李 扬，王 靖，唐建昭，马雪晴，潘学标

农牧交错带马铃薯高产和水分高效利用的播期和品种选择

李 扬1，王 靖1※，唐建昭2，马雪晴1，潘学标1

（1. 中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；2. 河北省科学院地理科学研究所，河北省地理信息开发应用工程技术研究中心，石家庄 050011）

雨养马铃薯的稳产和增产对保障北方农牧交错带粮食安全有重要意义。农牧交错带马铃薯可播种期长且水热条件年际变异大，因此，不同的水热年型应选择不同的马铃薯播期和品种。该研究基于农牧交错带武川试验站典型水热年型（2017：暖干；2018：暖湿）的马铃薯分期播种耦合品种选型试验，选择早熟（费乌瑞它）、中熟（康尼贝科）和晚熟（克新一号）3个品种，耦合早播（04-27/04-28）、中播（05-15/05-16）和晚播（06-01/06-02）3个播期，以雨养马铃薯高产和水分高效利用为依据确定典型水热年型下的播期和品种优化组合，并揭示其互作效应对产量和水分生产力的影响。结果表明：不同水热年型下，播期和品种变化对马铃薯生育期、产量和水分生产力均影响显著，马铃薯全生育期最短仅90 d（早熟晚播），最长达138 d（晚熟早播），早、中和晚熟品种平均生育期有效积温分别为1 691.5、1 772.6和1 944.6 ℃·d。随播期推迟马铃薯播种-块茎形成期缩短，而块茎形成-成熟期无显著变化。暖干年马铃薯的平均产量为6 187.3 kg/hm2，其中早熟品种（费乌瑞它）早播和中播的产量和水分生产力显著高于其他耦合方式；暖湿年马铃薯的平均产量为19 390 kg/hm2，其中晚熟品种（克新一号）中播的产量（23 103.9 kg/hm2）和水分生产力（6.8 kg/m3）最高。适宜的播期和品种优化组合降低了马铃薯生育期的水分胁迫。马铃薯产量和生育期气象因子的相关分析表明，块茎形成-成熟期的降水可以解释马铃薯产量变异的87%。研究可为不同水热年型下马铃薯种植选择最佳播期和品种组合提供科学参考。

作物；水分；产量；马铃薯；水热年型；气象因子；农牧交错带

0 引 言

中国北方农牧交错带是气候变化敏感带，该区域降水量低且年际变异大，以典型的旱地农业为主[1]。马铃薯是农牧交错带的主要农作物，产量占该区作物总产的46.8%。近年来马铃薯的播种面积仍在持续增加[2]，因此，马铃薯高产和稳产对保证农牧交错带粮食安全具有重要意义[3]。由于马铃薯属喜凉、不耐高温的作物，气候暖干化加剧了雨养马铃薯的水分亏缺，对马铃薯稳产和增产有十分不利的影响[4-5]。

适期播种有利于作物对水热资源的需求与供给的匹配，是提升作物产量和水分生产力的最经济方式之一[6-7]。赵沛义等研究表明，过晚播种使马铃薯生育期的水分亏缺程度加剧，导致薯块含水量高而不利于淀粉的积累，因此推荐内蒙古阴山地区马铃薯的最适播期为5月初[8]。Wang等[9]的研究表明，农牧交错带西南部地区马铃薯的最适播期在5月底，此时播种可充分利用光温资源，有利于应对气候变暖。Tang等[10]的研究表明适宜播期随气候条件而变化，农牧交错带的东部、中部和西部马铃薯的最适播期分别为4月5日、5月1日和5月15日[11-13]。这些研究结果表明，由于不同年际间温度和降水条件等的显著差异，农牧交错带马铃薯最适播期的年际变异较大[14]。选择适宜的品种是马铃薯生产应对气候暖干化以及提高产量稳定性的重要措施。董旭生等[15]指出适宜的马铃薯品种可使产量提升30%以上。张丽芳[16]在内蒙古中部地区的试验表明中熟品种克新一号的产量较其他品种产量高且适应性强。针对农牧交错带降水少且变异大的特点，任永峰等[17]对8个不同马铃薯品种的抗旱性研究表明马铃薯产量和水分生产力在不同的品种间表现出显著差异，其中底西芮、克新一号和费乌瑞它3个品种的产量和水分利用效率较高，适宜当地种植。于婷婷等[18]的研究表明，品种的选择应基于不同地区的降水量，随降水量的减少应选择更早熟的马铃薯品种。

