不同覆盖方式对秋马铃薯产量与土壤水分的影响

郑雅超

摘 要： 为筛选泉州地区秋马铃薯高产适宜覆盖材料，采用黑色地膜覆盖（B1）、稻草覆盖（B2）和露地栽培（CK）3种方式，分析不同覆盖方式对泉薯5号生育期、主要农艺性状、土壤温度、水分与鲜薯产量的影响。结果表明：泉薯5号生育期和单株结薯数B2>CK>B1，茎粗B1>B2>CK，株高、单株薯重、鲜薯产量和商品薯率均表现B2>B1>CK。全生育期地温均值B2B1>CK，土壤贮水消耗量B2>CK>B1，总耗水量B2>CK>B1，降水对耗水的贡献率B2>CK>B1。鲜薯和干薯的水分利用效率与产量表现B2>B1>CK。本试验条件下，稻草覆盖（B2）是泉州市红壤产区秋种泉薯5号推荐的适宜覆盖栽培方式。

关键词： 覆盖方式；马铃薯；土壤温度；水分利用效率；产量

中图分类号： S 532    文献标志码： A    文章编号： 0253-2301（2023）05-0064-06

DOI：  10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.05.011

Effects of Different Mulching Methods on the Yield of Potatoes Planted in Autumn and Soil Moisture

ZHENG Ya-chao

（Quanzhou Institute of Agricultural Sciences， Quanzhou， Fujian 362212， China）

Abstract：  In order to screen the suitable mulching materials for the high yield of potatoes planted in autumn in Quanzhou area， three methods of black plastic film mulching （B1）， straw mulching （B2） and open field cultivation （CK） were used to analyze the effects of different mulching methods on the growth period， main agronomic traits， soil temperature， water content and fresh potato yield of Quanshu  No.5.  The results showed that the growth period and tuber number per plant of Quanshu  No.5  were B2>CK>B1， the stem thick was B1>B2>CK， and the plant height， tuber weight per plant， fresh tuber yield and commodity potato rate were B2> B1>CK. The mean value of soil temperature in the whole growth period was B2B1>CK， the soil water consumption was B2>CK>B1， the total water consumption was B2>CK>B1， and the contribution rate of precipitation to water consumption was B2>CK>B1. The water use efficiency and yield of fresh potato and dried sweetpotato were B2>B1>CK. Under the conditions of this experiment， the straw mulching （B2） was a suitable method of mulching cultivation which was recommended for the autumn planting of Quanshu  No.5  in the red soil producing area of Quanzhou.

Key words：  Mulching method； Potatoes； Soil temperature； Water use efficiency； Yield

馬铃薯作为世界第四大主要粮食作物，具有适应性强、产量高的特点。农业覆盖技术作为节水抗旱的重要栽培措施，具有蓄水保墒作用，一定程度上解决降雨不足和季节分配不均导致的作物水分不足、产量不稳定等问题，是应对干旱缺水、提高马铃薯产量的主要措施  [1-4] 。不同覆盖材料对作物的水分利用效率、干物质积累和产量影响不同  ［5-7］ 。黑色地膜相较于白色地膜，除提高地温改善土壤水分外，还能缩短生育期，提高作物产量  [8] ；稻草覆盖具有就地取材、对环境污染小的优势，还能随季节温度变化增加或降低土壤温度的功能，保证作物稳产增产  ［9-12］ 。截至目前，地膜覆盖和稻草覆盖技术已在闽南马铃薯生产中广泛应用，且不同学者研究的侧重点不同。而应用地膜覆盖和稻草覆盖研究马铃薯耗水规律及产量形成的相关研究在南方冬作区未见报道。在其他作物上有相关研究，郭陞垚等  [13] 研究认为，光解膜覆盖对福建花生主栽品种影响最大，产量最高，其次是普通膜，稻草覆盖产量最低。杜利等  ［14］ 研究认为在西北绿洲灌区，地膜秸秆交替覆盖降低了玉米农田间的棵间蒸发量，减少了玉米营养生长前期耗水，增大了生长后期的耗水量，有效协调玉米前后生育时期耗水互补。严昌荣等  ［15］ 研究认为地膜覆盖条件下的棵间蒸发量显著高于秸秆覆盖，进而限制作物水分利用效率，且农田残膜通过增大土壤容重，降低土壤孔隙度，从而阻碍土壤水分入渗，减弱土壤保水能力，进而胁迫作物的生长发育。为此，本试验从泉州地区秋种马铃薯全生育阶段耗水及不同深度土壤耗水的角度出发，以泉薯5号马铃薯为试材，探讨黑色地膜覆盖和稻草覆盖2种覆盖方式对马铃薯增产效应及水分利用效率的影响，筛选泉州红壤产区秋种马铃薯高产适宜的覆盖栽培方式，以期为泉州地区的秋种马铃薯高产覆盖栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种为泉薯5号（泉州市农业科学研究所自主选育，一级原种）。该品种具有农艺性状好、丰产、优质、抗病等优良特性，属中熟加工型品种。于2016-2018年通过福建省马铃薯区域试验。2021年通过国家马铃薯品种登记[登记编号：GPD马铃薯（2021）350063]。

