陇中旱区水氮调控对膜下滴灌马铃薯产量及水氮利用效率的影响

doi:10.3969/j.issn.1009-7791.2025.06.005

亚热带植物科学 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (6): 636-644.DOI: 10.3969/j.issn.1009-7791.2025.06.005

陇中旱区水氮调控对膜下滴灌马铃薯产量及水氮利用效率的影响

王芳¹，张娟宁²，白有帅^3*，陈莉¹，康明蛟¹

(1. 定西市农产品质量安全监测检测站，甘肃定西 743000；2. 定西市农业科学研究院，甘肃定西 743000；3. 甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，甘肃兰州 730070)

收稿日期:2025-07-31 接受日期:2025-09-08 出版日期:2025-12-31 发布日期:2025-12-31
通讯作者: 白有帅
基金资助:
定西市科技项目(DX2024BY008)

Effects of Water and Nitrogen Regulation under Mulch Drip Irrigation on Potato Yield and Water-Nitrogen Use Efficiency in the Arid Area of Central Gansu

WANG Fang¹, ZHANG Juan-ning², BAI You-shuai^3*, CHEN Li¹, KANG Ming-jiao¹

(1. Dingxi City Agricultural Product Quality and Safety Monitoring and Testing Station, Dingxi 743000, Gansu China; 2. Dingxi Academy of Agricultural Sciences, Dingxi 743000, Gansu China; 3. Institute of Soil Fertilizer and Water-saving Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, Gansu China)

Received:2025-07-31 Accepted:2025-09-08 Online:2025-12-31 Published:2025-12-31
Contact: BAI You-shuai

摘要/Abstract

摘要： 针对甘肃陇中旱区降雨量少、水肥管理粗放、马铃薯增产受限等问题，基于滴灌条件下，设置不同灌水水平(W1，15 mm；W2，24 mm；W3，33 mm；W4，42 mm)和施氮水平(N1，150 kg·hm^–2；N2，210 kg·hm^–2；N3，270 kg·hm^–2)，探究不同灌水量和施氮量对土壤贮水量、马铃薯耗水量、产量、商品薯率及水氮利用效率的影响。结果表明，灌水量的增加有利于提高土壤贮水量及马铃薯阶段耗水量、总耗水量。马铃薯产量随灌水量增加呈先增加后降低趋势，随施氮量增加呈增加趋势。W3N3处理产量最大，较其他处理呈显著性差异(P＜0.05)。马铃薯商品薯率随灌水量增加呈先增加后降低趋势，随施氮量增加呈增加趋势。W3N3处理商品薯率达86.79%，显著高于其他各处理。W3N3产量、商品薯率及水分利用效率最大，但氮肥偏生产力相对降低。基于TOPSIS综合效应评价，认为陇中旱区马铃薯最优的滴灌灌溉定额和施氮量分别是330 mm和270 kg·hm^–2。

关键词: 马铃薯, 水氮调控, 产量, 水氮利用效率, TOPSIS

Abstract: To address the constraints of potato production caused by insufficient rainfall and extensive water-fertilizer management in the arid area of central Gansu, a field experiment was conducted to investigate the effects of coupled water and nitrogen application under drip irrigation on potato growth and resource utilization. The experiment included four irrigation levels (W1, 15 mm; W2, 24 mm; W3, 33 mm; W4, 42 mm) and three nitrogen application rates (N1, 150 kg·hm^–2; N2, 210 kg·hm^–2; N3, 270 kg·hm^–2), forming 12 treatments. The results showed that an increase in irrigation amount was beneficial to the increase of soil water storage, stage water consumption and total water consumption of potatoes. The potato yield increased first and then decreased with the increase of irrigation amount, and increased with the increase of nitrogen application rate. The W3N3 treatment had the highest yield, which was significantly different from other treatments (P<0.05). From the analysis of the commercial potato rate of potatoes, it increased first and then decreased with the increase of irrigation amount, and increased with the increase of nitrogen application rate. The commercial potato rate of the W3N3 treatment reached 86.79%, which was significantly higher than that of other treatments. The W3N3 treatment had the highest yield, commercial potato rate and water use efficiency, but the partial factor productivity of nitrogen fertilizer was relatively low. Based on the comprehensive evaluation of potato yield, commercial potato rate and water and nitrogen use efficiency by the TOPSIS method, considering the local rainfall, water-saving and high-yield production and commercial attributes, it is believed that the optimal drip irrigation quota and nitrogen application rate for potatoes in arid area of central Gansu are 330 mm and 270 kg·hm^–2, respectively. This study will provide important theoretical basis and technical guidance for water-saving and high-yield cultivation of potatoes in the arid area of central Gansu Province.

