楊 瑩，李繼明，冉 平，董懷軍，陳小花，馬旭鳳

（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）

甘肅省定西市安定區(qū)是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，馬鈴薯單產(chǎn)水平受降雨量的影響大[1]。近幾年推廣的地膜覆蓋技術(shù)，是目前安定區(qū)旱作農(nóng)業(yè)領(lǐng)域增產(chǎn)增收相對(duì)穩(wěn)定的技術(shù)，也是安定區(qū)推廣應(yīng)用最為成功的旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)[2]。當(dāng)前，安定區(qū)馬鈴薯種植面積6.7萬(wàn)多hm2，基本全部采用黑色全膜雙壟側(cè)播種植技術(shù)，但隨著連年使用地膜，土壤中殘膜積累越來(lái)越多，局部地區(qū)形成了殘留污染和視覺(jué)污染，產(chǎn)生了一系列生產(chǎn)和環(huán)境問(wèn)題[3]。研究應(yīng)用新的無(wú)污染、綠色、環(huán)保的覆蓋材料和技術(shù)，減輕地膜覆蓋對(duì)農(nóng)田環(huán)境污染的壓力，是旱作農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)綠色高效發(fā)展的必然途徑[4]。研究表明，秸稈覆蓋及秸稈還田能明顯提高土壤肥力、調(diào)節(jié)地溫、促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與分解、保護(hù)土壤表層、改善土壤物理性狀、增加團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、增加孔隙率和降低土壤耕層容重[5]。張偉梅等[6]研究也表明，秸稈覆蓋還地具有明顯的增產(chǎn)能力，全年增幅達(dá)19.2%，在低溫的生育時(shí)期能有效提高土壤溫度，在高溫的生育時(shí)期則能有效降低土溫；在少雨的季節(jié)，能有效降低土壤水分的蒸發(fā)，土壤含水量較對(duì)照高1%～2%，改善了作物生存環(huán)境。劉志祖和楊昕霞[7]的研究也指出，旱地馬鈴薯秸稈帶狀覆蓋高產(chǎn)栽培技術(shù)，不僅有明顯的增產(chǎn)保墑效果，而且生態(tài)環(huán)保，有利于秸稈還田和培肥地力，消化大量剩余玉米秸稈資源，降低結(jié)薯期土壤高溫脅迫，提高品質(zhì)，減輕病害。為綜合評(píng)價(jià)旱作區(qū)秸稈覆蓋還田效果，探索秸稈覆蓋還田代替地膜覆蓋技術(shù)可行性，開(kāi)展了秸稈覆蓋代替地膜覆蓋試驗(yàn)，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)小岔口村五社的旱川地中，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 ℃。耕層土壤（0～20 cm）含有機(jī)質(zhì)12.63 g/kg，速效氮162 mg/kg，速效磷10.85 g/kg，速效鉀326 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

參試馬鈴薯品種為‘隴薯10 號(hào)’，一級(jí)種，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(hù)提供。普通聚乙烯黑色地膜，厚度0.012 cm，甘肅宏鑫農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。有機(jī)物料腐熟劑（有效菌種：枯草芽孢桿菌、釀酒酵母、米曲霉。有效活性菌≥0.5億/g）由江蘇植豐生物科技有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)方法

該試驗(yàn)采用單因子隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)4 個(gè)處理，3 次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積72 m2（6 m ×12 m）。各處理分別為處理1：秸稈覆蓋起壟種植；處理2：秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植；處理3：黑色全膜雙壟側(cè)播種植；處理4：露地起壟種植（CK）。

各處理秸稈覆蓋和覆膜時(shí)間為2017 年11 月5日。播種時(shí)間為2018年5月2日，種植密度57 000株/hm2，收獲時(shí)間10月15日，其他田間管理措施與大田一致。

1.4 種植方法

前茬作物收獲后及時(shí)旋耕滅茬，打耱保墑，結(jié)合整地，施農(nóng)家肥30 000 kg/hm2，六國(guó)化工馬鈴薯配方專(zhuān)用肥（N∶P2O5∶K2O=10∶15∶20）1 500 kg/hm2。

