陳小花，馬德良，李繼明，李城德，付宏斌，李豐先

（1.甘肅省定西市安定區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，甘肅 定西743000；2.甘肅省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，甘肅 蘭州730020；3.甘肅省定西市安定區(qū)李家堡鎮(zhèn)人民政府，甘肅 定西743000；4.定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 定西743000）

安定區(qū)旱作馬鈴薯種植區(qū)干旱少雨，水分匱乏和土壤貧瘠是旱作馬鈴薯生產(chǎn)的主要限制因素[1]，導(dǎo)致露地馬鈴薯產(chǎn)量低且不穩(wěn)，種植效益低下。全膜覆蓋馬鈴薯增產(chǎn)、除草效果明顯，馬鈴薯種植效益顯著提高。但地膜覆蓋栽培技術(shù)推廣應(yīng)用帶來的土壤與環(huán)境污染對(duì)旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性、高效性帶來嚴(yán)重挑戰(zhàn)[2]。秸稈覆蓋是目前普遍認(rèn)同的一項(xiàng)培肥地力的增產(chǎn)措施，在避免對(duì)土壤造成環(huán)境污染的同時(shí)，起到增肥增產(chǎn)的作用。秸稈覆蓋可調(diào)節(jié)地溫、改善土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤微環(huán)境[3-5]。秸稈粉碎覆蓋相比傳統(tǒng)的秸稈覆蓋，可減少腐熟時(shí)間的同時(shí)，提高秸稈的利用效率，機(jī)械化耕作效果好。為此，本試驗(yàn)擬研究秸稈粉碎覆蓋對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量以及經(jīng)濟(jì)性狀的影響，以期尋求新的馬鈴薯綠色環(huán)保覆蓋高效模式，為旱作區(qū)馬鈴薯的生產(chǎn)種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在魯家溝鎮(zhèn)小岔口村的旱川地，試驗(yàn)地為黑壚土，地勢(shì)平坦，肥力中等。前茬作物玉米。試驗(yàn)地海拔1 750 m，年平均降雨量340 mm，平均氣溫6.3℃，≥10℃有效積溫2 239.1℃。播前采樣化驗(yàn)，耕層土壤（0～20 cm）含有機(jī)質(zhì)10.69 g/kg，速效氮143 mg/kg，速效磷9.83 g/kg，速效鉀317 mg/kg。前茬作物收獲后及時(shí)旋耕滅茬，冬前打耱保墑，結(jié)合整地，施農(nóng)家肥30 000 kg/hm2，六國化工馬鈴薯配方專用肥（N∶P2O5∶K2O=10∶15∶20）1 500 kg/hm2。

1.2試驗(yàn)材料

參試馬鈴薯品種為‘隴薯10號(hào)’，由甘肅定西百泉馬鈴薯有限公司提供。玉米秸稈由當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶提供，用量6 000 kg/hm2。普通聚乙烯黑色地膜，厚度0.012 cm，由甘肅宏鑫農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。

1.3試驗(yàn)方法

采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)4個(gè)處理，3次重復(fù)，小區(qū)面積55 m2（5.5 m×10 m），試驗(yàn)處理分別為：（1）秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播；（2）黑色全膜雙壟側(cè)播；（3）黑色半膜覆蓋側(cè)播；（4）露地穴播（對(duì)照）。試驗(yàn)于2017年5月2日播種，10月15日收獲。其他田間管理措施同大田，播種密度52 500株/hm2。

1.4種植方法

秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播：機(jī)械或人工起壟，壟面寬70 cm，壟高20 cm，壟距40 cm。在壟側(cè)10 cm處播種2行馬鈴薯，然后將玉米秸稈粉碎成3 cm左右的細(xì)碎秸稈，均勻撒在每一壟面上，散施秸稈腐熟劑15.0 kg/hm2、尿素（N 46%）75.0 kg/hm2，再在秸稈上撒一定量的細(xì)土（覆蓋度達(dá)到1/3左右為宜）。

