不同玉米秸秆覆盖模式对农田土壤水热及马铃薯产量的影响

冯梅 刘全亮 罗有中

摘要    通过不同模式玉米秸秆覆盖种植马铃薯，探讨不同覆盖模式种植对土壤水热和马铃薯生长的影响，筛选出定西旱作农业区玉米秸秆覆盖马铃薯种植的最佳模式。结果表明，秸秆覆盖在马铃薯生长过程中对土壤表层的温度和水分调控明显，能够降低土壤温度、增加土壤水分，有利于马铃薯的生长;与传统露地种植相比较，秸秆覆盖栽培平均增产15.6%，马铃薯商品属性提高。

关键词    秸秆覆盖;马铃薯;土壤水分;土壤温度

中图分类号    S532        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）20-0047-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（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

馬铃薯作为定西市支柱产业，2018年全市种植面积为20.108万hm2，占耕地总面积的38%。定西作为干旱农业区，马铃薯抗旱覆盖种植技术主要以地膜覆盖为主，覆膜时土壤墒情较好，播种的马铃薯出苗率高;反之，如果在出苗期降雨少，土壤干旱，就会造成地膜覆盖的马铃薯出苗率低、马铃薯出苗期不能如期出苗，进而影响产量。此外，废旧地膜造成的环境污染问题日趋严峻，土地中残留的地膜严重影响第2年的耕作和农作物生长。秸秆覆盖不仅能化解这一难题，而且全年覆盖农田还能够稳定蓄积雨水、减少蒸发、培肥地力、降低风蚀和水蚀、减轻浮尘[1]，使农田水分含量增加3.0%～5.8%、土壤水分利用率提高25%，特别是大旱之年能显著提高小雨的有效利用率，促进作物高产[2]。同时，秸秆覆盖可以使土壤物理结构得到改善，使土壤真菌、固氮菌、好气性纤维素菌和嫌气纤维菌素等微生物数量增加，改善土壤生物活性。本文在定西干旱农作区对玉米秸秆不同覆盖方式对农田土壤水热及马铃薯产量的影响进行研究，以期为本地区农业的健康可持续发展提供借鉴。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验于2018年4—10月在定西市通渭县马营镇梯田地进行，海拔2 121 m，昼夜温差大，无霜期短，气候干燥，年降雨量在470 mm左右，无霜期120 d左右，全年平均气温3.3 ℃，多风多雾的天气较多，土壤以黑垆土和麻土为主，土层深厚，蓄水力强。前茬作物为玉米。

1.2    试验材料

供试作物：马铃薯，品种为青薯9号，由渭源马铃薯经销协会提供。供试肥料：尿素（含纯N 46.4%，山东瑞星化工有限公司）、硫酸钾（K2O≥51.0%，国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司）;玉米秸秆为上茬玉米种植的副产物。

1.3    试验设计

根据玉米秸秆覆盖方式、种植模式不同，试验共设9个处理，分别为带状平覆长秸秆平播（T1）、带状平覆长秸秆侧播（T2）、全平覆长秸秆平播（T3）、带状平覆短秸秆平播（T4）、带状平覆短秸秆侧播（T5）、全平覆短秸秆平播（T6）、带状垄面覆盖垄面播种（T7）、带状平覆长秸秆露地播（T8）、露地播种（CK）。3次重复，随机区组排列，小区面积25 m2。采用不同覆盖方式的双行种植，株距33 m，行距60 cm，种植密度5.1万株/hm2。试验播前深松土壤1次，结合整地施农家肥45 m3/hm2、有机肥（N+P2O5+K2O≥5%）600 kg/hm2;试验采用人工覆盖秸秆和点播，在马铃薯盛花期综合防控病虫害2次、除草2次。

1.4    试验测定项目

1.4.1    土壤温度。采用自行设计的五杆联动测温装置同时测定每个处理土壤深度为5、15、25 cm处的土壤温度。观测分析不同覆盖不同时段土壤温度的变化，在马铃薯生长的不同阶段测定温度，测定时间分别为9：00、13：00、17：00，然后取平均值作为当天的土壤温度进行分析研究[3]。

