作物栽培学

张吉民

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 作物栽培学的性质、任务和研究法
    • 1.2 作物的起源和起源地
    • 1.3 作物栽培学的演进与发展
    • 1.4 作物的多样性和作物分类
  • 2 作物生长发育
    • 2.1 作物生长发育的特点
    • 2.2 作物的器官建成
    • 2.3 作物的温光反应特性
    • 2.4 作物生长的一些相互关系
  • 3 作物产量和产品品质的形成
    • 3.1 作物产量及其构成因素
    • 3.2 作物的“源、流、库”理论及其应用
    • 3.3 作物品质的形成及其影响因素
    • 3.4 作物产量的潜力
  • 4 作物与环境的关系
    • 4.1 作物的环境
    • 4.2 作物与光的关系
    • 4.3 作物与温度的关系
    • 4.4 作物与水的关系
    • 4.5 作物与空气的关系
    • 4.6 作物与土壤的关系
  • 5 作物栽培措施和技术
    • 5.1 作物栽培制度
    • 5.2 土壤培肥及整地技术
    • 5.3 水分调节技术
  • 6 小麦
    • 6.1 概述
    • 6.2 小麦的生长发育
    • 6.3 小麦栽培技术
  • 7 玉米
    • 7.1 概述
    • 7.2 玉米的生长发育特点
    • 7.3 玉米栽培技术
  • 8 谷子
    • 8.1 概述
    • 8.2 谷子栽培的生物学基础
    • 8.3 谷子的产量形成与品质
    • 8.4 谷子栽培技术
    • 8.5 夏谷“三早一密”栽培技术要点
  • 9 高粱
    • 9.1 概述
    • 9.2 高粱栽培的生物学基础
    • 9.3 高粱栽培技术
  • 10 马铃薯
    • 10.1 概述
    • 10.2 马铃薯栽培的生物学基础
    • 10.3 马铃薯的产量形成与品质
    • 10.4 马铃薯栽培技术
    • 10.5 马铃薯病毒病害及防治途径
  • 11 大豆
    • 11.1 概述
    • 11.2 大豆栽培的生物学基础
    • 11.3 大豆对环境条件的要求
    • 11.4 大豆产量的形成和品质
    • 11.5 大豆栽培技术
    • 11.6 夏大豆的生育特点和栽培技术
  • 12 花生
    • 12.1 概述
    • 12.2 花生栽培的生物学基础
    • 12.3 花生的产量和品质形成
    • 12.4 花生栽培技术
  • 13 棉花
    • 13.1 概述
    • 13.2 棉花栽培的生物学基础
    • 13.3 棉花栽培技术
  • 14 2020春山西省作物生产技术指导
    • 14.1 作物春季管理要点
    • 14.2 山西省2020年农作站主推品种
马铃薯栽培技术
  • 1 学习内容
  • 2 教学视频


第四节  马铃薯栽培技术 

一、轮作换茬

    马铃薯应实行三年以上轮作。应与谷类作物轮作,忌与茄科作物(如西红柿、茄子、辣椒、烟草等)、块根、块茎类作物轮作。

二、整地与施肥

    马铃薯喜砂壤或壤土,实行秋深翻、晒垡(一是指耕地,二是指耕起来的土块,这里指犁耕地时形成的一条条土块)、耙耱保墒或起垄等作业。南方雨水多,整地时做成高畦,畦面宽2~3m,两畦间沟距和沟深为25~750px。华北平原常遇春旱,播前需浇水造墒,再浅耕耙平。

    结合整地施足基肥,基肥应以腐熟堆肥为主,每公顷施用量按纯厩肥计为15~30t。基肥量少时,集中施入播种沟内。

    播种时沟施化肥作种肥,每公顷用尿素75~150kg,过磷酸钙450~600kg,草木灰375~750kg,或硫酸钾375~450kg。施用基肥时应拌施防治地下害虫的农药,可每公顷施入2%甲胺磷粉22.5~37.5kg。