Key words: potato, water and nitrogen regulation, yield, water and nitrogen use efficiency, TOPSIS method

中图分类号:

Q945

王芳, 张娟宁, 白有帅, 陈莉, 康明蛟. 陇中旱区水氮调控对膜下滴灌马铃薯产量及水氮利用效率的影响[J]. 亚热带植物科学, 2025, 54(6): 636-644.

WANG Fang, ZHANG Juan-ning, BAI You-shuai, CHEN Li, KANG Ming-jiao. Effects of Water and Nitrogen Regulation under Mulch Drip Irrigation on Potato Yield and Water-Nitrogen Use Efficiency in the Arid Area of Central Gansu[J]. Subtropical Plant Science, 2025, 54(6): 636-644.

参考文献

[1] Gan Y, Liang C, Chai Q, Lemke R L, Campbell C A, Zentner R P. Improving farming practices reduces the carbon footprint of spring wheat production [J]. Nature Communications, 2014, 5(1): 1–13.

[2] Kang S, Hao X, Du T, Tong L, Su X L, Lu H N, Li X L, Huo Z L, Li S E, Ding R S. Improving agricultural water productivity to ensure food security in China under changing environment: From research to practice [J]. Agricultural Water Management, 2017, 179: 5–17.

[3] 康绍忠. 中国农业节水十年：成就、挑战及对策[J]. 中国水利, 2024(10): 1–9.

[4] George T S, Taylor M A, Dodd I C, White P J. Climate change and consequences for potato production: a review of tolerance to emerging abiotic stress [J]. Potato Research, 2017, 60: 239–268.

[5] 唐建昭, 肖登攀, 王靖, 王仁德, 柏会子, 郭风华, 刘剑锋. 不同生产目标条件的马铃薯水氮管理优化[J]. 农业工程学报, 2021, 37(20): 108–116.

[6] 王振华, 任孔聚, 尹飞虎, 马占利, 陈朋朋. 适宜水氮互作提升膜下滴灌瓜尔豆产量品质与水氮利用效率[J]. 农业工程学报, 2024, 40(20): 91–100.

[7] Liu K, Liao H, Hao H, Hou Z. Water and nitrogen supply at spatially distinct locations improves cotton water productivity and nitrogen use efficiency and yield under drip irrigation [J]. Agricultural Water Management, 2024, 296: 108808.

[8] 马鹏, 魏熙明, 丁芳菊, 张楷楷, 王巧丽, 邢古月, 常磊, 黄彩霞. 水氮调控对膜下滴灌马铃薯水分动态及产量的影响[J]. 作物杂志, 2025(1): 170–178.

[9] 宋娜, 王凤新, 杨晨飞, 杨开静. 水氮耦合对膜下滴灌马铃薯产量、品质及水分利用的影响[J]. 农业工程学报, 2013, 29(13): 98–105.

[10] 苏明, 柳强娟, 洪自强, 李翻过, 张正珍, 周甜, 马纪龙, 吴宏亮, 康建宏. 西北半干旱区不同施氮量对马铃薯光合特性及产量形成的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2024, 30(10): 1919–1933.

