不同覆蓋方式對秋馬鈴薯產量與土壤水分的影響

鄭雅超

摘 要： 為篩選泉州地區秋馬鈴薯高產適宜覆蓋材料，采用黑色地膜覆蓋（B1）、稻草覆蓋（B2）和露地栽培（CK）3種方式，分析不同覆蓋方式對泉薯5號生育期、主要農藝性狀、土壤溫度、水分與鮮薯產量的影響。結果表明：泉薯5號生育期和單株結薯數B2>CK>B1，莖粗B1>B2>CK，株高、單株薯重、鮮薯產量和商品薯率均表現B2>B1>CK。全生育期地溫均值B2B1>CK，土壤貯水消耗量B2>CK>B1，總耗水量B2>CK>B1，降水對耗水的貢獻率B2>CK>B1。鮮薯和干薯的水分利用效率與產量表現B2>B1>CK。本試驗條件下，稻草覆蓋（B2）是泉州市紅壤產區秋種泉薯5號推薦的適宜覆蓋栽培方式。

關鍵詞： 覆蓋方式；馬鈴薯；土壤溫度；水分利用效率；產量

中圖分類號： S 532 ???文獻標志碼： A ???文章編號： 0253-2301（2023）05-0064-06

DOI： ?10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.05.011

Effects of Different Mulching Methods on the Yield of Potatoes Planted in Autumn and Soil Moisture

ZHENG Ya-chao

（Quanzhou Institute of Agricultural Sciences， Quanzhou， Fujian 362212， China）

Abstract： ?In order to screen the suitable mulching materials for the high yield of potatoes planted in autumn in Quanzhou area， three methods of black plastic film mulching （B1）， straw mulching （B2） and open field cultivation （CK） were used to analyze the effects of different mulching methods on the growth period， main agronomic traits， soil temperature， water content and fresh potato yield of Quanshu ?No.5. ?The results showed that the growth period and tuber number per plant of Quanshu ?No.5 ?were B2>CK>B1， the stem thick was B1>B2>CK， and the plant height， tuber weight per plant， fresh tuber yield and commodity potato rate were B2> B1>CK. The mean value of soil temperature in the whole growth period was B2B1>CK， the soil water consumption was B2>CK>B1， the total water consumption was B2>CK>B1， and the contribution rate of precipitation to water consumption was B2>CK>B1. The water use efficiency and yield of fresh potato and dried sweetpotato were B2>B1>CK. Under the conditions of this experiment， the straw mulching （B2） was a suitable method of mulching cultivation which was recommended for the autumn planting of Quanshu ?No.5 ?in the red soil producing area of Quanzhou.

Key words： ?Mulching method； Potatoes； Soil temperature； Water use efficiency； Yield

馬鈴薯作為世界第四大主要糧食作物，具有適應性強、產量高的特點。農業覆蓋技術作為節水抗旱的重要栽培措施，具有蓄水保墑作用，一定程度上解決降雨不足和季節分配不均導致的作物水分不足、產量不穩定等問題，是應對干旱缺水、提高馬鈴薯產量的主要措施 ?[1-4] 。不同覆蓋材料對作物的水分利用效率、干物質積累和產量影響不同 ?［5-7］ 。黑色地膜相較于白色地膜，除提高地溫改善土壤水分外，還能縮短生育期，提高作物產量 ?[8] ；稻草覆蓋具有就地取材、對環境污染小的優勢，還能隨季節溫度變化增加或降低土壤溫度的功能，保證作物穩產增產 ?［9-12］ 。截至目前，地膜覆蓋和稻草覆蓋技術已在閩南馬鈴薯生產中廣泛應用，且不同學者研究的側重點不同。而應用地膜覆蓋和稻草覆蓋研究馬鈴薯耗水規律及產量形成的相關研究在南方冬作區未見報道。在其他作物上有相關研究，郭陞垚等 ?[13] 研究認為，光解膜覆蓋對福建花生主栽品種影響最大，產量最高，其次是普通膜，稻草覆蓋產量最低。杜利等 ?［14］ 研究認為在西北綠洲灌區，地膜秸稈交替覆蓋降低了玉米農田間的棵間蒸發量，減少了玉米營養生長前期耗水，增大了生長后期的耗水量，有效協調玉米前后生育時期耗水互補。嚴昌榮等 ?［15］ 研究認為地膜覆蓋條件下的棵間蒸發量顯著高于秸稈覆蓋，進而限制作物水分利用效率，且農田殘膜通過增大土壤容重，降低土壤孔隙度，從而阻礙土壤水分入滲，減弱土壤保水能力，進而脅迫作物的生長發育。為此，本試驗從泉州地區秋種馬鈴薯全生育階段耗水及不同深度土壤耗水的角度出發，以泉薯5號馬鈴薯為試材，探討黑色地膜覆蓋和稻草覆蓋2種覆蓋方式對馬鈴薯增產效應及水分利用效率的影響，篩選泉州紅壤產區秋種馬鈴薯高產適宜的覆蓋栽培方式，以期為泉州地區的秋種馬鈴薯高產覆蓋栽培提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為泉薯5號（泉州市農業科學研究所自主選育，一級原種）。該品種具有農藝性狀好、豐產、優質、抗病等優良特性，屬中熟加工型品種。于2016-2018年通過福建省馬鈴薯區域試驗。2021年通過國家馬鈴薯品種登記[登記編號：GPD馬鈴薯（2021）350063]。

