覆膜壟作對土壤氮磷鉀含量及馬鈴薯養分利用率的影響

中圖分類號：S532 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（2025）04-0343-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2025.04.012

Effects of Mulched Ridge Tillage on Soil Nitrogen， Phosphorus， and Potassium Contentsand Potato NutrientUtilization Rates

ZHAO Xiaolong （Lixian Agricultural Technology Extension Centre，Lixian Gansu 7422Oo， China）

Abstract：Thisstudy investigates theimpact of mulchedridge cultivation on soilnutrientcontentsand potato production performance，iingtoprovideathoreticalbasisforsilrtilityimproementertliseatesndtevelopmentofiatr harvestingcultivationtechniquesindrylandstosupporthighqualityhighieldpotatoproductionWithonventinalidgingas control（CK），threetreatmentswereestablished：fullfilmdoubleridgefarming（FRF），springfilmridgewithmicrofuowrainwater harvesting（SRF），ndutufdgeithicofurrowinwatervesting（ARF），tosessfectsosoilavalableg （N），phospos（dssKotsatoddrtltessdi CK，ll mulchedtreatmentssignificantlyincreasedavailableN，PandKcontentsintheOto6Ocmsoillayer.ARFtreatment achievedthehighest3-yearaveragepotatoyieldat48210.9kg/ha，significantlyhigherthanCK.Mulchedridgecultivation significantlyimproedpartialfactorproductiity（ofN，andKfertilies，ithReingthemostecive.ompaedtoCK， the average 3-year increases in PFP for N，P，and K fertilizers were 4 8 . 1 % ， 4 3 . 2 % ，and 2 7 . 7 % ，respectively. Agronomic efficiency （AE） was highest under ARF inall years，and theaverage AE over three years followed the order as P gt; K gt; N. In conclusion，ARF hasaclearadvantaginimprovingsoilfertlityertilizerutilization，andpotatoield，makingitooftepreferrdigeld efficient potato cultivation techniques in dryland regions.

KeyWords：Spring orautumn filmmulching； Ridge-furowrainwaterharvesting； Soilnutrient； Nutrientutlizationrate；Potato

土壤氮磷鉀養分含量是反映土壤質量的關鍵和敏感性指標，其動態平衡直接影響土壤肥力水平、供肥能力和作物的養分利用率，最終影響作物產量和農業生產力的可持續性[1-2]。地膜覆蓋與壟溝集雨耕作能有效改善土壤溫濕環境和養分狀況，顯著提高作物產量，已成為旱地農業生產上占主導地位的兩大關鍵技術[3-4]。地膜覆蓋和壟溝集雨種植單項技術已廣泛應用于旱地小麥、玉米和馬鈴薯等作物［5-7]，但大多研究為產量和水分利用效率、氮磷鉀養分吸收運移分配等方面[8-9]。

針對不同時期覆膜與壟上微溝集雨耕作技術有機結合對土壤氮磷鉀循環及馬鈴薯氮磷鉀養分利用率的影響研究較少［10]。為此，我們開展了不同時期覆膜壟溝集雨耕作對土壤氮磷鉀及其有效成分含量和馬鈴薯氮磷鉀養分利用率的影響，以解決馬鈴薯高產栽培土壤養分調控管理關鍵技術難題。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2018—2020年在石橋旱作農業示范基地 （ ， 進行。試驗區海拔 1 0 8 0 m ，年均氣溫 ，無霜期 1 8 1 d 年均降水量 ，年均蒸發量 ，平均干燥度 。試區土壤為黑瀘土，0～200cm土層平均容重為 。2018、2019、2020年總降水量分別為401.1、455.7、 5 5 4 . 6 m m ，馬鈴薯生育期（4月下旬至10月上旬）降水量分別為381.3、435.0、 5 2 0 . 8 m m 。基于與近20a平均降水量和馬鈴薯生育期平均降水量的比較，設定2018、2019、2020年分別代表干旱年、平水年、豐水年。試驗地土壤理化性狀見表1。

