安定区马铃薯草膜双覆盖垄作滴灌节水增产机理试验
2021-09-02李永琴李继明
李永琴 李继明
(1.定西市安定区农业广播电视学校 甘肃定西743000;2.定西市安定区农业技术推广服务中心 甘肃定西743000)
定西市安定区位于甘肃省中部,境内沟壑纵横,干旱少雨,土壤贫瘠,有机质含量低,但独特的地理环境适宜马铃薯种植。近几年来,马铃薯种植面积保持在65万hm2以上,同时,玉米种植面积在3万hm2左右,每年都会产生大量的秸秆。采用马铃薯草膜双覆盖垄作滴灌栽培技术,既可以实现秸秆还田,培肥地力,也可以利用地膜和秸秆的保墒保温作用,实现马铃薯的高产。为进一步探索研究马铃薯草膜双覆盖垄作滴灌节水栽培技术的增产机理,笔者开展了此项试验,以期为旱作区马铃薯节水栽培和高产高效提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 试验地概况
试验设在鲁家滴镇小岔口村的马铃薯生产基地中,基地内滴灌设施齐全,试验地为黑垆土,前茬作物玉米。试验地海拔1 725 m,年平均降雨量380 mm,平均气温6.3℃,≥10℃有效积温2 239.1℃。在播前整地时,施入腐熟农家肥30 000 kg/hm2,撒可富马铃薯专用肥(15∶15∶10)1 200 kg/hm2。
1.2 试验材料
玉米秸秆,由当地农户提供。黑色地膜,由兰州金土地有限公司提供。马铃薯品种为青薯9号,由定西百泉马铃薯公司提供。
1.3 试验方法
试验采取不同覆盖模式单因素随机区组设计,共设4个处理。处理1,草膜双覆盖垄作滴灌(秸秆覆盖量为600 kg/亩,处理3同);处理2,垄膜滴灌;处理3,覆草垄作滴灌;处理4,垄作滴灌(CK)。小区面积35.2 m2(4.4 m×8.0 m),每小区种4垄,每垄长8 m,3次重复,随机区组排列。播种密度67 500株/hm2。
各处理种植方法如下。
草膜双覆盖垄作滴灌:机械或人工起垄,垄距110 cm,垄宽70 cm,垄高30 cm,滴宽40 cm。在垄上穴播2行马铃薯,行距40 cm,对齐方式点种。将玉米秸秆粉碎成2~4 cm的细碎秸秆,按小区内垄宽、垄长折算每个垄面覆盖的秸秆量,播种后每个垄上中间部位铺设滴灌带,覆盖均匀玉米秸秆5.94 kg,然后在垄面上覆盖幅宽100 cm的地膜将垄盖严实,并在膜上覆土2~3 cm。
垄膜滴灌:机械或人工起垄覆膜,垄距110 cm,垄宽70 cm,滴宽40 cm,垄高30 cm。在垄上穴播2行马铃薯,行距40 cm,对齐方式点种。播种后每个垄上中间部位铺设滴灌带,然后垄面上覆盖幅宽100 cm的地膜将垄盖严实,并在膜上覆土2~3 cm。
覆草垄作滴灌:机械或人工起垄,垄距110 cm,垄宽70 cm,滴宽40 cm,垄高30 cm。在垄上穴播2行马铃薯,行距40 cm,对齐方式点种。播种后每个垄上中间部位铺设滴灌带,垄上覆盖玉米秸秆5.94 kg,再在秸秆上撒上一定量的细土以防大风侵蚀。
垄作滴灌:机械或人工起垄,垄距110 cm,垄宽70 cm,滴宽40cm,垄高30 cm。在垄上穴播2行马铃薯,行距40 cm,对齐方式点种,播种后每个垄上中间部位铺设滴灌带,用土压牢滴灌带,将播种孔用土盖平。
试验于2020年4月25日播种,各处理灌水量和灌水次数一致,全生育期滴灌水4次,总灌水量240 m3,分别在发棵期40 m3、初花期60 m3、盛花期80 m3、终花期60 m3滴灌。其他管理措施同大田。
1.4 调查内容
1.4.1 生育期观察记载 观察不同处理马铃薯的播种期、苗期、现蕾期、初花期、盛花期、终花期及成熟期共7个生育时期。
1.4.2 土壤水分测定时间与方法 分别在马铃薯播种期、苗期、现蕾期、开花期、块茎膨大期及成熟期测定。 测定深度为0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm共5个土层。在垄面沿行向在2株马铃薯中间位置采用烘干法测定。
