單行栽培模式分為人工播種與機械播種，人工播種采用70 cm壟寬，實際播種密度為4827株·667 m-2，機械播種采用80 cm壟寬，實際播種密度為4057株·667 m-2。

1.3.2 試驗管理 試驗地選擇適宜馬鈴薯種植的田塊，排水良好。于2020年12月進行5個試驗區的播種。采用機械開種溝、起壟，人工播種的模式進行，均覆蓋白色地膜。2021年2月下旬見苗后進行破膜放苗，2021年5月進行5個試驗區的收薯工作。各地區病蟲害防治根據當地實際情況實施。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 壟距、株距 實際株距、壟距用米尺測量。測量時連續選取11壟進行測量，取平均數，3次重復。

1.4.2 產量 每個處理選取地塊中間11 m2收獲，3次重復，統計667 m2產量和商品薯產量（單薯質量>50 g且無明顯破損）。

商品薯率/%=商品薯總產量/馬鈴薯總產量×100。

1.4.3 播種效率與經濟效益 采用調查問卷的方式，每個地區至少調查3個主體大戶，進而比較機械播種與人工播種不同模式下的播種效率與經濟效益。

效率=用工/播種量；總投入=人工投入+物質投入；效益=（667 m2產量×單價）-總投入。

1.5 數據分析

采用SPSS 22.0軟件進行數據處理與統計分析，采用Duncan新復極差法進行多重比較；采用Microsoft Excel 2016、Adobe Illustrator CC 2019作圖。

2 結果與分析

2.1 不同壟寬對馬鈴薯產量的影響

對江漢平原5個地區的馬鈴薯產量進行統計分析，發現不同壟寬對馬鈴薯產量影響不同。由圖2-A可以看出，當壟寬為1.1 m時，馬鈴薯667 m2產量最高，為2 417.41 kg·667 m-2，且相比于1.2 m壟寬有顯著差異，說明1.1 m壟寬更適宜種植馬鈴薯。

不同地區下不同壟寬對馬鈴薯產量影響不同。由圖2-B可以看出，在襄陽地區，1.2 m壟寬的667 m2馬鈴薯產量最高，其次為1.1 m，但二者無顯著差異；在隨州地區，1.1 m壟寬的667 m2馬鈴薯產量最高，為2 435.56 kg，顯著高于其他兩種壟寬；在孝感地區，1.0 m壟寬的667 m2馬鈴薯產量最高，但3種處理間均無顯著差異；在荊州地區，1.0 m壟寬的667 m2馬鈴薯產量最高，為2 404.13 kg，顯著高于其他兩種壟寬。

2.2 不同壟上雙行距對馬鈴薯產量的影響

不同壟上雙行間距對馬鈴薯產量影響不同。由圖3-A可知，當壟上雙行間距為0.15 m時，平均667 m2產量最高，為2 440.30 kg，顯著高于0.21 m的壟上雙行間距。說明雙行間距為0.15 m更適宜種植馬鈴薯。

不同地區不同壟上雙行距對馬鈴薯產量影響不同。由圖3-B可以看出，在襄陽地區，壟上雙行距為0.18 m的667 m2馬鈴薯產量最高，其次為0.15 m，但兩者無顯著差異；在隨州地區，壟上雙行距為0.15 m的667 m2馬鈴薯產量最高，三者均無顯著差異；在孝感地區，壟上雙行距為0.15 m的馬鈴薯產量最高，為2 957.07 kg·667 m-2，顯著高于其他兩種壟上雙行距；在荊州地區，壟上雙行距為0.15 m的667 m2馬鈴薯產量最高，其次為0.18 m，二者均顯著高于0.21 m的壟上雙行距。

2.3 不同栽培模式組合對馬鈴薯產量的影響

對9種栽培模式下江漢平原各地區的試驗結果進行綜合分析，不同栽培模式對667 m2馬鈴薯產量的影響如圖4所示，產量最高的前3種栽培模式分別是A：1.0 m×0.25 m×0.15 m、E：1.1 m×0.23 m×0.18 m、D：1.1 m×0.23 m×0.15 m。該3種栽培模式之間無顯著差異。栽培模式I（1.2 m×0.21 m×0.21 m）的產量最低，顯著低于栽培模式A、E、D。綜合之前的單因素分析，認為D（1.1 m×0.23 m×0.15 m）的栽培模式較優。