1.2 供試材料

供試馬鈴薯品種為隴薯7號，由甘肅省農業科學院提供。試驗用氮肥為尿素（含 N 4 6 % ，中國石油天然氣集團寧夏公司），磷肥為普通過磷酸鈣（含 ，云南祿豐勤攀磷化工有限公司），鉀肥為硫酸鉀（含 ，青海中信國安科技發展有限公司）。農家肥為豬糞（當地農家腐熟豬糞），養分含量為有機碳 2 0 . 0 ～ 2 5 . 0 g / k g 、全氮 全磷 0 . 8 ～ 2 . 5 g / k g 、堿解氮 1 8 0 . 0 ～ 2 2 5 . 0 m g / k g 、有效磷 1 2 . 9 ～ 1 7 . 2 m g / k g ，有效鉀

1.3 試驗方法

試驗為3a定位試驗，共設4個處理，分別為CK（傳統中耕壅土耕作）：“M\"型壟，壟高 1 6 c m ，采用鏵式犁耕翻，種2犁空1犁，在馬鈴薯齊苗后、苗高約 、現蕾期和植株封壟前進行中耕除草、淺鋤松土、淺培土和高培土4次壅土中耕耕作，全生育期不覆膜；FRF（全膜雙壟耕作）：為標準的全膜雙壟集雨耕作模式，由高 1 5 c m 、寬4 0 c m 的大壟和高 、寬 的小壟鑲嵌排列組成，用厚 0 . 0 0 8 m m 、寬 1 2 0 c m 的黑色地膜全地面覆蓋，馬鈴薯播于壟面上，于小壟溝內每隔 打1個滲水孔（直徑 ，播種行距55cm，穴距 3 3 c m ；SRF（春膜壟上微溝集雨耕作）：“凹\"型壟，大壟（寬 6 0 c m 、高 + 壟上微溝（寬 2 0 c m 、深 小溝（底寬 4 0 c m ，高24c m ）的集雨種植模式，于3月上旬土壤解凍時利用專用起壟覆膜播種機械起大、小壟，大壟寬60cm、高 2 4 c m ，小壟溝寬 4 0 c m 、高 2 4 c m ，種植方法同FRF；ARF（秋膜壟上微溝集雨耕作）：起壟覆膜時間為上年10月中旬雨季結束土壤封凍前，種植方法同FRF。試驗隨機區組排列，3次重復，小區面積 。試驗于4月中旬采用簡易馬鈴薯專用穴播器播種，播深 ，種植密度為50000穴 ，每年10月初收獲。除CK外，各處理均施農家肥 做底肥，N ： 1 ，磷鉀肥一次性底施，氮肥 5 0 % 做基肥， 5 0 % 于現蕾期用簡易施肥器在2株之間打孔施入，深度 1 5 c m 。

1.4測定項目與方法

1.4.1土壤養分含量測定馬鈴薯收獲后，采用5點取樣法，用直徑為 王鉆，每小區分別按 （耕作層）、 2 0 ～ 4 0 c m （底土層）和 4 0 ～ 6 0 c m （心土層）取樣，分別于馬鈴薯種植行和大、小壟溝取樣，混合成 1 k g 土樣備用，測定土壤氮磷鉀及其有效成分含量「12]。土壤堿解氮用堿解擴散法測定，速效磷用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定（Olsen法），速效鉀用中性乙酸氨浸提、原子吸收光度計法測定［13]

1.4.2收獲與計產試驗收獲前，每小區于中間行取20株測定株高、結薯數量和薯塊鮮重，按大薯 （ gt; 1 5 0 g） 、中薯（ 1 5 0 ～ 7 5 g ）、小薯（ 的標準計算個數、結薯率及重量［14-15]。按小區單收計鮮薯產量。

肥料偏生產力（PFP） ？ 施肥后作物產量/肥料投

人量（純量）[16]

肥料農學效率（AE） ∣ = [施氮（磷、鉀）區產量-無肥區產量]/施氮（磷、鉀）量[17]

