不同稻草覆蓋量和栽培方式對(duì)廣西冬作馬鈴薯產(chǎn)量的影響

唐洲萍，李文娟，何新民，譚冠寧，謝開(kāi)云*

（1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，廣西 南寧 530007；2.國(guó)際馬鈴薯中心北京聯(lián)絡(luò)處，北京 100081）

馬鈴薯是一種適應(yīng)性較強(qiáng)的作物，在亞洲廣泛種植于冬閑稻田。在我國(guó)的亞熱帶地區(qū)，冬季氣候涼爽，極適于馬鈴薯的生長(zhǎng)，因此，在該地區(qū)馬鈴薯的發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｄ壳?，南方馬鈴薯冬作區(qū)已成為我國(guó)四大馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一，占全國(guó)馬鈴薯產(chǎn)量的8%。但是，在我國(guó)南方，仍存在大面積的冬閑田沒(méi)有得到很好的利用。據(jù)2006年統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，在我國(guó)北緯35°～18°的區(qū)域，冬閑田的面積達(dá)1600多萬(wàn)公頃，其中僅有3.93%用于馬鈴薯的種植，顯然，在此區(qū)域馬鈴薯生產(chǎn)還存在巨大的發(fā)展空間[1]。此外，將馬鈴薯種植于冬閑稻田，不僅提高耕地的利用率，而且，冬馬鈴薯的上市時(shí)間正是北方馬鈴薯的生產(chǎn)淡季，還可以有效的補(bǔ)充市場(chǎng)供給，提高經(jīng)濟(jì)效益[2]。

因多數(shù)冬閑田地塊面積小，不適于使用大型機(jī)械。因此，對(duì)于小農(nóng)戶而言，更需要一種簡(jiǎn)單易行的耕作技術(shù)。免耕稻草覆蓋技術(shù)，不僅簡(jiǎn)單易行，而且有效降低耕作強(qiáng)度。在過(guò)去，收獲水稻后，稻草均被農(nóng)民焚燒或是運(yùn)出地塊，這樣不僅造成了環(huán)境污染，而且還增加了勞動(dòng)量。運(yùn)用稻草覆蓋技術(shù)，不僅使稻草得到有效的利用，而且還有利于土壤肥力的增加。然而，目前在我國(guó)對(duì)于該技術(shù)的研究還較少，有關(guān)稻草覆蓋技術(shù)的具體操作方式還有待進(jìn)一步探討。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)開(kāi)展于我國(guó)最大的冬作馬鈴薯種植區(qū)廣西。在廣西，冬作馬鈴薯面積達(dá)到120 700 hm2，約占我國(guó)冬作馬鈴薯播種面積的10%。田間試驗(yàn)設(shè)置于2009～2010年度和2010～2011年度，廣西武鳴縣里建科研基地（23°24'N,108°06'E）。

2009～2010年度，試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)影響因子：密度（D：D1,60 000株/hm2和D2,90 000株/hm2）、肥料（F：F1,0.6 t/hm2和F2,1.2 t/hm2）和稻草覆蓋（M：M0.5，0.5 kg/m2和M1,1.0 kg/m2）。共有8個(gè)不同的處理組合，如表1。肥料使用復(fù)合肥料（17: 17:17）于播種前條施。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)。小區(qū)面積為14.4 m2。供試品種為，費(fèi)烏瑞它，于2009年11月7日播種，2010年3月9日收獲。

2010～2011年度，試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以不同耕作方式（箱式B和壟式R）作為主區(qū)的影響因子，不同稻草覆蓋水平為副區(qū)的影響因子（M0，M0.25，M0.5，M0.75，M1，覆蓋稻草的量分別為0,0.25,0.5, 0.75和1 kg/m2）。3次重復(fù)，隨機(jī)排列。每個(gè)小區(qū)的面積為19.2 m2。供試品種為中薯3號(hào)。于2010年11月12日播種，2011年4月20日收獲。播種密度為75 000株/hm2。在播種前條施復(fù)合肥料（16:16:16）1.2 t/hm2。試驗(yàn)地氣象數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地氣候數(shù)據(jù)Table 1 Weather data in experiment station

1.2 樣品采集與分析

人工收獲。記錄商品薯（＞50 g）與非商品薯（＜50 g）的數(shù)量、重量及比重。

數(shù)據(jù)采用 Microsoft Excel和SAS9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn) 量

