灌水对马铃薯产量形成及品质的影响
水分是马铃薯产量形成的物质基础。灌溉是马铃薯高产、稳产的重要条件。认识马铃薯需水的临界期以及临界水对马铃薯吸收养分、产量形成的影响,具有重要意义。
土壤水分因土壤、植株的蒸发和蒸腾作用而逐渐消耗,当水分由田间最大持水量损失到作物生长开始受限制的水量时,这一水量称临界亏欠。临界亏欠值以降雨量单位毫米表示,它相当于恢复土壤田间最大持水量所需补充的水量。马铃薯的水分临界亏欠值,估计为25毫米,这相当于每公顷250立方米的水量。土壤水分消耗超过这一临界值时,马铃薯叶片的气孔便缩小或关闭,蒸腾率随之下降,生理代谢不能正常进行,生长受阻,从而导致减产。
马铃薯田完全为植株冠层覆盖时,每天蒸发蒸腾水分2~10毫米,或等于每公顷每天2万~10万升水。耗水量的大小受多因素决定,土壤有效水供给量短欠时,蒸腾失水量则减少;植株冠层密者要比稀者耗水少;空气湿度小时,水分蒸腾速率显然比空气湿度大时加快,蒸腾量还因风速的加强而增大;太阳辐射强度大,叶片温度高,蒸腾水量也多。
块茎形成期是马铃薯需水的关键期。块茎形成期灌水的作用因气候及栽培条件的不同而异。在干旱年份,一般田块在块茎形成期灌水,增产量为每亩373±127公斤,增产30.4%±6.4%;湿润年增产量为每亩110±118公斤,增产6.5%±7.4%。
块茎形成期灌水对淀粉含量有极显著影响。灌水的淀粉含量达19.1~20.9%,平均20%;对照(不浇水)淀粉含量为17.9~18.9%,平均18.4%,提高淀粉含量1.6%。
在马铃薯块茎形成期灌水后60多天的时间内,正值块茎形成和块茎增长期,茎叶干重明显增长(表8-1)。8月8日茎叶干重出现峰值,比对照高54%。对照植株由于需水关键时期干旱,雨季到来后,茎叶贪青,至9月6日达茎叶干重峰值(晚1个月)。茎叶干重虽超过块茎形成期灌水处理,但对块茎产量已不能充分发挥作用。可见,在研究茎叶干重与产量的关系时,除了注意最大茎叶干重外,还要看茎叶最大峰值出现的早晚。当茎叶干重峰值出现时间相近时,茎叶干重往往与产量成正相关;当茎叶干重相近时,峰值出现早的(出苗后70天左右)产量高。
株高变化动态和茎叶干重有同样趋势:不浇块茎形成水的株高增长迟缓,雨季到来后进入淀粉积累期,株高仍然增长;这种生长只会消耗养分,对产量形成作用不大。浇块茎形成水者,株高迅速增长,出苗后70天基本停止生长,有利于生长中心及时转移。
对光合作用的影响:浇块茎形成水可扩大光合作用面积,延长光合作用时间,提高光合作用效率。
从叶面积系数动态变化可以看出,浇块茎形成水后近50天内,叶面积系数比不浇水者高0.32~0.85,最大叶面积出现在出苗后70天。
从光合势和光合生产率动态变化看出,浇块茎形成水后的50~60天内总增长,淀粉积累期占30%。不浇块茎形成水者,块茎形成和块茎增长期光合势仅占总光合势的47%,而淀粉积累期却占总光合势的50%。在总光合势相同的条件下,块茎形成和块茎增长期的光合势比重大时(70%左右),经济产量较高。块形成水后的光合生产率大幅度提高,块茎形成期达每天每平方米10.82克,提高了3.0克;块茎增长期为每天每平方米8.85克,提高了6.03克;总光合生产率每天每平方米为6.61克,提高了1.12克。
马铃薯块茎形成期浇水使生物产量提高15%。这是提高经济产量的基础。但经济产量的高低,还决定于经济系数的大小。块茎形成水可提高经济系数0.115,达极显著水平。可见在块茎形成期不浇水其生物产量和经济系数都较浇水者低,是其减产的重要原因之一,块茎形成期浇水可以增加块茎数量,增大块茎体积。块茎形成期是决定块茎数目多少的关键时期;块茎增长期是决定块茎体积和重量的关键时期;浇块茎形成水可满足块茎形成期马铃薯对水分的需要,进而促进了块茎数量和体积的增长。从块茎数量和体积的动态变化表明,块茎数和块茎体积与未浇水者的差异,主要是在浇水后50天时间内形成的。
马铃薯块茎形成期受旱,除块茎生长受到影响外,茎叶和块茎干重平衡期也显著推迟,约晚20天左右,致使块茎产量降低。
综上所述,块茎形成期浇水既促进了茎叶生长、增加了光合生产的能力,又促进了块茎生长、增加了物质贮藏的"库容",协调了块茎生长和茎叶生长的矛盾,促进了生长中心的转移,提高了经济系数。由此认为,块茎形成期至块茎增长期是水分的临界期。