1.5 數據處理

采用Excel2013軟件對數據進行統計與整理，用SPSS19.0軟件進行差異顯著性檢驗（LSD法），用SigmaPlot14.0軟件制圖。

2 結果與分析

2.1不同土層土壤氮磷鉀及其有效成分的含量

由圖1可以看出，覆膜壟作（SRF、ARF、FRF）顯著提高了 0 ～ 6 0 c m 土壤氮磷鉀及有效成分含量，對不同土壤剖面層次土壤養分含量的影響不同。覆膜壟作顯著提高了0＼～20、20＼～40和 4 0 ～ 6 0 c m 土層全氮、全磷、全鉀、速效磷和速效鉀的含量，其中SRF、ARF、FRF處理間差異不顯著。SRF、ARF、FRF處理顯著提高了 0 ～ 2 0 c m 土層堿解氮含量，對 2 0 ～ 4 0 c m 土層堿解氮含量無顯著影響，顯著降低了 4 0 ～ 6 0 c m 土層堿解氮的含量。

2.2馬鈴薯產量及產量性狀

由表2可以看出，各覆膜壟作處理均提高了馬鈴薯產量，增產幅度隨降水量的增加而增加。3a平均產量以ARF處理最高，為 其次為SRF、FRF，平均產量分別為45141.6、 ，且ARF、SRF、FRF之間差異不顯著，均顯著高于 ，增產率分別為23.87、 1 5 . 9 8 % 、 1 5 . 5 6 % 。同時，各覆膜壟作處理均顯著增加了馬鈴薯大薯率和大薯重，3a平均大薯率ARF、SRF、FRF處理的分別為 4 0 . 6 % 73 9 . 8 % 、 3 9 . 3 % ，分別較CK提高了5.4、4.6、4.1個百分點；3a平均大薯重分別為0.67、0.63、

1.2 1.30ARF-全氮 ARF-破解氮SRF-全氮 一 SRF-破解氮a K-氨 CRF-破解氮 -0.25Iaa （//0.8 西 1 -0.20a aaaaa藥0.6 aaa 0 -0.15

土0.4- -0.100.2- -0.050 00＼～2020＼～4040＼～600＼～60土層深度/cm1.2 0.10ARF-全磷 ARF-速效磷1.0- F全 國 SRF-速效磷 0.08aaa CK-全磷 CK-速效磷 （/崗 aaa aaa1 aaab b0.060.60.04

土 0.4- 王0.2 -0.020 00＼～2020＼～4040＼～600＼～60土層深度/cm25 ARF-全 ARF-效 0.8aaa FRF-全鉀 FRF-速效鉀CK-全鉀 CK-速效鉀20 aa aa-0.6aa10-a -0.25- 1 土0- 00＼～2020＼～4040＼～600＼～60土層深度/cm

0 . 5 7 k g ，較CK提高了 34 % 、 2 6 % 、 14 % 。2.3對馬鈴薯氮磷鉀肥料利用率的影響由表3可以看出，各覆膜壟作處理（ARF、

SRF、FRF）肥料偏生產力均顯著高于CK。氮磷鉀肥料的偏生產力因年型不同增加率不同，氮肥偏生產力增加率平水年最高，豐水年次之，干旱年最低；磷肥和鉀肥偏生產力均以豐水年最高，干旱年次之，平水年最低。各處理肥料偏生產力均以ARF處理最高，ARF、SRF、FRF處理氮肥偏生產力3a平均增加率分別為 4 8 . 1 % 、 3 3 . 7 % 、 3 1 . 7 % ，磷肥偏生產力3a平均增加率分別為 4 3 . 2 % ！3 3 . 8 % 、 3 2 . 8 % ，鉀肥偏生產力3a平均增加率分別為 2 7 . 7 % 、 1 9 . 4 % 、 1 8 . 7 % 。肥料農學效率在不同年型均以ARF處理最高，各覆膜壟作處理3a平均農學效率均表現為磷肥 gt; 鉀肥gt;氮肥。

