安定区马铃薯旱地秸秆带状覆盖栽培技术试验

张玉红，李继明

（甘肃省定西市安定区农业技术推广服务中心，甘肃 定西 743000）

安定区地处甘肃省中部，属典型的旱作农业区[1]。近几年，随着旱作农业技术的推广使用，马铃薯和玉米产量得到了很大的提高，但地膜使用量也在持续增加，造成了“白色污染”[2]。安定区常年全膜双垄沟播玉米播种面积为27 000 hm2，产生了大量的玉米秸秆，这些秸秆堆放在田间地头和房前屋后，有些在田间直接焚烧，也造成了大气污染，影响了农村环境整洁[3]。为探索旱地秸秆带状覆盖栽培技术在安定区的推广使用，使作物秸秆得到就地资源化利用，并起到保湿保墒、调节土壤温度、节约覆膜成本、减少面源污染和旱地农业可持续增产的作用[4]，进行了马铃薯旱地秸秆带状覆盖栽培技术试验。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在团结镇庙川村五社一农户的旱川地，试验地为黑垆土，地势平坦，肥力中等。前茬作物玉米。试验地海拔2 058 m，年平均降雨量380 mm，平均气温6.3℃，≥10℃有效积温2 239.1℃。前茬作物收获后旋耕灭茬、深耕整地，结合耕作施足基肥，施农家肥45 000 kg/hm2，撒可富马铃薯配方专用肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）1 200 kg/hm2。生育期不再追肥。

1.2 试验材料

参试马铃薯品种‘庄薯3号’。玉米秸秆由当地农户提供，用量9 000 kg/hm2。普通聚乙烯黑色地膜，厚0.012 cm（甘肃宏鑫农业科技有限公司）。

1.3 试验方法

试验采用随机区组设计，设3个处理，3次重复。分别为：（1）玉米整秆带状覆盖；（2）黑色全膜覆盖；（3）露地种植（对照），小区面积60 m2（长10 m×宽6 m），各处理的播种密度为60 000株/hm2。试验于2016年4月28日播种，10月10日收获。其他田间管理措施同大田[5]。具体试验处理见表1。

1.4 数据处理

1.4.1 土壤温度测定

在出苗期、开花初期、淀粉积累期、收获期，各处理分5，10，15，20和25 cm共5个土层使用直角地温计分别测定。出苗期将地温计埋入种植带2行间，全生育期均在固定地方读取地温。各生育期地温测定均选在干燥晴天进行[6]。

1.4.2 土壤水分测定

在出苗期、开花初期、淀粉积累期、收获期，各小区分0～20，20～40和40～60 cm共3个土层分别取土样，各处理取样位置均在种植带2行间，用烘干法测定土壤含水量。计算公式为：土壤含水量（%）=（土壤鲜质量-土壤干质量）/土壤干质量 ×100[7]。

1.4.3 产量与大薯率

收获时各小区单收计产。并按大小分级，50 g以下为中小薯，50 g以上为大薯，大薯所占的重量百分比为大薯率[8]。

1.4.4 株高

每小区随机抽取10株测量株高，取平均值。

表1 试验处理Table 1 Test treatment

1.4.5 块茎生长状况

各个处理随机抽取10株观察块茎性状特征、块茎数目、单株块茎重[9]。

2 结果与分析

2.1 不同处理对马铃薯物候期的影响

由表2可以看出，各处理出苗期以黑色全膜覆盖处理最早，为5月24日，较玉米整秆带状覆盖处理和露地种植（CK）处理早6 d；成熟期以黑色全膜覆盖处理为最早，为9月26日，较玉米整秆带状覆盖处理早12 d，较露地种植（CK）处理早7 d；各处理对马铃薯生育期的影响有差别，以玉米整秆带状覆盖处理的生育期最长，为131 d，较黑色全膜覆盖处理延长6 d，较露地种植（CK）处理延长5 d。

表2 不同处理对马铃薯物候期的影响Table 2 Effects of different treatments on potato phenophase

2.2 不同处理对土壤含水量变化的影响

从表3可看出，采用不同覆盖方式栽培马铃薯对土壤0～60 cm耕层含水量有明显差异。在出苗期，以黑色全膜覆盖处理最高，平均为8.44%，较玉米整秆带状覆盖处理高0.41个百分点，较露地种植（CK）处理高0.48个百分点；在开花初期，以玉米整秆带状覆盖处理最高，平均为9.57%，较黑色全膜覆盖处理高0.41个百分点，较露地种植（CK）处理高1.25个百分点；在淀粉积累期，以玉米整秆带状覆盖处理为最高，平均为9.34%，较黑色全膜覆盖处理高0.90个百分点，较露地种植（CK）处理高1.49个百分点；在收获期，以玉米整秆带状覆盖处理为最高，平均为8.95%，较黑色全膜覆盖处理高0.65个百分点，较露地种植（CK）处理高1.36个百分点。

