安定區(qū)馬鈴薯旱地秸稈帶狀覆蓋栽培技術(shù)試驗(yàn)

張玉紅，李繼明

（甘肅省定西市安定區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，甘肅 定西 743000）

安定區(qū)地處甘肅省中部，屬典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)[1]。近幾年，隨著旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣使用，馬鈴薯和玉米產(chǎn)量得到了很大的提高，但地膜使用量也在持續(xù)增加，造成了“白色污染”[2]。安定區(qū)常年全膜雙壟溝播玉米播種面積為27 000 hm2，產(chǎn)生了大量的玉米秸稈，這些秸稈堆放在田間地頭和房前屋后，有些在田間直接焚燒，也造成了大氣污染，影響了農(nóng)村環(huán)境整潔[3]。為探索旱地秸稈帶狀覆蓋栽培技術(shù)在安定區(qū)的推廣使用，使作物秸稈得到就地資源化利用，并起到保濕保墑、調(diào)節(jié)土壤溫度、節(jié)約覆膜成本、減少面源污染和旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)增產(chǎn)的作用[4]，進(jìn)行了馬鈴薯旱地秸稈帶狀覆蓋栽培技術(shù)試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在團(tuán)結(jié)鎮(zhèn)廟川村五社一農(nóng)戶的旱川地，試驗(yàn)地為黑壚土，地勢(shì)平坦，肥力中等。前茬作物玉米。試驗(yàn)地海拔2 058 m，年平均降雨量380 mm，平均氣溫6.3℃，≥10℃有效積溫2 239.1℃。前茬作物收獲后旋耕滅茬、深耕整地，結(jié)合耕作施足基肥，施農(nóng)家肥45 000 kg/hm2，撒可富馬鈴薯配方專用肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）1 200 kg/hm2。生育期不再追肥。

1.2 試驗(yàn)材料

參試馬鈴薯品種‘莊薯3號(hào)’。玉米秸稈由當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶提供，用量9 000 kg/hm2。普通聚乙烯黑色地膜，厚0.012 cm（甘肅宏鑫農(nóng)業(yè)科技有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)處理，3次重復(fù)。分別為：（1）玉米整稈帶狀覆蓋；（2）黑色全膜覆蓋；（3）露地種植（對(duì)照），小區(qū)面積60 m2（長10 m×寬6 m），各處理的播種密度為60 000株/hm2。試驗(yàn)于2016年4月28日播種，10月10日收獲。其他田間管理措施同大田[5]。具體試驗(yàn)處理見表1。

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 土壤溫度測定

在出苗期、開花初期、淀粉積累期、收獲期，各處理分5，10，15，20和25 cm共5個(gè)土層使用直角地溫計(jì)分別測定。出苗期將地溫計(jì)埋入種植帶2行間，全生育期均在固定地方讀取地溫。各生育期地溫測定均選在干燥晴天進(jìn)行[6]。

1.4.2 土壤水分測定

在出苗期、開花初期、淀粉積累期、收獲期，各小區(qū)分0～20，20～40和40～60 cm共3個(gè)土層分別取土樣，各處理取樣位置均在種植帶2行間，用烘干法測定土壤含水量。計(jì)算公式為：土壤含水量（%）=（土壤鮮質(zhì)量-土壤干質(zhì)量）/土壤干質(zhì)量 ×100[7]。

1.4.3 產(chǎn)量與大薯率

收獲時(shí)各小區(qū)單收計(jì)產(chǎn)。并按大小分級(jí)，50 g以下為中小薯，50 g以上為大薯，大薯所占的重量百分比為大薯率[8]。

1.4.4 株高

每小區(qū)隨機(jī)抽取10株測量株高，取平均值。

表1 試驗(yàn)處理Table 1 Test treatment

1.4.5 塊莖生長狀況

各個(gè)處理隨機(jī)抽取10株觀察塊莖性狀特征、塊莖數(shù)目、單株塊莖重[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)馬鈴薯物候期的影響

