马铃薯（Solanum tuberosum L.）具有耐旱、耐寒、耐瘠薄的特点,适应范围广,增产空间大,是甘肃省旱作区主栽作物。马铃薯产业已发展成甘肃省农业产业化最具优势特色的产业之一,种植面积占全省70%以上。随着马铃薯种植面积的不断扩大,重茬种植面积也随之增大,目前主产区有20%以上的土地是重茬地^[1]。马铃薯重茬种植会产生重茬障碍,导致土壤中有益菌群逐年减少,土壤自身修复能力逐年减弱,有害生物尤其是土传病菌随之增加。重茬还影响土壤中酶的活性,进而影响作物对养分的吸收和利用,造成抗逆性下降,严重影响马铃薯的产量、品质和商品性^{[2,3,4,5,6,7]},不利于产业的可持续发展。土传病菌中马铃薯黑痣病危害严重,它是一种种薯带病和土壤传播相结合的病害,发病普遍,防治难度较大^[8],会大幅度降低马铃薯产量和品质^[9]。因此,加大栽培新技术综合应用,克服重茬障碍,已成为发展甘肃省马铃薯产业的迫切需要。

马铃薯种薯药剂拌种处理技术已在生产上大面积推广应用,选用适当药剂对种薯拌种,可防治土传病害,防止种薯腐烂,提高种薯质量,确保苗全、苗壮,为马铃薯高产优质奠定基础。小整薯栽培为选择50~100g小薯,剔除病薯、伤薯和畸形薯,不切块直接进行栽培,可提高马铃薯的抗旱和抗病能力,防止品种种性退化。本试验探索马铃薯小整薯药剂拌种栽培在重茬地的应用效果,为减缓重茬障碍提供技术参考。

试验于2018-2019年在定西市农业科学研究院作物育种基地进行。试验点海拔1920m,年均气温6.3℃,年均降水量380mm,年蒸发量1530mm,干燥度2.53,为典型的半干旱雨养农业区。土壤类型为黄绵土,pH 7.7。前茬作物为马铃薯,连茬种植3年。收获后深耕,入冬前旋耕打耱保墒,播种前结合整地,施用900kg/hm²稳定性复合肥（总养分≥40%,N-P₂O₅-K₂O为20-10-10,施可丰化工股份有限公司）和农家肥15 000kg/hm²。

供试马铃薯品种为定薯5号,由定西市农业科学研究院选育,为晚熟品种,生育期121d,薯块圆形,浅黄皮浅黄肉,耐旱性强,抗晚疫病,耐瘠薄。种薯等级为原种。

1.3.1 小整薯栽培试验 2018年4-9月进行小整薯栽培试验,4月22日播种,9月27日收获。采用随机区组设计,设4个处理：25~50g小整薯（T1）、50~75g小整薯（T2）、75~100g小整薯（T3）和种薯切块45~55g（对照,CK）。小区行距70cm,株距30cm,5行区,每小区100株,面积19.95m²,3次重复。马铃薯全生育期所需水分全为自然降水,各处理整地、施肥、播种、田间管理等农艺措施均一致。

1.3.2 小整薯药剂拌种栽培试验 2019年4-9月进行小整薯药剂拌种栽培试验,种薯为50~75g小整薯,4月16日播种,9月25日收获。采用随机区组设计,设6个处理：70%甲基托布津0.08kg+滑石粉2kg（R1）、70%甲基托布津0.08kg+72%农用链霉素0.04kg+滑石粉2kg（R2）、58%甲霜灵锰锌0.1kg+72%农用链霉素0.04kg+2kg滑石粉（R3）、72%农用链霉素0.04kg+滑石粉2kg（R4）、稀土旱地宝0.05kg对水（种薯刚好被水淹没为宜,晾干后播种,R5）及不作任何处理（对照,CK）。处理R1~R5均拌50kg种薯。小区行距70cm,株距30cm,5行区,每小区100株,面积19.95m²,3次重复。全生育期水分、整地、施肥等操作与小整薯栽培试验一致。

生育期按出苗期至生理成熟期计算。在齐苗后分小区调查出苗率。幼苗期每个小区随机取10株测定根系数和最大根长。在盛花期,每个小区随机抽取20株测定株高、茎粗和主茎数;每个小区随机抽查10m²测定叶面积。于成熟期每个小区随机抽查20株统计单株匍匐茎数。大中薯率为每个小区单薯重≥50g薯块占小区产量的百分率。按小区单收记产。按茹李军等^[10]方法统计黑痣病发病情况。

用Excel 2010统计数据,采用方差分析法分析产量及农艺性状、经济性状等数据,采用新复极差法（SSR法）进行显著性分析。

2.1.1 对马铃薯生育期的影响 从表1可见,与CK相比,小整薯播种处理生育期缩短4~5d,其中T2处理生育期最短;出苗期提前4~8d,现蕾期提前5~10d,开花期提前8~13d,成熟期提前8~12d,其中T3处理出苗期和现蕾期最早,T2和T3处理成熟期最早。说明播种期相同条件下,小整薯播种方式的种薯内贮藏的营养物质和水分免于流失,耐旱性强,且具有较强顶端优势,种薯发芽早,出苗快,生育期缩短,使马铃薯成熟期提前。

