陳小花，馬德良，李繼明，李城德，付宏斌，李豐先

（1.甘肅省定西市安定區(qū)農業(yè)技術推廣服務中心，甘肅 定西743000；2.甘肅省農業(yè)技術推廣總站，甘肅 蘭州730020；3.甘肅省定西市安定區(qū)李家堡鎮(zhèn)人民政府，甘肅 定西743000；4.定西市農業(yè)科學研究院，甘肅 定西743000）

安定區(qū)旱作馬鈴薯種植區(qū)干旱少雨，水分匱乏和土壤貧瘠是旱作馬鈴薯生產的主要限制因素[1]，導致露地馬鈴薯產量低且不穩(wěn)，種植效益低下。全膜覆蓋馬鈴薯增產、除草效果明顯，馬鈴薯種植效益顯著提高。但地膜覆蓋栽培技術推廣應用帶來的土壤與環(huán)境污染對旱作農業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性、高效性帶來嚴重挑戰(zhàn)[2]。秸稈覆蓋是目前普遍認同的一項培肥地力的增產措施，在避免對土壤造成環(huán)境污染的同時，起到增肥增產的作用。秸稈覆蓋可調節(jié)地溫、改善土壤結構、調節(jié)土壤微環(huán)境[3-5]。秸稈粉碎覆蓋相比傳統(tǒng)的秸稈覆蓋，可減少腐熟時間的同時，提高秸稈的利用效率，機械化耕作效果好。為此，本試驗擬研究秸稈粉碎覆蓋對馬鈴薯產量以及經濟性狀的影響，以期尋求新的馬鈴薯綠色環(huán)保覆蓋高效模式，為旱作區(qū)馬鈴薯的生產種植提供理論依據。

1 材料與方法

1.1試驗地概況

試驗設在魯家溝鎮(zhèn)小岔口村的旱川地，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1 750 m，年平均降雨量340 mm，平均氣溫6.3℃，≥10℃有效積溫2 239.1℃。播前采樣化驗，耕層土壤（0～20 cm）含有機質10.69 g/kg，速效氮143 mg/kg，速效磷9.83 g/kg，速效鉀317 mg/kg。前茬作物收獲后及時旋耕滅茬，冬前打耱保墑，結合整地，施農家肥30 000 kg/hm2，六國化工馬鈴薯配方專用肥（N∶P2O5∶K2O=10∶15∶20）1 500 kg/hm2。

1.2試驗材料

參試馬鈴薯品種為‘隴薯10號’，由甘肅定西百泉馬鈴薯有限公司提供。玉米秸稈由當?shù)剞r戶提供，用量6 000 kg/hm2。普通聚乙烯黑色地膜，厚度0.012 cm，由甘肅宏鑫農業(yè)科技有限公司生產。

1.3試驗方法

采用單因素隨機區(qū)組試驗設計，設4個處理，3次重復，小區(qū)面積55 m2（5.5 m×10 m），試驗處理分別為：（1）秸稈粉碎覆蓋壟作側播；（2）黑色全膜雙壟側播；（3）黑色半膜覆蓋側播；（4）露地穴播（對照）。試驗于2017年5月2日播種，10月15日收獲。其他田間管理措施同大田，播種密度52 500株/hm2。

1.4種植方法

秸稈粉碎覆蓋壟作側播：機械或人工起壟，壟面寬70 cm，壟高20 cm，壟距40 cm。在壟側10 cm處播種2行馬鈴薯，然后將玉米秸稈粉碎成3 cm左右的細碎秸稈，均勻撒在每一壟面上，散施秸稈腐熟劑15.0 kg/hm2、尿素（N 46%）75.0 kg/hm2，再在秸稈上撒一定量的細土（覆蓋度達到1/3左右為宜）。

黑色全膜雙壟側播：大壟寬70 cm，高20 cm，小壟寬40 cm，高15 cm，用120 cm寬的黑色地膜全地面覆蓋，在大壟壟側種植2行馬鈴薯。

黑色半膜覆蓋側播：機械或人工起壟，壟面寬70 cm，壟高20 cm，采用90 cm寬的地膜覆蓋，壟距40 cm，在壟側10 cm處播種2行馬鈴薯。

露地穴播（CK）：機械或人工起壟，壟面寬70 cm，壟高20 cm，壟距40 cm，在壟側10 cm處播種2行馬鈴薯。

1.5數(shù)據測定與測產

1.5.1 生育期調查

按播種期、出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、成熟期、收獲期[6]隨機調查3個小區(qū)，取3次重復平均值。

1.5.2 土壤水分測定

分別在馬鈴薯出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、塊莖膨大期及成熟期測定。測定深度：0～20，20～40，40～60，60～80和80～100 cm共5個層次。測定位置：在壟面沿行向在2株馬鈴薯中間位置測定。測定方法：采用烘干法。計算公式：土壤含水量（%）=（土壤鮮質量-土壤干質量）/土壤干質量×100%[7]。