處理1：秸稈覆蓋起壟種植。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，秸稈用量（干）6 000 kg/hm2，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）。

處理2：秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植。大壟寬70 cm，高20 cm，小壟寬40 cm，高15 cm，起壟后，用3 cm左右的玉米細(xì)碎秸稈，均勻撒在大壟壟面上，秸稈用量（干）6 000 kg/hm2，散施秸稈腐熟劑15.0 kg/hm2、尿素75.0 kg/hm2，然后用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。

處理3：黑色全膜雙壟側(cè)播種植。機(jī)械或人工起壟，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。

處理4：露地起壟種植（CK）。機(jī)械或人工起壟，壟面寬70 cm，壟高20 cm，壟距40 cm，在大壟壟側(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)

土壤水分測(cè)定[8]：分別在馬鈴薯苗期、現(xiàn)蕾期、開(kāi)花期、塊莖膨大期及成熟期對(duì)每一小區(qū)測(cè)定，各處理取平均值。測(cè)定深度為0～20，20～40，40～60，60～80和80～100 cm共5個(gè)層次。測(cè)定位置：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)算公式為：土壤含水量（%）=（土壤鮮質(zhì)量-土壤干質(zhì)量）/土壤干質(zhì)量×100。

土壤溫度測(cè)定時(shí)間與方法[9]：對(duì)每一小區(qū)用曲管地溫表分別在馬鈴薯苗期、現(xiàn)蕾期、開(kāi)花期、塊莖膨大期及成熟期測(cè)定，各處理取平均值。選擇天氣晴朗的一天，于上午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共5個(gè)層次。

生物學(xué)性狀及產(chǎn)量測(cè)定：成熟后，選擇晴朗的天氣，對(duì)每一小區(qū)全部采挖，測(cè)定產(chǎn)量。同時(shí)，在采挖時(shí)，每一小區(qū)按5點(diǎn)采樣法選取10株，每一處理共30株，調(diào)查生物學(xué)性狀[10]。

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[11]。

株高：每小區(qū)在盛花期隨機(jī)抽取10 株測(cè)量株高，取平均值。

塊莖生長(zhǎng)狀況：每小區(qū)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[12]。

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 9.4）進(jìn)行方差分析和統(tǒng)計(jì)。

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，各處理出苗期以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最早，為5 月28日，較秸稈覆蓋起壟種植處理早6 d，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理早2 d，較露地起壟種植（CK）處理早7 d；現(xiàn)蕾期以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最早，為6 月15 日，較秸稈覆蓋起壟種植處理早8 d，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理早4 d 出苗，較露地起壟種植（CK）處理早10 d；開(kāi)花期以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最早，為7 月3 日，較秸稈覆蓋起壟種植處理早9 d，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理早5 d，較露地起壟種植（CK）處理早12 d；成熟期以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最早，是9 月24 日，較秸稈覆蓋起壟種植處理早13 d，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理早5 d，較露地起壟種植（CK）處理早16 d；各處理對(duì)馬鈴薯生育期的影響有差別，以秸稈覆蓋起壟種植處理的生育期最長(zhǎng)，為126 d，較秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理延長(zhǎng)8 d，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理延長(zhǎng)5 d，較露地起壟種植（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 phenophase

