宁夏中部干旱区马铃薯最优灌溉制度研究现状与发展趋势_吴军斌

1 研究背景与现状

1. 1 研究背景

中国经济的持续快速发展已经成为不可阻碍的趋

势 ，伴随着经济的快速发展同样暴露出了许多问题， 如水资源紧缺 、用水安全 、生态环境等诸多问题 。而 在不阻碍经济发展的同时更好地解决与上述问题的矛 盾 ，是目前主要研究和发展的方向 。从古至今 ，中国 作为农业大国 ，农业发展的程度是体现国家综合发展 实力的方面之一。2020 年，全国用水总量为 5813 亿 m3， 农业用水量占全国总用水量约 62% 。根据 《十四五节 水型社会建设规划》，全国节水灌溉面积占灌溉总面 积不足 50% 。可见 ，发展现代化灌溉技术和优化灌溉 制度是解决水资源用水矛盾的主要手段之一 。近年来 随着灌溉技术和管理水平的发展 ，截至 2020 年 ，农

田灌溉水有效利用系数为 0. 565 ，但相较发达国家还

有一定差距 [1] 。从现状来看 ，在国家一系列政策的指 导下 ，先后完成了一批高标准农田建设的任务 ，但建 成后的高标 准 农 田项目在 后 期 管 护和运维方面的欠 缺 ，导致灌溉水生产效率没有显著的增长 ; 并且政策 的推进需要一个过程和阶段 ，我国部分地区依旧以传 统的灌水方式如漫灌 、沟灌 、渠灌等为主 ，这些灌水 方法使得农业用水产生了巨大的无效损失 ，为确保让 每一滴水都作用到每一株作物生长上 ，避免水资源的 无效利用 ，保证农业生产持续向好发展 ，大力发展现 代化节水灌溉技术是最有效的手段之一。

当前 ，我国农业与农村发展进入新的发展阶段， 正致力于提高农业竞争力 ，保障农业产业安全 ，提高

农产品供 应 能 力 ，增 加 农 民 收 入 ，发 展 农 村 社 会 事 业 ，保障农村社会安定 ，统筹城乡发展 。 当前中国面 临国际农产品竞争和国内粮食生产效益较低的双重压 力 ，种植作物的品种在现有生产规模和生产方式之下 经济效益普遍较低 ，尤其普遍缺乏国际竞争力 ，发展 马铃薯产业可以为中国农业保障提供一个选择途径 ; 增加农民收入是农业发展的主题之一 ，通过研究发展 马铃薯生产开辟一条农民增收和发展农村经济的有效 途径具有一定的现实意义。

在我国 ，马铃薯种植迄今已有 300 多年的历史， 马铃薯的种植已经形成了区域相对集中的态势 ，主要 分 4 大区域 ，我国属于马铃薯最大的产业区 。从发展 现状来讲 ，我国马铃薯种植区多以自然条件恶劣 、农 田肥力低 、水资源短缺 、灌溉条件差 、农业基础设施 不配套的山区旱地为主 。这些马铃薯主产区的地形气 候环境差和生产条件落后是造成马铃薯产量低且不稳 定的主要原因 ，同时也在一定程度上限制了农业机械 化的普及 。极力发展马铃薯产业和优化灌溉技术可以

有效改善这类地区的居民收入 、保障粮食供给安全。 宁夏马铃薯种植面积 已 达 11. 3 万 hm2 [2] 。在 此 背 景 下 ，以宁夏中部干旱区马铃薯种植为例 ，研究马铃薯

节水节肥 ，在提高节水利用效率和优化灌溉制度等方 面具有重要作用。

1. 2 发展研究现状

马铃薯具有耐热 、耐寒 、耐干旱 、耐瘠薄 、适应

性广等特点 ，在世界范围得到大面积种植 ，现已成为 继水稻 、小麦 、玉米之后第 4 大粮食作物 [3] 。我国是 全球马铃薯生产的第一 大 国 ，约 占 全 球 种 植 面 积 的

收稿日期 : 2022－03－04

作者简介 : 吴军斌 ( 1995－) ，男，硕士，工程师。研究方向: 节水灌溉理论与技术方面的设计; 张文兵 ( 1983－) ，男，本科，高级工程 师。研究方向: 节水灌溉理论与技术、水资源高效利用。

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25% 左右 [4] 。对于宁夏而言 ，马铃薯是宁夏干旱半干 旱区重要的粮食作物 ，又是水分生态适应性较好的作 物之一 [5] 。截至目前 ，马铃薯已经成为宁夏回族自治

