不同玉米秸稈覆蓋模式對農(nóng)田土壤水熱及馬鈴薯產(chǎn)量的影響

馮梅 劉全亮 羅有中

摘要 ? ?通過不同模式玉米秸稈覆蓋種植馬鈴薯，探討不同覆蓋模式種植對土壤水熱和馬鈴薯生長的影響，篩選出定西旱作農(nóng)業(yè)區(qū)玉米秸稈覆蓋馬鈴薯種植的最佳模式。結(jié)果表明，秸稈覆蓋在馬鈴薯生長過程中對土壤表層的溫度和水分調(diào)控明顯，能夠降低土壤溫度、增加土壤水分，有利于馬鈴薯的生長;與傳統(tǒng)露地種植相比較，秸稈覆蓋栽培平均增產(chǎn)15.6%，馬鈴薯商品屬性提高。

關(guān)鍵詞 ? ?秸稈覆蓋;馬鈴薯;土壤水分;土壤溫度

中圖分類號 ? ?S532 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）20-0047-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Abstract ? ?Through different types of corn stalks covered with potato planting，the effects of different mulching patterns on the soil water and heat and potato growth were discussed，and the best mode of corn stalk-covered in potato cultivation in Dingxi dry farming area was screened out .The results showed that the stalk cover increased the temperature and moisture of the soil surface during the growth of potato，which could reduce the soil temperature and increase the soil moisture. Compared with the traditional open field planting，the yield of potato by stalk covering increased by 15.6%，the commodity attributes have also improved.

Key words ? ?stalk covering;potato;soil moisture;soil temperature

馬鈴薯作為定西市支柱產(chǎn)業(yè)，2018年全市種植面積為20.108萬hm2，占耕地總面積的38%。定西作為干旱農(nóng)業(yè)區(qū)，馬鈴薯抗旱覆蓋種植技術(shù)主要以地膜覆蓋為主，覆膜時土壤墑情較好，播種的馬鈴薯出苗率高;反之，如果在出苗期降雨少，土壤干旱，就會造成地膜覆蓋的馬鈴薯出苗率低、馬鈴薯出苗期不能如期出苗，進(jìn)而影響產(chǎn)量。此外，廢舊地膜造成的環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)峻，土地中殘留的地膜嚴(yán)重影響第2年的耕作和農(nóng)作物生長。秸稈覆蓋不僅能化解這一難題，而且全年覆蓋農(nóng)田還能夠穩(wěn)定蓄積雨水、減少蒸發(fā)、培肥地力、降低風(fēng)蝕和水蝕、減輕浮塵[1]，使農(nóng)田水分含量增加3.0%～5.8%、土壤水分利用率提高25%，特別是大旱之年能顯著提高小雨的有效利用率，促進(jìn)作物高產(chǎn)[2]。同時，秸稈覆蓋可以使土壤物理結(jié)構(gòu)得到改善，使土壤真菌、固氮菌、好氣性纖維素菌和嫌氣纖維菌素等微生物數(shù)量增加，改善土壤生物活性。本文在定西干旱農(nóng)作區(qū)對玉米秸稈不同覆蓋方式對農(nóng)田土壤水熱及馬鈴薯產(chǎn)量的影響進(jìn)行研究，以期為本地區(qū)農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗地概況

試驗于2018年4—10月在定西市通渭縣馬營鎮(zhèn)梯田地進(jìn)行，海拔2 121 m，晝夜溫差大，無霜期短，氣候干燥，年降雨量在470 mm左右，無霜期120 d左右，全年平均氣溫3.3 ℃，多風(fēng)多霧的天氣較多，土壤以黑壚土和麻土為主，土層深厚，蓄水力強。前茬作物為玉米。

1.2 ? ?試驗材料

供試作物：馬鈴薯，品種為青薯9號，由渭源馬鈴薯經(jīng)銷協(xié)會提供。供試肥料：尿素（含純N 46.4%，山東瑞星化工有限公司）、硫酸鉀（K2O≥51.0%，國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司）;玉米秸稈為上茬玉米種植的副產(chǎn)物。

1.3 ? ?試驗設(shè)計

根據(jù)玉米秸稈覆蓋方式、種植模式不同，試驗共設(shè)9個處理，分別為帶狀平覆長秸稈平播（T1）、帶狀平覆長秸稈側(cè)播（T2）、全平覆長秸稈平播（T3）、帶狀平覆短秸稈平播（T4）、帶狀平覆短秸稈側(cè)播（T5）、全平覆短秸稈平播（T6）、帶狀壟面覆蓋壟面播種（T7）、帶狀平覆長秸稈露地播（T8）、露地播種（CK）。3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積25 m2。采用不同覆蓋方式的雙行種植，株距33 m，行距60 cm，種植密度5.1萬株/hm2。試驗播前深松土壤1次，結(jié)合整地施農(nóng)家肥45 m3/hm2、有機肥（N+P2O5+K2O≥5%）600 kg/hm2;試驗采用人工覆蓋秸稈和點播，在馬鈴薯盛花期綜合防控病蟲害2次、除草2次。

