山丹县马铃薯膜草双覆盖垄作节水增产机理试验

陈 洁，宋金凤，晏 斌，吴多锴

（甘肃省山丹县农业技术推广中心，甘肃 山丹 734100）

山丹县位于河西走廊中部，光照充足，病虫害较少，适宜马铃薯生长，但干旱缺水是制约该县马铃薯产业发展的主要因素，要在水资源短缺的自然条件下实现马铃薯大面积种植，覆膜、起垄、滴灌等节水技术的发展起到至关重要的作用。为进一步探索马铃薯节水增产种植技术模式，2021年在山丹县委、县政府“以水定产业、以水调结构”的政策背景下以及前两年试验研究的基础上，继续研究水肥一体化模式下马铃薯膜草双覆盖垄作节水增产技术增产机理，以期筛选出最优马铃薯垄作节水增产技术，为山丹县马铃薯产业的迅速发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在亚盛山丹分公司第5队，质地中壤，土壤类型为灌耕土，耕层土壤含碱解氮67.99 mg/kg，全氮1.03 g/kg，有机质16.15 g/kg，速效钾208.03 mg/kg，有效磷13.01 mg/kg，pH值8.4。前茬作物甜菜，肥力中等，能灌能排，交通方便。

1.2 供试材料

美盛掺混肥料（N-P-K=26-15-10)、植丰水溶肥（N-P2O5-K2O=30-10-10）（N-P2O5-K2O=17-17-17）（N-P2O5-K2O=15-10-20）、0.01 mm地膜、小麦秸秆。供试马铃薯品种为大西洋。

1.3 试验方法

1.3.1 田间试验设计 试验采取单因素随机区组设计，共设4个处理，处理1：垄作滴灌（CK）；处理2：覆草垄作草下滴灌（麦草覆盖量为9000 kg/hm2，处理4同）；处理3：覆膜垄作膜下滴灌；处理4：膜草双覆盖垄作草下滴灌。小区面积26.4 m2（3.3 m×8 m），每小区种3垄，每垄长8 m，3次重复，随机区组排列。试验于2021年4月17日播种，9月9日收获。为确保试验数据的准确性，田间测产在1 d内完成。整个生育期化学防治早、晚疫病3次，块茎膨大期时喷施营养液2次，其他管理措施同大田。

1.3.2 种植方法 机械起垄，垄距110 cm、垄高30 cm、垄宽70 cm。马铃薯种植采用三角形点种，每垄种2行，株距20～22 cm，播深10～15 cm，保苗90000株/hm2左右。垄作滴灌（CK）模式下每个垄面沿马铃薯播种行铺设1条滴灌带，播后将穴孔覆土盖平；覆草垄作草下滴灌模式下每个垄面沿马铃薯播种行铺设1条滴灌带，垄上覆盖小麦秸秆5.94 kg，并在麦草上覆土2～3 cm；覆膜垄作膜下滴灌模式下每个垄面沿马铃薯播种行铺设1条滴灌带，再在垄面上覆盖幅宽100 cm的地膜将垄盖严实，并在膜上覆土2～3 cm；膜草双覆盖垄作草下滴灌模式下每个垄面沿马铃薯播种行铺设1条滴灌带，按小区内垄宽、垄长折算每个垄面覆盖的秸秆量，每个垄上覆盖小麦秸秆5.94 kg后覆100 cm宽的地膜，最后覆2～3 cm土压实。

1.3.3 施肥及灌水 滴水及追肥：整个生育期滴水7次，平均每次滴水20 m3左右，生育期共滴水2250 m3/hm2左右；追肥5次，施水溶肥195 kg/hm2，沼液300 kg/hm2。出苗期—团棵期滴水1次，滴水300 m3/hm2左右。团棵期—现蕾期滴水1次，滴水300 m3/hm2左右；施肥1次，每次随滴水追施植丰水溶肥（N-P2O5-K2O=30-10-10）30 kg/hm2。现蕾期—开花期滴水1次，滴水300 m3/hm2左右；施肥1次，每次随滴水追施植丰水溶肥（N-P2O5-K2O=17-17-17）75 kg/hm2。开花期—结薯期滴水2次，滴水375 m3/hm2左右；施肥1次，每次随滴水追施沼液300 kg/hm2。结薯期—膨大期滴水2次，滴水300 m3/hm2左右；施肥2次，每次随滴水追施植丰水溶肥（N-P2O5-K2O=15-10-20）45 kg/hm2。成熟期—收获前视降雨情况滴水1次，不追肥。

1.4 测定指标与测产

马铃薯不同生育期土壤水分测定分0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm 3个测定深度。采用烘干法测定，测定时应避开粪堆或化肥，顺垄面行向在2株马铃薯植株中间位置测定。

马铃薯不同生育期土壤温度测定分0 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm 5个层次，测定时间为当天11时左右，用曲管地温表顺垄面行向在2株马铃薯植株中间位置测定。