2.4 因素效應對馬鈴薯產量的影響

在密度一定的情況下，壟寬是影響馬鈴薯產量的主要因素。由表2可以看出，盡管隨州與荊州地區的馬鈴薯產量在壟寬與壟上行距之間存在顯著交互作用，但壟寬達到了極顯著影響。壟寬因素除孝感沒有顯著差異外，其他3個地區的馬鈴薯產量均受到顯著與極顯著的影響。

2.5 不同栽培模式對馬鈴薯商品薯率的影響

在商品薯率方面，不同栽培模式對商品薯率影響較小，9種栽培模式均能達到85%以上（表3）。栽培模式D（1.1 m×0.23 m×0.15 m）在隨州地區表現最優。在其他3個地區中，栽培模式D與各地區最優商品薯率模式間無顯著差異。

2.6 單壟單行栽培模式與寬壟雙行模式產量比較

在傳統栽培模式與寬壟雙行栽培模式的比較試驗中，以隨州地區為例，發現寬壟雙行栽培模式D（1.1 m×0.23 m×0.15 m）比傳統栽培模式馬鈴薯產量高，667 m2產量為2 629.6 kg。當同樣采取傳統單壟單行模式時，人工播種比機械播種的馬鈴薯產量高。3種模式下，寬壟雙行栽培模式D與機械單壟單行模式之間呈顯著差異，寬壟雙行栽培模式D與人工單壟單行模式之間差異不顯著（圖5）。

2.7 傳統栽培模式與機械栽培模式生產效率比較

機械化播種大大提高了馬鈴薯的播種效率，具體數據見表4。對不同地區人工播種與機械化播種進行比較發現，人工播種平均每人每天播種0.01～0.02 hm2，而機械化播種不同地區的效率差異較大，宜昌地區每人每天播種0.27 hm2，隨州地區每人每天播種0.67 hm2，襄陽地區每人每天播種0.50 hm2，不同地區表現出來的差異主要表現在機械操作人員的熟練程度上。

2.8 傳統栽培模式與機械寬壟雙行栽培模式經濟效益比較

以隨州地區為例，在馬鈴薯起壟栽培中，主栽品種為中薯5號，單壟單行種植起壟機器馬力小，需要二次起壟才能滿足深溝高壟的栽培模式要求，二次起壟旋耕費為300元·667 m-2。人工播種與機械播種的用種量不同，人工單壟單行用種量165 kg、機械單壟單行用種量為150 kg、機械寬壟雙行用種量為155 kg，種子價格為4元·kg-1，因此用種價格分別為660、600、620元。在僅考慮播種的情況下，人工單壟單行栽培模式的整體投入最高，為1490元；機械單壟單行模式投入1360元；機械寬壟雙行模式投入1090元，明顯低于人工單壟單行與機械單壟單行模式，具體情況見表5。

按照以往商品薯平均價格1.6元·kg-1，人工單壟單行667 m2產值4 156.80元，667 m2凈收入2 666.80元；機械單壟單行667 m2產值3 360.00元，667 m2凈收入2 000.00元，機械比人工單壟單行收益低的主要原因在于馬鈴薯漏播嚴重，導致馬鈴薯出苗密度降低，對產量影響較大；機械寬壟雙行栽培667 m2產值4 208.00元，667 m2凈收入3 118.00元。該模式相比于人工單壟單行每667 m2增收451.20元，增效16.92%；相比于機械單壟單行每667 m2增收1 118.00元，增效55.90%。

3 討論與結論

如何利用有限的土地資源創造出更高的作物產量一直是農業工作者的研究熱點。在單位面積上，密度主要決定群體的大小，寬窄行配置主要決定群體的均勻度，篩選出適宜的壟距與行距才能創造更高的價值。

