旱作马铃薯集雨垄播覆盖节水栽培效果研究

陈克强

摘 要：在甘肃省马铃薯主产区研究了集雨垄播套种覆盖对土壤水分、温度及养分含量的影响。结果表明，集雨垄播套种不同覆盖方式均可提高水分利用率。其中集雨垄播+套种+秸秆覆盖能减少土表水分无效蒸发，提高水分利用率，减缓雨水对地表的直接侵蚀和田间作业对地表的踩压，降低土壤容量，增加土壤无机营养。覆盖能增温保墒，提高根系吸收活力，延长叶片功能期，进而提高马铃薯产量，增加产值。

关键词：马铃薯;垄播;套种;覆盖

旱作农业增产的关键技术在于提高现有水资源的利用率，协调水热资源利用的同步性，使土壤环境的生产能力得到补偿和良性循环利用。定西市安定区自然降水少且分布不匀，年际间变率大，6～9月份降雨占全年降雨量的60%～80%。干旱是影响作物生长的主要限制因子。采用集雨垄播覆盖节水栽培不仅能提高水资源的利用率，且能协调土壤中的水、肥、气、热。旱作马铃薯集雨垄播覆盖节水栽培已在我区得到广泛应用，而对集雨垄播秸秆覆盖栽培所产生的土壤环境改良效应及生物学效应，研究较少。本文通过分析集雨垄播不同覆盖方式对旱作马铃薯土壤环境的改良和产量构成因素的影响，以期为旱作马铃薯高产稳产栽培提供理论依据。

一、材料与方法

（一）试验地点及材料

试验于2018—2019年在定西市安定区凤翔镇景家口示范点进行。供试马铃薯品种为陇薯10号。试验地为黄棉土。年降雨量在400mm左右，年蒸发量1280mm，0～20cm土壤有机质含量10.4g/kg，全氮0.75g/kg，碱解氮38.6mg/kg，有效磷（p）14.32mg/kg，速效鉀21.3mg/kg，播前底亩施有机肥3000kg，尿素15kg，过磷酸钙50kg。试验于每年4月1日播种。

（二）试验设计

试验共设5个处理：（1）垄播覆膜栽培：用人工起垄，垄高15cm，垄沟宽各30cm，在垄上播种1行马铃薯，株距40cm，垄上覆膜，沟内播种2行柴胡。（2）地膜+秸秆覆盖：按（1）播种后，在垄沟内覆盖玉米秸秆。（3）玉米秸秆覆盖：按（1）起垄播种，但不覆膜，将玉米秸秆铡成5～10cm长的碎节，于马铃薯、柴胡播后一次性均可覆盖在处理区的垄和沟上，然后撒上少许碎土覆于秸秆上，以免秸秆被风吹走，秸秆覆盖量为400kg/667㎡。（4）CK1：按（1）起垄播种马铃薯、柴胡，但不覆膜。（5）CK2：按（1）起垄播种马铃薯，但不覆膜，沟内不播柴胡。试验采用随机区组排列，重复3次，小区面积40㎡。

各处理每小区选5点，用地温表定期测定土壤温度;各处理每小区另选2点定期测定土壤含水量;于马铃薯封垄期用环刀法测定土壤容重;于播种前，收获后测定土壤养分含量。收获时以小区实收产量计产。

土壤贮水量（mm）=土层厚度（cm）X土壤容重（g/cm3）X土壤水分百分含量/10。

土壤水分利用率[kg/（mm.hm2）]=作物产量（kg/hm2）/[播前土壤贮水量（mm）+生育期总降水量（mm）-成熟期土壤贮水量（mm）]。

二、结果与分析

（一）覆盖对土壤环境的影响

1.对土壤温度的影响。不同覆盖物对土壤温度有不同的影响。单纯地膜覆盖处理土壤温度始终高于对照。升高0.1～2.0℃，地膜+秸秆使垄沟内土温下降0.1～0.8℃秸秆覆盖使土温下降0.1～2.4℃。各处理间土温差异主要表现在7月15日前，8月15日以后各处理的土温基本没有变化。秸秆覆盖通过影响对光辐射的吸收转化和热量传导来调节土壤温度，低温时有“增温效应”，高温时为“降温效应”。

2.对土壤容重的影响。覆盖栽培能减缓雨水对地表的直接侵蚀和田间农事作业对地表的直接踩压，使土壤疏松多孔，增加通透性，从而改善土壤结构。

地膜覆盖处理0～5cm土壤容重降低0.12g/cm3，5～10cm降低0.11g/cm3;地膜+秸秆覆盖处理0～5cm降低0.13g/cm3，5～10cm降低0.09g/cm3。

3.对土壤贮水量的动态变化。地膜+秸秆覆盖土壤贮水量最高，高出对照10.9～60.5mm，其次为秸秆覆盖。这是由于同等条件下，由于地膜覆盖使地温到高，秸秆覆盖使地温下降，集雨垄播栽培的作物生长旺盛耗水多。因此，秸秆覆盖的土壤贮水量略高于地膜覆盖的，但差异不明显。

4.覆盖对土壤水分利用率的影响。不同覆盖方式对土壤水分的利用率不同，覆盖处理均能不同程度地提高水分利用率。地膜覆盖具有保墒增温效应。同时也是增产增收的主要措施。半干旱区的雨水富集叠加也是提高产量的一条有效途径。两年的试验表明：在种植模式上;集雨垄播+套种十秸秆覆盖能够进一步提高作物产量，大幅度提高作物产值，秸秆覆盖也能大幅度提高作物产量，但单纯用玉米秸秆覆盖，由于当地群众用玉米秸秆做饲料，原料严重不足。因此，建议使用地膜秸秆覆盖。

（二）覆盖对土壤养分的影响

0～20cm土壤养分测定结果见表1，秸秆覆盖可提高土壤养分含量。其中速效钾、有效磷含量增加较多，单位秸秆覆盖处理速效钾、磷含量分别较对照增加121mg/kg、8mg/kg;地膜+秸秆覆盖处理分别较CK增加99mg/kg、7.4mg/kg;土壤有机质、全氮、碱解氮含量也有不同程度的提高。

三、结束语

集雨垄播套种不同覆盖方式均可提高水分利用率。干旱是影响马铃薯、柴胡出苗和生长的限制因子，集雨垄播套种覆盖技术有效地解决了该问题，实现了苗齐、苗壮。覆盖秸秆能减少土表水分无效蒸发，提高水分利用率，减缓雨水对地表的直接侵蚀和田间农事作业对地表的直接踩压，降低土壤容重，增加了土壤无机营养。覆盖秸秆能增温保墒，提高根系吸收活力，延长叶片功能期。

在种植模式上;集雨垄播+套种+秸秆覆盖能够进一步提高作物产量，大幅度提高作物产值，蓄集更多水分，因此，建议今后在继续推广集雨垄播的同时，加大集雨垄播+套种、秸秆覆盖的试验印证工作，单纯秸秆覆盖原料不足，应在原料充足的地区逐步示范。