不同覆盖材料对旱地马铃薯土壤水分和耗水的影响

刘 青, 马建涛, 韩凡香, 杨成存, 黄彩霞, 程宏波, 柴守玺, 常 磊

(1.甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃农业大学 农学院, 兰州 730070; 2.兰州城市学院 地理与环境工程学院,兰州 730070; 3.甘肃农业大学 水利水电工程学院, 兰州 730070; 4.甘肃农业大学 生命科学技术学院, 兰州 730070)

西北黄土高原半干旱区是我国粮油糖和特色农产品的重要生产基地,干旱少雨、水资源匮乏严重制约着该区域农村经济的发展。覆盖蓄水技术已经成为当前国内外广泛使用的农业技术,主要包括地膜覆盖和秸秆覆盖,具有增温保湿、保墒的功效,能有效调控土壤微环境[1],增产明显,而地膜覆盖材料中应用最广的是聚乙烯塑料地膜(PE膜),其主要优点是经济成本低,提高土壤含水量,显著改善了农作物的水分利用效率,但在自然条件下难降解,随着地膜投入不断增加,长期PE膜覆盖会导致碎片化残留,影响作物水分、养分吸收利用、阻碍作物根系生长,残膜逐年积累导致土壤结构破坏,存在作物减产的风险[2]。因此,寻找既能提高旱地作物产量及水分利用效率,又绿色环保的覆盖材料是解决这一问题的关键措施之一。

马铃薯是西北旱作区主要栽培作物和特色作物之一,是我国第四大粮食作物,在甘肃省其种植面积超过6.825×105hm2[3]。目前生产上主要采用覆盖蓄水技术,不同覆盖栽培可改善作物土壤环境,有利于提高马铃薯产量及水分利用效率。秸秆覆盖和地膜覆盖均能调控马铃薯阶段耗水,其增产和提高水分利用效率效果显著[4-6]。近年来,一些环保型覆盖材料先后问世,如新型可降解地膜(光降解、生物降解和光-生物双降解)和液态地膜等[7],其中生物可降解地膜是一种可被土壤微生物利用的外源有机物料,大多可在收获时被土壤微生物降解[8]。推广使用可降解地膜可在一定程度上减少白色污染,在玉米[9]、油菜[10]作物上证实了这一点,但由于受到生产技术、经济成本和其他因素的限制,并未得到广泛的应用和推广。传统的秸秆覆盖在农作物播种和收获过程中往往会给机械化作业带来很大的困难,并且其明显的降温作用,使得小麦[11]、玉米等[12]作物生育前期生长缓慢,有减产风险;而相比于传统的秸秆覆盖模式,碎秆全覆盖将作物秸秆先进行粉碎,再抛撒覆盖在地表,减少了秸秆腐熟时间,提高秸秆还田的利用效率,并显著增加了作物产量[13]。张蓉等[14]研究发现,旱地冬小麦种植中,秸秆粉碎覆盖能显著改善土壤的水热条件,有利于小麦生长,进而提高了产量;但秸秆粉碎也因机械的问题存在一定的局限性。而整秆带状覆盖是利用玉米秸秆在田间进行局部覆盖的栽培方式,具有操作简便的优势,并且其解决了传统覆盖降温和保墒矛盾,能够有效防止压苗,抑制水分蒸发,进而促进作物增产,已在小麦[15-16]、马铃薯[17]和玉米[18]上推广应用。

目前,在西北黄土高原半干旱雨养农业区,生物可降解地膜覆盖和碎秆全覆盖对该区马铃薯耗水特性及水分利用效率研究鲜见报道。为此本研究设置生物可降解地膜覆盖、普通PE地膜覆盖、整秆带状覆盖和碎秆全覆盖4种覆盖方式,并以传统露地种植为对照,研究不同覆盖材料及方式对马铃薯土壤水分及耗水规律等的影响,以期筛选出适合旱地马铃薯绿色高效生产模式,为旱地马铃薯高产稳产绿色发展及资源高效利用提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2021年在甘肃省通渭县甘肃农业大学试验基地(105°19′E,35°11′N)进行。该地海拔1 750 m,属中温带半干旱气候,无霜期120～170 d,年均气温7.2℃,年日照时数2 100～2 430 h。作物一年一熟,为典型的旱作雨养农业区。多年平均降水量为390.7 mm,且60%以上集中于7—9月。试验期内日降水量与日均气温分布如图1所示,马铃薯生育期有效降水量(≥5 mm)为284.6 mm,属平水年份。试验区土壤质地为黄绵土,0—20 cm土壤容重平均为1.25 g/cm3,土壤有机质含量为5.52 g/kg,速效氮含量为0.65 g/kg,速效磷含量为10.63 mg/kg,速效钾含量为107.1 mg/kg,pH值为8.5。