黑色全膜雙壟側(cè)播：大壟寬70 cm，高20 cm，小壟寬40 cm，高15 cm，用120 cm寬的黑色地膜全地面覆蓋，在大壟壟側(cè)種植2行馬鈴薯。

黑色半膜覆蓋側(cè)播：機(jī)械或人工起壟，壟面寬70 cm，壟高20 cm，采用90 cm寬的地膜覆蓋，壟距40 cm，在壟側(cè)10 cm處播種2行馬鈴薯。

露地穴播（CK）：機(jī)械或人工起壟，壟面寬70 cm，壟高20 cm，壟距40 cm，在壟側(cè)10 cm處播種2行馬鈴薯。

1.5數(shù)據(jù)測(cè)定與測(cè)產(chǎn)

1.5.1 生育期調(diào)查

按播種期、出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、成熟期、收獲期[6]隨機(jī)調(diào)查3個(gè)小區(qū)，取3次重復(fù)平均值。

1.5.2 土壤水分測(cè)定

分別在馬鈴薯出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、塊莖膨大期及成熟期測(cè)定。測(cè)定深度：0～20，20～40，40～60，60～80和80～100 cm共5個(gè)層次。測(cè)定位置：在壟面沿行向在2株馬鈴薯中間位置測(cè)定。測(cè)定方法：采用烘干法。計(jì)算公式：土壤含水量（%）=（土壤鮮質(zhì)量-土壤干質(zhì)量）/土壤干質(zhì)量×100%[7]。

1.5.3 土壤溫度測(cè)定時(shí)間與方法

用曲管地溫表分別在馬鈴薯出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、塊莖膨大期及成熟期，選擇天氣晴朗的一天，于早上11：00沿行向在2株馬鈴薯中間位置測(cè)定不同土層的地溫。測(cè)定深度分別為5，10，15，20和25 cm 5個(gè)層次。出苗期將地溫計(jì)埋入種植帶2行間，全生育期均在固定地方讀取地溫[8]。

1.5.4 生物學(xué)性狀及產(chǎn)量測(cè)定

成熟期每小區(qū)取5株考種，測(cè)定生物學(xué)性狀；按小區(qū)收獲，單收單打，測(cè)定產(chǎn)量。

1.5.5 大薯率

按大小分級(jí)，50 g以下為中小薯，50 g以上為大薯，大薯所占的重量百分比為大薯率[9]。

1.5.6 株高

每小區(qū)隨機(jī)抽取10株測(cè)量株高，取平均值[10]。

1.5.7 塊莖生長(zhǎng)狀況

各個(gè)處理隨機(jī)抽取10株觀察塊莖性狀特征、塊莖數(shù)目、單株薯塊重[11]。

1.5.8 品質(zhì)和土壤養(yǎng)分測(cè)定

馬鈴薯塊莖品質(zhì)和土壤養(yǎng)分檢驗(yàn)由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)測(cè)試中心檢測(cè)。

1.6數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003和統(tǒng)計(jì)分析軟件（SAS 9.0）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同處理對(duì)馬鈴薯生育期的影響

由表1可以看出，各處理出苗期以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最早，是5月28日，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理早6 d，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理早2 d，較露地穴播（CK）處理早7 d；現(xiàn)蕾期以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最早，是6月15日，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理早8 d，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理早4 d現(xiàn)蕾，較露地穴播（CK）處理早10 d；開花期以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最早，是7月3日，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理早9 d，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理早5 d，較露地穴播（CK）處理早12 d；成熟期以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最早，是9月24日，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理早13 d，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理早5 d，較露地穴播（CK）處理早16 d；各處理對(duì)馬鈴薯生育期的影響有差別，以秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理的生育期較長(zhǎng)，是126 d，較黑色全膜雙壟側(cè)播處理延長(zhǎng)8 d，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理延長(zhǎng)5 d，較露地穴播（CK）處理提早2 d。