1.2 試驗地概況

于2022年9月至2023年1月在泉州市安溪縣虎邱鎮美亭村進行試驗。試驗區位于東經 118°0′35″ ，北緯25°1′11″，海拔222.23 m，屬中亞熱帶海洋性季風氣候，平均氣溫16℃～18℃，年降雨量 1：800 ?mm。前茬為水稻。供試土壤類型為磚紅壤性紅壤，肥力中等，耕層有機質為27.4 ?g·kg ?-1 ?，堿解氮為101.0 mg·kg ?-1 ，有效磷為20.8 mg·kg ?-1 ，速效鉀為93.0 mg·kg ?-1 ，pH值為4.1。

1.3 試驗設計

試驗于2022年9月27日播種，共設3個處理，分別是：（1）黑色地膜覆蓋（B1），（2）稻草覆蓋（B2）：播種后在畦面覆蓋稻草10 cm，（3）露地畦植（CK）：無覆蓋，將馬鈴薯播于穴深10 cm土壤中。隨機排列，重復3次，小區面積20 m 2，雙行畦植，畦寬（含溝）1.2 m，行長16.67 m，行距50 cm，株距28 cm，每小區的5.55 m區為取樣區、11.12 m區為測產區，四周設保護行。保苗 60：000?株·hm ?-2 ?，每小區120株。出苗前正常供水，保證土壤濕潤，3葉期之后不再人工灌水。試驗區各處理統一施用烘干家畜糞 3：750 ??kg·hm ?-2 ?、進口復合肥（N P 2O K 2O=16 16 16）750 ?kg·hm ?-2 ?。深耕前結合整地時一次性施入，生育期內不追肥。

1.4 指標測定

1.4.1 物候期 ??出苗、封行、現蕾、開花和成熟的日期均以達到50%為調查標準。

1.4.2 主要農藝性狀 ??（1）株高：播種后 75 d（2022年11月26日），間隔選10株，用直尺測量株高。（2）莖粗：每株選取距地面15 cm處用游標卡尺測量，選株方法同株高，取平均值。（3）分枝數：從種薯或地下直接生長的莖數。在開花期每個小區隨機調查10株，計平均數。

1.4.3 產量 ??在馬鈴薯收獲時，按照3次重復測得實際產量，每個小區選取測產區收獲，統計單株結薯個數、單位面積薯重和商品率等，折算鮮薯產量。將各處理考種后的10株馬鈴薯塊莖鮮薯稱重，采用烘干法測定各處理的干物率，計算各處理干薯產量（干薯產量=小區實測鮮薯產量×塊莖干物率）。

1.4.4 土壤溫度 ??在各處理的每畦中間位置地下15 cm處插入地溫計（梅州市至美電子商務有限公司）進行地溫監測，于播后45、60、75和90 d記錄每天14：00的溫度。

