徐祺昕 陈自雄

(定西市农业科学研究院，甘肃 定西 743000)

干旱半干旱西北地区降雨量少，蒸发强，但土层深厚，是天然的“水库”，马铃薯的机械化种植提高了马铃薯的生产效率，但却形成了相对坚硬的犁底层，从而导致了土壤质量的下降，并由此导致土壤生产力的下降[1-3]。

马铃薯是世界第4大粮食作物，是全世界公认的粮菜食品[4-6]，是甘肃省第3大粮食作物，特别是在定西地区，马铃薯是重要的经济作物，对于定西市经济发展和农民增收具有重大意义，定西市马铃薯年种植面积在6.67万hm2，然而，在马铃薯机械化生产中连作已成为影响马铃薯块茎产量、品质和土壤质量的重要因素，连作导致马铃薯产量降低、品质下降、土壤质量退化等问题，因而研究不同耕作方式对定西市马铃薯产业健康绿色发展具有重要意义。

有研究表明，旋耕0～30cm土层的土壤容重随土层深度增加呈增大趋势,形成了较为坚硬的犁底层，使作物产量下降[7]。石磊等[8]在陕北黄土高原调查结果显示，土壤犁底层变浅、容重和紧实度增加，影响作物根系下扎和水分养分运移，是长期旋耕造成土壤障碍的主要因素，导致生产力明显下降。也有研究表明[9-11]，深旋松(立式深旋耕作)能够显著降低土壤容重，提高土壤通透性，提高土壤蓄水能力，促进植物根系生长发育，能有效提高作物产量和水分利用效率。

1 材料与方法

1.1 试验设计

供试品种为“陇薯10号”。

试验设在定西市安定区团结镇，海拔1971m，年平均气温6.3℃，年平均降水量390mm，全年无霜期140d。试验地土壤为黄绵土，地力均匀，前茬作物为马铃薯。

田间试验设3个处理：传统旋耕作(T，深20cm)、深翻(S，深40cm)和立旋深松(L，深60cm)3种耕作方式。试验为大区试验，小区面积200m2，不设重复。肥料用量为纯N 12kg·667m-2，P2O512kg·667m-2，K2O 10kg·667m-2。试验采用全膜覆盖垄上微沟种植，垄宽60cm，垄沟40cm，垄高20cm，微沟深10cm，每垄种植马铃薯2行，播种密度4500株·667m-2。

供试黑色地膜幅宽100cm，厚0.01mm，由鸿百圣公司生产。氮肥选用尿素(N≥46%)，由甘肃刘化集团有限责任公司生产；磷肥选用普通过磷酸钙(含P2O5≥16%)，由云南金星化工有限公司生产；钾肥选用硫酸钾镁肥(含K2O≥24%)，由青海联宇钾肥有限公司生产。

1.2 测定内容与方法

1.2.1 生育期

播种期、出苗期、分枝期、开花期、块茎膨大期、成熟期。

1.2.2 出苗率

马铃薯出苗后15d内，调查出苗数，计算出苗率。

1.2.3 理化指标

采用环刀法测定土壤容重马铃薯播前、花期和收获期0～10cm、10～20cm、20～40cm土壤容重，计算田间持水量：

田间持水量(%)=(浸泡后土质量-烘干土质量)/100

1.2.4 块茎产量

收获时按小区面积测定产量。

1.3 统计方法

试验数据使用Excel 2010进行统计汇总，并使用SPSS 19对各处理数据进行方差分析和最小显著性检验(LSR法)。

2 结果与分析

2.1 不同处理对马铃薯生育期的影响

表2为马铃薯物候期，由表2可知，不同的处理马铃薯生育期都是126d，不同耕作方式对马铃薯生育期无影响。

表2 物候期记载表

2.2 不同处理对马铃薯出苗率和产量的影响

由表3可知，不同处理对马铃薯出苗率无显著影响，但立旋深松要高于深翻和传统旋耕，分别高出2.92%和3.91%；传统旋耕、深翻和立旋深松的产量分别为2492.41kg·667m-2、2839.80kg·667m-2和3115.49kg·667m-2，深翻和立旋深松的产量要显著高于传统旋耕，分别高347.39kg·667m-2和623.08kg·667m-2，深翻和立旋深松之间无显著差异；不同处理对马铃薯商品薯率也无显著影响。