1.4.3 土壤温度测定时间与方法 用曲管地温表分别在马铃薯播种期、苗期、现蕾期、开花期、块茎膨大期及成熟期,选择天气晴朗的一天,于早上11:00沿行向在2株马铃薯中间位置测定不同土层的地温。测定深度分别为0、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm 5个土层。
1.4.4 生物学性状及产量测定 成熟期每小区取5株考种,测定生物学性状;按小区收获,单收单打,测定生物产量和块茎产量。
1.5 数据处理
数据采用Excel 2003和统计分析软件 (SAS)进行方差分析和统计。
2 结果与分析
2.1 不同处理对马铃薯生育期的影响
由表1可以看出,各处理出苗期最早的是垄膜滴灌处理,是5月19日,较对照垄作滴灌处理早9 d;其次是草膜双覆盖垄作滴灌处理,是5月23日,较对照垄作滴灌处理早5 d;最迟的是覆草垄作滴灌处理,是5月26日,较对照垄作滴灌处理早2 d。成熟期最早的是垄膜滴灌处理,是10月4日,较对照垄作滴灌处理早12 d;其次是草膜双覆盖垄作滴灌处理,是10月8日,较对照垄作滴灌处理早8 d;最迟的是覆草垄作滴灌处理,是10月12日,较对照垄作滴灌处理早4 d。
表1 不同处理对马铃薯生育期的影响
2.2 不同种植模式对马铃薯各生育期土壤水分含量的影响
由表2可以看出,在出苗期,0~100 cm土层含水量最高的是垄膜滴灌处理,平均含水量是10.32%,较对照垄作滴灌处理高0.68个百分点,其次是草膜双覆盖垄作滴灌处理,平均含水量是9.68%,较对照垄作滴灌处理高0.04个百分点,最低的是覆草垄作滴灌处理,平均含水量是9.36%,较对照垄作滴灌处理低0.28个百分点;在现蕾期,0~100 cm土层含水量最高的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,平均含水量是11.32%,较对照垄作滴灌处理高1.12个百分点,其次是垄膜滴灌处理,平均含水量是10.56%,较对照垄作滴灌处理高0.36个百分点,最低的是覆草垄作滴灌处理,平均含水量是10.3%,较对照垄作滴灌处理高0.1个百分点;在盛花期,0~100 cm土层含水量最高的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,平均含水量是11.5%,较对照垄作滴灌处理高0.26个百分点,其次是垄膜滴灌处理,平均含水量是11.26%,较对照垄作滴灌处理高0.02个百分点,最低的是覆草垄作滴灌处理,平均含水量是11.16%,较对照垄作滴灌处理低0.08个百分点;在成熟期,0~100 cm土层含水量最高的是覆草垄作滴灌处理,平均含水量是10.92%,较对照垄作滴灌处理高1.26个百分点,其次是草膜双覆盖垄作滴灌处理,平均含水量是10.74%,较对照垄作滴灌处理高1.08个百分点,最低的是垄膜滴灌处理,平均含水量是9.96%,较对照垄作滴灌处理高0.3个百分点。
表2 不同种植模式马铃薯各生育期土壤水分含量的影响(单位:%)
2.3 不同种植模式对马铃薯各生育期土壤温度变化的影响
由表3可以看出,在出苗期,0~20 cm土壤地温最高的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,平均温度是15.2℃,较对照垄作滴灌处理高1.65℃,其次是垄膜滴灌处理,平均温度是14.83℃,较对照垄作滴灌处理高1.28℃,最低的是覆草垄作滴灌处理,平均温度是14.75℃,较对照垄作滴灌处理高1.2℃;在现蕾期,0~20 