安定區馬鈴薯旱地秸稈帶狀覆蓋栽培技術試驗

張玉紅，李繼明

（甘肅省定西市安定區農業技術推廣服務中心，甘肅 定西 743000）

安定區地處甘肅省中部，屬典型的旱作農業區[1]。近幾年，隨著旱作農業技術的推廣使用，馬鈴薯和玉米產量得到了很大的提高，但地膜使用量也在持續增加，造成了“白色污染”[2]。安定區常年全膜雙壟溝播玉米播種面積為27 000 hm2，產生了大量的玉米秸稈，這些秸稈堆放在田間地頭和房前屋后，有些在田間直接焚燒，也造成了大氣污染，影響了農村環境整潔[3]。為探索旱地秸稈帶狀覆蓋栽培技術在安定區的推廣使用，使作物秸稈得到就地資源化利用，并起到保濕保墑、調節土壤溫度、節約覆膜成本、減少面源污染和旱地農業可持續增產的作用[4]，進行了馬鈴薯旱地秸稈帶狀覆蓋栽培技術試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在團結鎮廟川村五社一農戶的旱川地，試驗地為黑壚土，地勢平坦，肥力中等。前茬作物玉米。試驗地海拔2 058 m，年平均降雨量380 mm，平均氣溫6.3℃，≥10℃有效積溫2 239.1℃。前茬作物收獲后旋耕滅茬、深耕整地，結合耕作施足基肥，施農家肥45 000 kg/hm2，撒可富馬鈴薯配方專用肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）1 200 kg/hm2。生育期不再追肥。

1.2 試驗材料

參試馬鈴薯品種‘莊薯3號’。玉米秸稈由當地農戶提供，用量9 000 kg/hm2。普通聚乙烯黑色地膜，厚0.012 cm（甘肅宏鑫農業科技有限公司）。

1.3 試驗方法

試驗采用隨機區組設計，設3個處理，3次重復。分別為：（1）玉米整稈帶狀覆蓋；（2）黑色全膜覆蓋；（3）露地種植（對照），小區面積60 m2（長10 m×寬6 m），各處理的播種密度為60 000株/hm2。試驗于2016年4月28日播種，10月10日收獲。其他田間管理措施同大田[5]。具體試驗處理見表1。

1.4 數據處理

1.4.1 土壤溫度測定

在出苗期、開花初期、淀粉積累期、收獲期，各處理分5，10，15，20和25 cm共5個土層使用直角地溫計分別測定。出苗期將地溫計埋入種植帶2行間，全生育期均在固定地方讀取地溫。各生育期地溫測定均選在干燥晴天進行[6]。

1.4.2 土壤水分測定

在出苗期、開花初期、淀粉積累期、收獲期，各小區分0～20，20～40和40～60 cm共3個土層分別取土樣，各處理取樣位置均在種植帶2行間，用烘干法測定土壤含水量。計算公式為：土壤含水量（%）=（土壤鮮質量-土壤干質量）/土壤干質量 ×100[7]。

1.4.3 產量與大薯率

收獲時各小區單收計產。并按大小分級，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[8]。

1.4.4 株高

每小區隨機抽取10株測量株高，取平均值。

表1 試驗處理Table 1 Test treatment

1.4.5 塊莖生長狀況

各個處理隨機抽取10株觀察塊莖性狀特征、塊莖數目、單株塊莖重[9]。

2 結果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯物候期的影響

由表2可以看出，各處理出苗期以黑色全膜覆蓋處理最早，為5月24日，較玉米整稈帶狀覆蓋處理和露地種植（CK）處理早6 d；成熟期以黑色全膜覆蓋處理為最早，為9月26日，較玉米整稈帶狀覆蓋處理早12 d，較露地種植（CK）處理早7 d；各處理對馬鈴薯生育期的影響有差別，以玉米整稈帶狀覆蓋處理的生育期最長，為131 d，較黑色全膜覆蓋處理延長6 d，較露地種植（CK）處理延長5 d。

表2 不同處理對馬鈴薯物候期的影響Table 2 Effects of different treatments on potato phenophase

2.2 不同處理對土壤含水量變化的影響

從表3可看出，采用不同覆蓋方式栽培馬鈴薯對土壤0～60 cm耕層含水量有明顯差異。在出苗期，以黑色全膜覆蓋處理最高，平均為8.44%，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高0.41個百分點，較露地種植（CK）處理高0.48個百分點；在開花初期，以玉米整稈帶狀覆蓋處理最高，平均為9.57%，較黑色全膜覆蓋處理高0.41個百分點，較露地種植（CK）處理高1.25個百分點；在淀粉積累期，以玉米整稈帶狀覆蓋處理為最高，平均為9.34%，較黑色全膜覆蓋處理高0.90個百分點，較露地種植（CK）處理高1.49個百分點；在收獲期，以玉米整稈帶狀覆蓋處理為最高，平均為8.95%，較黑色全膜覆蓋處理高0.65個百分點，較露地種植（CK）處理高1.36個百分點。