[11] 孙青慧, 周横伟. 水氮耦合对马铃薯氮素吸收效率和产量形成的影响[J]. 贵州农业科学, 2025, 53(4): 20–28.

[12] 胡晨阳, 杨金翰, 索文康, 谢世兴, 董萌萌, 郭唯, 袁搏, 郝喜英, 田小明. 水肥减量添加调理剂对马铃薯产量、品质及经济效益的影响[J]. 江苏农业科学, 2025, 53(2): 107–113.

[13] 张万恒, 张恒嘉, 李福强, 王泽义, 高佳, 巴玉春. 不同生育期调亏滴灌对绿洲马铃薯产量、品质及水分利用效率的影响[J]. 华北农学报, 2019, 34(5): 145–152.

[14] 赵怀勇. 甘肃河西绿洲灌区马铃薯高效施肥技术[J]. 农业科技通讯, 2017(7): 276–277.

[15] 王玉宝, 刘显, 史利洁, 上官周平, 吴普特, 山仑, 赵西宁. 西北地区水资源与食物安全可持续发展研究[J]. 中国工程科学, 2019, 21(5): 38–44.

[16] 秦舒浩, 张俊莲, 王蒂, 肖洪浪, 蒲育林. 陇中半干旱区马铃薯集雨限灌效应研究[J]. 作物学报, 2011, 37(1): 138–145.

[17] 李淼, 王凤新, 赵健宇, 李斌, 费娜, 房祥国.灌水定额和施钾量对膜下滴灌马铃薯产量及水肥利用效率的影响[J]. 中国农业大学学报, 2022, 27(10): 100-110.

[18] Hwang C L, Yoon K. Multiple Attribute Decision Making: Methods and Applications a State of the Art Survey [M]. Berlin: Springer-Verlag, 1981.

[19] 刘艳伟, 周潇, 韩焕豪, 杨启良, 刘小刚. 基于产量品质及水肥利用效率的三七水肥耦合方案优选[J]. 农业工程学报, 2021, 37(19): 139-146.

[20] 王昕, 张立志, 赵跃, 曾彭. 马铃薯节水灌溉技术研究进展[J]. 灌溉排水学报, 2024, 43(S1): 147–152.

[21] 杨金翰, 田小明, 胡晨阳, 索文康, 董萌萌, 郭唯, 郝喜英. 不同灌溉施肥组合下添加调理剂对土壤水分养分的影响[J]. 华北农学报, 2024, 39(S1): 175–186.

[22]王丽霞, 陈源泉, 李超, 师江涛, 陶志强, 聂紫瑾, 张建省, 隋鹏. 不同滴灌制度对棉花/马铃薯模式中马铃薯产量和WUE的影响[J]. 作物学报, 2013, 39(10): 1864-1870.

[23] 薛道信, 张恒嘉, 巴玉春, 张明, 王世杰. 绿洲膜下滴灌调亏对马铃薯土壤环境及产量的影响[J]. 华北农学报, 2017, 32(3): 229–238.

[24] 康绍忠. 水安全与粮食安全[J]. 中国生态农业学报, 2014, 22(8): 880–885.

[25] Shrestha B, Stringam B L, Darapuneni M K, Lombard K A, Sanogo S, Higgins C, Djaman K. Effect of irrigation and nitrogen management on potato growth, yield, and water and nitrogen use efficiencies[J]. Agronomy, 2024, 14(3): 560.

[26] 杨莹攀, 尹娟, 朱银浩, 李升. 水氮调控对宁夏中部旱区马铃薯产量与土壤质量的影响[J]. 农业机械学报, 2024, 55(9): 358–370,458.

[27] Lassaletta L, Einarsson R, Quemada M. Nitrogen use efficiency of tomorrow [J]. Nature Food, 2023, 4(4): 281–282.

