全膜覆盖双垄集雨沟播种植马铃薯的效益分析

2012-04-16郭忠富

中国马铃薯 2012年3期

郭忠富，冯荔，陈玢

（原州区农业技术推广服务中心，宁夏固原 756000）

宁南山区以旱作雨养农业为主，水分条件是粮食丰歉的主要决定因子。因此，减少土壤水分蒸发和提高降雨资源的利用率就成为旱作农业研究的重要内容。全膜覆盖双垄沟播技术是旱作农业的一大技术创新，全膜双垄沟播技术就是选择平整的地块或者坡度小于30°的缓坡地，在地面形成大小垄，用地膜全覆盖后，在沟内种植的技术[1]。该技术充分考虑到干旱、半干旱山区降雨量少、降水分布不均、土壤有机质含量较低、土质疏松、渗水能力强的特点，采用大小双垄的集雨效果，将冬春5～10 mm有限降雨量最大限度蓄积，并保存于土壤中，以保证春季作物播种、生长所需要的水分，有效促进土壤－－作物水分的良性循环，解决干旱地区春播和作物生育前期降水量变幅大与发育不一致的矛盾[2]，达到秋雨春用，变被动抗旱为主动抗旱[3]。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验设在原州区开城镇寇庄村，当地海拔为1 830 m，年平均气温6.5℃，年降雨量428 mm，无霜期135 d，是典型的旱作雨养农业区。试验地前茬为马铃薯，土地平整、土壤肥力均匀一致，有机质含量10.8g/kg，pH值8，全盐0.32g/kg，全氮0.68g/kg，速效氮69.3mg/kg，有效磷4.3 mg/kg，速效钾76 mg/kg。

1.2 试验设计

（1）全膜双垄沟播（包括秋季A、顶凌B、播期C）3个处理：带宽110cm，大垄宽70cm，垄高10～15cm，小垄宽40 cm，高15～20 cm，采用幅宽120 cm、厚0.01 mm的地膜全地面覆盖，膜与膜间不留空隙，两幅地膜相接于大垄面中间，每隔2 m压一土带，覆膜一周后在垄沟内每隔50 cm扎3 mm的渗水孔，每小区种6垄12行。

（2）半膜覆盖（秋季D、顶凌E、播期F）3个处理：带宽100 cm，其中垄面宽60 cm，垄高15～20 cm，垄沟宽40 cm，采用80 cm、厚0.01 mm的地膜覆盖，地膜盖在垄上。每小区种6垄12行，种薯种在垄上。播期半膜为对照。

秋季覆膜时间在10月下旬到土壤封冻前结合透雨进行覆膜，顶凌覆膜于3月10日土壤消冻10 cm时进行，播期覆膜于4月27日进行。

马铃薯品种为晋薯7号（脱毒一级种薯）。

1.3 田间操作与管理

整地起垄时667 m2施N 11 kg，P2O55.4 kg，硫酸钾8 kg，结合整地667 m2施呋喃丹0.32 kg拌成毒土进行土壤处理，覆膜时用二甲戊灵200 mL喷洒垄面灭草，N肥1/3基施，2/3于马铃薯现蕾期追施，P2O5和硫酸钾全部基施。试验于2010年4月28日播种，10月4日收获，其它管理同大田。

1.4 测定项目

土壤温度用曲管地温计测定，测定时期为马铃薯各生育期；测定土层为5、10、15、20 cm；土壤水分测定用烘干法，各生育期测定0～100 cm土层含水量，每20 cm为1个土层；收获时取样10株考种。

2 结果与分析

2.1 生育期

如表1所示，秋覆膜处理于5月25日出苗，较其它处理早出苗1～2 d，全膜覆盖较半膜覆盖早出苗1～2 d，全膜覆盖6月18日进入现蕾期，较半膜覆盖提前2 d，随着生育期的推进，开花期全膜覆盖处理与半膜覆盖处理缩短为1 d，成熟期基本一致。

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表1 马铃薯生育期（日/月）Table 1 Growth period of potato in various treatments（Date/Month）