在馬鈴薯起壟栽培中，不同壟寬與株行距對馬鈴薯的株高、莖粗及塊莖質量產生不同程度的影響，進而影響馬鈴薯產量[15]。范春梅等[16]認為不同株行距下馬鈴薯的株高與產量之間可能存在著正相關關系。筆者研究發現在江漢平原地區，若采用寬壟雙行種植模式，壟上行距越小越有利于馬鈴薯產量的提高，主要原因可能是當植物株距越小時，由于根系對土壤有吸附力，土壤水分流失越少，植物根系對土壤水分及營養物質利用率越高[17]，進而有助于產量的提高；當馬鈴薯植株間距較大時，植株之間的土壤水分蒸發較快，易干旱，但具體原因還有待深入探究。另外，在密度一定時，隨著株距的增加，馬鈴薯主莖數、結薯數、產量等呈遞減趨勢[18]。單壟雙行栽培比單壟單行栽培的馬鈴薯葉片的細胞膜透性差，過氧化氫酶、超氧化物歧化酶活性較低，表明單壟雙行栽培相比于單壟單行栽培的馬鈴薯抗性較強，植物更加健康[19]，進而促進了馬鈴薯產量的提高。田再民等[20]以冀張薯8號為研究對象，發現在密度（5.25萬株·hm-2）一定、株距不同的情況下，處理中最小株距60 cm的光合速率最高，特別是在生育后期，相比于其他處理差異逐漸增大。因此當密度一定時，株距越小，產量越高[21-22]，與本試驗窄行距促進產量提高的觀點一致。

對于起壟寬度，筆者設計了1.0、1.1、1.2 m的寬度參數，試驗設計相比傳統壟寬有所增大，當采用寬壟栽培時，機械輪距增大，馬力增大，可一次性達到起壟要求。試驗結果表明，1.1 m壟寬產量最高，表明壟寬并不是越寬越好，這與前人的研究結果一致[23]。在密度一定的情況下，當壟寬逐漸增加時，株距變窄，馬鈴薯植株存在相互遮陰問題，降低了葉面積指數，影響了通風與光合作用，而光合作用是影響馬鈴薯產量積累的主要因素，與產量成正比關系[24]，因此寬壟栽培壟寬不能過大；而當壟寬過小時，植物光能利用率降低，根系營養競爭激烈，不利于產量的積累。因此在馬鈴薯的寬壟栽培中，本試驗得出在壟寬1.1 m時產量表現最優，是該地區較為合適的壟寬與株距配置。此外，汝甲榮[25]研究發現，寬壟相比于窄壟上午溫度高，下午溫度低，表明寬壟在夜晚散熱較慢，溫度穩定，更有利于作物生殖生長。馬鈴薯寬壟栽培改變了土壤及環境條件，使馬鈴薯株高、塊莖質量、塊莖個數、生育期等農藝性狀指標發生變化，進而對馬鈴薯產量產生了不同的影響。因此不同壟寬與株行距對馬鈴薯植株生物學性狀及產量構成因子的影響仍需深入探究。

提高馬鈴薯的經濟效益對保障農戶種植積極性具有極其重要的意義，馬鈴薯機械化播種相比于人工播種可顯著提高效率及經濟效益。但機械化播種難免會存在漏種或分布不均的情況，因此機械化單壟單行播種的產量比人工單壟單行播種的產量低屬于正?，F象，然而在播種效率上，機械化播種高于人工，后期研究可對機械播種均勻度進一步優化。前人的研究給出人工勞動成本在整個馬鈴薯種植成本中占到1/3以上[26]，馬鈴薯機械化播種比人工播種成本可減少76.80%，每667 m2平均節省100元[27]。在勞動力方面，與人工種植相比，種植機的勞動力需求明顯降低。機械播種每公頃每小時需56人，而人工種植每公頃每小時需567人。因此機械化種植可以節省90.10%的勞動力[28]。寬壟雙行的栽培模式無需進行二次起壟，大大節約了成本。筆者在本試驗中在調查機械與人工經濟效益時發現，深溝寬壟雙行的機械種植模式相比于人工單壟單行栽培每667 m2增效16.92%，相比于機械單壟單行栽培每667 m2增效55.90%，值得注意的是，該結果只計算了播種時的成本，不同栽培模式收獲時均可采用機械收獲，以減少人工成本的投入。

根據湖北省種植馬鈴薯的地理環境與土壤條件，秋播馬鈴薯在生育后期常出現低溫寡照、陰雨天氣，對馬鈴薯生產極其不利[29]。采用寬壟雙行的栽培模式可改善土壤濕度，降低土壤黏著能力，減少機械能耗，進一步促進了馬鈴薯農機農藝的融合。

綜上所述，采用深溝寬壟1.1 m×0.23 m×0.15 m的機械種植模式無需二次起壟，適宜機械播種，在產量、效率及經濟效益等方面表現較好。

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