1.4.5 土壤含水率 ??用烘干法測定土壤含水率（%），分別在黑色地膜和稻草覆蓋前1 d（2022年9月26日）、播后45 d（2022年11月11日）、播后60 d（2022年11月26日）、播后75 d（2022年12月11日）和播后90 d（2022年12月26日）和成熟后（2023年1月10日），以20 cm為1個土層取樣單位，在0～100 cm土層土壤采樣1次，每個小區測定3處。

1.4.6 土壤水分貯水量

v＝p×h×w×10

式中： v 為土壤水分貯水量（mm）， p 為地段實測土壤容重（g·cm ?-3 ）， h 為土層厚度， w 為土壤含水率（%）。

1.4.7 生育時期總耗水量 ??記錄并匯總2022年12月至2023年1月生育時期的降水量。

總耗水量（mm）=生育期土層貯水消耗量（mm）+有效降雨量（mm）

降水對耗水的貢獻率（%）=[有效降雨量（mm）/總耗水量（mm）]×100

1.4.8 水分利用效率 ??水分利用效率（ WUE ， kg·hm ?-2 ·mm ?-1 ?）計算公式為：

WUE= Y ET

式中： Y 為馬鈴薯塊莖產量（kg·hm ?-2 ）； ET 為馬鈴薯農田耗水（mm）=覆蓋前1 d 100 cm土層土壤貯水量-收獲后100 cm土層土壤貯水量+生育期降水量。

1.5 數據處理

采用DPS 5.0軟件進行數據處理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同覆蓋處理對泉薯5號生育期的影響

由表2可知，泉薯5號出苗至成熟天數為79～82 d，B2處理生育期最長，為82 d；B1處理生育期最短，僅79 d，較對照縮短1 d。封行、現蕾、開花和成熟期均以B1處理最早，CK處理其次，B2處理最遲。

2.2 不同覆蓋處理對泉薯5號主要農藝性狀的 影響

由表2可知，泉薯5號株高以B2處理最高，為45.77 cm，B1處理其次，為38.33 cm，CK處理最矮，為37.20 cm。莖粗以B1處理最粗，為10.15 mm，B2處理其次，為9.48 mm，CK處理最細為8.90 mm。分枝數以CK處理最多，為2.52條，B1處理其次，為2.22條，B2處理最少，為1.80條。單株結薯數以B2處理最多，為10.80個，CK處理其次，為8.59個，B1處理最少，為7.82個。單株薯重以B2處理最重，為579.33 kg，B1處理其次，為504.67 kg，CK處理最輕，為466.00 kg。小區鮮薯產量以B2處理最高，為43.45 kg，B1處理其次，為38.29 kg，CK處理最輕，為34.99 kg。商品薯率以B2處理最高，為78.75%，B1處理其次，為76.03%，CK處理最低，為75.14%。

2.3 不同覆蓋處理對泉薯5號產量的影響

由表2可知，與CK處理相比，2種覆蓋方式均表現增產，B2處理產量最高，折合鮮薯產量約為 32：587.5 ??kg·hm ?-2 ?，較CK處理平均增產24.17%，B1處理折合鮮薯產量約為 28：717.5 ??kg·hm ?-2 ?，較CK處理的平均增產9.43%。

2.4 不同覆蓋處理對土壤溫度的影響

由表3可知，泉薯5號生育期內各處理土壤溫度均值為： B2（22.33℃）

2.5 不同覆蓋處理對土壤水分的影響

由表4可知，播后45、60和75 d，2種覆蓋方式的土壤含水率均高于對照，B2處理的土壤含水率均高于B1。主要原因是稻草覆蓋有抑蒸保墑、降低地溫、協調馬鈴薯耗水和土壤水分分配，在高效用水的同時最大限度保蓄土壤水分，促進馬鈴薯根系對土壤水分的吸收，提高水分利用效率。20～40 cm土層是馬鈴薯根系生長分布層。播后45、60和75 d，土壤含水率由高至低的排序為：B2>B1>CK。播后90 d，根系生長分布層和塊莖生長形成層的土壤含水率相近。其根系生長分布層的土壤含水率均比塊莖生長形成層的高。不同覆蓋方式下，在播后45、60、75和90 d，0～40 cm的土壤平均含水量變化表現為先升高后降低的趨勢；由于塊莖形成期的降水在各生育期中最多，以播后60 d的土壤含水量為最高；而塊莖膨大期降水和淀粉積累期的降水相對減少，且馬鈴薯處于生長旺盛時期，蒸騰作用較強，導致這一時期相對其他時期少。