2.2 土壤温度效应

马铃薯播种期，全面覆盖处理0～20 cm地温最高，为14.5℃，分别较半膜覆盖增加4.2℃，较露地（大田种植）增加5.7℃，在马铃薯整个生育期，0～20 cm平均地温，全膜覆盖为18.7℃，半膜覆盖为15.3℃，露地为11.4℃，全膜覆盖较半膜覆盖增加3.4℃，增幅达到18.2%，较露地增加7.3℃，增幅达到39%（表2）。由于土壤温度的提高，有利于马铃薯早出苗，苗齐、苗壮、苗旺。

不同土层地温，播种前随着土壤深度的增加，地温逐渐下降，相对的全膜覆盖整体地温回升，最高温度为地表温度，最低为20 cm土层温度，总体为全膜＞半膜、秋覆＞顶凌＞播期。

现蕾期马铃薯已封垄，基本覆盖了地面，太阳光无法直射到土面，地温开始下降，但由于整体地温较高，地表温度仍高于地下温度，最高的温度为地表温度，最低温度为20 cm土层温度，且在土壤的每一层深度地温均是A＞B＞C＞D＞E＞F。

成熟期由于秋季降雨变多地温逐渐下降，且随着土壤深度的增加，下降速度逐渐减弱，最低温度为地表温度，最高温度为20 cm土层温度，同时不同覆膜方式地温的下降速度依次为：A＜B＜C＜D＜E＜F。土壤表层与20 cm土层温度差值为：A 0.81℃，B 0.90℃，C 1.30℃，D 1.41℃，E 1.59℃，F 1.78℃。

马铃薯不同生育时期的土壤＞0℃积温、总积温、平均积温均表现出：A＞B＞C＞D＞E＞F；处理A比处理F总积温增加339.43℃；平均积温增加2.69℃（表3）。其积温的增加，促进了马铃薯早出苗和生育期加快和提前。

2.3 土壤水分效应

2.3.1 土壤含水量

覆膜后土壤水分的蒸发受到地膜的物理阻断，切断了与大气的水分交换，因而水分的散失较少，土壤的含水量相对稳定。对土壤水分巨变的0～60 cm土层含水量测定结果表明：从出苗到块茎膨大，全膜覆盖双垄沟播处理含水量为17.6%，较常规半膜处理提高3.5个百分点。由于本年降水量较高，全膜覆盖各处理基本接近，半膜覆盖处理也不尽相同。

播期0～20 cm土壤含水量A处理最高，为17.3%，分别比处理B、C、D、E、F增加0.2、1.8、1.1、2.9、3.3个百分点；A＞B＞C，D＞E＞F；但C＜D；在马铃薯不同生育时期，0～20 cm土壤平均含水量，处理A 16.45%，分别较处理B、C、D、E、F增加0.17、0.57、0.47、0.93、1.17个百分点。因此从保墒效果来看，秋季覆膜＞顶凌覆膜＞播期覆膜，全膜覆盖＞半膜覆盖（表4）。

表2 不同处理马铃薯各个生育期0～20 cm土壤温度（℃）Table 2 Soil temperature in 0-20 cm in various treatments during growth period(℃)

表3 不同处理土壤＞0℃积温Table 3 Accumulated temperature＞0℃in soil in various treatments

表4 不同处理0～20 cm土壤含水量（%）Table 4 Soil moisture in 0-20 cm in various treatments

从土壤储水量（表5）看，播期0～100 cm A处理土壤储水量最高，为208.2 mm，分别较 B、C、D、E、F处理增加3.3%、5.1%、3.4%、8.8%、10.7%，在马铃薯全生育期，A处理平均储水量为225.3 mm，较F处理增加7.1%；整体为A＞B＞C，D＞E＞F。

2.3.2 土壤水分生产率

全膜覆盖双垄沟播水分每667 m2生产率最高为4.36 kg/mm，播期半膜最低，为4.03 kg/mm全膜覆盖双垄沟播较播期半膜提高6.7%。

2.4 经济性状

从田间性状表现看（表6），全膜覆盖较半膜覆盖株高平均增加6.7 cm，10株主茎平均增加3个，结薯数平均增加2个，大中薯平均增加4个，单株产量平均提高0.07 kg，商品率提高6.6～7.0个百分点。病害调查为全膜覆盖双垄沟播晚疫病发生较重，病、烂薯率为3.6%，远远高于半膜覆盖。