由表2可以看出，各處理出苗期以黑色全膜覆蓋處理最早，為5月24日，較玉米整稈帶狀覆蓋處理和露地種植（CK）處理早6 d；成熟期以黑色全膜覆蓋處理為最早，為9月26日，較玉米整稈帶狀覆蓋處理早12 d，較露地種植（CK）處理早7 d；各處理對(duì)馬鈴薯生育期的影響有差別，以玉米整稈帶狀覆蓋處理的生育期最長，為131 d，較黑色全膜覆蓋處理延長6 d，較露地種植（CK）處理延長5 d。

表2 不同處理對(duì)馬鈴薯物候期的影響Table 2 Effects of different treatments on potato phenophase

2.2 不同處理對(duì)土壤含水量變化的影響

從表3可看出，采用不同覆蓋方式栽培馬鈴薯對(duì)土壤0～60 cm耕層含水量有明顯差異。在出苗期，以黑色全膜覆蓋處理最高，平均為8.44%，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高0.41個(gè)百分點(diǎn)，較露地種植（CK）處理高0.48個(gè)百分點(diǎn)；在開花初期，以玉米整稈帶狀覆蓋處理最高，平均為9.57%，較黑色全膜覆蓋處理高0.41個(gè)百分點(diǎn)，較露地種植（CK）處理高1.25個(gè)百分點(diǎn)；在淀粉積累期，以玉米整稈帶狀覆蓋處理為最高，平均為9.34%，較黑色全膜覆蓋處理高0.90個(gè)百分點(diǎn)，較露地種植（CK）處理高1.49個(gè)百分點(diǎn)；在收獲期，以玉米整稈帶狀覆蓋處理為最高，平均為8.95%，較黑色全膜覆蓋處理高0.65個(gè)百分點(diǎn)，較露地種植（CK）處理高1.36個(gè)百分點(diǎn)。

表3 不同處理對(duì)土壤含水量變化的影響（%）Table 3 Effects of different treatments on soil moisture

2.3 不同處理對(duì)土壤溫度變化的影響

從表4可看出，不同處理對(duì)土壤溫度（0～25 cm）有較大差異，在出苗期，以黑色全膜覆蓋處理最高，平均為20.34℃，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高3.38℃，較露地種植（CK）處理高3.06℃；在開花初期，以黑色全膜覆蓋處理為最高，平均為21.30℃，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高1.1℃，較露地種植（CK）處理高1.06℃；在淀粉積累期，以黑色全膜覆蓋處理為最高，平均為21.08℃，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高1.82℃，較露地種植（CK）處理高1.42℃；在收獲期，以黑色全膜覆蓋處理為最高，平均為19.10℃，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高1.28℃，較露地種植（CK）處理高0.76℃。

表4 不同處理對(duì)土壤溫度的影響（℃）Table 4 Effects of different treatments on soil temperature

2.4 不同處理對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表5可以看出，不同處理對(duì)馬鈴薯在單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、大薯率等性狀表現(xiàn)上有差異。以玉米整稈帶狀覆蓋處理為最好，與對(duì)照（CK）相比，單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、大薯率分別增加1.0個(gè)、0.14 kg、25.67個(gè)百分點(diǎn)；黑色全膜覆蓋處理第二，與對(duì)照（CK）相比，單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、大薯率分別增加0.3個(gè)、0.09 kg、14.64個(gè)百分點(diǎn)；露地種植（CK）處理最差，單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重、大薯率分別為6.2個(gè)、0.58 kg、46.55%。

2.5 不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表6可看出，各處理以玉米整稈帶狀覆蓋處理的產(chǎn)量最高，為31 433 kg/hm2，較黑色全膜覆蓋處理增產(chǎn)1 283 kg/hm2，增產(chǎn)率為4.26%；較露地種植（CK）增產(chǎn)6 844 kg/hm2，增產(chǎn)率為27.84%；黑色全膜覆蓋處理產(chǎn)量次之，為30 150 kg/hm2，較露地種植（CK）增產(chǎn)22.62%；露地種植（CK）處理的產(chǎn)量最低，為24 589 kg/hm2。經(jīng)對(duì)小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行方差分析知，F(xiàn)=5.18＞F0.10=4.324 6，各處理間差異達(dá)0.10水平顯著。