2.6 不同覆蓋處理對不同土層土壤貯水消耗量的影響

由表5可知，B2處理的土壤貯水總消耗量最大，為36.90 mm，較CK處理增加2.46 mm；B1處理的土壤貯水總消耗量最小，僅33.26 mm，較CK處理減少1.18 mm。B1、B2和CK處理的生長主要消耗0～60 cm土層貯水，分別占土壤貯水總消耗量的73.36%、70.46%和71.37%。

2.7 不同覆蓋處理對泉薯5號全生育期總耗水量的影響

由表6可知，B2處理的總耗水量最多，為182.9 mm，CK處理的居第2位，為175.44 mm，B1處理的居第3位，為171.33 mm，降水對耗水的貢獻率為B1（80.5 %）>CK（80.37 %）>B1（79.83 %）。

2.8 不同覆蓋處理對泉薯5號水分利用效率的影響

由表6可知，泉薯5號鮮薯產量水分利用效率表現為B2（178.17 kg·hm ?-2 ·mm ?-1 ）>B1（167.62 kg·hm ?-2 ·mm ?-1 ）>CK（149.58 kg·hm ?-2 ·mm ?-1 ），B2和B1處理的水分利用效率（WUE）較CK處理分別提高19.11 %和12.06 %；產量水分利用效率表現為B2（43.65 kg·hm ?-2 ·mm ?-1 ）>B1（35.11 kg·hm ?-2 ·mm ?-1 ）>CK（31.11 kg·hm ?-2 ·mm ?-1 ）。

3 結論與討論

地膜覆蓋和稻草覆蓋技術已在閩南馬鈴薯生產中廣泛應用，為研究不同覆蓋方式對泉州秋馬鈴薯耗水規律及產量形成的影響機制，本試驗以泉薯5號為試材，探討黑色地膜覆蓋和稻草覆蓋2種覆蓋方式對該品種增產效應及水分利用效率的影響。結果表明：本試驗條件下，與CK處理相比，2種覆蓋方式均表現增產，鮮薯產量水分利用效率較高，其中，稻草覆蓋（B2）農藝性狀綜合表現最好，干物率和WUE為最高，是泉州市紅壤產區秋種泉薯5號推薦適宜覆蓋栽培方式。

稻草覆蓋有抑蒸保墑、降低地溫、協調馬鈴薯耗水和土壤水分分配，在高效用水的同時最大限度保蓄土壤水分，促進馬鈴薯根系對土壤水分的吸收，促進馬鈴薯的地上部分和地下部分的生長，延緩馬鈴薯植株的衰老，而提高水分利用效率。地膜覆蓋的土壤含水量均低于稻草覆蓋，其在生育后期的土壤溫度均高于稻草覆蓋和露地栽培。前人研究認為秸稈覆蓋在提高玉米 ?[16] 、小麥 ?[17] 、馬鈴薯 ?[18] 等耗水量、產量和水分利用效率方面效果顯著。地膜覆蓋后，苗期溫度增加最明顯，塊莖形成期至淀粉積累期增溫不明顯。本研究顯示，地膜覆蓋在馬鈴薯生育后期，土壤溫度較高，不利于馬鈴薯塊莖淀粉積累和產量增加，這與石有太等的研究結果相一致 ?［19］ 。但本試驗在泉州市秋季馬鈴薯紅壤產區開展，試驗中沒有考慮秸稈覆蓋土壤肥力和控制土壤侵蝕作用等的影響，至于不同覆蓋方式對本地區冬春季馬鈴薯的產量和土壤用水分利用等的影響，今后應對此進行深入試驗研究。

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（責任編輯：柯文輝）