粉碎秸秆覆盖量对垄作马铃薯产量的影响研究

赵小文，赵贵宾，朱永永

（甘肃省农业技术推广总站，甘肃兰州730020）

2020年甘肃省马铃薯种植面积达68.67万hm2，总产量超过1 500万t，马铃薯已成为保粮食安全、保基本口粮的“温饱薯”“脱贫薯”，马铃薯产业成为甘肃省旱作农业的突破口[1]。干旱和低温是甘肃省马铃薯产业的主要制约因素，秸秆覆盖是干旱和低温下马铃薯种植的有效措施。土壤贫瘠、干旱少雨是限制定西市安定区马铃薯旱作种植区马铃薯产业发展的主要原因。土壤水分匮乏导致马铃薯露地栽培情况下产量低、年度产量起伏大，总体种植效益偏低。为探索应用秸秆还田覆盖代替地膜覆盖栽培的可行性，开展不同降雨量情况下，长期秸秆还田对土壤肥力、土壤墒情、马铃薯生长发育和产量的影响研究，进而综合评价秸秆还田覆盖对马铃薯主要农艺性状、经济性状和收获产量的影响，建立马铃薯绿色环保覆盖种植新模式。近年来，在马铃薯种植模式、覆盖材料选用、品种选择、播种方式及覆盖方式等方面对旱地马铃薯产量影响开展了大量研究[2-6]，但未见秸秆覆盖量方面的研究报道。本研究通过分析不同粉碎秸秆覆盖量对马铃薯生长的影响，旨在筛选出秸秆粉碎覆盖栽培的最佳覆盖量，为秸秆粉碎覆盖马铃薯大田生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在甘肃省定西市安定区团结镇小山村的旱作梯田地上进行，属典型的旱作农业区，黄绵土，前作作物为玉米，肥力中等。

1.2 供试材料

供试马铃薯品种为定薯3号原种。

1.3 试验设计

试验共设7个处理，处理1：10.5 kg，处理2：14 kg，处理3：17.5 kg，处理4：21.5 kg，处理5：25 kg，处理6：28.5 kg，处理7（CK）：露地。所有处理均采用秸秆粉碎覆盖技术，小区面积28.8 m2(3.6 m×8 m)。

1.4 种植方法

前茬作物收获后旋耕灭茬整地，结合整地施农家肥22.5 t/hm2、N 150 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2作为底肥，马铃薯种子用新型液肥拌种，4月27日种植，种植密度6.0万株/hm2。小区秸秆10.5 kg（折合3 646 kg/hm2）、14 kg（折合4 861 kg/hm2）、17.5 kg（折合6 076 kg/hm2）、21 kg（折合7 292 kg/hm2）、25kg（折合8680kg/hm2）、28.5kg（折合9896kg/hm2）还田种植模式：按照垄距40 cm、垄高20 cm、垄宽70 cm规格，采用农业机械或者人力起垄。马铃薯种植在垄侧10 cm处，共种植2行。玉米秸秆粉碎长度为3 cm左右，按照15.0 kg/hm2的覆盖量，于播种完成后撒施在垄面上，再覆盖一定量的细土。对照为常规种植模式：按照同样的规格起垄和种植马铃薯，不进行覆盖。

表1 不同秸秆覆盖量对马铃薯生育期的影响

1.5 数据采集

1.5.1 测定土壤含水量在马铃薯苗期、现蕾期、开花期、块茎膨大期及成熟期等5个关键时期，分别采集田间土壤样品测定含水量，测定采用烘干法。

计算公式：

土壤含水量（%）=（鲜土壤质量-风干后土壤质量）/风干后土壤质量×100%

1.5.2 测量马铃薯植株高度收获时，每个小区随机取10株样品，分别测量植株高度，计算平均值。

1.5.3 块茎生长状况综合评价收获时，各个小区随机取10株马铃薯植株，登记每个植株的块茎数目、性状特征、称量计算单株马铃薯块茎重量。

1.6 数据处理

马铃薯生长期间调查统计各生育时期及农艺性状变化，成熟后按小区单收计产。数据在Microsoft Excel下整理，应用SPSS软件统计分析。

2 结果与分析

2.1 秸秆覆盖量对马铃薯生育期的影响

从表1可以看出，小区秸秆覆盖量21.5 kg、25 kg、28.5 kg全生育期均为154 d，比对照全生育期150 d延迟4 d；小区秸秆覆盖量17.5 kg全生育期152 d，比对照延迟2 d；小区秸秆覆盖量10.5 kg、14 kg全生育期151 d，比对照延迟1 d。少量秸秆覆盖对马铃薯生育进程无明显影响，随着秸秆覆盖量的增加、生育进程延长，秸秆覆盖量达到25 kg以上，马铃薯的出苗、现蕾、开花和成熟期均较露地栽培推迟3～4 d。