表3 不同處理對土壤含水量變化的影響（%）Table 3 Effects of different treatments on soil moisture

2.3 不同處理對土壤溫度變化的影響

從表4可看出，不同處理對土壤溫度（0～25 cm）有較大差異，在出苗期，以黑色全膜覆蓋處理最高，平均為20.34℃，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高3.38℃，較露地種植（CK）處理高3.06℃；在開花初期，以黑色全膜覆蓋處理為最高，平均為21.30℃，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高1.1℃，較露地種植（CK）處理高1.06℃；在淀粉積累期，以黑色全膜覆蓋處理為最高，平均為21.08℃，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高1.82℃，較露地種植（CK）處理高1.42℃；在收獲期，以黑色全膜覆蓋處理為最高，平均為19.10℃，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高1.28℃，較露地種植（CK）處理高0.76℃。

表4 不同處理對土壤溫度的影響（℃）Table 4 Effects of different treatments on soil temperature

2.4 不同處理對馬鈴薯經濟性狀的影響

從表5可以看出，不同處理對馬鈴薯在單株結薯數、單株薯重、大薯率等性狀表現上有差異。以玉米整稈帶狀覆蓋處理為最好，與對照（CK）相比，單株結薯數、單株薯重、大薯率分別增加1.0個、0.14 kg、25.67個百分點；黑色全膜覆蓋處理第二，與對照（CK）相比，單株結薯數、單株薯重、大薯率分別增加0.3個、0.09 kg、14.64個百分點；露地種植（CK）處理最差，單株結薯數、單株薯重、大薯率分別為6.2個、0.58 kg、46.55%。

2.5 不同處理對馬鈴薯產量的影響

由表6可看出，各處理以玉米整稈帶狀覆蓋處理的產量最高，為31 433 kg/hm2，較黑色全膜覆蓋處理增產1 283 kg/hm2，增產率為4.26%；較露地種植（CK）增產6 844 kg/hm2，增產率為27.84%；黑色全膜覆蓋處理產量次之，為30 150 kg/hm2，較露地種植（CK）增產22.62%；露地種植（CK）處理的產量最低，為24 589 kg/hm2。經對小區產量結果進行方差分析知，F=5.18＞F0.10=4.324 6，各處理間差異達0.10水平顯著。

表5 不同處理對馬鈴薯經濟性狀的影響Table 5 Effects of different treatments on potato economic characteristics

表6 不同處理對馬鈴薯產量的影響Table 6 Effects of different treatments on potato yield

2.6 不同處理經濟效益比較

由表7可以看出，各處理以黑色全膜覆蓋處理的總收益最高，為16 749元/hm2，較玉米整稈帶狀覆蓋處理高466元/hm2；較露地種植（CK）高4 010元/hm2。其次是玉米整稈帶狀覆蓋處理，總收益是16 283元/hm2，較露地種植（CK）高3 544元/hm2。

3 討論

安定區降水較少，土壤干旱瘠薄，采用地膜覆蓋技術可有效保住天然降雨，降低蒸發，保墑增產，但也帶來了土壤和環境污染問題，同時，安定區全膜雙壟溝播玉米播種面積常年保持在2.7萬hm2左右，產生了大量的玉米秸稈，除去畜牧業消化一部分外，很多秸稈堆放在田間地頭，有些進行了焚燒，影響了環境美觀。探索研究推廣使用便捷、易操作、無污染、可持續的地面覆蓋技術，使當地豐富的秸稈資源得到有效利用，是安定區旱作農業發展的必然途徑。

試驗選擇了玉米整稈帶狀覆蓋、黑色全膜覆蓋和露地栽培3種栽培模式，分析比較各處理對馬鈴薯生育期、土壤保墑效果、土壤溫度、經濟性狀、產量、收益方面的影響，力圖為秸稈有效利用提供試驗數據支持。結果表明，玉米整稈帶狀覆蓋能有效延長馬鈴薯的生育期，在馬鈴薯生長中后期能夠充分接納天然降雨，保墑效果明顯，可降低土壤溫度，有利于馬鈴薯生長；產量是31 433 kg/hm2，較黑色全膜覆蓋處理增產1 283 kg/hm2，增產率為4.26%；但經濟效益比較以黑色全膜覆蓋的總收益最高，為16 749元/hm2，主要原因在于玉米整稈帶狀覆蓋花費勞力多，秸稈收購運輸費用高，造成了產量高，收益低。前人研究[10]提出的一種旱地秸稈帶狀覆蓋種植作物新技術，馬鈴薯增產率較黑色地膜覆蓋為9.3%～16.9%，與該試驗結論基本一致。因此，采用玉米整稈帶狀覆蓋有助于消化大量剩余玉米秸稈資源，玉米整稈通過長期在地表風吹雨淋、自然風化，秸稈很容易被小型旋耕機打碎入土，有利于培肥地力、改良土壤結構、實現用地養地結合、促進秸稈資源的高效循環利用，避免了地膜覆蓋對土壤的污染和秸稈焚燒引起的霧霾污染，實現旱地可持續生產，但在當前機械化程度較低的情況下，費工費時，增產不增收，不利于推廣使用。因此，玉米整稈帶狀覆蓋栽培技術可在安定區繼續試驗的基礎上，作為旱作區地膜覆蓋的補充，在有條件的地方推廣應用。

表7 不同處理經濟效益比較Table 7 Comparison of economic benefits of different treatments