三、选用优良品种和脱毒种薯

选用优良品种首先要以当地无霜期长短、栽培方式、栽培目的为依据。早熟品种是指出苗后60~80天内可以收获的品种,包括极早熟品种(60天),早熟品种(70天),中熟品种(80天)。这些品种生育期短,植株块茎形成早,膨大速度快,块茎休眠期短,适宜二季作区及南方冬季栽培。可适当密植,以4000~4500为宜。栽培要求土壤有中等肥力,生长期要求肥水充足,不适于旱地栽培。一般植株矮小,可与其他作物间作套种。中熟品种是指出苗后85~105天内可以收获的品种。这些品种适宜一季作栽培,部分品种可以用于二季作区早春和南方冬季栽培,播种密度以3000~35000株/亩为宜。晚熟品种是指出苗后105天以上可以收获的品种。这些品种种植仅适宜一季作区栽培,一般种植密度以3000株/亩左右为宜。北方一作区应选用能充分利用生长季节的中、晚熟品种;为了早熟上市,或在二季作地区种植,应选早熟或极早熟品种;作淀粉加工原料的应选择高淀粉品种;作炸薯条或薯片的应选择薯形整齐、芽眼少而浅、白肉、还原糖含量低的食品加工专用型品种。其次应根据当地生产水平选用耐旱、耐瘠或喜水肥、抗倒伏的品种。第三应根据当地主要病害发生情况选用抗病性强、稳产性好的品种。上述各类品种在生产中均应选用优质脱毒种薯。当前山西省推荐推广的马铃薯品种介绍如下:

    1.费乌瑞它(Favorita)(津引8号、鲁引1号)

    荷兰品种,1980年由农业部种子局从荷兰引入。早熟,出苗到成熟60~70天。株高60厘米,分枝少,茎紫褐色,株型扩散,复叶大,叶绿色,生长势强。花冠蓝紫色,易天然结果。块茎长椭圆形,皮色淡黄,肉色深黄,表皮光滑,芽眼少而浅,结薯集中,块茎大而整齐,休眠期短,一般亩产1700kg,高产可达3000kg。块茎淀粉含量12%~14%,粗蛋白含量1.67%,维生素C含量13.6毫克/100克鲜薯,品质好,适宜鲜食和蒸食。植株对A病毒和癌肿病免疫,抗Y病毒和卷叶病毒,易感晚疫病,不抗环腐病和青枯病,栽培密度以每亩4000~4500株为宜。该品种适宜中原二季作区和南方冬作区栽培,山西、北京、河北、山东、广东等地均有栽培。

    2.大西洋(Atlantic)

    美国品种,1978年由农业部和中国农业科学院引入。中熟,生育日数从出苗到成熟90天左右。株型直立,分枝数中等,株高50厘米左右,茎基部紫褐色,茎秆粗壮,生长势强。叶绿色,复叶肥大,叶缘平展,花冠浅紫色,雄蕊黄色,花粉育性差,可天然结实。块茎介于圆形和长圆形之间,顶部平,淡黄色,白肉,表皮有轻微网纹,芽眼浅,块茎大小中等而整齐,结薯集中。块茎休眠期中等,耐贮藏。蒸食品质好,鲜薯淀粉含量15%~17.9%,还原糖0.03%~0.15%,是目前我国主要采用的炸片品种。植株不抗晚疫病,对马铃薯轻花叶病毒PVX免疫,较抗卷叶病毒病和网状坏死病毒,感束顶病、环腐病,在干旱季节薯肉有时会产生褐色斑点。一般亩产1500kg左右。该品种喜肥水,适应性较广。种植密度以每亩4500株左右为宜。目前在内蒙古、黑龙江、河北、吉林等一二季作区作为炸片品种种植。

    3.夏坡地(Shepody)

    加拿大福瑞克通农业试验站经有性杂交育成,1987年引入我国试种。中熟,从出苗到收获生育日数95天左右。株型开展,株高60~80厘米,主茎绿色、粗壮,分枝数多。复叶较大,叶色浅绿。花冠浅紫色,花期长。块茎长椭圆形,白皮白肉,芽眼浅,表皮光滑,薯块大而整齐,结薯集中。块茎品质优良,鲜薯干物质含量19%~23%,还原糖0.2%,是适合炸薯条的加工型品种。该品种对栽培条件要求严格,不抗旱、不抗涝;田间不抗晚疫病、早疫病,易感马铃薯花叶病毒(PVX、PVY)和疮痂病。产量因生产栽培条件而差异较大,一般亩产1500~3000kg左右。一般适宜密度为每亩3500株以上。用大芽块,大垄深播,及时中耕培土,控制病虫草害,特别严格防治马铃薯晚疫病。该品种适宜肥沃疏松、有水浇条件的砂壤土。适合于北部、西北部高海拔冷凉干旱一季作区种植。