1.4.2    土壤水分。采用土钻烘干法测定，分别在马铃薯幼苗期、盛花期、膨大期、收获期分别取地表80 cm内的土壤，每20 cm为一层，共取4层;取样后采用烘干法测定土壤水分含量，每个处理3次重复。土壤含水量计算公式如下：

土壤含水量（%）=（湿土重-烘干土重）/烘干土重×100

1.4.3    产量及产量性状。每个小区取20株进行统计测定，薯块按照大薯（≥200 g）、中薯（50～200 g）、小薯（≤50 g）进行称重统计，计算其经济产量[4]。

1.5    数据处理

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 16.0软件对数据进行整理与分析，用SPSS16.0软件进行方差分析。

2    结果与分析

2.1    不同处理对不同深度土壤温度的影响

由表1可知，秸秆覆盖在马铃薯生长过程中对土壤表层的温度调控明显，在马铃薯幼苗期秸秆覆盖0～25 cm处温度明显低于露地种植，说明秸秆覆盖可以有效减少地表水分蒸发。在马铃薯收获期秸秆覆盖0～25 cm内的温度高于传统露地种植，说明秋季低温时节秸秆覆盖对于地表保温具有一定的作用。

2.2    不同处理对土壤含水量的影响

由图1可知，马铃薯生长过程中，与传统露地种植（CK）相比，玉米秸秆覆盖种植与0～40 cm内土壤水分含量高，这是由于秸秆覆盖能够降低地表水分的蒸发量;40～80 cm内，土壤水分差异不明显，这是由于此范围水分的变化主要受植株生长吸收和水分迁移影响较大。

2.3    不同处理对马铃薯产量的影响

由表2可知，与传统种植相比，秸秆覆盖种植增产效果明显，增产幅度为处理T6>处理T4>处理T3>处理T7>处理T2>处理T8>处理T5>处理T1，其中处理T6的增产幅度达32.9%。因此，从覆盖方式对马铃薯产量的影响可以看出，全平覆短秸秆平播的效果最好。

2.4    不同处理对马铃薯商品属性的影响

由表3可知，商品率从高到低是处理T3>处理T6>处理T5>处理T4>处理T7>处理T1>处理T2>处理T8>CK，传统露地种植（CK）商品属性最差，覆盖种植马铃薯的平均商品率为76.3%，说明秸秆覆盖有利于马铃薯薯块的膨大，增加了马铃薯的商品属性。

3    结论与讨论

试验结果表明，玉米秸秆覆盖种植在平衡土壤温度和土壤湿度方面效果明显，在马铃薯出苗期能够降低地表温度，减少水分蒸发;对土壤温度的影响随着土层深度的增加而逐渐减弱。

玉米秸秆覆盖能够很好地调节土壤水分，这种调节能力随着土层的增加而逐渐减弱，主要作用在于白天降低土壤地表水分的蒸发，夜间有利于土壤吸收空气中的水分[5-6]。不同覆盖种植方式对马铃薯产量的影响不同，其中以全平覆短秸秆平播的产量最高。

4    参考文献

[1] 孟超峰.农田秸秆覆盖技术的研究进展[J].资源环境，2016，33（18）：118-119.

[2] 刘仍臣.机械化旱作农田节水技术研究[J].当代农机，2015（4）：78-80.

[3] 王有生，王多尧.不同覆盖种植模式对马铃薯土壤温度水分及产量的影响[J].干旱地区农业研究，2017，35（6）：59-65.

[4] 黄凯，何小谦，李德明，等.陇中半干旱区不同覆盖方式对马铃薯生长指标产量及品种的影响[J].中国马铃薯，2017，31（5）：272-277.

[5] 張平良，郭天文，吕军峰，等.秸秆覆盖对全膜双垄沟留膜复种马铃薯产量、水分利用效率及氮肥效应的影响[J].西北农业学报，2013，22（3）：93-97.

[6] 张万恒，张恒嘉，王泽义，等.秸秆覆盖方式对西北旱作马铃薯产量效益的影响[J].农业工程，2018，8（12）：85-88.