2.2 不同處理對(duì)土壤含水量的影響

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，以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理的保墑效果為最好，其次是黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理，最差是秸稈覆蓋起壟種植處理。在出苗期，土壤含水量以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均是11.23%，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高0.53個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈覆蓋起壟種植處理高0.86個(gè)百分點(diǎn)，較露地起壟種植（CK）處理高1.33個(gè)百分點(diǎn)，但是差異均不顯著；在現(xiàn)蕾期，土壤含水量以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均是11.96%，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高0.50個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈覆蓋起壟種植處理高1.15個(gè)百分點(diǎn)，較露地起壟種植（CK）處理高1.58個(gè)百分點(diǎn)；在開(kāi)花期，土壤含水量以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均是11.80%，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高0.27個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈覆蓋起壟種植處理高0.94個(gè)百分點(diǎn)，較露地起壟種植（CK）處理高0.94個(gè)百分點(diǎn)；在塊莖膨大期，土壤含水量以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均是12.17%，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高0.18個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈覆蓋起壟種植處理高1.05個(gè)百分點(diǎn)，較露地起壟種植（CK）處理高1.23個(gè)百分點(diǎn)；在成熟期，土壤含水量以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均是11.07%，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高0.44個(gè)百分點(diǎn)，較秸稈覆蓋起壟種植處理高0.50 個(gè)百分點(diǎn)，較露地起壟種植（CK）處理高0.77個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 不同處理對(duì)土壤溫度的影響

從表3可看出，不同處理對(duì)土壤溫度（0～25 cm）的影響有較大差異，以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理保溫效果為最好，黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理次之，秸稈覆蓋起壟種植處理最差。在出苗期，以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均為11.9 ℃，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高0.3 ℃，較秸稈覆蓋起壟種植處理高1.1 ℃，較露地起壟種植（CK）處理高1.4 ℃；在現(xiàn)蕾期，以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均為15.2 ℃，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高0.5 ℃，較秸稈覆蓋起壟種植處理高2.1 ℃，較露地起壟種植（CK）處理高2.8 ℃；在開(kāi)花期，以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均為18.8 ℃，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高1.0 ℃，較秸稈覆蓋起壟種植處理高2.9 ℃，較露地起壟種植（CK）處理高4.6 ℃；在塊莖膨大期，以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均為22.9 ℃，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高1.3 ℃，較秸稈覆蓋起壟種植處理高3.8 ℃，較露地起壟種植（CK）處理高5.4 ℃；在成熟期，以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，平均為17.6 ℃，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高2.1 ℃，較秸稈覆蓋起壟種植處理高4.1 ℃，較露地起壟種植（CK）處理高5.3 ℃。

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

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，株高以秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理為最高，為78.8 cm，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高2.6 cm，較秸稈覆蓋起壟種植處理高6.5 cm，較露地起壟種植（CK）處理高13.5 cm；單株塊莖數(shù)以秸稈覆蓋起壟種植處理為最高，為7.5 粒，較秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理高0.4 粒，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高1.4 粒，較露地起壟種植（CK）處理高1.7 粒；單株塊莖重以秸稈覆蓋起壟種植處理為最高，為0.78 kg，較秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理高0.05 kg，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高0.11 kg，較露地起壟種植（CK）處理高0.16 kg；大薯率以秸稈覆蓋起壟種植處理為最高，為73.1%，較秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理高6.0 個(gè)百分點(diǎn)，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理高11.9 個(gè)百分點(diǎn)，較露地起壟種植（CK）處理高16.6 個(gè)百分點(diǎn)。

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

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

2.5 不同處理對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表5 可看出，各處理以秸稈覆蓋起壟種植處理的產(chǎn)量最高，為41 339 kg/hm2，較秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理增產(chǎn)5 163 kg/hm2，增產(chǎn)率為14.3%，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理增產(chǎn)9 072 kg/hm2，增產(chǎn)率為28.1%，較露地起壟種植（CK）處理增產(chǎn)12 539 kg/hm2，增產(chǎn)率為43.5%；其次是秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理，產(chǎn)量是36 176 kg/hm2，較露地起壟種植（CK）處理增產(chǎn)7 376 kg/hm2，增產(chǎn)率為25.6%；黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理的產(chǎn)量較低，是32 267 kg/hm2，較露地起壟種植（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)行方差分析知，F(xiàn) = 10.23 ＞F0.01=9.78，各處理間差異極顯著。