1.2 试验地概况

于2022年9月至2023年1月在泉州市安溪县虎邱镇美亭村进行试验。试验区位于东经 118°0′35″ ，北纬25°1′11″，海拔222.23 m，属中亚热带海洋性季风气候，平均气温16℃～18℃，年降雨量 1：800  mm。前茬为水稻。供试土壤类型为砖红壤性红壤，肥力中等，耕层有机质为27.4  g·kg  -1  ，碱解氮为101.0 mg·kg  -1 ，有效磷为20.8 mg·kg  -1 ，速效钾为93.0 mg·kg  -1 ，pH值为4.1。

1.3 试验设计

试验于2022年9月27日播种，共设3个处理，分别是：（1）黑色地膜覆盖（B1），（2）稻草覆盖（B2）：播种后在畦面覆盖稻草10 cm，（3）露地畦植（CK）：无覆盖，将马铃薯播于穴深10 cm土壤中。随机排列，重复3次，小区面积20 m 2，双行畦植，畦宽（含沟）1.2 m，行长16.67 m，行距50 cm，株距28 cm，每小区的5.55 m区为取样区、11.12 m区为测产区，四周设保护行。保苗 60：000 株·hm  -2  ，每小区120株。出苗前正常供水，保证土壤湿润，3叶期之后不再人工灌水。试验区各处理统一施用烘干家畜粪 3：750   kg·hm  -2  、进口复合肥（N P 2O K 2O=16 16 16）750  kg·hm  -2  。深耕前结合整地时一次性施入，生育期内不追肥。

1.4 指标测定

1.4.1 物候期   出苗、封行、现蕾、开花和成熟的日期均以达到50%为调查标准。

1.4.2 主要农艺性状   （1）株高：播种后 75 d（2022年11月26日），间隔选10株，用直尺测量株高。（2）茎粗：每株选取距地面15 cm处用游标卡尺测量，选株方法同株高，取平均值。（3）分枝数：从种薯或地下直接生长的茎数。在开花期每个小区随机调查10株，计平均数。

1.4.3 产量   在马铃薯收获时，按照3次重复测得实际产量，每个小区选取测产区收获，统计单株结薯个数、单位面积薯重和商品率等，折算鲜薯产量。将各处理考种后的10株马铃薯块茎鲜薯称重，采用烘干法测定各处理的干物率，计算各处理干薯产量（干薯产量=小区实测鲜薯产量×块茎干物率）。

1.4.4 土壤温度   在各处理的每畦中间位置地下15 cm处插入地温计（梅州市至美电子商务有限公司）进行地温监测，于播后45、60、75和90 d记录每天14：00的温度。