表1不同處理對(duì)馬鈴薯生育期的影響Table 1 Effects of different treatments on potato phenology

2.2不同處理對(duì)土壤含水量變化的影響

從表2可看出，各處理對(duì)0～100 cm土壤含水量的影響有明顯差異，以黑色全膜雙壟側(cè)播處理的保墑效果為最好，其次是黑色半膜覆蓋側(cè)播處理，然后是秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理。在出苗期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是11.23%，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高0.53個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高0.86個(gè)百分點(diǎn)，較露地穴播（CK）處理高1.33個(gè)百分點(diǎn)；在現(xiàn)蕾期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是11.96%，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高0.50個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高1.15個(gè)百分點(diǎn)，較露地穴播（CK）處理高1.58個(gè)百分點(diǎn)；在開花期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是11.80%，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高0.27個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高0.94個(gè)百分點(diǎn)，較露地穴播（CK）處理高0.94個(gè)百分點(diǎn)；在塊莖膨大期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是12.17%，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高0.18個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高1.05個(gè)百分點(diǎn)，較露地穴播（CK）處理高1.23個(gè)百分點(diǎn)；在成熟期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是11.07%，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高0.44個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高0.50個(gè)百分點(diǎn)，較露地穴播（CK）處理高0.77個(gè)百分點(diǎn)。

表2不同處理對(duì)土壤含水量的影響Table 2 Effects of different treatments on soil water content

2.3不同處理對(duì)土壤溫度變化的影響

從表3可看出，不同處理對(duì)土壤溫度（0～25 cm）有較大影響，以黑色全膜雙壟側(cè)播處理保溫效果為最好，黑色半膜覆蓋側(cè)播處理次之，然后是秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理。在出苗期，以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是11.9℃，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高0.3℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高1.1℃，較露地穴播（CK）處理高1.4℃；在現(xiàn)蕾期，以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是15.2℃，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高0.5℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高2.1℃，較露地穴播（CK）處理高2.8℃；在開花期，以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是18.8℃，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高1.0℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高2.9℃，較露地穴播（CK）處理高4.6℃；在塊莖膨大期，以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是22.9℃，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高1.3℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高3.8℃，較露地穴播（CK）處理高5.4℃；在成熟期，以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，平均是17.6℃，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高2.1℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高4.1℃，較露地穴播（CK）處理高4.9℃。

表3不同處理對(duì)土壤溫度的影響Table 3 Effects of different treatments on soil temperature

2.4不同處理對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響

從表4可以看出，株高以黑色全膜雙壟側(cè)播處理為最高，是78.8 cm，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高2.6 cm，較秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理高6.5 cm，較露地穴播（CK）處理高13.5 cm；單株粒數(shù)以秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理為最高，是7.5粒，較黑色全膜雙壟側(cè)播處理高0.4粒，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高1.4粒，較露地穴播（CK）處理高1.7粒；單株薯重以秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理為最高，是0.78 kg，較黑色全膜雙壟側(cè)播處理高0.05 kg，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高0.11 kg，較露地穴播（CK）處理高0.16 kg；大薯率以秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理為最高，是73.1%，較黑色全膜雙壟側(cè)播處理高6.0個(gè)百分點(diǎn)，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理高11.9個(gè)百分點(diǎn)，較露地穴播（CK）處理高16.6個(gè)百分點(diǎn)。

