山區(qū)坡地馬鈴薯不同起壟方式對(duì)土壤水分蓄積和產(chǎn)量的效果

孫小娟

（甘肅省天?？h農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)檢驗(yàn)站，甘肅 天祝 733299）

馬鈴薯是糧菜兼用作物，為解決中國的糧食供給和提高人民的生活水平發(fā)揮了巨大作用[1]。山區(qū)馬鈴薯因產(chǎn)量高、耐貯運(yùn)和抗冰雹，被稱作“鐵稈”莊稼。但山區(qū)耕地因坡度大、降雨周年供應(yīng)不均等原因，常常造成馬鈴薯種植地降雨時(shí)地表形成徑流，造成水土流失，雨后地表干旱龜裂，給雨水利用、馬鈴薯生長(zhǎng)和產(chǎn)量帶來一定負(fù)面影響。本試驗(yàn)在山區(qū)，30°以上坡地種植馬鈴薯，研究不同起壟方式對(duì)雨水截流、水分蓄積、馬鈴薯生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，以期為山區(qū)坡地馬鈴薯種植中高效利用降雨和提高馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在甘肅省天?？h東坪鄉(xiāng)先鋒村，海拔2 050 m、土壤為山地粟鈣土，屬大陸性高原季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫1.8℃，≥10℃積溫2 400℃，年日照2 500 h，早霜9月下旬，晚霜4月下旬，無霜期155 d，年平均降雨量465 mm。試驗(yàn)地位于祁連山東端北麓淺山區(qū)，坡度30°～45°，易形成鋒面雨，馬鈴薯是當(dāng)?shù)氐闹饕?jīng)濟(jì)作物。

1.2 試驗(yàn)材料

供試馬鈴薯品種為‘隴薯3號(hào)’1級(jí)種薯，由甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。播種前將薯塊切成40 g左右，每個(gè)切塊帶有1～2個(gè)芽眼，切塊每50 kg用50%多菌靈加水2 kg進(jìn)行拌種，拌種24 h后播種。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)不同起壟處理。處理1：橫向壟，沿坡地等高線橫向起壟；處理2：縱向壟，垂直坡地等高線縱向起壟；處理3：網(wǎng)格壟，沿坡地等高線橫向起壟后，再垂直坡地等高線縱向起壟，壟形呈網(wǎng)格狀；處理4：平地種植為對(duì)照（CK），沿坡地等高線橫向平地種植。處理1橫向壟、處理2縱向壟和處理3網(wǎng)格壟中的橫向壟起壟規(guī)格均為高25 cm、頂寬60 cm、壟溝40 cm，壟面覆寬100 cm白色地膜，壟溝取土壓實(shí)地膜兩側(cè)，壟溝底部裸露，處理3網(wǎng)格壟中的縱向壟間距2.0 m，處理4平地種植沿等高線平地覆寬60 cm地膜，膜邊距40 cm，膜間取土壓實(shí)地膜兩側(cè)，膜間裸露。所有處理沿膜頂中線點(diǎn)播，株距50 cm。每處理667 m2為1個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組，重復(fù)3次。不同處理播期均為2016年4月25日，不同處理除起壟方式不同外，其他栽培管理措施均相同。

1.4 測(cè)定方法

馬鈴薯出苗后每次降雨后4，8，12，16和20 d分別測(cè)定地表以下25 cm土壤相對(duì)含水量，田間觀察記錄出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期和成熟期（落葉期），統(tǒng)計(jì)出苗率，并記錄每小區(qū)全年形成的地表徑流痕跡。馬鈴薯成熟采收時(shí)每小區(qū)隨機(jī)抽取100株測(cè)定單株薯重，統(tǒng)計(jì)商品薯率和單株結(jié)薯數(shù)，并測(cè)定小區(qū)產(chǎn)量。土壤相對(duì)含水量測(cè)定時(shí)采用“S”形5點(diǎn)取樣法采集土樣，烘干法測(cè)定[2]。

測(cè)定數(shù)據(jù)求其平均值，利用Excel 2007、DPS 7.05軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同起壟方式對(duì)土壤水分蓄積的影響