1.4.5 土壤含水率   用烘干法测定土壤含水率（%），分别在黑色地膜和稻草覆盖前1 d（2022年9月26日）、播后45 d（2022年11月11日）、播后60 d（2022年11月26日）、播后75 d（2022年12月11日）和播后90 d（2022年12月26日）和成熟后（2023年1月10日），以20 cm为1个土层取样单位，在0～100 cm土层土壤采样1次，每个小区测定3处。

1.4.6 土壤水分贮水量

v＝p×h×w×10

式中： v 为土壤水分贮水量（mm）， p 为地段实测土壤容重（g·cm  -3 ）， h 为土层厚度， w 为土壤含水率（%）。

1.4.7 生育时期总耗水量   记录并汇总2022年12月至2023年1月生育时期的降水量。

總耗水量（mm）=生育期土层贮水消耗量（mm）+有效降雨量（mm）

降水对耗水的贡献率（%）=[有效降雨量（mm）/总耗水量（mm）]×100

1.4.8 水分利用效率   水分利用效率（ WUE ， kg·hm  -2 ·mm  -1  ）计算公式为：

WUE= Y ET

式中： Y 为马铃薯块茎产量（kg·hm  -2 ）； ET 为马铃薯农田耗水（mm）=覆盖前1 d 100 cm土层土壤贮水量-收获后100 cm土层土壤贮水量+生育期降水量。

1.5 数据处理

采用DPS 5.0软件进行数据处理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖处理对泉薯5号生育期的影响

由表2可知，泉薯5号出苗至成熟天数为79～82 d，B2处理生育期最长，为82 d；B1处理生育期最短，仅79 d，较对照缩短1 d。封行、现蕾、开花和成熟期均以B1处理最早，CK处理其次，B2处理最迟。

2.2 不同覆盖处理对泉薯5号主要农艺性状的 影响

由表2可知，泉薯5号株高以B2处理最高，为45.77 cm，B1处理其次，为38.33 cm，CK处理最矮，为37.20 cm。茎粗以B1处理最粗，为10.15 mm，B2处理其次，为9.48 mm，CK处理最细为8.90 mm。分枝数以CK处理最多，为2.52条，B1处理其次，为2.22条，B2处理最少，为1.80条。单株结薯数以B2处理最多，为10.80个，CK处理其次，为8.59个，B1处理最少，为7.82个。单株薯重以B2处理最重，为579.33 kg，B1处理其次，为504.67 kg，CK处理最轻，为466.00 kg。小区鲜薯产量以B2处理最高，为43.45 kg，B1处理其次，为38.29 kg，CK处理最轻，为34.99 kg。商品薯率以B2处理最高，为78.75%，B1处理其次，为76.03%，CK处理最低，为75.14%。

2.3 不同覆盖处理对泉薯5号产量的影响

由表2可知，与CK处理相比，2种覆盖方式均表现增产，B2处理产量最高，折合鲜薯产量约为 32：587.5   kg·hm  -2  ，较CK处理平均增产24.17%，B1处理折合鲜薯产量约为 28：717.5   kg·hm  -2  ，较CK处理的平均增产9.43%。

2.4 不同覆盖处理对土壤温度的影响

由表3可知，泉薯5号生育期内各处理土壤温度均值为： B2（22.33℃）

2.5 不同覆盖处理对土壤水分的影响

由表4可知，播后45、60和75 d，2种覆盖方式的土壤含水率均高于对照，B2处理的土壤含水率均高于B1。主要原因是稻草覆盖有抑蒸保墒、降低地温、协调马铃薯耗水和土壤水分分配，在高效用水的同时最大限度保蓄土壤水分，促进马铃薯根系对土壤水分的吸收，提高水分利用效率。20～40 cm土层是马铃薯根系生长分布层。播后45、60和75 d，土壤含水率由高至低的排序為：B2>B1>CK。播后90 d，根系生长分布层和块茎生长形成层的土壤含水率相近。其根系生长分布层的土壤含水率均比块茎生长形成层的高。不同覆盖方式下，在播后45、60、75和90 d，0～40 cm的土壤平均含水量变化表现为先升高后降低的趋势；由于块茎形成期的降水在各生育期中最多，以播后60 d的土壤含水量为最高；而块茎膨大期降水和淀粉积累期的降水相对减少，且马铃薯处于生长旺盛时期，蒸腾作用较强，导致这一时期相对其他时期少。