2.5不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表5可看出，各處理以秸稈粉碎覆蓋壟作側(cè)播處理的產(chǎn)量為最高，是41 339 kg/hm2，較黑色全膜雙壟側(cè)播處理增產(chǎn)5 163 kg/hm2，增產(chǎn)率為14.3%，較黑色半膜覆蓋側(cè)播處理增產(chǎn)9 072 kg/hm2，增產(chǎn)率為28.1%，較露地穴播（CK）處理增產(chǎn)12 539 kg/hm2，增產(chǎn)率為43.5%；其次是黑色全膜雙壟側(cè)播處理，產(chǎn)量是36 176 kg/hm2，較露地穴播（CK）處理增產(chǎn)7 376 kg/hm2，增產(chǎn)率為25.6%；黑色半膜覆蓋側(cè)播處理的產(chǎn)量最低，是32 267 kg/hm2，較露地穴播（CK）處理增產(chǎn)3 467 kg/hm2，增產(chǎn)率為12.0%。經(jīng)對(duì)小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行方差分析可知，F(xiàn)=10.23＞F0.01=9.78，各處理間差異極顯著。

3 討論

安定區(qū)是全國三大馬鈴薯主產(chǎn)縣（區(qū)）之一，播種面積常年保持在6.67萬hm2以上，其中黑色地膜覆蓋栽培面積有5.3萬hm2[12]，黑色地膜覆蓋栽培技術(shù)的廣泛使用，為安定區(qū)穩(wěn)定解決溫飽、糧食增產(chǎn)增收、農(nóng)民脫貧致富做出了非常重要的貢獻(xiàn)，是當(dāng)前旱作農(nóng)業(yè)區(qū)最有效的抗旱保墑增產(chǎn)技術(shù)。大力推廣地膜覆蓋技術(shù)，地膜使用面積越來越大，廢舊地膜也越來越多，對(duì)農(nóng)業(yè)面源的污染也日漸嚴(yán)重，產(chǎn)生了許多問題，如土壤污染、焚燒污染、視覺污染等[13]。劉艷霞[14]研究表明，地膜覆蓋技術(shù)的應(yīng)用在增加了農(nóng)作物有效產(chǎn)出的同時(shí)，導(dǎo)致地膜殘留不斷在土壤中累積，破壞土壤結(jié)構(gòu)，影響農(nóng)機(jī)操作，阻礙水肥輸導(dǎo)，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重污染農(nóng)村的環(huán)境衛(wèi)生，危害牲畜生長(zhǎng)發(fā)育和人類的身體健康，對(duì)中國農(nóng)村生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了重大威脅；馬彥和楊虎德[15]指出農(nóng)田廢舊殘膜的危害有惡化土壤環(huán)境、破壞土壤理化性質(zhì)、影響農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量、污染環(huán)境、危害牲畜健康等。

表4不同處理對(duì)馬鈴薯經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 4 Effects of different treatments on potato economic characters

表5不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響Table 5 Effects of different treatments on potato yields

有研究報(bào)道，秸稈覆蓋能抑制土壤水分蒸發(fā)，改善作物生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)作物對(duì)土壤水分的利用，從而提高作物產(chǎn)量和水分利用效率[16-20]。秸稈覆蓋在馬鈴薯上的應(yīng)用效果更為明顯，有利于馬鈴薯產(chǎn)量和商品率的提高[21]。候賢清和李榮[22]研究表明，玉米秸稈覆蓋栽培可不同程度地提高馬鈴薯商品率和大薯率，從而提高馬鈴薯產(chǎn)量。韓凡香等[1]研究也提出，玉米秸稈覆蓋栽培可提高土壤溫度，同時(shí)提高土壤墑情，可顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率。而玉米秸稈粉碎覆蓋栽培對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)性狀方面的研究還未見報(bào)道。本文研究發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈粉碎覆蓋栽培處理的保溫保墑效果不及黑色全膜雙壟側(cè)播處理，可能是由于秸稈經(jīng)過粉碎處理未起到保溫保墑的效果。但能明顯提高馬鈴薯每株粒數(shù)和粒重，從而提高大薯率，進(jìn)而提高馬鈴薯產(chǎn)量，是一項(xiàng)適宜半干旱區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)種植的綠色環(huán)保覆蓋高效栽培模式。