表3 不同处理对土壤含水量变化的影响（%）Table 3 Effects of different treatments on soil moisture

2.3 不同处理对土壤温度变化的影响

从表4可看出，不同处理对土壤温度（0～25 cm）有较大差异，在出苗期，以黑色全膜覆盖处理最高，平均为20.34℃，较玉米整秆带状覆盖处理高3.38℃，较露地种植（CK）处理高3.06℃；在开花初期，以黑色全膜覆盖处理为最高，平均为21.30℃，较玉米整秆带状覆盖处理高1.1℃，较露地种植（CK）处理高1.06℃；在淀粉积累期，以黑色全膜覆盖处理为最高，平均为21.08℃，较玉米整秆带状覆盖处理高1.82℃，较露地种植（CK）处理高1.42℃；在收获期，以黑色全膜覆盖处理为最高，平均为19.10℃，较玉米整秆带状覆盖处理高1.28℃，较露地种植（CK）处理高0.76℃。

表4 不同处理对土壤温度的影响（℃）Table 4 Effects of different treatments on soil temperature

2.4 不同处理对马铃薯经济性状的影响

从表5可以看出，不同处理对马铃薯在单株结薯数、单株薯重、大薯率等性状表现上有差异。以玉米整秆带状覆盖处理为最好，与对照（CK）相比，单株结薯数、单株薯重、大薯率分别增加1.0个、0.14 kg、25.67个百分点；黑色全膜覆盖处理第二，与对照（CK）相比，单株结薯数、单株薯重、大薯率分别增加0.3个、0.09 kg、14.64个百分点；露地种植（CK）处理最差，单株结薯数、单株薯重、大薯率分别为6.2个、0.58 kg、46.55%。

2.5 不同处理对马铃薯产量的影响

由表6可看出，各处理以玉米整秆带状覆盖处理的产量最高，为31 433 kg/hm2，较黑色全膜覆盖处理增产1 283 kg/hm2，增产率为4.26%；较露地种植（CK）增产6 844 kg/hm2，增产率为27.84%；黑色全膜覆盖处理产量次之，为30 150 kg/hm2，较露地种植（CK）增产22.62%；露地种植（CK）处理的产量最低，为24 589 kg/hm2。经对小区产量结果进行方差分析知，F=5.18＞F0.10=4.324 6，各处理间差异达0.10水平显著。

表5 不同处理对马铃薯经济性状的影响Table 5 Effects of different treatments on potato economic characteristics

表6 不同处理对马铃薯产量的影响Table 6 Effects of different treatments on potato yield

2.6 不同处理经济效益比较

由表7可以看出，各处理以黑色全膜覆盖处理的总收益最高，为16 749元/hm2，较玉米整秆带状覆盖处理高466元/hm2；较露地种植（CK）高4 010元/hm2。其次是玉米整秆带状覆盖处理，总收益是16 283元/hm2，较露地种植（CK）高3 544元/hm2。

3 讨论

安定区降水较少，土壤干旱瘠薄，采用地膜覆盖技术可有效保住天然降雨，降低蒸发，保墒增产，但也带来了土壤和环境污染问题，同时，安定区全膜双垄沟播玉米播种面积常年保持在2.7万hm2左右，产生了大量的玉米秸秆，除去畜牧业消化一部分外，很多秸秆堆放在田间地头，有些进行了焚烧，影响了环境美观。探索研究推广使用便捷、易操作、无污染、可持续的地面覆盖技术，使当地丰富的秸秆资源得到有效利用，是安定区旱作农业发展的必然途径。

试验选择了玉米整秆带状覆盖、黑色全膜覆盖和露地栽培3种栽培模式，分析比较各处理对马铃薯生育期、土壤保墒效果、土壤温度、经济性状、产量、收益方面的影响，力图为秸秆有效利用提供试验数据支持。结果表明，玉米整秆带状覆盖能有效延长马铃薯的生育期，在马铃薯生长中后期能够充分接纳天然降雨，保墒效果明显，可降低土壤温度，有利于马铃薯生长；产量是31 433 kg/hm2，较黑色全膜覆盖处理增产1 283 kg/hm2，增产率为4.26%；但经济效益比较以黑色全膜覆盖的总收益最高，为16 749元/hm2，主要原因在于玉米整秆带状覆盖花费劳力多，秸秆收购运输费用高，造成了产量高，收益低。前人研究[10]提出的一种旱地秸秆带状覆盖种植作物新技术，马铃薯增产率较黑色地膜覆盖为9.3%～16.9%，与该试验结论基本一致。因此，采用玉米整秆带状覆盖有助于消化大量剩余玉米秸秆资源，玉米整秆通过长期在地表风吹雨淋、自然风化，秸秆很容易被小型旋耕机打碎入土，有利于培肥地力、改良土壤结构、实现用地养地结合、促进秸秆资源的高效循环利用，避免了地膜覆盖对土壤的污染和秸秆焚烧引起的雾霾污染，实现旱地可持续生产，但在当前机械化程度较低的情况下，费工费时，增产不增收，不利于推广使用。因此，玉米整秆带状覆盖栽培技术可在安定区继续试验的基础上，作为旱作区地膜覆盖的补充，在有条件的地方推广应用。

表7 不同处理经济效益比较Table 7 Comparison of economic benefits of different treatments