不同栽培模式對土壤理化性狀及廣西冬種馬鈴薯產(chǎn)量的影響

李麗淑 樊吳靜 楊鑫 唐洲萍 譚冠寧 何虎翼

摘要：【目的】研究不同栽培模式對土壤理化性狀及馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為合理推廣廣西冬種馬鈴薯栽培技術(shù)提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳灾型硎祚R鈴薯品種麗薯6號為試驗材料，設(shè)黑膜覆蓋、稻草覆蓋和常規(guī)種植（對照）3種栽培模式，測定不同栽培模式下土壤的水含量、容重、孔隙度及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量，同時觀察測定馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀，并測定馬鈴薯發(fā)棵期的葉片生理指標(biāo)和成熟期的塊莖品質(zhì)。【結(jié)果】與常規(guī)種植模式相比，黑膜覆蓋和稻草覆蓋栽培模式均可提高土壤水含量和土壤孔隙度，降低土壤容重和固相比例，同時可提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量。不同栽培模式對馬鈴薯株高、莖粗和主莖數(shù)均無顯著影響（P>0.05，下同），但黑膜覆蓋模式可顯著增加馬鈴薯的單株塊莖數(shù)、單株塊莖質(zhì)量和大薯質(zhì)量（P<0.05，下同），降低青頭薯質(zhì)量，從而提高馬鈴薯的商品薯率和產(chǎn)量，其商品薯率和產(chǎn)量較常規(guī)種植模式分別極顯著提高11.26%和26.67%（P<0.01）。不同栽培模式對葉片葉綠素和可溶性糖含量及塊莖干物質(zhì)、淀粉和還原糖含量的影響均不顯著，但黑膜覆蓋模式的葉片可溶性蛋白含量和塊莖維生素C含量顯著高于其他模式?！窘Y(jié)論】與常規(guī)種植模式相比，黑膜覆蓋和稻草覆蓋栽培模式在改善土壤理化性狀及提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)方面效果明顯，其中以黑膜覆蓋栽培模式的效果較優(yōu)，適合在廣西冬種馬鈴薯生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；黑膜覆蓋栽培；稻草覆蓋栽培；土壤理化性狀；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S532.044 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2018）01-0036-06

0引言

【研究意義】馬鈴薯是世界主要糧食作物之一，是糧、菜、飼和工業(yè)原料兼用作物。南方冬作區(qū)近幾年馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，已成為我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域（周真珍等，2016）。廣西是我國冬種馬鈴薯生產(chǎn)的重要區(qū)域之一，在冬作區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。目前，廣西馬鈴薯生產(chǎn)中的種植方式有常規(guī)種植、黑膜覆蓋種植、稻草包芯栽培和稻草免耕栽培等。因此，研究不同栽培模式下的土壤理化性質(zhì)及馬鈴薯產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀變化特征，對揭示栽培模式對馬鈴薯生長發(fā)育過程中土壤理化性狀變化的影響及提高廣西馬鈴薯栽培技術(shù)、促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)發(fā)展均具有重要作用?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，關(guān)于冬種馬鈴薯栽培技術(shù)的研究已有較多報道。鄺偉生等（2008）開展冬馬鈴薯5種不同栽培方式的比較試驗，結(jié)果表明，少耕覆蓋稻草（8 cm）栽培方式下馬鈴薯的總產(chǎn)量和單株產(chǎn)量最高，而傳統(tǒng)栽培和免耕覆蓋稻草（8 cm）后再蓋普通地膜栽培方式下，馬鈴薯的總糖和蛋白質(zhì)含量較高。呂巨智等（2009，2010）研究發(fā)現(xiàn)，免耕+蓋稻草+蓋膜的栽培模式可明顯提高土層溫度和馬鈴薯產(chǎn)量，免耕覆蓋稻草后蓋玉米秸稈處理的馬鈴薯塊莖還原糖和淀粉含量最高。陸昆典等（2012）研究認(rèn)為，黑膜夾層覆蓋栽培技術(shù)既保留常規(guī)地膜覆蓋栽培優(yōu)點(diǎn)，又免除了破膜引苗工序，種植出的青頭薯較少，增產(chǎn)又省工。歐勤輝（2012）研究表明，稻草加黑膜覆蓋栽培方式下，馬鈴薯的出苗率、生長勢、抗病性及產(chǎn)量和商品薯率等性狀優(yōu)于其他幾種栽培模式。唐洲萍等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，與壟式耕作方式相比，箱式耕作可節(jié)省工作強(qiáng)度，但馬鈴薯產(chǎn)量不變，并以箱式耕作同時覆蓋0.5kg/ha稻草為最經(jīng)濟(jì)和高效的栽培方式。黃歡和羅煒斌（2015）研究發(fā)現(xiàn)，翻耕地膜覆蓋種植方式的馬鈴薯產(chǎn)量和純收入最高，純收入比翻耕露地栽培增收9633.3元/ha?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，關(guān)于不同栽培模式對土壤理化性質(zhì)及馬鈴薯農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)等影響的系統(tǒng)研究尚未見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】以馬鈴薯品種麗薯6號為試驗材料，研究黑膜覆蓋、稻草覆蓋和常規(guī)種植3種不同栽培模式下的土壤理化性狀及冬種馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)的變化特征，為不同栽培模式在廣西馬鈴薯生產(chǎn)中的科學(xué)、合理推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試馬鈴薯品種為中晚熟品種麗薯6號（由云南省麗江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供），黑膜選用市售黑色農(nóng)膜，厚度0.008mm，寬度1m。