通常在雨养农业区，作物生长季的降水是决定产量变异的关键气象因子[19-20]，但也有研究表明，作物生育期的降水分布对产量影响更大[21-22]。Tang等[23]的研究表明，马铃薯块茎形成前10 d到后15 d的降水和潜在蒸散的比值可以解释当地马铃薯产量变异的71%。因此，农牧交错带马铃薯的适宜播期和品种选择应该考虑不同的水热年型。当前的研究主要集中在分析单一措施如播期调控或品种选择对马铃薯产量和水分生产力的影响，而播期和品种互作对马铃薯产量和水分生产力的影响及其影响机制鲜有研究，尚未揭示出农牧交错带不同水热年型下雨养马铃薯的最优播期和品种组合。分期播种试验能在有限年份条件下为作物生长创造出多种不同的气象条件，已广泛用于比较不同水热年型下的作物生长发育和产量形成。因此，本研究基于农牧交错带雨养马铃薯播期和品种耦合试验，揭示影响马铃薯产量变异的气象因子，提出适应农牧交错带不同水热条件下的播期和品种组合，为该地区雨养马铃薯高产和水分高效利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验站点概况

马铃薯播期和品种耦合试验在农牧交错带典型站点内蒙古呼和浩特市农业部武川农业环境科学观测试验站（简称“武川试验站”）进行。站点位于北方农牧交错带中段（41°06′N，111°28′E），属于干旱半干旱大陆性季风气候区，海拔1 756 m，1981－2010年平均气温和降水量分别为3.9 ℃和325 mm，降水主要集中在4－9月，年潜在蒸发量为降水量的5倍；无霜期90～140 d左右，全年月平均风速为4.5 m/s，土壤为栗钙土，种植制度为一年一熟。表1为站点的基础土壤数据，包括容重、土壤饱和含水量、田间持水量和凋萎含水量等。试验站点的气象数据主要包括日照时数（h）、日最高气温（℃）、日最低气温（℃）和降水（mm）等，来源于中国气象局国家气象信息中心地面气象资料观测数据集，日总太阳辐射根据Ångström方程通过日照时数进行计算[24]。

表1 研究站点土壤物理特性

1.2 试验设计与观测

使用武川试验站1981－2018年作物生长季（4－9月）的总降水和平均温度，根据平均温度距平和总降水距平，将不同的年份划分为冷干、冷湿、暖干和暖湿4种不同的年型。由图1可知，2017年属于暖干年，2018年属于暖湿年（图1）。

根据以上年型划分，以2017和2018年作为典型年进行试验，马铃薯播期和品种耦合试验均在雨养条件下进行。选择早熟品种费乌瑞它（Favorita）、中熟品种康尼贝克（Connibeck）和晚熟品种克新一号（Kexin_1），设置早播（04-27/04-28）、中播（05-15/05-16）和晚播（06-02/06-03）3个播期。不同播期和品种处理均设置3个重复，每个小区的面积为28 m2，加保护行后试验田的总面积为1 000 m2。两年试验的不同品种马铃薯种薯均选择带芽眼的切块马铃薯，采用穴播方式，播种密度均为5穴/m2，行距50 cm，株距40 cm。两年试验均在播种时一次性施入尿素37.5 kg/hm2（纯氮含量为46.3%）、磷酸二铵75 kg/hm2（纯氮含量为18%，P2O5质量分数为46%）和氯化钾37.5 kg/hm2（K2O质量分数为60%），由于播种期土壤较干旱，为了保证马铃薯正常出苗，统一在播前进行30 mm的补水，之后均处于雨养条件。

