周博士考察拾零(一百二十一)马铃薯种薯繁育设施——“中国马铃薯之乡”甘肃定西考察纪实

周长吉（农业农村部规划设计研究院，北京 100125）

马铃薯既是蔬菜，又是主粮，是人们生活中不可或缺的食物原料。马铃薯富有营养，所含维生素是胡萝卜的2倍、大白菜的3倍、西红柿的4倍，VC含量更是蔬菜之最。马铃薯营养成分全面，营养结构比较合理，含有丰富的碳水化合物和大量优质的膳食纤维素，配合全脂牛奶（弥补马铃薯营养成分中偏低的蛋白质、钙和VA），可完全满足人类生命和健康的需要，被称为人类“十全十美的食物”。

马铃薯在世界各地都有种植，是人类农业生产中的重要种植作物。“十三五”以来，中国推行马铃薯主粮化政策，各地高度重视马铃薯的种植，也产生了多个具有规模效应的“薯都”“薯乡”和“马铃薯地理标志”，为中国马铃薯产业的发展起到了积极的带动作用。

伴随着全国马铃薯产业的迅猛发展，各地对马铃薯种薯的需求也与日俱增。马铃薯种薯包括原原种、原种、原种一代和原种二代，其扩繁的方法包括块茎无性繁殖和子球播种繁殖两种方法。块茎无性繁殖由于切口容易传染病毒，引发环腐病等，现代的马铃薯种薯繁育大都选用直径3～3.5 cm的健康种薯进行整薯播种生产。繁育的场所有露地大田，但更多的还是采用保护地设施。

马铃薯性喜冷凉，是典型的低温作物。其地下薯块形成和生长需要疏松透气、凉爽湿润的土壤环境。块茎生长的适温是16～18℃，当地温高于25℃时，块茎停止生长；茎叶生长的适温是15～25℃，超过39℃停止生长。

定西市位于甘肃省中部的黄土高原，海拔高度在2000 m左右，气候冷凉、空气干燥、阳光充足，夏季气温不超过30℃，非常适合马铃薯的种植和繁育，全市马铃薯种植面积在2500万亩（1667500 hm2）左右，是中国重要的马铃薯育种基地，也是中国特产之乡组委会审定命名的“中国马铃薯之乡”。

2020年9月3～5日在做《甘肃省定西市安定区关川流域现代农业发展规划》的现场考察中，笔者系统地考察和学习了甘肃定西在马铃薯种薯繁育中使用的各类设施及配套装备。作为考察的总结，介绍给广大的读者，供大家学习和参考。

露地大田繁育

马铃薯种薯在露地大田繁育的方法从形式上与商品薯种植方法相同（图1），但为保证种薯繁育的安全性，除了铺设地膜保墒外，灌溉和施肥是不可或缺的保障条件。在考察中发现，这里对马铃薯种薯繁育基地的灌溉施肥设施不仅做到了“有”，而且做到了“优”。所谓“有”，就是基地配套了从水源到田间供水完整的供水系统（图2）；所谓“优”，一是供水首部都配置了备用管路和设备，在一条线发生故障后备用管路可保证不间断的灌溉供水（图2a中的水源供水管是三备一，图2b中的过滤和施肥系统是二备一）；二是灌溉系统配套了水肥一体化设备（图2b），在灌溉的同时实现了自动供肥，不仅节约了施肥的劳动成本，提高了施肥的均匀性和有效性，还通过测土配方实现了施肥的精准性，从而有效节约了施肥成本，实现了“节水节肥”的“双节”目标；三是田间灌溉的输水管网全部采用管道输水，主管和支管采用地埋方式铺设，田间毛管则采用了微喷软管，前者有效解决了输水渗漏或蒸发的问题，后者则将灌溉水精准输送到马铃薯种植垄，使灌溉用水的有效利用率得到显著提升。这种灌溉系统的输配送管网系统非常适合于如定西这种水资源不丰富的干旱地区。

