深松覆蓋對旱地土壤性狀及馬鈴薯產量的影響研究

王 楠

（寧夏大學農學院，寧夏銀川 750021）

馬鈴薯具有抗旱、高產、高效等特點，已成為寧南旱作區（簡稱寧南旱區）廣大農民群眾抗旱增產的重要糧食作物，也是近年來發展的重點經濟作物以及優勢特色產業。但寧南旱區全區終年干燥少雨，年均降水量300～500 mm，且降雨時節分配不均，降水相對集中［1］。目前，由于該區采取傳統的農業耕作方法，并進行連年翻耕，使其土壤地表結構遭受到了嚴重破壞，土壤質量急劇降低，從而導致土壤的保持水力能力下降，土壤水分利用效率顯著下降，進一步加劇了生態環境惡化。該區域土壤出現了耕層淺、耕底層向上運移等問題，嚴重影響了作物根系下扎和對水分和營養的汲取利用，進而導致作物產量低而不穩［2］。

深松作為一項保護性耕作措施，可加深耕層而不翻轉土壤、打破耕底層，可以有效降低耕層土容重，降低傳統鏵式犁翻耕層后土壤水分的熱揮發損失，從而提高土的熱滲透特性，并增加土壤降水資源的運用利用率。覆蓋能有效控制土壤水分蒸發，以維持均勻的水分分布，并增加土壤溫度，促進作物的生長發育，從而實現作物高效生產的目的［3］。侯賢清等［4］研究發現，深松結合秸稈覆蓋能有效提高馬鈴薯產量以及商品薯率，有利于增強馬鈴薯干旱脅迫能力、增加出苗率以及塊莖產量。通過深松蓄水、覆蓋保墑保溫技術之間的協調作用，能最大限度地蓄積休閑期降水，實現休閑期秋雨深蓄土壤內部，儲備于跨季節利用，進而促進馬鈴薯的高產［5］。可見，深松結合覆蓋可改善土壤耕層結構，調節土壤水熱環境，對實現馬鈴薯增產具有重要的現實意義。

1 深松覆蓋對土壤性狀的影響

1.1 深松覆蓋對土壤水熱的影響通過深松蓄水、覆蓋保墑技術的結合應用，能最大限度地降低地表水分的無效流失，優化土壤水分、溫度二者的協同作用，實現穩產高產［6］。旱作農業區由于耕作措施和降雨情況的不同，土壤水分的含量變化也各不相同。地膜覆蓋和秸稈覆蓋結合不同深松措施，能顯著增加0～200 cm層土壤的水分含量，使水分蓄積土壤深層，抑制水分的無效蒸發［7］。彭正凱等［8］研究發現，保護性深松措施不同程度地提高了土壤飽和導水率，降低了土壤棵間蒸發，提高了作物產量。武淑娜等［9］研究表明，深松與地膜覆蓋相結合的措施在作物生長前期增溫效果較為明顯，后期可起到降溫的效果，可抑制土壤水分的無效蒸發，協調改善土壤的水熱環境，符合大豆對環境的生長需求。深松結合覆蓋對作物生育期內土壤溫度有調控效應，立稈留茬處理可提高土壤溫度，有利于作物干物質量的積累，從而提高作物的總產量。有研究發現，深松結合覆蓋比常規耕作結合覆蓋利于積溫。地膜覆蓋技術由于產生了增溫、保墑、通調水路等效應，能夠提高糧食作物的經濟產出。覆蓋處理不僅可以集雨保墑，減少水分蒸發，而且可以提高降水入滲，進而提高土壤底墑。劉爽等［10］研究表明，休閑期深松后進行覆蓋處理既能抑蒸保墑，提高播前的土壤水分含量，更對小麥的出苗情況影響顯著。同時也有研究表明，秋收后深松覆蓋可以提高播種期0～200 cm層土壤水分含量，從而提高休閑期土壤蓄水效率。侯賢清等［4］研究表明，深松結合覆蓋措施可以通過調節土壤理化性質和結構來影響土壤水分含量以及土壤熱穩定性，從而改變了土壤有機質的溶解轉化狀況和營養物質含量的不同。可見，深松結合的覆蓋措施有利于保溫隔熱和蓄水保墑，影響土壤的水熱環境，從而促使作物成長，增加作物產量。