1.5.3 土壤溫度測定時間與方法

用曲管地溫表分別在馬鈴薯出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、塊莖膨大期及成熟期，選擇天氣晴朗的一天，于早上11：00沿行向在2株馬鈴薯中間位置測定不同土層的地溫。測定深度分別為5，10，15，20和25 cm 5個層次。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[8]。

1.5.4 生物學性狀及產量測定

成熟期每小區(qū)取5株考種，測定生物學性狀；按小區(qū)收獲，單收單打，測定產量。

1.5.5 大薯率

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[9]。

1.5.6 株高

每小區(qū)隨機抽取10株測量株高，取平均值[10]。

1.5.7 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(shù)目、單株薯塊重[11]。

1.5.8 品質和土壤養(yǎng)分測定

馬鈴薯塊莖品質和土壤養(yǎng)分檢驗由甘肅省農業(yè)科學院農業(yè)測試中心檢測。

1.6數(shù)據處理

數(shù)據采用Excel 2003和統(tǒng)計分析軟件（SAS 9.0）進行統(tǒng)計和方差分析。

2 結果與分析

2.1不同處理對馬鈴薯生育期的影響

由表1可以看出，各處理出苗期以黑色全膜雙壟側播處理為最早，是5月28日，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理早6 d，較黑色半膜覆蓋側播處理早2 d，較露地穴播（CK）處理早7 d；現(xiàn)蕾期以黑色全膜雙壟側播處理為最早，是6月15日，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理早8 d，較黑色半膜覆蓋側播處理早4 d現(xiàn)蕾，較露地穴播（CK）處理早10 d；開花期以黑色全膜雙壟側播處理為最早，是7月3日，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理早9 d，較黑色半膜覆蓋側播處理早5 d，較露地穴播（CK）處理早12 d；成熟期以黑色全膜雙壟側播處理為最早，是9月24日，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理早13 d，較黑色半膜覆蓋側播處理早5 d，較露地穴播（CK）處理早16 d；各處理對馬鈴薯生育期的影響有差別，以秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理的生育期較長，是126 d，較黑色全膜雙壟側播處理延長8 d，較黑色半膜覆蓋側播處理延長5 d，較露地穴播（CK）處理提早2 d。

表1不同處理對馬鈴薯生育期的影響Table 1 Effects of different treatments on potato phenology

2.2不同處理對土壤含水量變化的影響

從表2可看出，各處理對0～100 cm土壤含水量的影響有明顯差異，以黑色全膜雙壟側播處理的保墑效果為最好，其次是黑色半膜覆蓋側播處理，然后是秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理。在出苗期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是11.23%，較黑色半膜覆蓋側播處理高0.53個百分點，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高0.86個百分點，較露地穴播（CK）處理高1.33個百分點；在現(xiàn)蕾期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是11.96%，較黑色半膜覆蓋側播處理高0.50個百分點，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高1.15個百分點，較露地穴播（CK）處理高1.58個百分點；在開花期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是11.80%，較黑色半膜覆蓋側播處理高0.27個百分點，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高0.94個百分點，較露地穴播（CK）處理高0.94個百分點；在塊莖膨大期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是12.17%，較黑色半膜覆蓋側播處理高0.18個百分點，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高1.05個百分點，較露地穴播（CK）處理高1.23個百分點；在成熟期，土壤含水量以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是11.07%，較黑色半膜覆蓋側播處理高0.44個百分點，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高0.50個百分點，較露地穴播（CK）處理高0.77個百分點。

表2不同處理對土壤含水量的影響Table 2 Effects of different treatments on soil water content

2.3不同處理對土壤溫度變化的影響

從表3可看出，不同處理對土壤溫度（0～25 cm）有較大影響，以黑色全膜雙壟側播處理保溫效果為最好，黑色半膜覆蓋側播處理次之，然后是秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理。在出苗期，以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是11.9℃，較黑色半膜覆蓋側播處理高0.3℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高1.1℃，較露地穴播（CK）處理高1.4℃；在現(xiàn)蕾期，以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是15.2℃，較黑色半膜覆蓋側播處理高0.5℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高2.1℃，較露地穴播（CK）處理高2.8℃；在開花期，以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是18.8℃，較黑色半膜覆蓋側播處理高1.0℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高2.9℃，較露地穴播（CK）處理高4.6℃；在塊莖膨大期，以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是22.9℃，較黑色半膜覆蓋側播處理高1.3℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高3.8℃，較露地穴播（CK）處理高5.4℃；在成熟期，以黑色全膜雙壟側播處理為最高，平均是17.6℃，較黑色半膜覆蓋側播處理高2.1℃，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高4.1℃，較露地穴播（CK）處理高4.9℃。