图1 马铃薯种薯大田繁育

图2 马铃薯种薯大田繁育配套灌溉与水肥一体化设备

塑料大棚繁育

塑料大棚建设投资成本低，与露地大田繁育相比可提早和延后种植时间1个月以上，既可以单独进行马铃薯种薯繁育，也可以与露地大田结合进行马铃薯繁育。

塑料大棚是设施种植中应用最广泛的设施，也是标准化程度最高的设施，虽然各地对塑料大棚在结构用材上有所改进，但大棚的跨度、脊高等主体结构参数基本都在定型尺寸范围内，一般大棚的跨度在8～10 m，脊高3～3.5 m。由于马铃薯种植的株高低矮，所以大棚可采用落地拱或肩高较低（1.0 m以下）的带肩拱（图3a）。

塑料大棚在当地进行马铃薯繁育的种植季节为从春季到秋季，冬季休闲，由此，塑料大棚不配套加温系统，其环境控制设备主要为侧墙卷膜通风的自然通风系统（图3b），有条件的可以选配电动卷膜器，根据室内温度实现自动控制，经济条件差时也可选配手动卷膜系统，人工控制卷膜器的启闭。为避免夏季过强阳光，可在大棚外表面覆盖遮阳网，采用与侧墙卷膜通风相同的手动或电动卷膜器控制遮阳网的启闭，条件不具备的地区也可以采用人工手动拉拽的方式控制遮阳网的启闭。

灌溉系统是大棚马铃薯种薯繁育必不可少的配套设备。按照常规育苗的要求，灌溉设备基本都是以喷灌为主。在参观考察中看到的灌溉系统是从大棚山墙处引出支管，沿大棚山墙引到喷灌线高度后将其分为2条喷灌线，喷灌线沿大棚长度方向通长布置（图3c）。从喷灌线上间隔引出喷头毛管，末端安装喷头，即可实现吊挂式喷灌。

图3 大棚及其配套设施

对灌溉的水源，考察发现这里采用了与马铃薯繁育相同结构的塑料大棚做田间储水和泵房的做法（图4）。在大棚内挖池用土工布防水即形成储水水池（图4a），过滤器、加压水泵以及水肥一体化设备等灌溉首部设备均集中布置在大棚内山墙一端（图4b），主管将灌溉水输送到每个大棚后再用支管连接到大棚喷灌系统。每个大棚的支管上安装旁通和过滤器（图4c），在保证供水安全的条件下进一步提升供水水质，并确保灌溉水不堵塞喷头。

图4 塑料大棚马铃薯种薯繁育的水源系统

为了保证大棚内相对恒定的温度，水源大棚采用了固定式外保温的方式（图4a）。这种做法有效阻挡了室外自然光的进入，从而避免了大棚内储水在光照作用下可能形成藻类的问题，也降低了后续过滤系统的动力负荷、减少了清洗恢复过滤系统的频次，更降低了喷头堵塞的风险。

这种用塑料大棚替代砖混结构水泵房（图2）的做法有效解决了田间工程破坏耕地的问题，也有效破解了田间工程建设需要建设用地的限制。设施的建设成本低，未来耕地恢复的难度小，是一种值得学习和推荐的建设方案。

大棚内的种植方式全部为基质栽培，基质以草炭为主，通气性和保水性兼顾，基质的深度在10 cm左右。盛装基质的容器有两种方式：一种是用基质盘盛装基质后平铺在大棚地面上（图5a）；另一种是在大棚地面上搭建固定栽培床（图5b）。前者布置灵活、地面利用率高、成本低，但管理作业的劳动强度大；后者地面利用率较低但标准化程度高。

图5 塑料大棚种植方式

不论是基质盘种植还是栽培床种植，种植床都可以直接铺设在地面上，也可以架空地面设置，后者种植床不受地面温度的影响，而且基质的沥水性更好，在条件允许的情况下，可尽量将种植床架离地面。