图1 2021年马铃薯全生育期日均温和降水分布Fig. 1 Distribution of average daily temperature and precipitation in potato during the whole growth period in 2021

1.2 试验设计

试验设5个处理,分别为:生物可降解地膜覆盖(PM1)(兰州鑫银环全生物降解地膜,由生物材料和聚合物构成,地膜1.2 m宽,0.008 mm厚)、普通PE地膜覆盖(PM2)(地膜选用幅宽1.2 m,厚0.01 mm的黑色地膜)、整秆带状覆盖(SM1)、碎秆全覆盖(SM2)、露地种植(CK),3次重复,随机区组排列。

PM1:全膜覆盖,大垄宽约100 cm,垄高10 cm,秋季覆盖,垄沟宽约20 cm,株距32 cm,行距60 cm。

PM2:全膜覆盖,大垄宽约100 cm,垄高10 cm,秋季覆盖,垄沟宽约20 cm,株距32 cm,行距60 cm。

SM1:覆盖带与种植带交替布置,覆盖带∶种植带=60 cm∶60 cm,秋季覆盖,人工将玉米整秆铺于覆盖带上,秸秆覆盖量约9 000 kg/hm2,每种植带呈正三角形穴播两行马铃薯,株距32 cm,行距60 cm,总带宽120 cm。

SM2:秸秆粉碎(切成10～15 cm长)均匀全覆盖于地表,株距32 cm,行距60 cm,秸秆覆盖量9 000 kg/hm2,覆盖度100%。

CK:平作不覆盖,株距32 cm,行距60 cm。

供试品种为“陇薯10号”,试验布置于前茬小麦收获后,所有肥料在秋季整地前作为基肥施入,施纯氮120 kg/hm2,P2O5为90 kg/hm2,生育期内无追肥。各处理密度和播种深度一致,密度52 500株/hm2,播种深度15 cm,两行植株错开呈三角形。田间管理同大田,试验期无灌水,生育期化学防晚疫病2～3次,定期人工除草,4月下旬播种,10月初收获。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 土壤水分测定及计算 于马铃薯播种期、苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期和成熟期,用直径0.05 m土钻从马铃薯种植行中间取土样,采用质量烘干法测定0—200 cm土层的土壤含水量。

ω=(M1-M2)/M2×100%

(1)

式中:ω为土壤含水量(%);M1为土壤鲜质量(g);M2为烘干土质量(g)。

1.3.2 产量的测定 于马铃薯成熟期每个小区随机取15株进行室内考种,分别调查大薯(>150 g)、中薯(75～150 g)、小薯(<75 g)的个数并称重,并进行产量构成要素分析。计算商品薯率,收获时按小区测实产,取3次重复的平均值折算每公顷产量。

CR=(Y/TY)×100%

(2)

式中:CR为商品薯率(%);Y为单薯75 g以上的产量(kg/hm2);TY为马铃薯总产量(kg/hm2)。

1.3.3 土壤贮水量的计算

W=h×ρ×ω×10

(3)

式中:W为土壤贮水量(mm);h为土层深度(cm);ρ为土壤容重(g/cm3);ω为土壤含水量(%)。

1.3.4 农田耗水量的计算

ET=(W1-W2)+P

(4)

式中:P为马铃薯生育期≥5 mm有效降水量;W1,W2分别为某一生育阶段初始和结束时的土壤贮水量(mm)。

1.3.5 水分利用效率的计算

WUE=TY/ET

(5)

式中:WUE为水分利用效率〔kg/( mm·hm2)〕;TY为作物产量(kg/hm2);ET为生育期有效降水耗水量(mm)。

1.3.6 经济效益的计算 成熟期按小区收获计产,按当地市场价,马铃薯商品薯2元/kg,非商品薯0.6元/kg,总经济收益为商品薯与非商品薯的经济收益之和。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016和SPSS 22.0软件进行数据处理和分析,并用Sigmaplot 14.0作图,处理间差异显著性采用LSD法进行差异显著性检验(α=0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖材料对土壤含水量的影响