图1 水热年型划分

马铃薯生育期的观测方法为平行观测法，主要记录马铃薯的出苗、块茎形成、块茎膨大和成熟，具体的观测标准见《农业气象观测规范》[25]。生物量的测定从马铃薯出苗之日起每隔15 d观测一次。取样时，每个小区取3株代表性较好的马铃薯植株，将根、茎、叶和薯等各个器官分离，称量不同器官的鲜质量，各器官留一定量小样烘干至恒重，之后称量不同处理的烘干质量。

采用便携式叶面积仪（LI-3000 C）测定不同处理的叶面积，土壤水分的测定方法为烘干称重法。待马铃薯地上部95%以上枯萎后记为成熟期并进行收获。成熟收获时，每个小区中间取两行（8 m2）进行产量测定，分别测定地上部干、鲜质量、马铃薯薯块干、鲜质量、商品薯（≥150 g）干、鲜质量、商品薯数量、商品薯率（商品薯数量/总数量´100%）、小薯（<150 g）干、鲜质量和小薯数量，成熟期马铃薯块茎的干鲜质量比约为1∶5。

土壤水分贮存量即在一定深度土壤内的水分含量

式中为土壤水分贮存量，mm；d为土壤容重，g/cm3；为土层厚度，cm；为土壤质量含水量，%；w为湿土质量，g；d为干土质量，g；b为铝盒质量，g。

田间耗水量（evapotranspiration，ET）由作物的蒸腾和土壤的蒸发两部分组成。由于试验在雨养条件下进行，田间耗水量主要来自播前土壤贮水和生育期降水，由水量平衡公式计算

式中D为作物自播种到成熟，1 m土壤深度中贮藏水分的变化情况，等于作物成熟时测得的土壤贮水量和播种前土壤贮水量的差值[26-27]，mm；为此阶段对应的降水量，mm；为此阶段的灌溉量，mm；为地下毛管水上升量，mm； ET为作物田间耗水量，mm；为径流量，mm；为渗漏量，mm。本试验区以旱地为主，地下水位均位于10 m以下，因此，计算时忽略毛管上升水量径流量和渗漏量。试验期间仅在播种前进行一次30 mm的灌溉，将补灌量加入同时期的降水量进行计算。因此，公式（3）可以简化为

作物水分生产力（water productivity，WP）是指作物单位耗水量所获得的作物产量

式中WP为作物水分生产力，kg/m3；为作物产量，kg/hm2。

1.3 产量－气象因子关系构建

马铃薯生长过程中，薯块形成前通过叶片形成的干物质主要分配给地上部分，而薯块形成后是干物质分配的转折点，此阶段的干物质主要分配给地下部分[28-29]。因此，参考前人研究，选取播种－块茎形成期、块茎形成－成熟期和全生育期的温度、降水和辐射，以及降水和潜在蒸散的比值（/ETP）[23]，探究不同生长阶段气象因子及全生育期的水分胁迫因子（1-/ETP）和产量的关系。潜在蒸散量ETP的计算公式如下

式中c是马铃薯不同生育期的作物系数，马铃薯发育始期、发展期、中期和后期的作物系数分别为0.45，0.80，1.10和0.80[2]。ET0的计算根据FAO推荐的Penman-Monteith公式计算[30]

式中ET0是参考作物蒸散量，mm/d；n是净辐射，MJ/（m2∙d）；为土壤热通量，MJ/（m2∙d）；是2 m高度处的日平均温度，℃；2是2 m高度处的风速，m/s；s是饱和水汽压，kPa；a是实际水汽压，kPa；是饱和水汽压随温度变化的斜率，kPa/℃；是干湿表常数，kPa/℃。