1.2試驗方法

試驗于2016年11月～2017年3月在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建試驗基地進(jìn)行。試驗地土壤為赤紅壤，前茬作物玉米。供試土壤理化性質(zhì)：pH 5.1，有機(jī)質(zhì)18.80 g/kg，全氮1.03 g/kg，全磷0.79 g/kg，全鉀1.39g/kg，堿解氮120 mg/kg，速效磷37 mg/kg，速效鉀106 mg/kg。

試驗設(shè)3個不同栽培模式處理：黑膜覆蓋栽培（A），放好種薯后在種薯上蓋3～5cm厚度泥土，整平畦面，覆膜，再在膜上蓋土3～5cm厚，防止膜被風(fēng)吹走，且有利于馬鈴薯破膜出苗。稻草覆蓋栽培（B），放好種薯后在種薯上蓋3～5cm厚度泥土，整平畦面后覆稻草5～8cm厚，再在稻草上蓋土3-5cm厚。常規(guī)種植（C，對照），無覆蓋物，放好種薯后直接蓋土10～15cm。每處理3次重復(fù)，共9個小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積2.4mx5.0m，畦寬0.8m，溝寬0.4m，畦高0.2m，每小區(qū)種2畦，每畦種2行，每小區(qū)共4行，每行種植20苗，行株距0.20mx0.25m，每小區(qū)共80苗。

1.3測定項目及方法

1.3.1土壤物理性狀測定于馬鈴薯各生長期，測定各小區(qū)0～10、10～20和20～30 cm土層的水含量；結(jié)薯期測定10～20 cm土層的土壤容重和孔隙度，并計算土壤三相比。其中，土壤水含量采用烘干法測定，土壤孔隙度采用環(huán)刀法測定。

1.3.2土壤化學(xué)性狀測定于馬鈴薯各生長期，采集10-20 cm土層土壤，風(fēng)干，過篩，測定土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷及速效鉀含量（魯如坤，2000）。其中，土壤有機(jī)質(zhì)含量采用稀釋熱法測定，堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定，速效磷含量采用鉬藍(lán)比色法測定，速效鉀含量采用火焰光度法測定。

1.3.3馬鈴薯農(nóng)藝性狀調(diào)查于馬鈴薯各生長期調(diào)查并測定其各項農(nóng)藝性狀。

1.3.4馬鈴薯葉片生理指標(biāo)測定于馬鈴薯發(fā)棵期，從上往下取植株第3片展開葉，測定各處理葉片的葉綠素、可溶性糖及可定性蛋白含量。其中，葉綠素含量采用葉綠素測定儀SPAD-502測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白含量采用二喹啉甲酸法（BCA）法測定（李合生，1999；樊明壽等，2014）。

1.3.5馬鈴薯塊莖品質(zhì)測定于馬鈴薯成熟期，取各處理大小均勻、無病蟲害的塊莖進(jìn)行品質(zhì)測定，其中，干物質(zhì)含量采用烘干法測定，淀粉含量采用酸水解法測定，還原糖含量采用3，5-二硝基水楊酸法測定，維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚法測定（李合生，1999；孔祥生和易現(xiàn)峰，2008）。

1.4統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行處理，利用SPSS17.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同栽培模式對馬鈴薯土壤物理性狀的影響