2.1.1 全生育期0—200 cm土壤含水量的变化 由图2可见,覆盖处理可显著提高全生育期0—200 cm土层土壤平均含水量5.7%～9.7%,平均增墒幅度地膜覆盖>秸秆覆盖。具体来看,与CK相比,SM1,SM2,PM1和PM2处理分别显著增加了马铃薯全生育期0—200 cm土层土壤含水量5.7%,8.0%,9.2%,9.7%。

注:误差线表示平均值的标准误(n=3)。不同小写字母表示0.05水平上差异显著。图2 马铃薯全生育期0-200 cm土壤平均含水量Fig. 2 Average soil water content capacity of 0-200 cm in the whole growth period of potato

2.1.2 不同生育时期全土层土壤含水量的变化 随着生育进程的推进和作物的生长,各处理土壤含水量总体呈现先升后降再升的趋势(图3)。总体上,各处理土壤含水量均以苗期最高,以淀粉积累期最低。具体来看,与CK相比,SM1和SM2处理分别显著增加了苗期至成熟期土壤水分4.8%～9.0%和5.3%～12.1%,且增幅分别以块茎膨大期和块茎形成期最大。地膜覆盖处理中,PM1和PM2分别显著较CK增加苗期至成熟阶段的土壤含水量8.0%～21.6%和6.2%～19.8%,并且增幅均是淀粉积累期最大。比较各处理时期间变异系数可知,SM1,SM2,PM1,PM2和CK的CV值分别为15.2%,13.6%,12.1%,14.4%,16.4%,即覆盖处理能均能较露地对照平抑时期间的土壤水分波动,能为作物生长提供较稳定的供水。

注:SW为播种期;BD为苗期;TF为块茎形成期;TE为块茎膨大期;SA为淀粉积累期;MT为成熟期。每个土层数据上方的误差线代表LSD0.05。图3 不同生育时期0-200 cm土层含水量Fig. 3 Soil water content of 0-200 cm soil layer in different growth periods

2.1.3 全生育时期不同土层土壤含水量的变化 随土层加深,在马铃薯全生育期各处理各土层含水量大致呈先升后降再升的趋势(图4)。覆盖处理较对照能显著提高各土层土壤含水量,平均增幅以下层土壤(120—200 cm)最大(9.0%),上层(0—60 cm)次之(8.5%),以中层土壤(60—120 cm)最小(6.2%)。具体来看,与CK相比,秸秆覆盖处理平均增加了上层、中层和下层土壤含水量7.8%,4.5%,7.5%,并且上层和中层的增墒幅度均以SM2处理最大,而下层则以SM1处理最大。地膜覆盖中,PM1和PM2处理分别较CK增加上层、中层和下层土壤含水量7.1%,7.8%,11.9%和11.6%,8.2%,9.0%,且PM1处理在下层呈增幅最大,而PM2处理则在上层最大。分析各处理土层间变异系数可知,SM1,SM2,PM1,PM2和CK的CV值分别为8.53,6.37,8.59,5.89,6.42,即覆盖对各处理土壤含水量土层间波动无明显影响。

注:每个土层数据旁边的误差线代表LSD0.05,下同。图4 全生育时期不同土层土壤含水量Fig. 4 Soil water content of different soil layers in the whole growth period

2.1.4 不同土层和生育时期土壤含水量的垂直变化特征 覆盖对不同时期不同土层的含水量表现为明显的增墒或降墒效应(图5)。相比于CK,各覆盖处理增墒或降墒出现的具体时期、土层差异明显,PM1和PM2处理在淀粉积累期60 cm以下土层增幅最大,分别较CK增墒25.4%,27.5%,降墒幅度最大分别出现在播种期60 cm以下土层和120—200 cm土层,分别较CK降墒6.0%,4.6%。秸秆覆盖处理中,SM1和SM2处理增幅最大分别出现在块茎膨大期120—200 cm和60—120 cm土层,分别较CK增墒14.1%,22.8%,而降墒幅度最大分别出现在成熟期60—120 cm土层和播种期120—200 cm土层,分别降墒5.5%,5.0%。

图5 不同处理下马铃薯田0—200 cm土壤含水量垂直变化Fig. 5 Soil water content in 0-200 cm of potato field varied vertically under different treatments