分析不同气象因子和马铃薯产量的关系时，首先分析各气象因子和产量的相关性，然后将和产量有显著相关的所有气象因子和产量进行多元逐步回归分析，建立马铃薯产量－气象因子关系。

试验数据的记录和处理使用Excel 2010和SPSS 22进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 播期和品种互作对马铃薯生育期的影响

由图2可知，马铃薯生育期长度在90～138 d之间，不同年型、播期和品种间生育期长度存在显著差异，最长的生育期为暖干年晚熟品种早播，最短的生育期为暖湿年早熟品种晚播。随播期推迟，播种－块茎形成期均缩短，而块茎形成－成熟期无显著差异，块茎形成－成熟期在总生育期的占比随播期推迟增加，早、中和晚熟马铃薯品种早、中和晚播的块茎形成－成熟期占总生育期的比例平均分别为47.6%、54.7%和60.5%。暖湿年马铃薯出苗速率较暖干年快，块茎形成较早，且块茎膨大持续的时间较长。马铃薯生育期长度与生育期平均温度呈显著的负相关（图3），生育期平均温度每升高1 ℃，生育期长度缩短20.6 d。不同品种马铃薯生育期有效积温差异显著，早、中和晚熟品种不同播期的生育期平均有效积温分别为1 691.5、1 772.6和1 944.6 ℃·d，早熟品种不同播期生育期积温变异较中熟和晚熟品种低（图4）。

注：F、K、Z分别表示早熟、中熟和晚熟品种；E、M、L分别表示早播（04-27/04-28）、中播（05-15/05-16）和晚播（06-02/06-03）。下同。

图3 生育期长度与平均温度的关系

图4 马铃薯不同品种的生育期平均有效积温

2.2 播期和品种互作对马铃薯产量和水分生产力的影响

表2显示播期和品种耦合下马铃薯的产量构成及产量在不同年型间存在显著差异。暖干年不同耦合方式下马铃薯产量在4 816.7～7 457.5 kg/hm2之间，平均为6 187.3 kg/hm2。早熟品种早播的产量为6 914.5 kg/hm2，其商品薯率最高为2.4%，中播的产量最高，而晚播的产量5 189.6 kg/hm2显著低于早播和中播（<0.05），且早熟品种晚播和中熟品种的3个播期的商品薯率均为0，晚播的产量最低。暖干年早播和中播的平均产量比晚播分别高17.3%和19.2%，早熟和晚熟品种不同播期的平均产量显著高于中熟品种（<0.05）。暖湿年不同耦合方式下马铃薯平均产量较暖干年显著增加，在15 014.1～23 103.9 kg/hm2，平均为19 390 kg/hm2。不同品种在中播时的产量显著高于早播和晚播的产量（<0.05），晚熟品种产量显著高于中熟和早熟品种（<0.05），其中晚熟品种中播的产量最高，且商品薯率达23.2%。晚熟品种早播的产量为21 644.5 kg/hm2，但其商品薯率最高，达30.3%。早熟品种晚播的产量显著低于其他播期和品种耦合方式下的产量（<0.05），商品薯率也最低，仅10.5%。

表2 不同播期和品种耦合下马铃薯产量及其构成

注：不同字母表示同一年型内不同处理在0.05水平上差异显著。产量以鲜质量计。

Note: Different letters indicate significant differences at the 0.05 level among different treatments in the same year type. Yield is represented in fresh yield of potato.

由表3可知，暖干年早熟品种晚播的水分生产力最低，仅为2.7 kg/m3，中熟品种晚播尽管其产量最低，但其全生育期耗水量146 mm显著低于早熟品种晚播的耗水量，因此其水分生产力（3.3 kg/m3）要高于早熟品种晚播。产量最高的早熟品种中播耗水量和水分生产力分别为204 mm和3.7 kg/m3。水分生产力最高的耦合方式是早熟品种早播，达4.6 kg/m3。暖湿年不同耦合方式下的耗水量均在300～400 mm，显著高于暖干年。产量最低的早熟品种晚播水分生产力也最低，为4.0 kg/m3，产量最高的晚熟品种中播的水分生产力也最高，达6.8 kg/m3。综合考虑产量和水分生产力，暖干年选择早熟品种早播和中播，而暖湿年选择晚熟品种中播。