2.1.1對土壤水含量的影響

由表1可知，在馬鈴薯苗期、發(fā)棵期和結(jié)薯期的不同生長過程中，各處理下不同土層的土壤水含量均表現(xiàn)為處理A>處理B>處理C。隨著土層深度的增加，苗期時處理A和處理C的土壤水含量均表現(xiàn)為下降趨勢，處理B的土壤水含量先升高后降低；發(fā)棵期時各處理整體上表現(xiàn)為升高趨勢，結(jié)薯期時的變化無一定規(guī)律性。

2.1.2對土壤容重、孔隙度和三相比的影響由表2可知，不同處理的土壤容重表現(xiàn)為處理C>處理B>處理A，土壤孔隙度則表現(xiàn)為處理A>處理B>處理C。從土壤三相比來看，處理A和處理B的固相比例均低于處理C，其中以處理A的固相比例最低，與處理C差異極顯著（P<0.01，下同）；3個處理的液相比例均無顯著差異（P>0.05，下同）；氣相比例則表現(xiàn)為處理A最高，處理B次之，處理C最低。

2.2不同栽培模式對土壤主要養(yǎng)分指標(biāo)的影響

2.2.1土壤有機(jī)質(zhì)含量由表3可知，在馬鈴薯苗期、發(fā)棵期和結(jié)薯期，不同處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量均表現(xiàn)為處理B>處理A>處理C。其中，苗期各處理問差異均達(dá)顯著水平（P<0.05，下同）；發(fā)棵期處理B和處理A差異不顯著，但二者顯著高于處理C；結(jié)薯期處理B與處理C差異達(dá)顯著水平，處理A與處理B和處理C差異均不顯著。

2.2.2土壤堿解氮含量由表3可知，不同處理的土壤堿解氮含量均隨馬鈴薯生育進(jìn)程的延長呈先降低后升高的變化趨勢。其中，苗期和發(fā)棵期的土壤堿解氮含量排序為處理A>處理B>處理C，苗期3個處理問差異顯著，發(fā)棵期3個處理問差異極顯著；結(jié)薯期處理A與處理B的土壤堿解氮含量無顯著差異，但二者極顯著高于處理C。

2.2.3土壤速效磷和速效鉀含量

由表3可知，在馬鈴薯苗期，土壤速效磷和速效鉀含量排序為處理B>處理A>處理C，各處理間差異達(dá)極顯著水平；在發(fā)棵期和結(jié)薯期，土壤速效磷和速效鉀含量均排序為處理A>處理B>處理C，其中處NA和C的差異均達(dá)極顯著水平。

2.3不同栽培模式對馬鈴薯農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表4可知，不同栽培模式的馬鈴薯株高、莖粗和主莖數(shù)均無顯著差異。從產(chǎn)量構(gòu)成因素來看，處理A的單株塊莖數(shù)最多，顯著高于處理B和處理C，后二者間無顯著差異；單株塊莖質(zhì)量和大薯質(zhì)量以處理A最高，處理C最低，且各處理間差異均達(dá)極顯著水平；單薯質(zhì)量表現(xiàn)為處理B>處理A>處理C，小薯質(zhì)量、單株青頭薯數(shù)和青頭薯質(zhì)量均以處理C最高，處理A最低，且3個處理差異極顯著。從產(chǎn)量和商品薯率來看，均以處NA的表現(xiàn)較優(yōu)，處理B次之，處理C最低，處理A的商品薯率和產(chǎn)量分別較處理C極顯著提高11.26%和26.67%。

2.4不同栽培模式對馬鈴薯葉片生理指標(biāo)及塊莖品質(zhì)的影響

由表5可知，在植株生理指標(biāo)方面，不同栽培模式對馬鈴薯葉片的可溶性蛋白含量影響顯著，以處理A的可溶性蛋白含量最高，分別比處理B和處理c高10.72%和9.60%，差異達(dá)極顯著水平。在塊莖品質(zhì)方面，不同栽培模式對塊莖維生素C含量的影響明顯，表現(xiàn)為處理A>處理B>處理C，且處理A與處理C間的差異達(dá)極顯著水平。不同栽培模式對葉片葉綠素和可溶性糖含量及塊莖干物質(zhì)、淀粉和還原糖含量的影響均不顯著，但整體上以處理A的各指標(biāo)表現(xiàn)較優(yōu)。