各时期各土层处理间差异总体较大,在播种期至块茎形成期以及淀粉积累期以0—60 cm土层最大,块茎膨大期和成熟期则以60—120 cm土层最大;处理间最小差异分别出现在块茎膨大期、成熟期的0—60 cm土层,播种期、苗期、淀粉积累期的60—120 cm土层,块茎形成期的120—200 cm土层。总体来看,各时期各土层最大差异出现在不同覆盖材料之间,且覆盖处理明显高于露地对照,即覆盖栽培具有良好的保墒效果。

2.2 不同覆盖方式对马铃薯耗水量的影响

试验年度马铃薯生育期内降水少(284.6 mm),马铃薯耗水70%以上来自降水量,其余部分来自土壤贮水消耗量(表1)。相比于CK,各覆盖处理均显著降低了马铃薯全生育期耗水量和土壤贮水消耗量。不同处理马铃薯农田耗水量较CK的降幅表现为PM1(11.2%)>SM2(10.8%)>PM2(10.5%)>SM1(5.1%),PM1,PM2,SM1,SM2处理下的土壤贮水消耗量分别平均比CK低41.2,38.9,18.7,39.9 mm。耗水组成各处理间存在差异,各覆盖处理除SM1降水量比例和土壤贮水消耗量比例较CK不显著,其余各覆盖处理的降水量比例显著提高,土壤贮水消耗量比例显著降低。表明各覆盖处理下SM1处理的土壤贮水消耗量对农田总耗水的贡献最大。

表1 不同覆盖方式对马铃薯总耗水量及其分配的影响Table 1 Effects of different mulching methods on total water consumption of potato and its distribution

2.3 不同覆盖方式对马铃薯阶段耗水量的影响

由表2可知,各处理马铃薯全生育时期耗水量表现出先增大后降低的趋势,马铃薯生育期以块茎形成期—淀粉积累期阶段耗水最高,其次为播种期—块茎形成期,以淀粉积累期—成熟期耗水最少。具体来看,相比于CK,在马铃薯生育前期(播种期—块茎形成期),各覆盖处理下马铃薯耗水量及耗水比例均明显降低,降幅分别为25.4%～34.3%,20.2%～26.2%,以SM2处理下降幅最大。马铃薯生育中期(块茎形成期—淀粉积累期),各处理间耗水量无显著差异,PM1,PM2分别较CK降低耗水10.5%,7.5%,SM1,SM2分别较CK增加耗水6.9%,5.6%;但此阶段由于降水量的明显增加(152.3 mm),各覆盖处理耗水比例均增加,增幅为0.6%～18.4%,其中SM2处理耗水比例增加最显著。马铃薯生育后期(淀粉积累期—成熟期),此阶段是马铃薯生殖生长阶段,覆盖对该阶段的耗水影响较大,总体表现为地膜覆盖显著增加耗水138.4%,且耗水比例增幅为142.3%～195.9%,均以PM1>PM2;而秸秆覆盖降低耗水及其耗水比例,降幅分别为30.5%～89.2%,25.4%～89.5%,以SM1降幅最小。

表2 马铃薯各生育阶段耗水量及其占总耗水量的比例Table 2 Water consumption of potato in different growth periods and its proportion in total water consumption

由上述分析可见,地膜覆盖和秸秆覆盖都能够显著降低马铃薯生育前期的土壤耗水,保蓄了更多土壤水分。而不同覆盖处理下马铃薯生育中后期的耗水规律不尽相同。覆盖处理能够调控生育阶段耗水,促进马铃薯薯块的形成及淀粉积累,进而促进增产。

2.4 不同覆盖方式对马铃薯产量及水分利用效率的影响

覆盖显著提高了马铃薯鲜薯产量和干薯产量(表3),且地膜覆盖处理中,普通PE地膜覆盖>生物可降解地膜覆盖;秸秆覆盖处理中,碎秆全覆盖>整秆带状覆盖。具体来看,PM1,PM2,SM1,SM2处理下的鲜薯产量较CK依次提高8.4%,13.3%,5.0%,17.1%,处理间差异均达到显著水平;干薯产量分别显著增加了7.0%,13.5%,9.1%,19.0%。各覆盖处理间单薯重及商品薯率存在差异,与CK相比,除SM1处理下单薯重降低2.5%,其余各覆盖处理均增加,增幅为4.4%～39.1%,以PM1处理下增幅最大;商品薯率以PM1和SM2处理较高,分别较CK提高4.4%,2.8%,而PM2和SM1处理较低,分别较CK降低1.2%,0.1%。由处理间变异系数(CV)可见,覆盖对单株结薯数的影响大于单薯重,可见,覆盖种植能显著增加马铃薯产量的原因主要是单株结薯数的提高,其次是增加了单薯重。