表3 不同播期和品种耦合下马铃薯的耗水量和水分生产力

2.3 播期和品种对马铃薯生育期、水分生产力和产量的互作效应

表4分析了不同播期和品种耦合对马铃薯生育期长度、水分生产力和产量的互作效应。方差分析结果表明，除暖干年播期对马铃薯水分生产力的影响未达到显著水平（>0.05）外，不同播期和品种对马铃薯生育期长度、水分生产力和产量的影响均达到了显著水平（<0.05）。播期和品种互作效应分析表明，二者的耦合调控对生育期长度和水分生产力均有显著影响（<0.05），但其互作对产量的影响并不显著。

表4 播期和品种对马铃薯生育期长度、水分生产力和产量的互作效应分析

注：不同字母表示同一项目内在0.05水平上差异显著。

Note: Different letters in the same column indicate significant differences at the 0.05 level.

2.4 马铃薯产量－气象因子关系

马铃薯产量和全生育期的最高温度呈显著负相关（2=0.32，<0.05），而播种－块茎形成期最低温度和生育期最低温度与马铃薯产量无显著相关。马铃薯播种－块茎形成期、块茎形成－成熟期和全生育期的太阳辐射与马铃薯产量均无显著相关。马铃薯块茎形成－成熟期的降水和马铃薯产量的相关性最高（2=0.87，<0.01），其次为播种－块茎形成期的降水（2=0.61，<0.01）。

多因子逐步回归分析结果表明，仅马铃薯块茎形成－成熟期的降水与马铃薯的产量达到极显著相关（<0.01）。因此，马铃薯产量的变异主要由该阶段的降水决定（图 5）。

图5 马铃薯块茎形成－成熟期降水与产量的关系

分析不同耦合方式下马铃薯生育期内水分胁迫因子与产量的关系可知（图6），马铃薯生育期内水分胁迫和产量达到了极显著的负相关（<0.01），反映适宜的播期和品种组合降低了生育期的水分胁迫，因此其产量和水分生产力都较高。

图6 马铃薯产量和生育期水分胁迫因子的关系

3 讨 论

不同水热年型下，播期和品种变化对马铃薯生育期、产量和水分生产力均有显著影响。播期显著影响马铃薯生育期，播期推迟导致马铃薯生育期缩短[31]。分析不同处理马铃薯播种-块茎形成期的平均温度可知，暖干年早熟品种早播、中播和晚播播种-块茎形成期的平均温度分别为14.4、16.9和17.3 ℃，中熟品种各播期分别为13.6、17.6和17.5 ℃，晚熟品种分别为14.4、16.9和17.1 ℃；而暖湿年早熟品种早播、中播和晚播播种-块茎形成期的平均温度分别为14.4、15.8和18.6 ℃，中熟品种分别为14.4、15.8和18.7 ℃，晚熟品种分别为14.6、15.9和18.7 ℃，早播因播种－块茎形成期温度较低，生长速率较缓慢，播种－块茎形成期较长，而播期推迟，马铃薯播种－块茎形成期温度增加，导致马铃薯生育期缩短，这与沈姣姣等的研究结果一致[11]。不同品种在同一播期的出苗时间无明显差异，出苗后，品种熟性不同导致完成生育期所需的有效积温不同以及各播期水热条件的差异导致后期发育差异较大。前人研究结果表明该区适宜种植的马铃薯品种包含早、中和晚熟3种不同熟性[16-17]，主要原因是该区年际间水热条件差异较大。本研究表明农牧交错带不同水热年型下的最适品种存在差异，暖干年型适宜种植生育期较短的早熟品种，而暖湿年型则适宜种植生育期较长的晚熟品种。Tang等[23]的研究定量分析了播期对农牧交错带雨养马铃薯产量的影响，但未考虑品种及播期与品种的耦合效应对马铃薯产量的影响；李扬等[32]的研究使用APSIM-Potato模型模拟了该区1981－2010年雨养马铃薯的最适播期和品种耦合方式，长期连续模拟的结果表明，品种“克新一号”在5月底到6月初播种的多年平均产量最高，但未考虑到最适播期和品种在不同气候年型下的差异。本研究基于2 a的田间试验进一步细化了不同水热年型下的雨养马铃薯最佳播期和品种组合。