2.1.2 对马铃薯主要农艺性状的影响 从表2可见,在根系发育最活跃的幼苗期,小整薯播种马铃薯单株根数显著高于CK处理,其中T2处理单株根数显著多于其他3个处理。小整薯播种处理最大根长均显著高于CK处理,较CK长2.8~4.5cm,其中T3处理最大,各处理间差异均达显著水平。说明小整薯播种可阻止种薯内养分和水分的流失,使种薯快速发芽生根,幼根不断从土壤中吸收水分,供应新根生长。

小整薯播种的马铃薯盛花期株高显著高于CK,比CK高5.1~9.2cm,T2和T3处理间株高差异不显著,但显著高于T1处理。CK处理马铃薯主茎粗显著高于其他3个小整薯播种处理;小整薯播种处理中,T1和T2处理主茎粗差异不显著,但二者显著高于T3处理。小整薯播种马铃薯单株主茎数显著高于CK,比CK多1.5~2.6个,T3处理单株主茎数显著高于T1和T2处理,T1和T2处理间差异不显著。

小整薯播种生根早、出苗快、苗健壮,可促进地上主茎的快速生长,使其尽早达到最大株高,小整薯芽眼数较多,能形成较多健壮芽条,生长成较多主茎,使植株尽早达到最大光合面积,而较高的株高和较多的主茎数使主茎粗明显下降。

2.1.3 对马铃薯主要经济性状及产量的影响 从表3可见,与CK相比,小整薯播种可显著提高马铃薯出苗率,其中T3处理的出苗率（95.1%）最高,CK出苗率（87.3%）最低;T1、T2和T3处理间差异不显著。小整薯有完整表皮层保护,能防止种薯内养分和水分的流失,同时防止土壤中多种病菌的侵染,幼苗耐旱性和抗病性较强,易形成马铃薯壮苗,且出苗整齐。

各处理间单株产量差异显著,T2处理单株产量（0.70kg）最高,较CK（0.52kg）高34.6%。随着小整薯质量的增加,单株结薯数增多,各处理间单株结薯数差异显著。小整薯播种处理的大中薯率显著高于CK处理,提高了4.9~7.7个百分点;T2和T3处理大中薯率分别达到93.3%和93.2%,二者间差异不显著,但均显著高于T1处理。产量表现为T2>T3>T1>CK,各处理间差异显著,小整薯处理比CK处理增产11.9%~35.2%。小整薯播种可显著提高马铃薯单株产量、单株结薯数和大中薯率。

2.2.1 对马铃薯主要农艺性状的影响 从表4可见,药剂拌种各处理株高显著高于CK,比CK高5.0~12.4cm,R5处理株高最大,显著高于其他处理;R1和R2处理株高显著高于R3和R4处理,但R1与R2、R3与R4处理间差异不显著。CK处理主茎粗最大,与药剂拌种各处理相比差异显著;R3和R4处理主茎粗显著高于其他药剂拌种处理,分别为1.39和1.38cm;R5处理主茎粗显著高于R1和R2处理,R1和R2处理间差异不显著。药剂拌种各处理单株主茎数显著多于CK,比CK多0.5~1.4个,R5和R2处理单株主茎数分别为5.4和5.1,差异不显著,但显著高于其他处理;R1、R3和R4处理间单株主茎数差异不显著。R4处理叶面积最大,与其他处理相比差异显著;R2、R5和CK处理叶面积差异不显著,但显著大于R1和R3处理,R1和R3处理间叶面积差异不显著。药剂拌种各处理匍匐茎数显著多于CK,比CK多1.5~4.8条,R5处理匍匐茎数最多,与其他处理相比差异显著;R2处理匍匐茎数为14.0,显著高于R1、R3和R4处理,R1、R3和R4处理间差异不显著。

药剂拌种提高了种薯抗病能力,显著提高马铃薯株高、单株主茎数和匍匐茎数,但同一植株中较高的株高和较多的主茎数使主茎粗明显下降,马铃薯叶面积大小与种薯是否药剂拌种栽培无明显相关性。

2.2.2 对马铃薯主要经济性状的影响 从表5可见,与CK相比,药剂拌种栽培显著提高了马铃薯出苗率,其中R5处理出苗率（99.7%）最高,显著高于其他处理,CK出苗率（92.7%）最低;而R1、R2、R3和R4处理间出苗率差异不显著。药剂拌种各处理单株产量显著高于CK处理,较CK处理高11.0%~28.8%;R5处理单株产量（0.94kg）最高,其次是R2处理（0.93kg）,二者间差异不显著,但均显著高于其他处理,R1、R3和R4处理间单株产量差异不显著。药剂拌种栽培显著提高了马铃薯单株结薯数,比CK多0.6~1.3个;R1、R2和R5处理单株结薯数显著多于R3和R4处理,R1、R2和R5处理间差异不显著,R3和R4处理间差异不显著。药剂拌种处理R2、R3、R4和R5大中薯率显著高于R1和CK处理,提高了4.5~10.6个百分点,R2处理大中薯率（97.6%）最高,显著高于其他处理;其次为R5处理,为95.3%;R3与R4处理间大中薯率差异不显著。各处理产量表现为R5>R2>R3>R1>R4>CK,药剂拌种处理产量均较CK处理显著增加,增产12.2%~33.1%;R5与R2处理间产量差异不显著,但显著高于R3、R1和R4处理。