1.4 ? ?試驗測定項目

1.4.1 ? ?土壤溫度。采用自行設(shè)計的五桿聯(lián)動測溫裝置同時測定每個處理土壤深度為5、15、25 cm處的土壤溫度。觀測分析不同覆蓋不同時段土壤溫度的變化，在馬鈴薯生長的不同階段測定溫度，測定時間分別為9：00、13：00、17：00，然后取平均值作為當(dāng)天的土壤溫度進(jìn)行分析研究[3]。

1.4.2 ? ?土壤水分。采用土鉆烘干法測定，分別在馬鈴薯幼苗期、盛花期、膨大期、收獲期分別取地表80 cm內(nèi)的土壤，每20 cm為一層，共取4層;取樣后采用烘干法測定土壤水分含量，每個處理3次重復(fù)。土壤含水量計算公式如下：

土壤含水量（%）=（濕土重-烘干土重）/烘干土重×100

1.4.3 ? ?產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀。每個小區(qū)取20株進(jìn)行統(tǒng)計測定，薯塊按照大薯（≥200 g）、中薯（50～200 g）、小薯（≤50 g）進(jìn)行稱重統(tǒng)計，計算其經(jīng)濟產(chǎn)量[4]。

1.5 ? ?數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，用SPSS16.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?不同處理對不同深度土壤溫度的影響

由表1可知，秸稈覆蓋在馬鈴薯生長過程中對土壤表層的溫度調(diào)控明顯，在馬鈴薯幼苗期秸稈覆蓋0～25 cm處溫度明顯低于露地種植，說明秸稈覆蓋可以有效減少地表水分蒸發(fā)。在馬鈴薯收獲期秸稈覆蓋0～25 cm內(nèi)的溫度高于傳統(tǒng)露地種植，說明秋季低溫時節(jié)秸稈覆蓋對于地表保溫具有一定的作用。

2.2 ? ?不同處理對土壤含水量的影響

由圖1可知，馬鈴薯生長過程中，與傳統(tǒng)露地種植（CK）相比，玉米秸稈覆蓋種植與0～40 cm內(nèi)土壤水分含量高，這是由于秸稈覆蓋能夠降低地表水分的蒸發(fā)量;40～80 cm內(nèi)，土壤水分差異不明顯，這是由于此范圍水分的變化主要受植株生長吸收和水分遷移影響較大。

2.3 ? ?不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表2可知，與傳統(tǒng)種植相比，秸稈覆蓋種植增產(chǎn)效果明顯，增產(chǎn)幅度為處理T6>處理T4>處理T3>處理T7>處理T2>處理T8>處理T5>處理T1，其中處理T6的增產(chǎn)幅度達(dá)32.9%。因此，從覆蓋方式對馬鈴薯產(chǎn)量的影響可以看出，全平覆短秸稈平播的效果最好。

2.4 ? ?不同處理對馬鈴薯商品屬性的影響

由表3可知，商品率從高到低是處理T3>處理T6>處理T5>處理T4>處理T7>處理T1>處理T2>處理T8>CK，傳統(tǒng)露地種植（CK）商品屬性最差，覆蓋種植馬鈴薯的平均商品率為76.3%，說明秸稈覆蓋有利于馬鈴薯薯塊的膨大，增加了馬鈴薯的商品屬性。

3 ? ?結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，玉米秸稈覆蓋種植在平衡土壤溫度和土壤濕度方面效果明顯，在馬鈴薯出苗期能夠降低地表溫度，減少水分蒸發(fā);對土壤溫度的影響隨著土層深度的增加而逐漸減弱。

玉米秸稈覆蓋能夠很好地調(diào)節(jié)土壤水分，這種調(diào)節(jié)能力隨著土層的增加而逐漸減弱，主要作用在于白天降低土壤地表水分的蒸發(fā)，夜間有利于土壤吸收空氣中的水分[5-6]。不同覆蓋種植方式對馬鈴薯產(chǎn)量的影響不同，其中以全平覆短秸稈平播的產(chǎn)量最高。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

[1] 孟超峰.農(nóng)田秸稈覆蓋技術(shù)的研究進(jìn)展[J].資源環(huán)境，2016，33（18）：118-119.

[2] 劉仍臣.機械化旱作農(nóng)田節(jié)水技術(shù)研究[J].當(dāng)代農(nóng)機，2015（4）：78-80.

[3] 王有生，王多堯.不同覆蓋種植模式對馬鈴薯土壤溫度水分及產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2017，35（6）：59-65.

[4] 黃凱，何小謙，李德明，等.隴中半干旱區(qū)不同覆蓋方式對馬鈴薯生長指標(biāo)產(chǎn)量及品種的影響[J].中國馬鈴薯，2017，31（5）：272-277.

[5] 張平良，郭天文，呂軍峰，等.秸稈覆蓋對全膜雙壟溝留膜復(fù)種馬鈴薯產(chǎn)量、水分利用效率及氮肥效應(yīng)的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，22（3）：93-97.

[6] 張萬恒，張恒嘉，王澤義，等.秸稈覆蓋方式對西北旱作馬鈴薯產(chǎn)量效益的影響[J].農(nóng)業(yè)工程，2018，8（12）：85-88.