农牧交错带马铃薯的需水量约为418 mm[33]，在雨养条件下，降水是作物水分需求的唯一来源，因此，作物产量和生长季降水通常有很好的相关关系[19]，但进一步的研究表明降水在作物生长期的分配对产量起决定作用，需水关键期的水分胁迫会造成严重减产[34]。本研究结果表明马铃薯块茎形成－成熟期降水量与产量的相关达到了极显著水平，这与前人的研究结果认为马铃薯需水关键期为薯块形成期和块茎膨大期基本一致[35]，且暖干年马铃薯生长季降水量仅282 mm，各耦合方式下马铃薯整个需水关键期都没有得到充足的水分补给，水分胁迫严重限制了马铃薯的生长发育和产量形成；暖湿年生长季降水量为419 mm，仅个别耦合方式在需水关键期受到轻微的水分胁迫，因此，暖湿年马铃薯产量显著高于暖干年。前人研究指出，播前土壤中较多的有效水分会显著影响马铃薯产量[34]，本研究播前土壤含水量和产量的相关性也达到了极显著水平（<0.01），但逐步回归分析结果表明仅块茎形成－成熟期的降水决定了马铃薯的产量变异。雨养条件下，作物整个生长期所需水分均来自土壤水分，而降水是旱地农田土壤水分的唯一供给，因此，其本质仍是降水和产量的关系。

前人的研究结果表明，农牧交错带雨养马铃薯的最适播期和品种都存在较大的年际变异，本研究仅包含暖干和暖湿2种年型，结果表明不同年型下的最佳耦合方式不同，因此在研究马铃薯的最佳播期和品种耦合方式时，需要考虑不同的水热条件。需要更多的试验来覆盖冷干和冷湿年型下的最佳播期和品种耦合方式，并借助农业生产系统模型来揭示不同年型下马铃薯的最佳播期和品种耦合方式。在实际生产中，准确预测未来的气候年型对选择适宜的播期和品种就显得至关重要[36]，当前对降水等的短期气候预测精度在70%左右[37-38]，尚不能完全满足农业生产的要求[39]。因此，随着短期气候预测和中长期气候预报精度的不断提高，适宜播期和品种选择在未来农业生产中将发挥更加重要的指导作用。

4 结 论

本研究基于暖干和暖湿2种不同水热年型马铃薯播期耦合品种试验，以雨养马铃薯产量和水分生产力为依据，确定了农牧交错带典型站点雨养马铃薯在不同水热年型下的最适播期和品种组合方式，揭示了不同播期和品种组合方式对雨养马铃薯产量的影响机制，并通过气象数据和统计分析方法解析了决定当地雨养马铃薯产量变异的关键气象因子，结论如下：

1）在暖干年份选择早熟品种费乌瑞它在4月底到5月初播种有利于减轻块茎需水关键期的水分胁迫，获得较高的产量和水分生产力；暖湿年选择晚熟品种克新一号在5月中旬播种，产量和水分生产力最高。

2）马铃薯生育期降水量和产量极显著相关，农牧交错带马铃薯产量变异的决定因子为块茎形成－成熟期的降水量，该期的降水量能够解释马铃薯产量变异的87%。

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Selecting planting date and cultivar for high yield and water use efficiency of potato across the agro-pastoral ecotone in North China

Li Yang1, Wang Jing1※, Tang Jianzhao2, Ma Xueqing1, Pan Xuebiao1

(1.,,100193,China; 2.,,,,,050011,)