cm土壤地温最高的是垄膜滴灌处理,平均温度是19.58℃,较对照垄作滴灌处理高4.7℃,其次是草膜双覆盖垄作滴灌处理,平均温度是17.15℃,较对照垄作滴灌处理高2.27℃,最低的是覆草垄作滴灌处理,平均温度是15.73℃,较对照垄作滴灌处理高0.85℃;在盛花期,0~20 cm土壤地温最高的是垄膜滴灌处理,平均温度是26.43℃,较对照垄作滴灌处理高4.78℃,其次是覆草垄作滴灌处理,平均温度是23.1℃,较对照垄作滴灌处理高1.45℃,最低的是,草膜双覆盖垄作滴灌处理,平均温度是23.05℃,较对照垄作滴灌处理高1.4℃;在成熟期,0~20 cm土壤地温最高的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,平均温度是16.3℃,较对照垄作滴灌处理高1.6℃,其次是垄膜滴灌处理,平均温度是14.6℃,较对照垄作滴灌处理低0.1℃,最低的是覆草垄作滴灌处理,平均温度是14.13℃,较对照垄作滴灌处理低0.57℃。
表3 不同种植模式马铃薯各生育期0~20 cm土壤地温变化(单位:℃)
2.4 不同种植模式对马铃薯经济性状的影响
由表4可以看出,出苗率最高的是覆草垄作滴灌处理,为98.8%,较对照垄作滴灌处理高0.7个百分点,其次是垄膜滴灌处理,为98.5%,较对照垄作滴灌处理高0.4个百分点,最低的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,为98.2%,较对照垄作滴灌处理高0.1个百分点;株高最高的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,为95.3 cm,较对照垄作滴灌处理高8.8 cm,其次是覆草垄作滴灌处理,为93.7 cm,较对照垄作滴灌处理高7.2 cm,最低的是垄膜滴灌处理,为92.3 cm,较对照垄作滴灌处理高5.8 cm;单株薯块重最高的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,为0.78 kg,较对照垄作滴灌处理高0.16 kg,其次是覆草垄作滴灌处理,为0.73 kg,较对照垄作滴灌处理高0.11 kg,最低的是垄膜滴灌处理,为0.69 kg,较对照垄作滴灌处理高0.07 kg;大中薯率最高的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,为72.5%,较对照垄作滴灌处理高13.8个百分点,其次是垄膜滴灌处理,为69.5%,较对照垄作滴灌处理高10.8个百分点,最低的是覆草垄作滴灌处理,为64.3%,较对照垄作滴灌处理高5.6%。
表4 不同种植模式对马铃薯经济性状的影响
2.5 不同种植模式对马铃薯产量的影响
由表5可以看出,各处理产量最高的是草膜双覆盖垄作滴灌处理,为53 665 kg/hm2,较对照垄作滴灌处理增产12 548 kg/hm2,增产率30.5%;其次是覆草垄作滴灌处理,为48 939 kg/hm2,较对照垄作滴灌处理增产7 822 kg/hm2,增产率19.0%;最低的是垄膜滴灌处理,为44 915 kg/hm2,较对照垄作滴灌处理增产3 798 kg/hm2,增产率7.8%。对产量结果进行方差分析,F=3.52<F0.05=4.76,各处理间差异不显著。
表5 不同种植模式对马铃薯产量的影响
3 讨论
安定区干旱少雨,秸秆还田后不易腐烂,秸秆还田效果差。通过地膜覆盖和滴灌的方式,可提高秸秆腐烂程度,加速还田。试验采用地膜覆盖和秸秆覆盖的方式,研究不同覆盖方式对土壤水分、温度、作物产量等的影响。结果表明,采用草膜双覆盖垄作滴灌处理,前期增温效果明显,后期遮阳降温、蓄水保墒,单株薯块重、大中薯率也高于其他处理,产量最高,为53 665 kg/hm2,较对照垄作滴灌处理增产12 548 kg/hm2,增产率30.5%。因此,在继续试验的基础上,可进行草膜双覆盖垄作滴灌马铃薯种植技术推广。