表3 不同处理对马铃薯产量及水分利用效率的影响Table 3 Effects of different treatments on potato yield and water use efficiency

各覆盖处理明显改善土壤水环境,且调节马铃薯各生育阶段的耗水及比例,进而显著提高水分利用效率。覆盖处理PM1,PM2,SM1,SM2较CK依次显著提高水分利用效率20.7%,26.9%,15.0%,33.7%。表明覆盖处理均能不同程度地提高作物产量及水分利用效率,且PM1处理下单薯重、商品薯率最高,其处理效果最佳;SM1处理下单株结薯数最高;SM2处理下产量及水分利用效率最高。

2.5 不同覆盖方式对马铃薯经济效益的影响

本研究中,各处理每公顷成本中除地膜、人工外,种薯、肥料、农药和机械的投入相同,由于整秆带状覆盖和碎秆全覆盖是使用闲置的玉米秸秆,故秸秆投入成本为0元/hm2。同时,由于普通PE地膜覆盖在马铃薯收获后需要清除残膜,增加了人工成本,所以普通PE地膜覆盖的总投入远高于可降解膜覆盖和秸秆覆盖。由表4可知,覆盖均可提高马铃薯总收入,不同覆盖处理下马铃薯纯经济效益不同,其中,与CK相比,PM1,PM2,SM1,SM2处理的马铃薯总收入分别提高8.5%,13.2%,5.0%,17.1%。地膜覆盖PM1,PM2处理降低马铃薯纯经济效益,分别较CK降低32.5%,26.7%,而秸秆覆盖SM1,SM2处理提高马铃薯纯经济效益,分别较CK提高2.0%,10.4%。地膜覆盖处理的产投比明显低于CK,且其产投比相近,而秸秆覆盖处理的产投比与CK相近,其中SM1处理略微高于SM2处理。

表4 不同处理下马铃薯的经济效益分析Table 4 Analyses on economic benefits of potato under different treatments

3 讨 论

3.1 覆盖对土壤水分的影响

覆膜可减少地表裸露面积,进而减少土壤蒸发,而秸秆覆盖有利于充分利用自然降水并增加土壤水分入渗,可有效抑制棵间土壤的水分蒸发,从而提高土壤含水量[19]。本研究发现,秸秆覆盖与地膜覆盖在马铃薯全生育时期的土壤含水量显著(p<0.05)高于对照,这表明覆盖栽培蓄水保墒,能有效改善马铃薯生长发育的耕层土壤水分,这与Liang等[20]的研究结果相似。王红丽等[21]研究表明,黑色地膜覆盖种植能显著提高0—200 cm土层土壤蓄水量,对水分状况具有优化作用,这与本研究结果相似。

本研究中,秸秆覆盖和地膜覆盖均能增加土壤水分,并且增墒效应总体表现为地膜覆盖大于秸秆覆盖,地膜覆盖中以普通PE地膜覆盖增加最多,秸秆覆盖中以碎秆全覆盖增加最多,这与陈玉章等[4]的研究结果一致,即在干旱年份,对于土壤墒情,覆膜优于秸秆覆盖。推测其原因可能是:4种不同覆盖材料本身存在的差异,地膜覆盖基本为全封闭覆盖,能够有效阻断大气与膜下水分的流通,抑制土壤水分的蒸发,此外,由于生物可降解地膜后期产生分解性,或其膜分子、膜孔隙度较大,导致生物可降解地膜覆盖的土壤水分略低于普通PE地膜覆盖;而整秆带状覆盖为半封闭式覆盖,其蒸散程度比地膜覆盖高,更有利于雨水下渗至更深土层[22],碎秆全覆盖是将秸秆粉碎后直接铺于地表,能有效减少地表水分蒸发,储存降水,因此马铃薯地膜覆盖土壤含水量明显高于秸秆覆盖,且碎秆覆盖好于整秆覆盖。在本试验中,除播种期,其他各生育时期各覆盖处理0—200 cm土层含水量普遍比CK高,这与刘战东等[23]的研究结果相似。

