深松覆盖对旱地土壤性状及马铃薯产量的影响研究

王 楠

（宁夏大学农学院，宁夏银川 750021）

马铃薯具有抗旱、高产、高效等特点，已成为宁南旱作区（简称宁南旱区）广大农民群众抗旱增产的重要粮食作物，也是近年来发展的重点经济作物以及优势特色产业。但宁南旱区全区终年干燥少雨，年均降水量300～500 mm，且降雨时节分配不均，降水相对集中［1］。目前，由于该区采取传统的农业耕作方法，并进行连年翻耕，使其土壤地表结构遭受到了严重破坏，土壤质量急剧降低，从而导致土壤的保持水力能力下降，土壤水分利用效率显著下降，进一步加剧了生态环境恶化。该区域土壤出现了耕层浅、耕底层向上运移等问题，严重影响了作物根系下扎和对水分和营养的汲取利用，进而导致作物产量低而不稳［2］。

深松作为一项保护性耕作措施，可加深耕层而不翻转土壤、打破耕底层，可以有效降低耕层土容重，降低传统铧式犁翻耕层后土壤水分的热挥发损失，从而提高土的热渗透特性，并增加土壤降水资源的运用利用率。覆盖能有效控制土壤水分蒸发，以维持均匀的水分分布，并增加土壤温度，促进作物的生长发育，从而实现作物高效生产的目的［3］。侯贤清等［4］研究发现，深松结合秸秆覆盖能有效提高马铃薯产量以及商品薯率，有利于增强马铃薯干旱胁迫能力、增加出苗率以及块茎产量。通过深松蓄水、覆盖保墒保温技术之间的协调作用，能最大限度地蓄积休闲期降水，实现休闲期秋雨深蓄土壤内部，储备于跨季节利用，进而促进马铃薯的高产［5］。可见，深松结合覆盖可改善土壤耕层结构，调节土壤水热环境，对实现马铃薯增产具有重要的现实意义。

1 深松覆盖对土壤性状的影响

1.1 深松覆盖对土壤水热的影响通过深松蓄水、覆盖保墒技术的结合应用，能最大限度地降低地表水分的无效流失，优化土壤水分、温度二者的协同作用，实现稳产高产［6］。旱作农业区由于耕作措施和降雨情况的不同，土壤水分的含量变化也各不相同。地膜覆盖和秸秆覆盖结合不同深松措施，能显著增加0～200 cm层土壤的水分含量，使水分蓄积土壤深层，抑制水分的无效蒸发［7］。彭正凯等［8］研究发现，保护性深松措施不同程度地提高了土壤饱和导水率，降低了土壤棵间蒸发，提高了作物产量。武淑娜等［9］研究表明，深松与地膜覆盖相结合的措施在作物生长前期增温效果较为明显，后期可起到降温的效果，可抑制土壤水分的无效蒸发，协调改善土壤的水热环境，符合大豆对环境的生长需求。深松结合覆盖对作物生育期内土壤温度有调控效应，立秆留茬处理可提高土壤温度，有利于作物干物质量的积累，从而提高作物的总产量。有研究发现，深松结合覆盖比常规耕作结合覆盖利于积温。地膜覆盖技术由于产生了增温、保墒、通调水路等效应，能够提高粮食作物的经济产出。覆盖处理不仅可以集雨保墒，减少水分蒸发，而且可以提高降水入渗，进而提高土壤底墒。刘爽等［10］研究表明，休闲期深松后进行覆盖处理既能抑蒸保墒，提高播前的土壤水分含量，更对小麦的出苗情况影响显著。同时也有研究表明，秋收后深松覆盖可以提高播种期0～200 cm层土壤水分含量，从而提高休闲期土壤蓄水效率。侯贤清等［4］研究表明，深松结合覆盖措施可以通过调节土壤理化性质和结构来影响土壤水分含量以及土壤热稳定性，从而改变了土壤有机质的溶解转化状况和营养物质含量的不同。可见，深松结合的覆盖措施有利于保温隔热和蓄水保墒，影响土壤的水热环境，从而促使作物成长，增加作物产量。