2.2 不同秸秆覆盖量对主要农艺性状的影响

从表2可以看出，小区秸秆覆盖量28.5 kg株高最高,为69.6 cm，比对照64.2 cm高5.4 cm；小区秸秆覆盖量25 kg株高69.1 cm，比对照高4.9 cm；小区秸秆覆盖量21.5 kg株高68.7 cm，比对照高4.5cm；小区秸秆覆盖量10.5 kg株高68.2 cm，比对照高4 cm；小区秸秆覆盖量14 kg、17.5 kg株高均为65.2 cm，比对照高1 cm。小区秸秆覆盖量25 kg单株结薯数最高，为5.3个，比对照3.0多2.3个；小区秸秆覆盖量28.5 kg、21.5 kg单株结薯数分别是4.5个、4.4个，分别比对照高1.5个、1.4个；小区秸秆覆盖量14 kg、17.5 kg、10.5 kg单株结薯数分别是3.9个、3.2个、3.1个，分别比对照多0.9个、0.2个、0.1个。小区秸秆覆盖量25 kg单株薯重最大，为0.46 kg，比对照0.32 kg重0.14 kg；小区秸秆覆盖量21.5 kg单株薯重为0.42 kg，比对照重0.10 kg；小区秸秆覆盖量28.5 kg、17.5 kg、14 kg、10.5 kg单株薯重分别是0.39 kg、0.38 kg、0.37 kg、0.35 kg，分别比对照重0.07 kg、0.06 kg、0.05 kg、0.03 kg。小区秸秆覆盖量21.5 kg商品薯率最大，为77.4%，比对照62.9%高14.5个百分点；小区秸秆覆盖量25 kg、28.5 kg、17.5 kg商品薯率分别是76.3%、75.4%、72.2%，分别比对照高13.4个百分点、12.5个百分点、9.3个百分点；小区秸秆覆盖量10.5 kg、14 kg商品薯率66.8%、65.3%，分别比对照高3.9个百分点、2.4个百分点。因此，秸秆粉碎覆盖后能促进植株生长，有效增加马铃薯的单株结薯数和薯重，提高了马铃薯的商品率。随着秸秆覆盖量的增加，马铃薯株高增加，小区覆盖量在28.5 kg时，株高达到69.6 cm。在秸秆覆盖量低于25 kg时，单株结薯数和株粒重随秸秆覆盖量的增加而增加，秸秆覆盖量超过25 kg后，单株结薯数又呈现下降趋势；在秸秆覆盖量低于21.5 kg时，商品薯率随秸秆覆盖量的增加而增加，秸秆覆盖量超过21.5 kg后，单株结薯数又呈现下降趋势。可见，秸秆覆盖量在21.5～25 kg时，马铃薯具有最高的单株结薯数、薯重和商品薯率。

表2 不同秸秆覆盖量对主要农艺性状的影响

2.3 不同秸秆覆盖量对马铃薯产量的影响

从表3可以看出，秸秆覆盖可有效提高马铃薯产量。随着秸秆覆盖量的增加，马铃薯产量呈上升趋势，在小区秸秆覆盖量为25 kg时达到最大值，折合产量27.70 t/hm2，较露地栽培增产44.3%，增产达到极显著水平；覆盖量进一步增加，马铃薯产量又呈下降趋势。

表3 产量结果

3 小结

定西市安定区马铃薯常年种植面积在6.67万hm2以上，是我国3大马铃薯主产县（区）之一。其中，黑色地膜覆盖栽培技术作为旱作农业区最有效的抗旱保墒栽培技术，也是当地主要马铃薯种植技术，每年应用面积约5.3万hm2。该技术的应用，对增加粮食产量、促进产区农民脱贫增收贡献突出，但随着废旧地膜的增加，造成了日渐严重的农业面源污染，亟待研究应用新的环保替代技术。本试验研究发现，玉米秸秆粉碎覆盖栽培模式在提高马铃薯单株块茎数、块茎重量、大薯率、产量等方面效果突出，属一项绿色环保覆盖高效栽培模式，适宜在半干旱区马铃薯产区推广应用。秸秆覆盖栽培具有提高土壤温度、增加土壤湿度的作用，有利于马铃薯营养体健壮生长、结薯和薯块膨大，从而提高马铃薯结薯率、薯重、商品率和产量。但太少和过多的秸秆覆盖均难以达到最好的效果。本研究结果表明：在定西市旱作梯田中等肥力马铃薯种植区，28.8 m2覆盖粉碎秸秆25 kg（折合8 680 kg/hm2）效果最好，马铃薯平均单株结薯5.3个，薯粒重0.46 kg，产量可达到27.70 t/hm2，商品薯率达到76.3%。