区第一大农作物 ，而宁夏中部干旱区作为主要的马铃 薯种植区 ，马铃薯产业已经成为以宁夏西吉县 、 同心 县等县区 为 代 表 的 特 色 优 势 产 业 。 由 于 自 然 条 件 受 限 ，年均降雨量少 ，马铃薯多是起垄种植 ，基本靠天 然降雨 ，其产量受当季气候条件的影响显著 。

2 马铃薯节水灌溉技术研究进展

2. 1 马铃薯节水灌溉技术

通过近年的资料研究 ，2011 年尹娟 、邱小琮 [6] 在 宁夏中部干旱区马铃薯种薯耗水规律及水分效应研究 中阐述了膜下滴灌马铃薯技术有利于保持土壤水分，

有效节约 水 资 源 ，适 宜 在 宁 夏 中 部 干 旱 地 区 广 泛 推

广 。王乐 、张红玲 [7] 在关于宁夏干旱区马铃薯田间滴 灌限额灌溉技术研究中得出 ，在马铃薯关键生育期， 灌水量对马铃薯产量影响显著 ; 按照灌水次数来说， 灌水次数和马铃薯产量呈正相关 ; 根据本试验结论， 在宁夏干旱区种植马铃薯按照限额滴灌灌溉技术时， 灌水定额为 131. 25m3 ·hm－2 ，分 4 次灌水 ，灌溉定额 525m3 ·hm－2 ，灌水时间主要安排在马铃薯关键生育

期 。雏倞豪 [8] 在宁夏同心县关于马铃薯膜下补灌灌溉 制度的研究中 ，推荐在宁夏中部地区马铃薯种植按照 补灌灌溉制度时 ，在马铃薯全生育生长阶段 ，灌水定 额为 100m3 · hm－2 ，分 3 次灌水 ，灌水时间分别对应 马铃薯苗期 、块茎形成期和块茎增大期。

综上 ，结合宁夏中部干旱区马铃薯灌溉技术的相 关研究 、地区水资源现状表明 ，在宁夏中部干旱地区 种植马铃薯推广和发展滴灌灌溉技术是有利的 。主要 因为当地水资源条件匮乏 ，通过建设相应的配套工程 发展滴灌灌溉可有效减少农田灌溉水的无效损失 ，提 高农田水利用效率，增加马铃薯种植抵抗自然风险能力。

2. 2 马铃薯种植技术

马铃薯的种植技术主要从种植密度和播期 2 个方 面来讲 。马铃薯的种植密度是影响产量的主要因素 。 张延磊 [9] 通过曲线拟合 、方差分析等数据分析方法，

得出马铃薯产量与种植密度方程呈抛物线型关系 。不 同的马铃薯品种适应对应的种植密度 ，种植密度的不 合理不利于马铃薯块茎的形成 。 同时 ，不合理的种植 密度容易造成商品薯率下降 。马铃薯种植密度对马铃 薯植株生长的株高和茎粗影响较明显 ，株高和马铃薯 种植密度呈正相关 ; 茎粗随种植密度的提高呈一定下

降趋势 。研究显示 ，适当加大种植密度 ，能有效降低 薯块空心率 。吴利晓 [10] 通过在宁夏中部干早带 研 究 不同种植密度对马铃薯产量及品质的影响研究结果中

得出 ，满足马铃薯生长的基本条件下 ，获得马铃薯最 高产量的种植密度为 77926 株 · hm－2 ，获得马铃薯品 质最优产量最高的种植密度为 70433 株 ·hm－2 。

在播期 方 面 ，马 金 虎 、李 海 洋 等 [11] 通 过 对 宁 夏 干旱区马铃薯秋覆膜栽培适宜播种期的研究表明 ，在 秋覆膜条件下 ，不同播期对马铃薯生长发育进程的影 响显著 ; 自 3 月初始 ，随着马铃薯播种时间的推迟， 出苗时间变短 ; 3 月 20 日左右播种的马铃薯种出苗时 间为 40d ，5 月 20 日播种的出苗时间为 24d ; 播种时 间在 3 月 20 日左右 ，相比马铃薯生育期短 ，成熟期 提前 ，播种到成熟约为 87d ; 在产量与播期的关系方 面 ，4 月 20 日播种下的马铃薯产量最高 ，但 4 月 20

日以后播种马铃薯 ，随着播期的后延马铃薯产量呈下

降趋势 。钱蕊 、王连喜 [12] 通过对 不 同 播 期 对 马 铃 薯 干物质实验的研究中得出以下结论 ，随着马铃薯播时 期的推迟 ，马铃薯生育期天数有明显的减少 ，最短和 最长生育期相差较大 ，最大相差期限达 50d ; 4 月和 5 月 、6 月播种的马铃薯产量相差较大 ，选择 5 月或者 6 月初播种马铃薯 ，马铃薯产量较高 ，生育期较短。