1.2 深松覆蓋對土壤結構的影響旱作雨養區長期以傳統耕作方式對土壤進行翻耕，造成土壤耕層變淺、土壤大孔隙大量減少、容重變大以及犁底層加厚等問題，導致表層土壤水分易散失，水分利用率較低，不利于作物生長，造成產量下降［11］。郭書亞等［12］研究表明，深松結合覆蓋可改善土壤環境，提高土壤溫度，打破犁底層，增加土壤通透性，減少地表徑流量和徑流次數，使其土壤蓄水效果更為顯著。土壤容重是表現土壤耕層構造和功用的主要指標，梁海等［13］研究表明，玉米季0～20 cm土壤耕層容重以深松35 cm改善效果最佳，其效果顯著低于其他耕作處理，孔隙度則是通過調節土壤的微環境，進而改變水肥條件和微生物活性等［14］。王群等［15］研究表明，深松覆蓋措施可有效打破耕作犁底層，對改善土壤的通氣能力效果明顯，可降低土壤容重，提高土壤蓄納天然雨水的能力，增加土壤有效水分的含量。土壤團聚體數量與土壤的物理、化學及生物特征有非常密切的關系，其團聚體含量以及粒級分布不但影響著作物的生長發育狀況，對土壤孔隙結構、抗蝕性和可持續利用情況等也有不同程度的影響。李榮等［1］研究發現，與傳統耕作方式相比，深松覆蓋措施對0～40 cm層>0.25 mm機械穩定性的團聚體數量存在極顯著水平。牛伊寧等［16］研究發現，影響土壤降雨入滲的主要因素是地表板結，而深松結合覆蓋的保護性耕作措施更有利于土壤降雨入滲，深松、覆蓋對土壤蓄水量的影響達到顯著水平。

2 深松覆蓋對馬鈴薯產量的影響

深松及覆蓋等措施通過改良土壤結構，提高土壤濕度蓄水能力和調控氣溫，以促使作物的生長發育，并最終增加糧食作物生產［17］。深松在一定程度上改善產量的構成因素，有利于花后干物質的積累和運輸，顯著提高作物的產量［18］。在降水量較少的年份，深松增產效果顯著，在降水量較多年份，深松均能提高作物產量。地膜覆蓋能提高土壤溫度，達到保水保肥效果，使馬鈴薯提前開花，延長薯塊生長時間，達到增產效果［19］。秸稈覆蓋可蓄水保墑，抑制土壤蒸發，促進作物生長，利于根系發育，有助于生成發達的根系，同時低溫時的“增溫效應”和高溫時的“降溫效應”對馬鈴薯生長尤為有利。深松作為一項保護性耕作措施，可加深耕層而不翻轉土壤、打破耕底層，可以有效降低耕層土容重，同時降低傳統鏵式犁翻耕層后土壤水分的揮發損失，從而提高土的侵蝕特性，并增加土壤降水資源的使用率，有效控制水土流失和土壤侵蝕，達到作物高產高效的目的［20］。深松結合不同地表覆蓋材料對馬鈴薯生長有顯著的促進作用，深松覆秸稈處理下的馬鈴薯產量、商品薯率均最高。因此，深松與覆蓋相結合可進一步增強土壤蓄水增溫保墑能力，提高作物根系生長，促進馬鈴薯根系對土壤水分和養分的吸收利用，對馬鈴薯根系生長發育有較大的促進作用，同時利于薯塊膨大，從而增加馬鈴薯產量。

3 結語

深松覆蓋對土壤環境和作物生長都有一定的影響，深松結合覆蓋措施下土壤結構的改善對土壤水分產生影響，作物生長表現出一定的差異性，進而影響作物生產力的發揮。綜上，為確定深松結合覆蓋措施下的馬鈴薯根系特征對植物生長發育和塊莖生產產生的控制效果，深入發掘馬鈴薯增產潛能，探討在深松覆蓋措施下土壤水熱環境的改變，塊莖生產所構成的調節機理，深入研究寧南旱區馬鈴薯生產，以期為旱作馬鈴薯高產優質模式的選育提供一定的理論依據。