1.2 深松覆盖对土壤结构的影响旱作雨养区长期以传统耕作方式对土壤进行翻耕，造成土壤耕层变浅、土壤大孔隙大量减少、容重变大以及犁底层加厚等问题，导致表层土壤水分易散失，水分利用率较低，不利于作物生长，造成产量下降［11］。郭书亚等［12］研究表明，深松结合覆盖可改善土壤环境，提高土壤温度，打破犁底层，增加土壤通透性，减少地表径流量和径流次数，使其土壤蓄水效果更为显著。土壤容重是表现土壤耕层构造和功用的主要指标，梁海等［13］研究表明，玉米季0～20 cm土壤耕层容重以深松35 cm改善效果最佳，其效果显著低于其他耕作处理，孔隙度则是通过调节土壤的微环境，进而改变水肥条件和微生物活性等［14］。王群等［15］研究表明，深松覆盖措施可有效打破耕作犁底层，对改善土壤的通气能力效果明显，可降低土壤容重，提高土壤蓄纳天然雨水的能力，增加土壤有效水分的含量。土壤团聚体数量与土壤的物理、化学及生物特征有非常密切的关系，其团聚体含量以及粒级分布不但影响着作物的生长发育状况，对土壤孔隙结构、抗蚀性和可持续利用情况等也有不同程度的影响。李荣等［1］研究发现，与传统耕作方式相比，深松覆盖措施对0～40 cm层>0.25 mm机械稳定性的团聚体数量存在极显著水平。牛伊宁等［16］研究发现，影响土壤降雨入渗的主要因素是地表板结，而深松结合覆盖的保护性耕作措施更有利于土壤降雨入渗，深松、覆盖对土壤蓄水量的影响达到显著水平。

2 深松覆盖对马铃薯产量的影响

深松及覆盖等措施通过改良土壤结构，提高土壤湿度蓄水能力和调控气温，以促使作物的生长发育，并最终增加粮食作物生产［17］。深松在一定程度上改善产量的构成因素，有利于花后干物质的积累和运输，显著提高作物的产量［18］。在降水量较少的年份，深松增产效果显著，在降水量较多年份，深松均能提高作物产量。地膜覆盖能提高土壤温度，达到保水保肥效果，使马铃薯提前开花，延长薯块生长时间，达到增产效果［19］。秸秆覆盖可蓄水保墒，抑制土壤蒸发，促进作物生长，利于根系发育，有助于生成发达的根系，同时低温时的“增温效应”和高温时的“降温效应”对马铃薯生长尤为有利。深松作为一项保护性耕作措施，可加深耕层而不翻转土壤、打破耕底层，可以有效降低耕层土容重，同时降低传统铧式犁翻耕层后土壤水分的挥发损失，从而提高土的侵蚀特性，并增加土壤降水资源的使用率，有效控制水土流失和土壤侵蚀，达到作物高产高效的目的［20］。深松结合不同地表覆盖材料对马铃薯生长有显著的促进作用，深松覆秸秆处理下的马铃薯产量、商品薯率均最高。因此，深松与覆盖相结合可进一步增强土壤蓄水增温保墒能力，提高作物根系生长，促进马铃薯根系对土壤水分和养分的吸收利用，对马铃薯根系生长发育有较大的促进作用，同时利于薯块膨大，从而增加马铃薯产量。

3 结语

深松覆盖对土壤环境和作物生长都有一定的影响，深松结合覆盖措施下土壤结构的改善对土壤水分产生影响，作物生长表现出一定的差异性，进而影响作物生产力的发挥。综上，为确定深松结合覆盖措施下的马铃薯根系特征对植物生长发育和块茎生产产生的控制效果，深入发掘马铃薯增产潜能，探讨在深松覆盖措施下土壤水热环境的改变，块茎生产所构成的调节机理，深入研究宁南旱区马铃薯生产，以期为旱作马铃薯高产优质模式的选育提供一定的理论依据。