    4.斯诺登(Snowden)

    美国威斯康辛大学于1990年育成,1992年注册。1994年由中国农业科学院蔬菜花卉所引进试种。中熟,生育期从出苗到成熟95天左右。植株株型直立,株高35~1125px,生长势强。茎、叶均为淡绿色。花冠白色,无天然结实。块茎圆形,白皮白肉,表皮有浅度网纹,芽眼浅而少。块茎较大,结薯集中,单株结薯数4~5个。耐贮藏。块茎鲜薯干物质含量21%~22%,淀粉含量16%左右,还原糖含量极低,低温贮藏增加缓慢,是较理想的炸片品种。植株易感晚疫病。一般亩产1500kg左右。该品种分枝较少,结薯较集中,适宜密植,一般亩产种植4500株左右。应选择土层深厚、肥力中等以上、排水通气良好的地块,加强肥水管理,并注意晚疫病防治。

    5.晋薯7号

    山西省农业科学院高寒区作物研究所育成品种,1987年通过山西省农作物品种审定委员会审定。晚熟,从播种到成熟130天。株高60~90厘米,株型直立,复叶大,叶绿色。花冠白色,能天然结果。块茎扁圆形,皮肉黄色,表皮光滑,芽眼较深,结薯较集中,块茎大,休眠期较长,耐贮藏,一般亩产1500~2000kg,高产可达4000kg。块茎淀粉含量17.5%,粗蛋白质含量2.51%,维生素C含量14毫克/100克鲜薯,品质好,适宜鲜食。植株高抗晚疫病,轻感环腐病和卷叶病毒病,抗旱性强,栽培密度以每亩4000株为宜。该品种适宜北方一季作区半干旱地区种植,山西、陕西、东北等地有栽培。

    6.坝薯10号

    河北省张家口市坝上农业科学研究所育成品种,1990年通过河北农作物品种审定委员会审定。株高80厘米,茎绿色,株型直立,复叶大,叶绿色。花冠白色,天然结果性弱。块茎扁圆形,皮肉淡黄色,表皮光滑,芽眼较浅,结薯较集中,休眠期长,耐贮藏,一般亩产1500~2000kg左右。块茎淀粉含量17%左右,维生素C含量13.15毫克/100克鲜薯,还原糖含量0.2%左右,品质好,适宜鲜食及加工用。植株抗晚疫病,抗环腐病和黑胫病,轻感卷叶病和潜隐花叶病毒,感束顶病,抗旱性强,栽培密度以每亩3500~4000株为宜。该品种适宜华北及西南地区一季作区种植,河北、贵州等地有栽培。

(以下资料供参考:

1.马铃薯脱毒种薯

马铃薯脱毒种薯是指经过一系列物理、化学、生物或其他技术措施清除薯块体内的病毒后,获得的经检测无病毒或极少有病毒侵染的种薯。它是马铃薯脱毒快繁及种薯生产体系中各级别种薯的通称,它包括脱毒原原种(含试管苗、试管薯、原原种小薯)、一级脱毒原种、一级脱毒原种、一级脱毒种薯、二级脱毒种薯。