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 yield

3 討 論

近幾年來(lái)，農(nóng)田地膜污染問(wèn)題引起了人們的高度關(guān)注，一方面，地膜覆蓋栽培技術(shù)有效促進(jìn)了旱作區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，通過(guò)地膜的保墑增溫作用，較大幅度地提高了單位面積產(chǎn)量和作物種植的適應(yīng)性，增強(qiáng)了旱作農(nóng)業(yè)發(fā)展的多樣性和可控性，顯著提高了旱作農(nóng)業(yè)的效益，確保了旱作區(qū)糧食的穩(wěn)定增產(chǎn)和農(nóng)民脫貧致富；另一方面，旱作區(qū)地膜使用面積越來(lái)越大，廢舊地膜也越來(lái)越多，有些地塊連續(xù)多年使用地膜覆蓋，殘膜對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染日益嚴(yán)重，地膜殘留破壞了土壤結(jié)構(gòu)，影響作物出苗和生長(zhǎng)發(fā)育，降低了農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[13]。因此，實(shí)現(xiàn)旱作農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，既發(fā)揮覆蓋技術(shù)的保墑增溫增產(chǎn)作用，又減少殘膜的農(nóng)業(yè)面源污染，是現(xiàn)實(shí)而緊迫的問(wèn)題。杜璇[14]研究指出粉碎秸稈處理可提高土壤的田間持水量，且粉末狀秸稈比長(zhǎng)秸稈處理更有利于田間持水量的增加，施入粉碎秸稈處理可顯著提高土壤中的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀含量。鞏杰等[15]研究結(jié)果表明秸稈覆蓋對(duì)表層（0～10 cm）土溫變化有明顯的調(diào)節(jié)作用，在低溫時(shí)有增溫作用，高溫時(shí)有降溫作用；覆蓋有一定的抑蒸保墑作用，可提高作物水分利用效率9.61%～20.93%，適量秸稈覆蓋有利于尋求適宜作物生長(zhǎng)發(fā)育的水熱組合，具有良好的農(nóng)田綜合效應(yīng)，可提高產(chǎn)量12.47%～29.63%。這些研究結(jié)果均表明秸稈粉碎覆蓋能提高田間持水量，調(diào)節(jié)地溫，增加土壤養(yǎng)分含量，提高作物產(chǎn)量，但這些研究多集中在秸稈粉碎還田后種植小麥等夏季作物，對(duì)旱作區(qū)秸稈粉碎覆蓋種植馬鈴薯等秋糧作物研究較少。該研究采用秸稈粉碎覆蓋地面，與安定區(qū)常規(guī)種植模式黑色全膜覆蓋和露地種植進(jìn)行比較，結(jié)果表明，秸稈覆蓋起壟種植處理能延長(zhǎng)馬鈴薯的生育期，雖保墑、保溫效果不及秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理和黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理，但單株塊莖數(shù)、單株塊莖重、大薯率高于其他處理，進(jìn)而提高了單位面積產(chǎn)量，以秸稈覆蓋起壟種植處理的產(chǎn)量為最高，為41 339 kg/hm2，較秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理增產(chǎn)5 163 kg/hm2，增產(chǎn)率為14.3%，較黑色全膜雙壟側(cè)播種植處理增產(chǎn)9 072 kg/hm2，增產(chǎn)率為28.1%，較露地起壟種植（CK）處理增產(chǎn)12 539 kg/hm2，增產(chǎn)率為43.5%。研究結(jié)果與其他研究具有相似之處，秸稈黑膜雙層覆蓋雙壟側(cè)播種植處理的保墑保溫和培肥地力效果優(yōu)于秸稈覆蓋起壟種植處理，在于地膜秋季覆蓋后，保墑保溫效果好，有利于秸稈腐化，還田效果好；而在馬鈴薯塊莖膨大期，其地溫較高，不利于塊莖膨大，影響了產(chǎn)量，所以，在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，秸稈粉碎覆蓋種植馬鈴薯是一種值得進(jìn)一步探討的栽培模式。