由表1可以看出，馬鈴薯采用不同起壟方式種植后，土壤在降雨后不同時(shí)期的土壤相對(duì)含水量不同，降雨后每處理全年形成的地表徑流痕也不同。不同起壟方式中，降雨后不同時(shí)期網(wǎng)格壟的土壤相對(duì)含水量最高，由降雨后4 d的38.12%逐漸降低到雨后20 d的17.12%，降雨后4 d和降雨后20 d的土壤相對(duì)含水量較對(duì)照（CK）分別提高了39.33%和105.77%；而降雨后不同時(shí)期縱向壟的土壤相對(duì)含水量最低，由降雨后4 d的25.14%逐漸降低到雨后20 d的7.30%，降雨后4 d和降雨后20 d的土壤相對(duì)含水量較對(duì)照（CK）平地種植分別降低了8.11%和12.26%；不同起壟方式在降雨后不同時(shí)期的土壤相對(duì)含水量由高到低的排序均為網(wǎng)格壟＞橫向壟＞平地（CK）＞縱向壟。不同起壟方式中網(wǎng)格壟降雨后每小區(qū)全年形成的地表徑流痕最低，為0條，而縱向壟降雨后每小區(qū)全年形成的地表徑流痕最高，為4.65條，較對(duì)照（CK）平地種植提高了25.00%；不同起壟方式降雨后每小區(qū)全年形成的地表徑流痕由高到低的排序均為縱向壟＞平地（CK）＞橫向壟＞網(wǎng)格壟。土壤含水量高有利于馬鈴薯的植株生長(zhǎng)和塊莖膨大，地表徑流痕少說明更多的降雨下滲進(jìn)入土壤，提高了土壤水分蓄積量。

2.2 不同起壟方式對(duì)馬鈴薯物候期的影響

由表2可以看出，馬鈴薯采用不同起壟方式種植后，出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期和成熟期不同，出苗率和生育期也不同。不同起壟方式中網(wǎng)格壟的出苗期、現(xiàn)蕾期和開花期均最早，分別為5月10日、6月12日和7月5日，較對(duì)照（CK）平地種植分別提早了8，3和4 d，而縱向壟的出苗期、現(xiàn)蕾期和開花期均最晚，分別為5月21日、6月18日和7月10日，較對(duì)照（CK）平地種植推遲了3，3和1 d。不同起壟方式中網(wǎng)格壟的成熟期最晚，為9月20日，較對(duì)照（CK）平地種植推遲了13 d，而縱向壟的成熟期最早，為9月5日，較對(duì)照（CK）平地種植提早了2 d。不同處理中網(wǎng)格壟的出苗率最高、生育期最長(zhǎng)，分別為85.43%和133 d，較對(duì)照（CK）平地種植分別提高了14.61%和22 d，而縱向壟的出苗率最低、生育期最短，分別為70.21%和106 d，較對(duì)照（CK）平地種植分別降低了5.81%和5 d；不同起壟方式出苗率由高到低和生育期由長(zhǎng)到短的排序均為網(wǎng)格壟＞橫向壟＞平地（CK）＞縱向壟。馬鈴薯播種后出苗期早、成熟期晚有利于延長(zhǎng)生長(zhǎng)周期，提高了葉片光合作用時(shí)間，從而提高了薯塊有機(jī)物質(zhì)積累，為提高產(chǎn)量和品質(zhì)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

表1 不同起壟方式的土壤含水量和徑流痕Table 1 Soil moisture content and runoff mark of different ridging modes