马铃薯测产，每小区取有代表性的植株10株进行室内考种，各小区单收计产。

2 结果与分析

2.1 不同种植模式对马铃薯物候的影响

由表1看出，不同种植模式各生育期和物候期不同。生育期最长的是处理4，生育天数达110 d；其次处理3，为109 d；处理2为108 d；生育期最短的是处理1（CK），为101 d。出苗最早的是处理1（CK），为5月14日，较处理3早出苗3 d，较处理2早出苗6 d，较处理4早出苗8 d。处理1（CK）成熟最早，为8月22日，较处理4早17 d，较处理2早13 d，较处理3早11 d。可见膜草双覆盖垄作草下滴灌模式能延长生育期，有利于植株生长，为丰产奠定基础。

表1 不同种植模式马铃薯各生育期记载

2.2 不同种植模式对土壤水分的影响

由表2看出，在马铃薯生育期内，从耕层0～60 cm土壤的平均含水量上看，处理4土壤含水量最高，为17.49%，较处理1（CK）提高5.36个百分点；其次是处理3，为16.07%，较处理1（CK）高3.94个百分点；第三是处理2，为15.42%，较处理1（CK）高3.29个百分点；最低处理1（CK），仅为12.13%。在4个处理中，从马铃薯整个生育期土壤水分含量平均值分析，高低依次为处理4＞处理3＞处理2＞处理1，说明在马铃薯4种种植模式中，膜草双覆盖垄作草下滴灌模式保水性＞覆膜垄作膜下滴灌模式保水性＞覆草垄作草下滴灌模式保水性＞垄作滴灌模式保水性，同时说明在马铃薯种植中，垄上覆盖麦草或地膜都不利于土壤水分的蒸发，有利于作物生长。

表2 不同种植模式马铃薯各生育期土壤水分含量

2.3 不同种植模式对土壤温度的影响

由表3看出，在整个生育期中，马铃薯不同种植模式耕层土壤温度在0～20 cm范围内，随深度增加成逐渐下降趋势。在0～20 cm范围内，处理3整个生育期平均温度比其他3个处理平均温度都高，达到19.25℃，较处理1（CK）高3.07℃，较处理4高1.46℃，较处理2高3.04℃；其次是处理4，为17.79℃，较处理1（CK）高1.61℃，较处理2高1.58℃；处理2为16.21℃，较处理1（CK）高0.03℃。说明在马铃薯种植中，覆盖地膜比覆盖麦草更能提高地温，而覆盖麦草在马铃薯整个生育期内能保持垄内温度的恒定，没有覆盖物时垄内的温度受外界温度的影响大，随外界温度的升高而升高。

表3 山丹县不同种植模式马铃薯各生育期0～20 cm土壤地温变化

2.4 不同种植模式对马铃薯经济性状的影响

由表4可知，从4个处理株高看，处理4株高最高，为66.4 cm；其次是处理2，为55.5 cm；第三是处理3，为55.3 cm；处理1（CK）最矮，仅为42.3 cm。说明种植模式不同对马铃薯株高有一定影响。从单株结薯数看，处理4最高，为4.52个；其次是处理2，为4.21个；处理1（CK）最低，仅为3.14个。在商品率上，大薯率最高的处理4，为41.18%；处理2最低，仅为22.98%。中薯率处理2最高，为63.02%；其次是处理3，为61.41%；处理4最低，为54.17%。小薯率处理1（CK）最高，为14.88%；处理4最低，为4.66%。

表4 不同种植模式对马铃薯经济现状的影响

2.5 不同种植模式对马铃薯产量的影响

由表5看出，处理4的折合产量最高，为46184.70 kg/hm2，较对照增产6265.80 kg/hm2，增产率为15.70%，较处理2增产4951.95 kg/hm2，增产12.01%，较处理3增产2880.30 kg/hm2，增产6.65%；其次是处理3，折合产量为43304.40 kg/hm2，较对照增产3385.50 kg/hm2，增产8.48%，较处理2增产2071.65 kg/hm2，增产5.02%；处理2折合产量为41232.75 kg/hm2，较对照增产1313.85 kg/hm2，增产3.29%。

表5 不同种植模式对马铃薯产量的影响

3 结论与讨论

水肥一体化模式下马铃薯覆盖不同材料后，对提高地温和保持土壤水分各不相同，影响马铃薯的生育期，导致了产量不一致。在本试验中，综合上述因素，马铃薯在膜草双覆盖垄作草下滴灌种植模式下，无论在土壤保水性、增温性还是产量都高于其他3种种植模式，而覆膜垄作膜下滴灌和覆草垄作草下滴灌产量相差不大，加之膜草双覆盖垄作草下滴灌和覆草垄作草下滴灌前期具有白昼增温、夜晚保温的作用，有利于促进马铃薯的早期生长、壮苗和营养生长，后期具有夜晚保温、白昼遮阴降温的作用，能促进马铃薯块茎的繁殖生长和快速扩展，2种种植模式均可推广。试验结果表明：在提升耕地地力、减少土壤污染的前提下，马铃薯覆草垄作草下滴灌种植模式既能降低种植成本，又能保证马铃薯产量。