表5 不同處理對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 5 Effects of different treatments on potato economic characteristics

表6 不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響Table 6 Effects of different treatments on potato yield

2.6 不同處理經(jīng)濟(jì)效益比較

由表7可以看出，各處理以黑色全膜覆蓋處理的總收益最高，為16 749元/hm2，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高466元/hm2；較露地種植（CK）高4 010元/hm2。其次是玉米整稈帶狀覆蓋處理，總收益是16 283元/hm2，較露地種植（CK）高3 544元/hm2。

3 討論

安定區(qū)降水較少，土壤干旱瘠薄，采用地膜覆蓋技術(shù)可有效保住天然降雨，降低蒸發(fā)，保墑增產(chǎn)，但也帶來了土壤和環(huán)境污染問題，同時(shí)，安定區(qū)全膜雙壟溝播玉米播種面積常年保持在2.7萬hm2左右，產(chǎn)生了大量的玉米秸稈，除去畜牧業(yè)消化一部分外，很多秸稈堆放在田間地頭，有些進(jìn)行了焚燒，影響了環(huán)境美觀。探索研究推廣使用便捷、易操作、無污染、可持續(xù)的地面覆蓋技術(shù)，使當(dāng)?shù)刎S富的秸稈資源得到有效利用，是安定區(qū)旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然途徑。

試驗(yàn)選擇了玉米整稈帶狀覆蓋、黑色全膜覆蓋和露地栽培3種栽培模式，分析比較各處理對(duì)馬鈴薯生育期、土壤保墑效果、土壤溫度、經(jīng)濟(jì)性狀、產(chǎn)量、收益方面的影響，力圖為秸稈有效利用提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。結(jié)果表明，玉米整稈帶狀覆蓋能有效延長馬鈴薯的生育期，在馬鈴薯生長中后期能夠充分接納天然降雨，保墑效果明顯，可降低土壤溫度，有利于馬鈴薯生長；產(chǎn)量是31 433 kg/hm2，較黑色全膜覆蓋處理增產(chǎn)1 283 kg/hm2，增產(chǎn)率為4.26%；但經(jīng)濟(jì)效益比較以黑色全膜覆蓋的總收益最高，為16 749元/hm2，主要原因在于玉米整稈帶狀覆蓋花費(fèi)勞力多，秸稈收購運(yùn)輸費(fèi)用高，造成了產(chǎn)量高，收益低。前人研究[10]提出的一種旱地秸稈帶狀覆蓋種植作物新技術(shù)，馬鈴薯增產(chǎn)率較黑色地膜覆蓋為9.3%～16.9%，與該試驗(yàn)結(jié)論基本一致。因此，采用玉米整稈帶狀覆蓋有助于消化大量剩余玉米秸稈資源，玉米整稈通過長期在地表風(fēng)吹雨淋、自然風(fēng)化，秸稈很容易被小型旋耕機(jī)打碎入土，有利于培肥地力、改良土壤結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)用地養(yǎng)地結(jié)合、促進(jìn)秸稈資源的高效循環(huán)利用，避免了地膜覆蓋對(duì)土壤的污染和秸稈焚燒引起的霧霾污染，實(shí)現(xiàn)旱地可持續(xù)生產(chǎn)，但在當(dāng)前機(jī)械化程度較低的情況下，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，增產(chǎn)不增收，不利于推廣使用。因此，玉米整稈帶狀覆蓋栽培技術(shù)可在安定區(qū)繼續(xù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，作為旱作區(qū)地膜覆蓋的補(bǔ)充，在有條件的地方推廣應(yīng)用。

表7 不同處理經(jīng)濟(jì)效益比較Table 7 Comparison of economic benefits of different treatments