2.循环掰芽快繁技术

为加快脱毒种薯的繁殖速度,提高繁殖系数,降低成本,充分发挥脱毒马铃薯增产潜力,河北省张家口市坝上农科所提出,根据马铃薯再生能力强,扦插易成活,每个芽眼有1个主芽2个副芽特性。选择背风向阳不积水的地方,按宽1米,长依种薯量而定,挖深40厘米的栽培畦,下铺15厘米的马粪或干杂草,洒水使其湿润,上面再铺3~5厘米的混合土(1:2的有机肥和大粒砂土)浇湿后,将种薯尾部向下置于混合土上,种薯间隔1厘米。然后覆盖湿润的混合土10~12厘米。用塑料薄膜小拱棚封闭,棚温保持15~20℃。当幼芽出土后将种薯取出,切下5~6厘米(2~3节)的芽,载入装满营养土(1 份有机肥,2份风沙土)的营养钵,置于小拱棚培养,栽培时要使芽的顶叶和土平面一致,浇透保苗水,温度保持16~25 ℃。剪切芽段后的母薯再载入原畦内,覆盖薄膜保湿升温,10~15天后可以进行第二次剪芽,如此可以切芽6~7次。待营养钵中的芽生长成健壮植株,露地温度适宜栽培时,移栽至露地定植。如每亩以3880株计算,6.2kg马铃薯脱毒原种可定植一亩。)

四、播种

    (一) 播前种薯准备

1.种薯出窖与挑选 

种薯出窖的时间,应根据当时种薯贮藏情况,预定的种薯处理方法以及播种期等三方面结合考虑。    种薯出窖后,必须精选种薯。选择具有品种特征、表皮光滑、柔嫩、皮色鲜艳、无病虫、无冻伤的块茎作种。凡薯皮龟裂、畸形、尖头、皮色暗淡、芽眼凸出、有病斑、受冻、老化等块茎,均应淘汰。出窖时块茎已萌芽则应选择芽粗而短壮的块茎,淘汰幼芽纤细或丛生纤细幼芽的块茎。

2.催芽

    催芽可促进种薯解除休眠,缩短出苗时间,促进生育进程,汰除病薯。催芽的常用方法:①出窖时种薯已萌芽至25px左右时,将种薯取出窖外,平铺于光亮室内,使之均匀见光,当白芽变成绿芽,即可切块播种。②种薯与湿砂或湿锯屑等物互相层积于温床、火炕或木箱中。先铺砂3~150px,上放一层种薯,再盖砂没过种薯,如此3~4层后,表面盖125px左右的砂,并适当浇水至湿润状况。以后保持10~15℃和一定的湿度,促使幼芽萌发。也可以选室外向阳背风地方挖坑作床,进行催芽。当芽长l~75px,并出现根系,即可切块播种。③将种薯置于明亮室内或室外背风向阳处,平铺2~3层,并经常翻动,使之均匀见光,经过40~45d,幼芽长达l~37.5px时,即可切块播种。

3.种薯切块 

切块种植能节约种薯并有打破休眠、促进发芽出苗的作用。但采用不当,极易造成病害蔓延。切块大小以20~30g为宜。切块时应采取自薯顶至脐部纵切法,使每一切块都尽可能带有顶部芽眼。若种薯过大,切块时应从脐部开始,按芽眼排列顺序螺旋形向顶部斜切,最后再把顶部一分为二。切到病薯时应用75%酒精反复擦洗切刀或用沸水加少许盐浸泡切刀8~10min进行消毒。切好的薯块应用草木灰拌种。若种薯小,可采用整薯播种,避免切刀传病,减轻青枯病、疮痂病、环腐病等发病率,能最大限度地利用种薯的顶端优势和保存种薯中的养分、水分,抗旱能力强,出苗整齐、健壮,生长旺盛,增产幅度可达17%~30%。此外,还可节省切块用工和便于机械播种。整薯的大小,一般以20~50g健壮小整薯为宜。   

   (二)播种期

    春播时,在250px土层地温稳定在6~7℃时即可播种。北方一作区,一般在4月下旬至5月上旬。中原二作区,春薯一般在2月中旬至3月下旬。秋薯的播种适期较为严格,通常以当地日平均气温下降至25℃以下为播种适期。南方二作区,秋薯于9月下旬至10月下旬播种,冬薯于12月下旬至1月中旬播种。