药剂拌种播种明显提高马铃薯单株产量、单株结薯数和大中薯率,为马铃薯产量的增加奠定了基础。

2.2.3 对马铃薯黑痣病的防效 从表6可见,药剂拌种播种处理病薯率和病情指数远低于CK处理。其中,R4处理防效（60.1%）最好,其次为R5处理（58.1%）,二者间防效差异不显著,但均显著高于其他药剂拌种处理,R2和R3处理间防效差异不显著,但R2和R3处理防效显著好于R1处理。

与CK相比,不同药剂拌种处理对马铃薯黑痣病均有较好的防治效果,其中R4和R5处理防治效果最好。

重茬栽培会造成作物生长状况变差、土壤盐渍化或酸化、病虫害加重等现象,最终导致作物生长受阻,产量和品质下降;如何缓解和克服重茬障碍已成为世界各国在农业可持续发展上的一大难题^[2]。本研究中小整薯药剂拌种栽培为缓解马铃薯重茬障碍问题提供一定的技术参考。小整薯播种可有效利用保存种薯内的养分和水分,提高幼苗的耐旱性,促使种薯快速发芽生根,出壮苗,提高出苗率,明显改善马铃薯农艺性状和经济性状,进而提高马铃薯产量。整薯播种较切块播种生长优势明显,出苗率高,单株根数多,植株较高,平均单株结薯数多,单株产量高,单株主茎数多,大中薯率高,产量明显增加^{[11,12,13,14]};本研究得出相同结果,其中50~75g小整薯播种效果最好。说明用小整薯播种时,种薯顶端优势强,幼苗耐旱性和抗病性较强,生根早、出苗快、苗健壮,促进了地上植株的快速生长,易形成较高植株和较多主茎,为主茎分枝和叶片的增加提供了良好的空间支撑,有利于光合有效面积的最大化,同时小整薯播种出苗早,薯块形成早,膨大速度快,结薯数多,这使光合产物较早和较多地分配至马铃薯地上和地下部位^[15,16,17],为马铃薯产量的增加奠定基础^[18]。也有研究结果^[19]显示,小整薯播种不但不能提高单株结薯数,还会降低马铃薯产量和大薯产量,这可能是由于试验所在地气候、土壤条件差异,以及施肥量、种类和方法、供试材料不同等原因造成的。

目前对马铃薯病害的防治主要还是利用化学药剂,而药剂拌种仍然是进行病害防治的有效措施,防治效果受到作物、病菌、环境条件等多方面因素的影响^[20]。种薯使用不同配方的药剂拌种栽培都能显著提高马铃薯出苗率、株高、单株主茎数和单株结薯数等^{[21,22,23,24,25]}。史云鹏等^[21]和高智杰等^[23]认为在西北干旱地区,用药剂拌种配方会明显降低马铃薯产量和大中薯率。但也有研究^[22,24-25]表明,药剂拌种能明显提高马铃薯产量和大中薯率。本研究结果表明,用70%甲基托布津0.08kg+72%农用链霉素0.04kg+滑石粉2kg拌薯块50kg和用稀土旱地宝0.05kg对水浸种薯50kg的配方拌种能明显提高马铃薯出苗率、株高、单株主茎数、匍匐茎数、单株产量、单株结薯数、大中薯率和产量。与前人研究结果存在差异,可能与药剂拌种的方法、药剂种类和剂量、试验所在地气候、土壤条件差异和供试材料不同等有关。种薯使用不同配方的药剂拌种栽培能显著提高马铃薯早疫病、晚疫病、疮痂病和黑痣病的防效^[10,21-25]。本研究结果表明,用72%农用链霉素0.04kg+滑石粉2kg拌薯块50kg和用稀土旱地宝0.05kg对水浸种薯50kg的配方拌种能显著提高马铃薯薯块黑痣病的防效。

小整薯药剂拌种栽培可以利用种薯表面有一层木栓化表皮层,避免种薯内水分和养分的流失和病害的感染,在土壤过干、过湿等不良条件下,整薯多由顶部芽眼萌发,充分发挥种薯的顶端优势,促使种薯快速发芽生根,达到苗全苗壮,同时提高幼苗的耐旱性和抗病性,为产量的提高和病害的有效防治奠定基础。用70%甲基托布津0.08kg+72%农用链霉素0.04kg+滑石粉2kg拌薯块50kg和用稀土旱地宝0.05kg对水拌种小整薯（50~75g）50kg播种,可显著提高马铃薯产量和大中薯率;用72%农用链霉素0.04kg+滑石粉2kg拌薯块50kg和用稀土旱地宝0.05kg对水拌种小整薯（50~75g）50kg播种能显著提高马铃薯薯块黑痣病的防效。