表3 不同处理对马铃薯块茎产量、商品薯率和出苗率的影响

2.3 不同处理对0～10cm、10～20cm、20～40cm土壤容重的影响

由表4可知，不同处理0～10cm、10～20cm、20～40cm土壤容重随着生育期的增加而逐渐增加；在播前，土壤容重随着深度的增加而增加，0～10cm到10～20cm深土壤容重增幅较小，而到20～40cm深土壤容重增加则较快；花期不同处理0～10cm和10～20cm各处理土壤容重无显著差异，但20～40cm土壤容重则传统旋耕(T)显著大于深翻(S)和立旋深松(L)，立旋深松处理土壤容重最小，为1.22g·cm-3，同样收获期也是0～10cm和10～20cm各处理土壤容重无显著差异，但20～40cm土壤容重则传统旋耕(T)显著大于深翻(S)和立旋深松(L)。

表4 不同处理对0～10cm、10～20cm、20～40cm土壤容重的影响

2.4 不同处理对0～10cm、10～20cm、20～40cm萎蔫系数的影响

由表5可知，不同处理0～10cm、10～20cm、20～40cm土壤萎蔫系数随着生育期的推进先增加后减小，在花期各层次土壤萎蔫系数达到最大值，这可能是由于在播种时使用了有机肥，从而增加了土壤有机质含量，随着土层深度的增加，不同处理播前、花期和收获后土壤萎蔫系数都逐渐减小。不同处理间相比，花期20～40cm传统旋耕土壤萎蔫系数显著高于深翻和立旋深松，分别高2.53%和5.44%，在收获期传统旋耕0～10cm、10～20cm、20～40cm土壤萎蔫系数均高于深翻和立旋深松，特别是20～40cm土壤萎蔫系数分别高3.53%和13.22%。

表5 不同处理对0～10cm、10～20cm、20～40cm萎蔫系数的影响

2.5 不同处理对0～10cm、10～20cm、20～40cm田间持水量的影响

由表6可知，不同处理0～10cm、10～20cm、20～40cm田间持水量随着生育期的推进先增加后减小，在花期各层次土壤田间持水量达到最大值，这主要由于施用有机肥增加了土壤有机质，从而提高了土壤持水能力；随着土层深度的增加，不同处理播前、花期和收获后土壤田间持水量都逐渐减小，其中立旋深松处理各生育期不同深度田间持水量高于传统旋耕和深松，但无显著差异。

表6 不同处理对0～10cm、10～20cm、20～40cm田间持水量的影响

3 结论

根系的健康生长发育是马铃薯块茎产量提高的关键因素，而良好的土壤质量是根系生长的基础。研究表明，随着生育期的推进，不同处理各层次土壤容重都逐渐增加，但立旋深松和深翻处理土壤容重低于传统旋耕，特别是能够显著降低20～40cm土壤容重，从而更有利于马铃薯根系的生长发育，这和王慧杰[2]等人的研究结果相似。相比于传统旋耕和深松，立旋深松减小了土壤萎蔫系数，说明立旋深松提高了土壤有效水含量，能够更好地为马铃薯的生长发育提供水分；立旋深松提高了土壤田间持水量，从而提高了土壤的保水能力，这也说明立旋深松能够更有效地为马铃薯的生长提供水分。表现在产量结果上，相比于传统旋耕和深松，立旋深松则显著提高了马铃薯块茎产量，说明立旋深松能够较好地改善作物的生长环境，从而提高作物产量。