综上 ，通过对宁夏中部干旱区马铃薯种植密度和 播期研究来讲主要有以下 2 点概述 。从上述马铃薯种 植密度的研究成果来看 ，对于不同品种的马铃薯有适 合该品种马铃薯的种植密度 ; 马铃薯的种植密度对马 铃薯的生 长 、产 量 、商 品 薯 率 等 存 在 不 同 程 度 的 影 响 ，合理的种植密度有利于马铃薯的生长 ，产量的增 加和商品薯率的提高 ; 保证马铃薯高产优质的合理种 植密度为 70433 ~ 77926 株 ·hm－2 。主要因为马铃薯出 苗至生长成熟阶段 ，马铃薯种植密度偏小会减弱马铃 薯叶片的 光 合 作 用 、根 系 养 分 吸 收 积 累 和 块 茎 的 形 成 ; 马铃薯种植密度偏大会增加农田土地占用率 ，导 致马铃薯产量降低 。从马铃薯播期的研究成果来看， 马铃薯播期对生长周期和产量存在显著影响 ; 马铃薯 播期推荐在 4 月 20 日— 6 月 10 日 。主要因为随着播 期的后延 ，农田土壤水分和温度均会升高 ，适宜马铃 薯出苗生长。

2. 3 马铃薯施肥技术

根据现状施肥技术 ，马铃薯施肥技术主要以传统 施肥技术为主 ，包括撒施 、沟施和穴施 ，从施肥时间 和用途上来说又包括基肥和追肥 ; 现代施肥技术主要 包括以水肥一体化技术为主的配方施肥 ，从施肥时间

上也要讲究基肥和追肥。

白茹 、何文寿 [13] 在 宁 夏 马 铃 薯 种 植 基 地 土 壤 养 分状况及施肥建议中给出施肥建议 ， 以产量 15000 ~ 18000kg ·hm－2 为指标 ，推荐 宁 夏 中 部 干 旱 带 种 植 马 铃薯时在施用农家肥和 生 物 有 机 肥基 础 上 ，建 议 施 N : 1050 ~ 1950kg · hm－2 ，P2 O5 : 60 ~ 120kg · hm－2，

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K : 45 ~ 75kg · hm－2 为宜 。耿浩杰 [14] 通过水肥一体化 条件下施氮 比 例 分配对马 铃 薯 生 长影响的研究中得 出 ，在施用氮肥总量 ( 纯氮 总 量 12kg · m－3 ，尿 素) 不变的条件下 ，在马铃薯幼苗期 、块茎形成期 、块茎 增长 期 和 淀 粉 积 累 期 施 用 氮 肥 比 例 分 别 为 10% 、 30% 、40% 和20% ; 同时灌水时期设置为幼苗期 、块 茎形成期和块茎增长期 ，灌溉补水量分别占灌溉定额 的 ( 灌溉定额 1260m3 ·hm－2) 25% 、25% 和 50% ，在

相应的灌水和施肥条件下 ，马铃薯生长和生理指标最 优 、产量品质最好 、水分利用效率和氮素利用效率最 高 、干物质和块茎鲜果重在各生育期累积合理 。

综上 ，通过上述作者对宁夏中部干旱区马铃薯施 肥技术的研究表明 ，在宁夏中部干旱区种植马铃薯施 肥技术主要推荐方式为在施用基肥的基础上 ，根据马 铃薯生长关键生长期 N 、P 、K 生长需要量进行配方 施肥 。主要是因为 ，基肥主要以农家肥或者有机肥为 主 ，在马铃薯播种之前或者北方农田解冻时施用 ，通 过一段时 间 农 田 土 壤 微 生 物 的 分 解 ，释 放 出 营 养 元 素 ，供农作物利用 ，最终形成的腐殖质 ，可有效改善 土壤结构并提高土壤的耕作性和保墒性 。在马铃薯播 种之后 ，前期施用基肥形成的土壤环境可为马铃薯初 期生长提供良好的条件 。在马铃薯生长过程中根据马 铃薯生长所需养分量 ，对应马铃薯不同阶段进行配方 施肥。