连栋塑料薄膜温室繁育

连栋塑料薄膜温室较塑料大棚土地利用率更高、环境调控能力更强、室内作业空间更大、生产的技术水平也更高。

用连栋塑料薄膜温室繁育马铃薯种薯，在设施温度控制上分别采用了室外遮阳系统、侧墙卷膜通风系统、屋面卷膜通风系统等自然通风降温系统（图6）和湿帘风机强制通风降温系统（图7）。外遮阳系统除了具有遮阳降温作用外，在马铃薯种薯生产中主要起降低室内光照强度的作用。湿帘风机降温系统则可以满足夏季高温期间的降温需求。侧墙和屋面的卷膜自然通风系统运行成本低、设备投资省，是一种廉价而高效的通风降温系统。联合配套这些设备，可根据室内外气温的变化灵活启动不同的设备，在保证种植作物需要的温光条件下实现温室的最经济运行。从环境控制的水平来看，全部设备实现了自动控制。

图6 连栋塑料薄膜温室配备的自然通风与外遮阳系统

图7 连栋塑料薄膜温室配备的湿帘风机强制通风降温系统

在温室的种植设备配置上，沿用了塑料大棚的喷灌系统（图8a、图8b），但同时又采用了活动苗床（图8c）。与塑料大棚用的地面栽培床相比，活动苗床的地面利用率更高，而且随着活动苗床床面的提高，也更便于操作人员作业，从而也大大减轻了作业人员的劳动强度。活动苗床除了进行马铃薯种薯繁育外，还可以用于蔬菜、花卉育苗，也可以用作盆栽作物的种植，更拓展了温室的用途，为温室企业未来的改行转型或非马铃薯种薯繁育季节的扩大再生产提供了基础条件。

图8 连栋温室繁育马铃薯的苗床与灌溉系统

日光温室繁育

日光温室以其经济、高效和节能的性能已成为中国北方地区应用和推广面积最大的一种种植生产设施，尤其在蔬菜的越冬生产中更是无可替代。在补充供热的条件下，日光温室也广泛应用在蔬菜和花卉育苗中（在一些冬季温度相对温暖的北方地区，日光温室不配采暖系统也能安全进行育苗生产）。

在定西的马铃薯种薯繁育中笔者也看到了日光温室的身影（图9）。其种植模式保留了塑料大棚和连栋塑料薄膜温室中马铃薯种薯繁育的基本模式：一是采用喷灌进行灌溉；二是采用草炭作为栽培基质；三是采用栽培床进行栽培。但在日光温室中的栽培床做成了固定式半高架床，虽不及连栋塑料薄膜温室中活动苗床那样高的地面利用率，但却借鉴了其栽培床架离地面的安装形式，较塑料大棚内地面栽培床更方便作业。

图9 日光温室繁育马铃薯种薯

对日光温室的结构选型，早期的结构采用了土墙结构（图10a），后屋面采用彩钢板保温。从运行看，后墙结构不结实、侵蚀严重（图10b）。最新的建设采用完全组装的轻型结构（图10c），骨架采用椭圆管单管结构，后墙和后屋面围护采用柔性保温材料。这种结构基础牢固（采用条形基础），拱架工厂化生产，所有金属构件表面热浸镀锌，构件连接采用装配结构，完全避免了现场焊接作业，不仅加快了温室施工安装的速度，也完全避免了由于焊接而对金属构件表面镀锌层的破坏。单管骨架遮光少，室内光照更加均匀。温室冬季生产安装室外保温被保温，可实现安全越冬生产（在冬季室外温度较低的地区可适当补充加温）；夏季生产安装遮阳网遮阳降温，结合前屋面和屋脊通风可实现安全越夏生产。因此，采用日光温室进行马铃薯种薯的繁育可实现周年生产，其生产的时节比塑料大棚和连栋塑料薄膜温室显著增加，完全避免了设施生产的冬闲。在种薯繁育中，尤其是原种代扩繁中，采用日光温室周年生产能够显著提高扩繁的效率。

图10 马铃薯种薯繁育用日光温室