[28] 闫士朋, 焦润安, 张俊莲, 李健, 李朝周. 灌溉量对马铃薯生理特性及块茎产量品质的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2019, 37(3): 41–51.

[29] 张小静, 唐彩梅, 袁安明, 杨洁, 杨建禄, 闫承宏, 陈富. 灌水量对膜下滴灌马铃薯生长、产量及水分利用的影响[J]. 中国瓜菜, 2024, 37(10): 93–100.

编辑推荐

Metrics

闽ICP备11008787号-5　

陇中旱区水氮调控对膜下滴灌马铃薯产量及水氮利用效率的影响

Effects of Water and Nitrogen Regulation under Mulch Drip Irrigation on Potato Yield and Water-Nitrogen Use Efficiency in the Arid Area of Central Gansu

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	林绵发, 付登科, 杨楠, 洪玉燕, 潘梦婷, 范世明, 许文, 徐惠龙. 不同干燥方式对三叶青叶片7种多酚类成分含量的影响[J]. 亚热带植物科学, 2025, 54(6): 621-628.
[2]	张立星, 李福强, 滕安国, 雷联, 郭辉, 陈谢田, 李哲. 亏缺灌溉对河西绿洲灌区蒙古黄芪品质及产量的影响[J]. 亚热带植物科学, 2025, 54(6): 629-635.
[3]	郭鹏飞, 周晨莉, 李海燕, 张恒嘉. 水氮调控下干旱绿洲膜下滴灌马铃薯产量与耗水量变化[J]. 亚热带植物科学, 2025, 54(5): 537-547.
[4]	吕翔, 王玉才. 水氮耦合对菘蓝‖大豆耗水特征及产量的影响[J]. 亚热带植物科学, 2025, 54(4): 420-427.
[5]	王晓峰，王玉才. 喷灌条件下不同施氮水平对当归产量及水氮利用效率的影响[J]. 亚热带植物科学, 2025, 54(3): 274-283.
[6]	崔雄飞, 王玉才, 吕翔, 王晓峰. 水氮耦合对膜下滴灌黄芪产量及土壤水分、耗水特性的影响[J]. 亚热带植物科学, 2025, 54(2): 176-185.
[7]	刘如振, 徐炜, 骆祝华, 郭迟鸣, 王杰, 林文珍. 富硒石斛内生菌筛选及其富硒动态变化[J]. 亚热带植物科学, 2024, 53(6): 537-544.
[8]	赵俊波. 水肥调控对茶树生长和茶叶产量品质影响的研究进展[J]. 亚热带植物科学, 2024, 53(3): 280-284.
[9]	黎聪, 毛耀杰, 晋小军. 减磷对黄芪生长与产量品质的影响[J]. 亚热带植物科学, 2024, 53(2): 128-136.
[10]	杨天宇，韩小女，徐尤先，汤金香，展康，吴劲松，王蕾. 叶面喷施茉莉酸甲酯对马铃薯微型薯生长及产量的影响[J]. 亚热带植物科学, 2020, 49(04): 247-252.
[11]	叶婷，郭莺，郑国华，况建家，张文珠，明艳林. 西番莲花叶病研究及防治方法的进展[J]. 亚热带植物科学, 2019, 48(04): 397-403.
[12]	王洪洋，刘晶，董金美，张婷婷，郑楠楠，严懿，李灿辉. 马铃薯种质资源的晚疫病抗性鉴定[J]. 亚热带植物科学, 2019, 48(01): 91-95.
[13]	冉洁，赵杨，肖枫. 不同栽培措施下火炬松穗条产量的变化[J]. 亚热带植物科学, 2018, 47(03): 281-285.
[14]	郑回勇,严雨洁,许静,肖华山. 不同栽培密度对水培上海青产量的影响[J]. , 2017, 46(03): 281-284.
[15]	陈龙杰. 小白菜施用不同有机肥的产量及效益比较分析[J]. , 2017, 46(01): 92-95.