   (三)播种方法

    马铃薯适于垄作形式。在高寒阴湿、土壤黏重、地势低洼、生育期间降水较多的地区,大多采用垄作。如我国东北、宁夏南部、新疆的天山以北各地均采用垄作。在东北和内蒙古东部地区多采用双行播种机播种、施肥、覆土、起垄同时进行。行距1625px。垄作一般覆土7~200px厚,若春旱严重,可酌情增加厚度并结合镇压。在我国华北、西北大部地区,生育期间气温较高、雨量少、蒸发量大,又缺乏灌溉条件,多采用平作形式。在秋耕耙耱的基础上,播种时,先开10~375px深的播种沟,点种施肥后覆土。一般行距1250px左右,播后耱平保墒。

五、合理密植

    马铃薯的产量是由单位面积上的株数与单株结薯重量构成。具体可用下式表示:

                     每公顷产量=每公顷株数×单株结薯重

其中,单株结薯重=单株结薯数×平均薯块重;单株结薯数=单株主茎数×平均每主茎结薯数。

    密度是构成产量的基本因素。增加种植密度,可使单位面积上的株数和茎数增加,结薯数增加,因而在密度偏低的情况下,增加密度可有效的提高产量,但在密度过大时,单株性状过度被削弱,产量和商品薯率反而会降低。合理密植在于既能发挥个体植株的生产潜力,又能形成合理的田问群体结构,从而获得单位面积上的最高产量。

    合理密植应依品种、气候、土壤及栽培方式等条件而定。晚熟或单株结薯数多的品种、整薯或切大块作种,土壤肥沃或施肥水平高、高温高湿地区等,种植密度宜稍稀;反之,就适当加大密度,靠群体来提高产量。在目前生产水平下,北方一作区以每公顷5.7万~7.0万株(3800~4600株/亩)为宜;二季作地区,每公顷6.5万~7.5万株(4300~5000株/亩)。在相同种植密度下,采用宽窄行、大垄双行和放宽行距、适当增加每穴种薯数的方式较好,有利于田间通风透光,提高光合强度,使群体和个体协调发展,从而获得较高产量。

六、田间管理

  (一)苗前管理

    北方一作区,马铃薯从播种到幼苗出土约30d。这期间气温逐渐上升,春风大,土壤水分蒸发快,并容易板结,田间杂草大量滋生,应针对具体情况,采取相应的管理措施。

    东北垄作地区,由于播种时覆土厚,土温升高较慢,在幼苗尚未出土时,进行苗前耪(pang三声)地(锄地),以减薄覆土,提高地温,减少水分蒸发,促使出苗迅速整齐,兼有除草作用。在西北、内蒙古西部等地有“闷锄”(出苗前的锄地)习惯,作用与上相同。耪地和闷锄均应掌握适时和深度,切勿碰断芽尖。出苗前,若土壤异常干旱,有条件的地区应进行苗前灌水。

   (二)查苗补苗

    田间缺苗对马铃薯产量影响甚大。因此,当幼苗基本出齐后,即应进行查苗补苗。检查缺苗时,应找出缺苗原因,采取相应对策补苗,保证补苗成活。如薯块已经腐烂,应把烂块连同周围的土壤全部挖除,以免感染新补栽的苗子。

    补苗的方法是在缺苗附近的垄上找出一穴多茎的植抹,将其中1个茎苗带土挖出移栽。干旱时可浇水移栽。

   (三)中耕除草和培土

    中耕松土,使结薯层土壤疏松通气,利于根系生长、匍匐茎伸长和块茎膨大。齐苗后及早进行第一次中耕,深度8~250px,并结合除草。10~15d后进行第二次中耕,宜稍浅。现蕾开花初,进行第三次中耕,宜较第二次更浅。后两次中耕结合培土进行。第一次培土宜浅,第二次稍厚,并培成“宽肩垄”,总厚度不超过375px,以增厚结薯层,避免薯块外露而降低品质。目前东北及内蒙古东部等垄作地区多采用1625px行距的中耕培土器进行中耕培土。

   (四)追肥

    一般在旱区,只要施足底肥,生长期间可以不追肥。如需追肥时,应于块茎形成期结合培土追施一次结薯肥。氮、磷配合施用,追肥量视植株长势长相而定。开花以后一般不再追肥。若后期表现脱肥早衰现象,可用磷、钾或结合微量元素进行叶面喷施,亦有增产效果。

