当前位置:首页 > 新闻动态
新闻动态

新闻动态

亮文解读丨雨养马铃薯高产稳产的适宜种植策略
发布日期:2021-11-26浏览次数:字号:[ ]

英文题目:Optimum planting date and cultivar maturity to optimize potato yield and yield stability in North China

中文题目:雨养马铃薯高产稳产的适宜种植策略

第一作者:李扬

通讯作者:王靖

研究背景:

马铃薯是世界第四大作物,2015年中国提出了马铃薯主粮化战略。当前,中国马铃薯的种植面积和总产量均居世界首位,而北方一作区马铃薯种植面积和总产量占全国的50%以上,因此该区马铃薯产量对保障粮食安全有重要意义。但该区马铃薯生长季降水量低且年际变异大,选择适宜的播期和品种提高马铃薯水热需求和当地水热资源分布的匹配度,有利于马铃薯稳产和增产。

前人的研究集中于考虑单一的播期和品种优化管理对马铃薯产量的影响,较少探究播期和品种对马铃薯生长发育和产量形成的耦合效应。此外,前人推荐的马铃薯适宜播种期和品种未考虑生长季降水的年际变化,因此限制了其指导不同年份马铃薯播期和品种的确定。

2021年5月19日Field Crops Research在线发表了中国农业大学资源与环境学院王靖教授团队题为“Optimum planting date and cultivar maturity to optimize potato yield and yield stability in North China”的研究论文。该研究探究了中国北方一作区雨养马铃薯的适宜播期和品种耦合方式,并基于播前降水量推荐了该区雨养马铃薯的播种规则,为指导马铃薯选择适宜播期和品种提供了科学参考。

研究方法:

基于2017-2018年北方一作区典型站点武川县马铃薯播期和品种耦合试验,首先对APSIM-Potato模型进行了适应性评价,其后在中国北方一作区选择“东-西” 和“南-北” 带6个典型站点来确定马铃薯最适播期和品种耦合方式并提出播种规则(图1)。

图 1 研究区域和典型代表站点分布

根据不同站点的气象条件(图2)、马铃薯生长发育的下限温度和早熟品种积温,确定了各研究站点马铃薯的潜在播种窗口,并以10 d为间隔设定了播期(图3)。

图 2典型代表站点马铃薯生长季(3-10月)降水量、太阳辐射和平均温度


图 3典型站点马铃薯的潜在播种窗口

研究结果:

(1)APSIM-Potato模型的调参验证

不同播期品种耦合方式下马铃薯物候期实测值和模拟值的平均RMSE小于4.9 d,干物质、LAI、土壤含水量实测值和模拟值的平均NRMSE均小于39.2%,产量实测值和模拟值的平均NRMSE均小于24% (图4-6)。

图 4不同播期和品种耦合方式下模拟和实测的马铃薯物候期比较

图 5不同播期和品种耦合方式下模拟和实测的马铃薯干物质含量、叶面积指数和土壤含水量比较


图 6不同播期和品种耦合方式下模拟和实测的马铃薯鲜重产量比较

(2)典型站点的降水分布和马铃薯雨养产量

研究站点月平均降水量变化范围为6-146 mm,6-8月降水占生长季总降水量的65%,生长季前期的降水变异大于后期降水变异(图7)。雨养马铃薯产量自西向东逐渐增加,最北部最高;随播期推迟,马铃薯产量变异下降,选择晚熟品种晚播普遍可获得较高产量,但雨养产量表现出较大的变异(图8)。

 图 7北方一作区典型站点马铃薯生长季月平均降水量分布情况

图 8不同播期和品种耦合方式下各站点的雨养马铃薯产量

(3)不同耦合方式下马铃薯的高稳系数、决定因子和播种规则

为探究马铃薯产量高且稳定的适宜耦合方式,使用高稳系数(HSI)定量不同播期品种组合下马铃薯的产量及其变异。结果表明南-北带早/中熟品种配合晚播、自西向东带选择晚熟品种和推迟播期可有效降低马铃薯产量变异,保证稳产高产,最适播种窗口由北向南、自西向东均变宽(图9)。

图 9不同播期和品种耦合方式下马铃薯的高稳系数(HSI)

马铃薯生育期降水和生长季降水分别可决定马铃薯HSI变异的90%和85%(图10),马铃薯最适播种窗口的开始时间由3-5月的累积降水量决定,而最适品种的积温可根据最适播种窗口开始的时间确定(图11)。

图 10马铃薯高稳系数(HSI)和生育期降水(a)、生长季降水(b)的关系

   图 11 3-5月累积降水量和马铃薯最适播种窗口开始时间的关系(a)、最适播种窗口开始时间和品种积温与生长季积温比值的关系(b)

研究结论:

应用农业生产系统模型确定了中国北方一作区马铃薯的适宜播期和品种,基于当年播前降水量为当地农户选择适宜的播期和品种提供了简单可行的播种规则,能够有效保证雨养马铃薯稳产和高产。

原文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429021001258?via%3Dihub





打印本页 关闭窗口