Potato is one of the staple food crops across the agro-pastoral ecotone (APE) in North China under rainfed condition. High and stable yield of potato is of significance for ensuring food security in the APE. The combination of planting date and cultivar should be selected according to different hydrothermal year types due to long potential planting time and high inter-annual variation of hydrothermal conditions during the potato growth period in the APE. To investigate the suitable combination of planting date and cultivar for rainfed potato under different hydrothermal conditions, field experiments were conducted under warm-dry (2017) and warm-wet (2018) year types. Each year included three planting dates and cultivars: early- (April 26/27), middle- (May 15/16) and late (June 02/03) planting combined with early- (Favorita), middle- (Connibeck), and late (Kexin_1) maturing potato cultivars. The experiment results were used to compare the length of the growing period, fresh yield and water productively of potato under different combinations of planting dates and cultivars. The optimal combination of planting date and cultivar was determined according to both high yield and water productivity of potato during different year types. Moreover, the study revealed the impact mechanism of change in planting date and cultivar on yield and water productivity of potato and the yield-determining factors of rainfed potato were investigated by conducting the relationship between yield and main meteorological factors during different growth periods of potato. The study results showed that change of plating date and cultivar had significant interactive impacts on phenology, yield and water productivity. The shortest growing period of potato was only 90 d under late-planting of early-maturing cultivar while the longest growing period of potato reached 138 d under early-planting of late-maturing cultivar. The time of potato growing period had a negative correlation with mean temperature (<0.01). Mean growing period effective thermal time more than 2 ℃ for early-, middle- and late-maturing cultivars were 1 691.5, 1 772.6 and 1 944.6 ℃·d, respectively. The delay of planting date would accelerate the emergence rate and shorten the time from planting to tuberization for each combination. However, the time from tuberization to maturity did not change significantly with the change in planting date. There were different combinations of planting date and cultivar under different year types. In the warm-dry year, average yield across all the planting dates and cultivars was 6 187.3 kg/hm2. Early-maturing variety ‘Favorita’ under early to middle planting could alleviate the water stress during potato growing period, and had higher fresh yield and water productivity than other combinations. Average fresh yield across all the planting dates and cultivars was 19 390 kg/hm2. Planting late-maturing variety ‘Kexin_1’ on middle May could achieve the highest yield and water productivity of 23 103.9 kg/hm2and 6.8 kg/m3, respectively in the warm-wet year. Optimal combination of planting date and cultivar could reduce the water stress during potato growth period and increase the yield and water productivity of potato under different year types. The correlation analysis of yield-climate relationship showed that precipitation from tuberization to maturity had the highest positive correlation with potato yield (<0.01), and could explain 87% of the variation of potato yield. Our study could provide a scientific reference for choosing the optimal combinations of planting date and cultivar for potato under different hydrothermal year types.

crops; water; yield; potato; hydrothermal year type; meteorological factors; agro-pastoral ecotone

李 扬，王 靖，唐建昭，马雪晴，潘学标. 农牧交错带马铃薯高产和水分高效利用的播期和品种选择[J]. 农业工程学报，2020，36(4)：118－126. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.04.014 http://www.tcsae.org

Li Yang, Wang Jing, Tang Jianzhao, Ma Xueqing, Pan Xuebiao. Selecting planting date and cultivar for high yield and water use efficiency of potato across the agro-pastoral ecotone in North China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(4): 118－126. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.04.014 http://www.tcsae.org

2019-09-15

2020-01-21

中央高校基本科研业务费专项资金（2018TC042）；国家自然科学基金项目（41871086，41475104）

李 扬，博士生，主要从事气候变化对作物的影响及适应等方面研究。Email：doudoucau@163.com

王 靖，博士，副教授，博士生导师，主要从事农业生产系统模拟与气候变化影响评估研究。Email：wangj@cau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.04.014

S162.5+7

A

1002-6819(2020)-04-0118-09