   (五)灌溉和排水

    马铃薯苗期耗水不多,但若干旱时仍需灌水。块茎形成至块茎增长期,需水量最多,如土层干燥,应及时灌溉。生育后期,需水量逐渐减少,但若过度干旱,也需适当轻灌。收获前10~15d应停止灌水,促使薯皮老化,有利于收获和贮藏。各生育阶段,如雨水过多,都要清沟排水,防止涝害。

   (六)防治病虫害

    马铃薯的病害较多,常见的有病毒病、晚疫病、青枯病、环腐病、疮痂病等。晚疫病多在雨水较多时节和植株开花期大量发生,喷洒瑞毒霉锰锌、甲霜灵锰锌、代森锰锌等,可收到较好的效果。青枯病除选用抗病品种外,可采用合理轮作、小整薯作种或从无病地区调种等措施,减轻为害。环腐病主要通过切刀消毒或小整薯作种等措施来减轻发病。疮痂病可用0.1%升汞水浸种1.5h或用0.2%福尔马林浸种l~2h进行防治。也可通过施用酸性肥料,保持土壤湿润来减轻该病发生。

    马铃薯常见的虫害有蛴螬、蝼蛄、地老虎、金针虫、二十八星瓢虫、蚜虫等,一般采用药剂防治。

七、收获与贮藏

   (一)收获

    当植株大部分茎叶枯黄,块茎易与匍匐茎分离,周皮变厚,块茎干物质含量达到最大值,为食用和加工用块茎的最适收获期。种用块茎应提前5~7d收获,以避免低温霜冻危害,保持种性。

    收获应选晴朗干燥天气进行。收前l~2d割掉茎叶和清除田间残留的枝叶,以免病菌侵染块茎。收获过程中,要尽量减少机械损伤,并要避免块茎在烈日下长时间暴晒而降低种用和食用品质。

   (二)贮藏

    收获的块茎,应根据用途不同,采用相应方法进行贮藏管理,以防止块茎腐烂、发芽、受冻和病害蔓延,尽量降低贮藏期间的自然损耗,保证马铃薯的食用、加工用和种用品质。

1.块茎在贮藏期间的生理生化变化

    刚收获的块茎,呼吸作用旺盛,在5~15℃下所产生的热量可达30~50kJ/t·h。如果温度增高或块茎受伤感病等情况发生,呼吸强度更高。在贮藏期间由于块茎水分散失,块茎约损失重量6.5%~11%。新收获的块茎,糖分含量很低,休眠结束时显著增高,萌发时由于自身消耗,糖分含量又下降。块茎内淀粉含量在10~15℃下较稳定,10℃以下淀粉含量开始下降,糖分含量逐渐增加,如在0℃下长期贮藏,会引起糖分大量积累,使块茎变甜,降低食用和加工用品质。

2.贮藏的基本条件和方法 

贮藏地点和贮藏窖要具有通风、防水湿、防冻和防病虫传播的条件。贮藏前将块茎分级摊晾7~15d,进行“预贮”,使伤口愈合。伤口愈合的适宜温度为15~20℃,相对湿度为90%左右。预贮后,剔除愈合不良的伤薯、病薯、畸形薯等,再行贮藏。

    贮藏的适宜温度因用途而不同。种薯贮藏以2~4℃为宜;食用薯以1~4℃为宜;加工用商品薯短期贮藏以10℃左右为宜,长期贮藏时,先贮藏在7~8℃下,加工前2~3周转入16~20℃温度下进行回暖处理,并配合施行化学药剂抑芽。贮藏的相对湿度以85%~95%为宜。不能见光,以免积累龙葵素。

贮藏方法有两种:①冬贮法:一季作地区,进行冬季贮藏,一般采用窖藏,有井窖、棚窖、窑洞窖、土沟窖等。贮藏量不超过窖体的2/3。当温度降到0℃时,应在薯堆上加覆盖物或熏烟增温。②夏贮法:二季作地区,春薯收后于夏季贮藏,一般在阴凉通风地点用架藏方法,即搭成多层棚架,每层架上摆3~4层薯块。这种贮藏方法块茎失水较多,应在中、后期适当进行覆盖。