3 小结与展望

国内就马铃薯节水灌溉技术 、种植技术和施肥技 术已经开展了大量研究 ，并取得一些进展 。针对宁夏 中部地区马铃薯种植现状 ，中部山区大部分地区滴灌 灌溉方式以及配套的种植技术和施肥技术还未得到有 效推广 ， 目前部分地区马铃薯种植技术依旧采用传统 的种植方式起垄覆膜种植 ，靠自然降雨 、施用农家肥 或者经验性施用化肥满足马铃薯生长所需的水分和养 分 ，导致马铃薯产量受自然条件影响较大 ，马铃薯的 生长抵抗 自 然 灾 害 能 力 差 ，难 以 保 证 马 铃 薯 稳 产 稳 收 。近几年 ，以宁夏同心县小部分地区为代表开展了 马铃薯膜下滴灌的节水 、种植和施肥技术研究 ，研究

结果为马铃薯种植推广提供了有力支撑 ，效果显著。 结合国内其它农作物种植区 ( 如 甘肃张掖的玉米种

植 ，已经成为全国最大的玉米制种基地) 进行比较， 宁夏中部旱区还未形成灌溉 、施肥 、种植 、生产为一 体的技术指导 。2018 年开始 ，随着互联网技术的高速 发展 ，对于马铃薯产业的发展不仅需保证马铃薯的优 质高产 ，还要保证马铃薯以及附加产品的销售运维， 进而提高当地农民收入和地区经济增长 。加强种植技

术推广 ，配合互联网的快速发展进行销售运维 ，为发 展 “马铃薯+互联网”产业提供了有力保障 。总体而 言 ，宁夏中部干旱区对于马铃薯的种植还是以传统的 种植方式为主 ，针对现代化农业节水 、节肥技术的相 关研究没有得到大力推广 ，没有形成一个系统的模式 去指导马铃薯的种植 。今后的研究和工作中 ， 以马铃 薯高产优质为目标 ，争取相应资金 ，建设马铃薯高效 节水配套 工 程 ，加 强 技 术 推 广 工 作 ，总 结 出 一 套 系 统 、全面的适合宁夏中部干旱区马铃薯种植的技术方 案 ，大力发展 “马铃薯+ 互联网”产业 ，为适应国家 经济发展和节水型社会建设提供支持 。

参考文献

[1] 2020 年度 《中国水资源公报》 [J] ．水资源开发与管理，2021

(08) : 2．

[2] 张国辉，郭志乾，厚俊，王效瑜，余帮强，胡智琪，苏林富，

刘东川，柳根生，兰小龙，马续彪．2020 年宁夏马铃薯产业现 状、存在问题及政策建议 [C] ． 马 铃 薯 产 业 与 绿 色 发 展 (2021) ，2021 : 68－74．

[3] 占翠华，秦听，武小霞，等．马铃薯极早熟品种东农 303 再生

系统的筛选 [J] ． 中国马铃薯，2001 ，15 (05) : 280－281．

[4] 门福义，刘梦云．马铃薯栽培生理 [M] ．北京: 中国农业出

版社，1995．

[5] 王龙昌，王立祥，卞新民．宁南黄土丘陵区旱地作物水分平衡

特征与水分生态适应性研究 [J] ． 中 国农 学 通报，2004 ，20 (02) : 232－235．

[6] 尹娟，邱小琮．宁夏中部干旱区马铃薯种薯耗水规律及水分效

应研究 [J] ．宁夏工程技术，2011 ，10 (04) : 334－337．

[7] 王 乐，张 红玲． 干旱区马铃薯田间滴灌限额灌溉技 术 研 究

[J] ．节水灌溉，2013 (08) : 10－12．

[8] 雒倞豪．宁夏中部同心县马铃薯膜下补灌灌溉制度试验研究

[D] ．银川: 宁夏大学，2014．

[9] 张延磊．不同种植密度对马铃薯产量形成的影响 [J] ．新疆农

垦科技，2012 ，35 (02) : 7－10．

[10] 吴利晓．不同栽培方式和种植密度对马铃薯产量及品质的影

响 [D] ．银川: 宁夏大学，2016．

[11] 马金虎，李海洋，王正海，等．宁夏干旱区马铃薯秋覆膜栽

培适宜播种期研究 [J] ．宁夏农林科技，2011 ，52 (02) : 13

－26．

[12] 钱蕊，王连喜，李剑萍，等．不同播期马铃薯干物质实验与

模拟的比较研究 [J] ． 中国农学通报 2012 ，28 ( 09) : 127－

132．

[13] 白茹，何文寿，马仁彪，等．宁夏马铃薯种植基地土壤养分

状况及施肥建议 [J] ．湖北农业科学，2014 ，53 (06) : 1294

－1296．

[14] 耿浩杰．水肥一体化条件下施氮比例分配对马铃薯生长和养

分吸收的影响规律试验研究 [D] ．银川: 宁夏大学，2019． ( 责任编辑 贾灿)