表3不同處理對土壤溫度的影響Table 3 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4可以看出，株高以黑色全膜雙壟側播處理為最高，是78.8 cm，較黑色半膜覆蓋側播處理高2.6 cm，較秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理高6.5 cm，較露地穴播（CK）處理高13.5 cm；單株粒數(shù)以秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理為最高，是7.5粒，較黑色全膜雙壟側播處理高0.4粒，較黑色半膜覆蓋側播處理高1.4粒，較露地穴播（CK）處理高1.7粒；單株薯重以秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理為最高，是0.78 kg，較黑色全膜雙壟側播處理高0.05 kg，較黑色半膜覆蓋側播處理高0.11 kg，較露地穴播（CK）處理高0.16 kg；大薯率以秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理為最高，是73.1%，較黑色全膜雙壟側播處理高6.0個百分點，較黑色半膜覆蓋側播處理高11.9個百分點，較露地穴播（CK）處理高16.6個百分點。

2.5不同處理對馬鈴薯產量的影響

由表5可看出，各處理以秸稈粉碎覆蓋壟作側播處理的產量為最高，是41 339 kg/hm2，較黑色全膜雙壟側播處理增產5 163 kg/hm2，增產率為14.3%，較黑色半膜覆蓋側播處理增產9 072 kg/hm2，增產率為28.1%，較露地穴播（CK）處理增產12 539 kg/hm2，增產率為43.5%；其次是黑色全膜雙壟側播處理，產量是36 176 kg/hm2，較露地穴播（CK）處理增產7 376 kg/hm2，增產率為25.6%；黑色半膜覆蓋側播處理的產量最低，是32 267 kg/hm2，較露地穴播（CK）處理增產3 467 kg/hm2，增產率為12.0%。經對小區(qū)產量結果進行方差分析可知，F(xiàn)=10.23＞F0.01=9.78，各處理間差異極顯著。

3 討論

安定區(qū)是全國三大馬鈴薯主產縣（區(qū)）之一，播種面積常年保持在6.67萬hm2以上，其中黑色地膜覆蓋栽培面積有5.3萬hm2[12]，黑色地膜覆蓋栽培技術的廣泛使用，為安定區(qū)穩(wěn)定解決溫飽、糧食增產增收、農民脫貧致富做出了非常重要的貢獻，是當前旱作農業(yè)區(qū)最有效的抗旱保墑增產技術。大力推廣地膜覆蓋技術，地膜使用面積越來越大，廢舊地膜也越來越多，對農業(yè)面源的污染也日漸嚴重，產生了許多問題，如土壤污染、焚燒污染、視覺污染等[13]。劉艷霞[14]研究表明，地膜覆蓋技術的應用在增加了農作物有效產出的同時，導致地膜殘留不斷在土壤中累積，破壞土壤結構，影響農機操作，阻礙水肥輸導，影響農作物生長發(fā)育，嚴重污染農村的環(huán)境衛(wèi)生，危害牲畜生長發(fā)育和人類的身體健康，對中國農村生態(tài)環(huán)境構成了重大威脅；馬彥和楊虎德[15]指出農田廢舊殘膜的危害有惡化土壤環(huán)境、破壞土壤理化性質、影響農機作業(yè)質量、污染環(huán)境、危害牲畜健康等。

表4不同處理對馬鈴薯經濟性狀的影響Table 4 Effects of different treatments on potato economic characters

表5不同處理對馬鈴薯產量的影響Table 5 Effects of different treatments on potato yields

有研究報道，秸稈覆蓋能抑制土壤水分蒸發(fā)，改善作物生長環(huán)境，促進作物對土壤水分的利用，從而提高作物產量和水分利用效率[16-20]。秸稈覆蓋在馬鈴薯上的應用效果更為明顯，有利于馬鈴薯產量和商品率的提高[21]。候賢清和李榮[22]研究表明，玉米秸稈覆蓋栽培可不同程度地提高馬鈴薯商品率和大薯率，從而提高馬鈴薯產量。韓凡香等[1]研究也提出，玉米秸稈覆蓋栽培可提高土壤溫度，同時提高土壤墑情，可顯著提高馬鈴薯產量和水分利用效率。而玉米秸稈粉碎覆蓋栽培對馬鈴薯產量及經濟性狀方面的研究還未見報道。本文研究發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈粉碎覆蓋栽培處理的保溫保墑效果不及黑色全膜雙壟側播處理，可能是由于秸稈經過粉碎處理未起到保溫保墑的效果。但能明顯提高馬鈴薯每株粒數(shù)和粒重，從而提高大薯率，進而提高馬鈴薯產量，是一項適宜半干旱區(qū)馬鈴薯生產種植的綠色環(huán)保覆蓋高效栽培模式。