2.6 不同覆盖处理对不同土层土壤贮水消耗量的影响

由表5可知，B2处理的土壤贮水总消耗量最大，为36.90 mm，较CK处理增加2.46 mm；B1处理的土壤贮水总消耗量最小，仅33.26 mm，较CK处理减少1.18 mm。B1、B2和CK处理的生长主要消耗0～60 cm土层贮水，分别占土壤贮水总消耗量的73.36%、70.46%和71.37%。

2.7 不同覆盖处理对泉薯5号全生育期总耗水量的影响

由表6可知，B2处理的总耗水量最多，为182.9 mm，CK处理的居第2位，为175.44 mm，B1处理的居第3位，为171.33 mm，降水对耗水的贡献率为B1（80.5 %）>CK（80.37 %）>B1（79.83 %）。

2.8 不同覆盖处理对泉薯5号水分利用效率的影响

由表6可知，泉薯5号鲜薯产量水分利用效率表现为B2（178.17 kg·hm  -2 ·mm  -1 ）>B1（167.62 kg·hm  -2 ·mm  -1 ）>CK（149.58 kg·hm  -2 ·mm  -1 ），B2和B1处理的水分利用效率（WUE）较CK处理分别提高19.11 %和12.06 %；产量水分利用效率表现为B2（43.65 kg·hm  -2 ·mm  -1 ）>B1（35.11 kg·hm  -2 ·mm  -1 ）>CK（31.11 kg·hm  -2 ·mm  -1 ）。

3 结论与讨论

地膜覆盖和稻草覆盖技术已在闽南马铃薯生产中广泛应用，为研究不同覆盖方式对泉州秋马铃薯耗水规律及产量形成的影响机制，本试验以泉薯5号为试材，探讨黑色地膜覆盖和稻草覆盖2种覆盖方式对该品种增产效应及水分利用效率的影响。结果表明：本试验条件下，与CK处理相比，2种覆盖方式均表现增产，鲜薯产量水分利用效率较高，其中，稻草覆盖（B2）农艺性状综合表现最好，干物率和WUE为最高，是泉州市红壤产区秋种泉薯5号推荐适宜覆盖栽培方式。

稻草覆盖有抑蒸保墒、降低地温、协调马铃薯耗水和土壤水分分配，在高效用水的同时最大限度保蓄土壤水分，促进马铃薯根系对土壤水分的吸收，促进马铃薯的地上部分和地下部分的生长，延缓马铃薯植株的衰老，而提高水分利用效率。地膜覆盖的土壤含水量均低于稻草覆盖，其在生育后期的土壤温度均高于稻草覆盖和露地栽培。前人研究认为秸秆覆盖在提高玉米  [16] 、小麦  [17] 、马铃薯  [18] 等耗水量、产量和水分利用效率方面效果显著。地膜覆盖后，苗期温度增加最明显，块茎形成期至淀粉积累期增温不明显。本研究显示，地膜覆盖在马铃薯生育后期，土壤温度较高，不利于马铃薯块茎淀粉积累和产量增加，这与石有太等的研究结果相一致  ［19］ 。但本试验在泉州市秋季马铃薯红壤产区开展，试验中没有考虑秸秆覆盖土壤肥力和控制土壤侵蚀作用等的影响，至于不同覆盖方式对本地区冬春季马铃薯的产量和土壤用水分利用等的影响，今后应对此进行深入试验研究。

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（责任编辑：柯文辉）