3.2 覆盖对马铃薯生育期耗水的影响

不同耕作覆盖措施及不同生育阶段降水量的分布影响土壤水分及耗水量的变化[24]。相关研究表明[6,22],在马铃薯生长前期和后期,覆盖种植下的耗水量及其比例均较低,而在生长中期耗水量及其比例达到最大,在马铃薯成熟时,耗水量及其比例逐渐降低。这与本研究结果基本一致。本研究中,马铃薯生长初期的耗水量及其比例均较小,在马铃薯生育中期,增加了对水分的利用,其耗水量及其比例达到最大,后期又逐渐减少。其主要原因是:块茎形成期到淀粉积累期是马铃薯营养生长和生殖生长的并进阶段,对土壤水分要求较高,是植物的关键需水阶段,由于整秆带状覆盖为半封闭式覆盖,而其余各覆盖处理基本为全封闭式覆盖,且该阶段高温多雨,而秸秆覆盖的降温作用,使得秸秆覆盖耗水大于地膜覆盖。在淀粉积累期到成熟期,由于秸秆覆盖可降低植物呼吸和土壤水分蒸散,而地膜覆盖的增温效应则加剧了植物呼吸代谢,促进土壤水分消耗[22],所以地膜覆盖的耗水量及其比例显著高于秸秆覆盖和露地平作。

相关研究发现,不同覆盖处理下小麦[25]、玉米等[26]作物在其生育期土壤耗水显著高于露地;另有研究发现[6,22,27],马铃薯全生育期各处理耗水量相比露地有所降低。本研究中,各覆盖处理全生育期土壤耗水量和贮水消耗量均显著低于露地平作,这可能与不同覆盖材料有关,地膜覆盖和秸秆覆盖均能减少棵间土壤水分蒸发,减少总耗水量,生物降解地膜、普通地膜能提高土壤水分含量,使得作物耗水量远低于露地[22]。

3.3 覆盖对马铃薯产量及水分利用效率的影响

覆盖栽培能显著改善土壤水分状况,从而促进作物的生长发育,最终提高作物产量。Liang[20]和李辉[27]等研究认为,水分是提高作物产量的关键,覆盖能降低土壤耗水量,改善土壤含水率,进而提高产量及水分利用效率;Chang等[17]研究也发现,覆盖可明显提高土壤含水量和马铃薯产量。本试验中,覆盖处理均能显著较露地平作提高马铃薯产量及水分利用效率,增幅以碎秆全覆盖最高,地膜覆盖中以普通PE地膜覆盖高。分析原因:一方面覆盖在马铃薯各生育时期均能起到显著的保水作用,能抑制水分蒸发,促进马铃薯对土壤水分的利用,进而使产量增加[27]。另一方面,地膜覆盖可通过保持土壤水分、减少耗水、提高土壤温度而促进增产,由于生物可降解地膜后期产生分解,其保墒效果不如普通PE地膜;而秸秆覆盖中,整秆带状覆盖和碎秆全覆盖均能降低土壤温度、改善土壤水分状况,减少无效消耗,且碎秆全覆盖增墒保水效果更佳,因此其产量及水分利用效率显著高于其他处理。此外,由于普通PE地膜覆盖存在污染问题,而生物可降解地膜覆盖虽增墒效果不如普通PE地膜覆盖,但又好于秸秆覆盖,考虑到成本过高,因此不适用于小农经济;秸秆覆盖中以碎秆全覆盖产量较高,但操作麻烦,而且不宜机械收获。综合来看,整秆带状覆盖是一项在旱地马铃薯上节本且高效的种植技术,适宜在西北半干旱秸秆资源丰富地区推广应用。

4 结 论

(1) 覆盖均能显著较CK增加马铃薯全生育时期0—200 cm土壤含水量。且降解地膜保墒效果与传统PE膜相当,碎秆覆盖好于整秆覆盖。

(2) 覆盖均显著降低马铃薯全生育期耗水量,以生物可降解地膜覆盖降幅最大;同时,地膜覆盖均显著降低了马铃薯生育前中期的耗水量,显著增加了后期耗水量,而秸秆覆盖处理主要降低了生育前期和后期耗水,增加了中期耗水。

(3) 覆盖均显著提高马铃薯干薯产量及水分利用效率,增幅分别为7.0%～19.0%,15.0%～33.7%。其中碎秆全覆盖处理下经济效益、产量及水分利用效率最高,生物可降解地膜覆盖处理下单薯重、商品薯率最高,整秆带状覆盖处理下产投比最高。可见,地膜覆盖和秸秆覆盖均对土壤具有蓄水保墒、合理调控马铃薯耗水的作用,且整秆带状覆盖节本高效,因此整秆带状覆盖可作为西北旱作区马铃薯覆盖栽培的高产稳产绿色生产模式。