张绪成 马一凡 于显枫 侯慧芝 王红丽 方彦杰 张国平 雷康宁

甘肃省农业科学院旱地农业研究所 / 甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室, 甘肃兰州 730070

西北黄土高原降水少、蒸发强, 但深厚的土层是有效的“土壤水库”[1], 在缓解干旱胁迫中发挥了至关重要的作用。机械化旋耕技术的应用大幅度提高了耕作效率, 但长期旋耕形成了相对坚硬的犁底层, 耕层呈逐年变浅的态势, 使得土壤物理性状恶化, 并由此导致耕地质量和生产力下降[2-5]。谢军红等[6]报道, 旋耕0～30 cm 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。针对这一问题, 农业农村部出台了《全国农机深松整地作业实施规划(2016—2020 年)》, 以通过深松打破犁底层,优化土壤水肥环境和提高作物资源利用效率[9-12]。

马铃薯是西北黄土高原半干旱区主栽作物之一,该区也是我国马铃薯优势产区和主产区[13]。以甘肃省为例, 2017 年全省马铃薯播种面积超过66.7 万公顷, 总产量达到1200 万吨[14], 虽然在全膜覆盖条件下显著提高了降水利用率, 但单产低于全国平均水平[15], 这主要是季节性干旱胁迫、耕地质量较差等因素共同作用的结果。因此, 通过优化耕作措施来增强土壤的水肥供应能力[16-17], 将是进一步提高旱作马铃薯产量的主要方向之一。……