表2 不同起壟方式的馬鈴薯物候期Table 2 Potato phenological period of different ridging modes

2.3 不同起壟方式對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表3可以看出，馬鈴薯采用不同起壟方式種植后，產(chǎn)量構(gòu)成因素商品薯率、單株薯重和單株結(jié)薯數(shù)不同。不同起壟方式中網(wǎng)格壟的商品薯率和單株薯重最高，分別為70.87%和567.49 g，較對(duì)照（CK）平地種植分別提高了14.64%和26.95%，而縱向壟的商品薯率和單株薯重最低，分別為56.43%和425.24 g，較對(duì)照（CK）平地種植分別降低了8.72%和4.87%；不同起壟方式商品薯率和單株薯重由高到低的排序均為網(wǎng)格壟＞橫向壟＞平地（CK）＞縱向壟。不同起壟方式中網(wǎng)格壟的單株結(jié)薯數(shù)最低，為3.50個(gè)，較對(duì)照（CK）平地種植降低了23.91%，而縱向壟的單株結(jié)薯數(shù)最高，為4.67個(gè)，較對(duì)照（CK）平地種植提高了1.52%；不同起壟方式單株結(jié)薯數(shù)由高到低的排序?yàn)榭v向壟＞平地（CK）＞橫向壟＞網(wǎng)格壟。馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)少，但單株薯重高說明馬鈴薯整個(gè)生育周期有限的光合產(chǎn)物供給了一定數(shù)目的薯塊，從而提高了商品薯率和商品性狀。

2.4 不同起壟方式對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表4可以看出，馬鈴薯采用不同起壟方式種植獲得產(chǎn)量不同。網(wǎng)格壟的折合產(chǎn)量最高，為33 444 kg/hm2，較對(duì)照（CK）平地種植提高了39.67%，差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），而縱向壟的折合產(chǎn)量最低，為19 666 kg/hm2，較對(duì)照（CK）平地種植降低了17.87%，差異也達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；不同起壟方式折合產(chǎn)量由高到低的排序?yàn)榫W(wǎng)格壟＞橫向壟＞平地（CK）＞縱向壟。高產(chǎn)量和高品質(zhì)是馬鈴薯生產(chǎn)的最終目的，也是獲得馬鈴薯種植效益的基礎(chǔ)。

表3 不同起壟方式的馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 3 Potato yield component of different ridging modes

表4 不同起壟方式的馬鈴薯產(chǎn)量Table 4 Potato yield of different ridging modes

3 討論

大量研究表明，山區(qū)坡地不同起壟方式從水分、養(yǎng)分和土壤理化性狀等層面上間接影響種植作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。史淑娟等[3]對(duì)坡耕地種植烤煙研究發(fā)現(xiàn)，橫坡壟作能明顯減小地表徑流量和侵蝕泥沙量，橫坡壟作處理侵蝕泥沙量占順坡壟作處理的14%～45%。官賽賽等[4]研究結(jié)果表明，坡地?zé)煵莘N植中，等高線起壟的土壤容重、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀含量顯著高于順坡起壟。邱學(xué)禮等[5]研究結(jié)果也表明，在紅壤坡耕地養(yǎng)分流失方面，橫坡壟作減少養(yǎng)分流失效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于順坡壟作，在減少烤煙坡耕地養(yǎng)分流失方面效果最好。周麗敏等[6]研究結(jié)果表明，沿坡地等高線起壟，壟上覆膜，壟間帶底下設(shè)地槽相結(jié)合可降低土壤的容重，大大提高馬鈴薯的地上生物量、水分利用效率及大中薯率。畢再昌和劉翠華[7]在丘陵坡地壟田耕作中研究表明，水平壟種植的玉米、甘薯、花生等作物較平地種植增產(chǎn)20%以上。

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，山區(qū)坡地馬鈴薯種植中橫向壟和網(wǎng)格壟具有截留雨水、減少地表徑流、提高土壤含水量和產(chǎn)量的優(yōu)勢(shì)，而縱向壟沿山坡將雨水匯集成地表徑流流失掉，起到田間排水的作用，這與前人的研究結(jié)果相同。馬鈴薯種植過程中施入土壤的氮、磷、鉀肥，只有在水的溶解下，變成離子狀態(tài)才能被根系吸收和利用，土壤含水量的高低直接影響肥料的吸收和利用率及肥效的發(fā)揮[8]。山區(qū)坡地雨季的不均衡性和降雨流失造成的水分匱缺可能是制約作物增產(chǎn)的主要因素，試驗(yàn)地馬鈴薯種植中橫向壟和網(wǎng)格壟對(duì)產(chǎn)量的提高可能主要來源于水分蓄積和改善土壤的含水量。山區(qū)坡地提高水分利用的方法有多種，不同起壟方式僅僅是對(duì)富集降雨的源頭探討，應(yīng)開展雨水富集、減少蒸發(fā)和高效利用等方面的綜合配套研究。

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