2.5 不同处理产量与经济效益分析

从表7看：秋季全膜覆盖双垄沟播产量为第一位，平均667 m2产量达到1 762.7 kg，播期半膜（对照）最低，平均667 m2产量1 436.9 kg，整体为不同覆膜方式栽培产量顺序依次是：A、B、C、D、E、F。处理A比F增产22.7%，B比F增产21.9%，C比F增产12.0%，D比F增产6.6%，E比F增产5.7%。

对产量进行方差分析（表7），结果表明：处理间差异达到极显著水平（F=33.52＞F0.01=5.636）。进一步用LSD法测定表明，A、B处理与D、E、F处理差异达极显著水平，C处理与E、F处理差异显著，可见全膜覆盖的增产效果显著。

表5 不同处理0～100 cm土壤储水量（mm）Table 5 Soil water storage capacity in 0-100 cm in various treatments

表6 马铃薯效益试验田间性状Table 6 Plant and tuber traits in various treatments

表7 不同栽培方式的产量和经济效益分析Table 7 Yield and output value analysis in various treatments

秋季全膜覆盖667 m2产值最高为2 115.24元，而播期半膜最低为1 724.28元（表7）。

3 讨论

3.1 全膜覆盖双垄沟播技术具有较好的增温保墒作用

温度的变化对农业生产有很大的影响。据估计，农业生产区气温每下降1 C°，就会减少1周的生长季[4]。全膜覆盖双垄沟播栽培具有较好的增温作用，即增温效果全膜＞半膜，秋覆＞顶凌＞播期，且在土壤的每一层深度地温均是A＞B＞C＞D＞E＞F。降温效果反之。全膜覆盖双垄沟播马铃薯不同生育时期的土壤＞0℃总积温表现出：A＞B＞C＞B＞D＞E＞F；处理A比F总积温增加339.43℃；其积温的增加，促进了马铃薯早出苗和生育期加快和提前，后期成熟受地温影响较小。这与前人的研究结果基本相似[1－4]。

覆膜后土壤水分的蒸发受到地膜的物理阻断，切断了与大气的水分交换，因而水分的散失较少，土壤的含水量相对稳定[5]。采用秋季和早春顶凌全覆膜为马铃薯播种、出苗创造了良好的土壤墒情条件，显示了较高的蓄水保墒效果。马铃薯播期0～20 cm土壤含水量A处理最高，为17.3%，比F产量增加 3.3个百分点，在马铃薯不同生育时期，比F处理增加1.17个百分点。保墒效果为秋季覆膜＞顶凌覆膜＞播期覆膜，全膜覆盖＞半膜覆盖。

播期0～100 cm土壤储水量，处理A较F增加22.3 mm，增加12.0%，在马铃薯全生育期，A处理平均储水量为225.3 mm，较F处理增加7.6%。说明全膜覆盖双垄沟播技术、秋覆膜技术、顶凌覆膜技术均能较高的提高土壤含水量和土壤贮水量，有效解决旱作农业区早春干旱无法播种、出苗和前期生长水分不足的矛盾。

地膜覆盖作为一种保墒调温的农艺措施，具有控制土壤蒸发、调节地温、提高养分有效性及利用效率、保护土壤结构、抑制杂草生长和杀死土壤中一些病原菌等作用[6－7]。在旱作雨养农业区，不需采用坐水点播和等墒播种即可保证作物正常出苗和苗期生长。总之，丰水季节存入土壤的水分可以在作物生长关键期发挥作用，使自然降水变成时空可调的现实水资源，也是该地抗旱、保苗的有效措施。

采用该项技术马铃薯出苗、发棵早、苗齐、茎叶生长旺盛、叶面积增加，成熟期提前。在马铃薯生长后期，由于降水增多，垄沟形成大量的积水，易导致部分马铃薯块茎发病，形成烂、坏薯，对产量造成一定的影响，应做好防病、排水排涝，减少薯块损失，增加产量。