3討論與結論

研究表明，覆膜壟作能顯著提高土壤氮磷鉀含量，在提高土壤肥力方面具有高效性[16]。本研究結果顯示，與傳統中耕壅土耕作相比，秋膜壟上微溝集雨耕作、春膜壟上微溝集雨耕作和全膜雙壟耕作 0 ～ 6 0 c m 土層氮磷鉀及其有效成分含量均顯著提高。這主要歸因于覆膜壟作的集保水與調溫作用提高了表層 2 0 c m 土壤溫濕度，改善了耕作層土壤水熱環境，促使作物旺盛生長從而增加了隨土壤耕作歸還土壤的有機物質（莖稈、落葉、根等）；新添加的有機物因土壤水熱條件的改善而加速腐解，其釋放的養分元素提高了氮磷鉀養分含量。同時，表層溫濕度高形成的土壤水熱梯度促使土攘氮磷鉀養分向土壤剖面上層運移，加速了在 0 ～ 6 0 c m 土壤剖面的富集［17-18]。秋膜壟上微溝集雨耕作由于上年10月就全地面覆蓋，土壤耕翻添加土壤的大量有機質（肥料、秸稈、枯枝落葉、根系等）在優化水熱環境下腐解的時間長，因此釋放的養分略多，提高氮磷鉀養分含量的效果更明顯。另外，施肥和起壟耕作，特別是起壟引起養分元素土壤耕作層堆積也有效地提高了氮磷鉀養分含量[4，14]。

農作物的穩產、增產依賴于良好的土壤肥力［16]。覆膜壟作提高了土壤養分的有效性，土壤磷養分含量的提高有利于作物根系生長，增強了抗旱性。土壤鉀含量的增加很好地迎合了馬鈴薯喜鉀的特性而顯著增產。本研究表明，不論降水年型，秋膜壟上微溝集雨耕作、春膜壟上微溝集雨耕作和全膜雙壟耕作均能顯著提高馬鈴薯的產量，且秋膜壟上微溝集雨耕作馬鈴薯3a平均產量最高，為 ，明顯高于傳統中耕壅土耕作。這是主要歸因于覆膜壟作，特別是秋膜壟作有效改善了土壤水熱環境，加速了土壤養分釋放、提高了肥效「19]。水肥互作促使光合作用同化更多的碳水化合物，并使同化產物加速向地下運輸和轉移，顯著促使塊莖膨大，增加大薯結薯率和結薯重量，最終使得塊莖產量顯著增加［20]。本研究發現，各覆膜壟作處理均顯著增加了馬鈴薯大薯率和大薯重。另外，本研究中傳統中耕壅土耕作馬鈴薯產量呈逐年增加的趨勢，原因主要是試驗地前茬施肥殘效和試驗年降水量偏高減輕了干早脅迫。

提高作物養分利用率是土壤養分和施肥管理的關鍵，也是作物增產的關鍵「18]。本研究表明，覆膜壟作顯著提高了馬鈴薯的氮磷鉀肥偏生產力，且均以秋膜壟作最高，氮肥、磷肥、鉀肥偏生產力3a平均增加率分別為 4 8 . 1 % 、 4 3 . 2 % 、 2 7 . 7 % 肥料農學效率在不同年型均以秋膜壟作處理最高，各覆膜壟作處理3a平均農學效率都表現為磷肥gt;鉀肥 gt; 氮肥。可能的原因是，一是覆膜壟作顯著提高了土壤氮磷鉀養分，特別是磷鉀養分的含量和有效性，增加了王壤磷鉀肥供給能力、補齊了土壤磷鉀缺素短板。氮素增量解除了馬鈴薯生長發育第一限制因子，鉀素補足了馬鈴薯旺盛生長對鉀的需求［2I]，磷素促進了馬鈴薯根系生長、增強汲取水肥養分能力。綜合起來提高了馬鈴薯磷鉀素吸收利用的高效性。二是土壤養分條件的改善促進馬鈴薯增產。三是研究期間降水較為充沛利于馬鈴薯生長發育增產密切相關。

綜上所述，地膜覆蓋壟上微溝集雨耕作顯著提高了 0 ～ 6 0 c m 土壤氮磷鉀及其有效成分含量。覆膜壟作同時增加了供肥能力，顯著提高了馬鈴薯產量及大薯結薯率、結薯重。覆膜壟作顯著提高了氮磷鉀肥、特別是磷鉀肥的偏生產力和農學效率。綜合分析認為，秋膜壟上微溝集雨耕作、春膜壟上微溝集雨耕作和常規全膜雙壟耕作都是高效的旱地馬鈴薯高產種植技術，秋膜壟上微溝集雨耕作為首選，秋膜壟上微溝集雨耕作，春膜壟上微溝集雨耕作和常規全膜雙壟耕作可視年降水量和土壤情相互替代選用。

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