3討論

已有研究發(fā)現(xiàn)，地膜覆蓋能改善耕作層土壤的溫度狀況、活化土壤養(yǎng)分、促進(jìn)土壤微生物繁殖、抑制土壤表層水分蒸發(fā)，提高土壤水含量和養(yǎng)分利用率，促進(jìn)植株生長，進(jìn)而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)（劉傳和等，2010）；稻草經(jīng)還田或直接埋土處理，可降低土壤容重、提高土壤孔隙度和土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，起到疏松土質(zhì)和改善土壤通氣狀況的作用（吳海勇等，2012）。本研究結(jié)果表明，黑膜覆蓋和稻草覆蓋栽培模式均能提高土壤的水含量和孔隙度，降低土壤容重和固相比例，與何鐵光等（2007）、薛俊武等（2014）的研究結(jié)果一致，即覆蓋稻草或覆膜處理有利于保持土壤水分、降低土壤容重。說明覆蓋栽培模式能提高土壤孔隙度，增加土壤通透性、改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使土壤變得疏松多孔，有利于馬鈴薯塊莖的生長，同時增加土壤保水性，可促進(jìn)冬季氣候條件下馬鈴薯的生長發(fā)育。

前人關(guān)于覆蓋栽培對耕作層營養(yǎng)成分影響的報道較多。何鐵光等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋稻草可提高果園土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量。彭志紅等（2009）研究認(rèn)為，稻草還田有助于提高土壤中的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀等主要養(yǎng)分含量。本研究結(jié)果表明，3種不同栽培模式的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量在馬鈴薯不同生長期的變化略有不同，稻草覆蓋和地膜覆蓋栽培方式的土壤營養(yǎng)成分含量均比常規(guī)種植高，其中，稻草覆蓋可提高土壤的有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量，地膜覆蓋的土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量也有所增加，與吳傳萬等（2015）和潘雅文等（2016）的研究結(jié)果一致。這可能是稻草覆蓋栽培模式下，隨著稻草的溶解，其有機(jī)質(zhì)、水溶性成分、纖維素和半纖維素能促進(jìn)土壤微生物的活動，進(jìn)而提高土壤養(yǎng)分含量；覆蓋栽培模式因具備覆蓋物隔層保護(hù)，能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，保持土壤溫濕度環(huán)境，有利于提高土壤化學(xué)成分含量。

產(chǎn)量、商品薯率和品質(zhì)是馬鈴薯生產(chǎn)的最終目標(biāo)，是衡量不同栽培模式優(yōu)異的重要依據(jù)（鄧蘭生，2011）。由于不同栽培模式具有不同的作物生長環(huán)境，植株生長發(fā)育過程也有差異，進(jìn)而影響后期的產(chǎn)量、商品率及經(jīng)濟(jì)效益。本研究結(jié)果表明，不同栽培模式對馬鈴薯的株高、莖粗和主莖數(shù)無顯著影響，但與常規(guī)栽培模式相比，黑膜覆蓋模式能顯著增加馬鈴薯的單株塊莖數(shù)、提高單株塊莖質(zhì)量和大薯質(zhì)量，降低青頭薯質(zhì)量，從而提高馬鈴薯的產(chǎn)量和商品薯率；稻草覆蓋模式也能增加馬鈴薯的單株塊莖數(shù)、單株塊莖質(zhì)量和大薯質(zhì)量，產(chǎn)量和高品薯率增加效果稍次于黑膜覆蓋模式，與于健龍等（2014）的研究結(jié)果一致。本研究對葉片生理指標(biāo)與塊莖品質(zhì)成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，黑膜覆蓋模式的馬鈴薯葉片可溶性蛋白含量和塊莖維生素C含量顯著高于其他模式；不同栽培模式對葉片葉綠素和可溶性糖含量及塊莖干物質(zhì)、淀粉和還原糖含量的影響均不顯著，但整體以黑膜覆蓋模式的各指標(biāo)表現(xiàn)較優(yōu)，稻草覆蓋模式次之，常規(guī)栽培模式較差，與張招娟等（2009）、呂巨智等（2010）的研究結(jié)果相似。說明覆蓋栽培在一定程度上提高了馬鈴薯的產(chǎn)量、商品率和經(jīng)濟(jì)效益，且對塊莖的品質(zhì)影響不明顯，其中以黑膜覆蓋模式的效果較佳。

4結(jié)論

本研究結(jié)果表明，與常規(guī)栽培模式相比，黑膜覆蓋與稻草覆蓋栽培模式在改善土壤理化性狀及提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)方面效果明顯，其中以黑膜覆蓋栽培模式的效果較優(yōu)，且該方式操作簡單、省工、費(fèi)用低，適合在廣西冬種馬鈴薯生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。