產(chǎn)量方差分析結(jié)果列于表2。2009～2010年度，在種植密度為90000株/hm2的處理中，商品薯和非商品薯的產(chǎn)量均極顯著高于種植密度為60 000株/hm2的處理（表3）。在本試驗(yàn)中，雖然增加施肥量，馬鈴薯的總產(chǎn)量并沒(méi)有顯著提高，但非商品薯的產(chǎn)量卻顯著下降，從而提高了馬鈴薯的商品薯率。不同稻草覆蓋處理下，馬鈴薯的產(chǎn)量沒(méi)有明顯差異。密度、肥料與覆蓋量間的交互作用也沒(méi)有達(dá)到顯著水平（表2）。其中D2F2M0.5處理的總產(chǎn)量最高，達(dá)到15.0 t/hm2，其中商品薯的產(chǎn)量為13.0 t/hm2。而在D1F2M0.5和D1F2M1處理中，非商品薯的產(chǎn)量最低，約為1.1 t/hm2。

表2 平均產(chǎn)量方差分析的均方值（t/hm2）Table 2 Mean square from analysis of variance for yield

2010～2011年度，試驗(yàn)共設(shè)置了兩種不同的耕作方式和5種不同的稻草覆蓋量處理。如表2所示，兩種耕作方式對(duì)非商品薯的影響達(dá)到顯著水平，但對(duì)總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量沒(méi)有顯著的影響。箱式耕作，在減少勞動(dòng)強(qiáng)度和耕作量的同時(shí)并不會(huì)造成總產(chǎn)量的下降，但非商品薯產(chǎn)量有所增加。非商品薯產(chǎn)量還受到稻草覆蓋量的顯著影響，均隨著稻草覆蓋量的增加而顯著降低。可見(jiàn)，增加稻草覆蓋量，提高耕作強(qiáng)度有利于非商品薯產(chǎn)量的下降。

與無(wú)稻草覆蓋的處理相比，覆蓋稻草后馬鈴薯的總產(chǎn)量增加了14.0%～31.9%。但是，產(chǎn)量并不隨著稻草覆蓋量的增加而增加。結(jié)果顯示，在稻草覆蓋量為0.25 kg/m2時(shí)，馬鈴薯的產(chǎn)量最高。馬鈴薯商品薯產(chǎn)量和總產(chǎn)量在4個(gè)不同的稻草覆蓋處理間沒(méi)有顯著差異。

2.2 產(chǎn)量構(gòu)成

2009～2010年度，種植密度、肥料用量及稻草覆蓋量均沒(méi)有對(duì)總塊莖數(shù)、單株塊莖重量及平均塊莖重產(chǎn)生顯著影響（表4）。但是，在 D2處理中，非商品薯的數(shù)量和重量顯著增加；而F2處理中，非商品薯的數(shù)量和重量均顯著下降。在D1F2M1處理中，單株商品薯的數(shù)量最多，重量最高，分別達(dá)1.8個(gè)/株、199.3 g/株；非商品薯的數(shù)量最少，為0.9個(gè)/株，該處理中，塊莖的平均重量為88.6 g/株（表5）。

2010～2011年度，采用箱式耕種的處理，其單株塊莖數(shù)顯著增加，但平均塊莖重顯著下降。與無(wú)稻草覆蓋的處理相比，覆蓋稻草處理的單株總塊莖數(shù)增加了10.3%～27.6%，單株塊莖重增加了13.9%

～31.5%；單株商品薯重量顯著增加。在覆蓋稻草的處理間，產(chǎn)量構(gòu)成沒(méi)有顯著的差異。其中處理BM0.25的單株塊莖數(shù)最高，單株塊莖重量最大，分別為4.1個(gè)/株和336.9 g/株。但最大平均塊莖重出現(xiàn)在RM0.25處理中，為98.1 g/株（表5）。

表3 不同耕作方式及稻草覆蓋量對(duì)塊莖產(chǎn)量的影響（t/hm2）Table 3 Effects of different tillage methods and mulch levels on tuber yield

表4 產(chǎn)量構(gòu)成要素方差分析的均方值Table 4 Mean squares from analysis of variance for yield component

表5 不同耕作方式和稻草覆蓋量對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 5 Effects of different tillage methods and mulch levels on yield components

續(xù)表5：

2.3 植株和塊莖特性

2009～2010年度，處理D2F2M0.5的主莖數(shù)最多為1.63。處理D2F2M1的莖粗最粗為0.85 cm，綠薯率最低。在2010～2011年度，各處理間，主莖數(shù)和莖粗均沒(méi)有顯著差異。壟式耕作的綠薯率低于箱式耕作處理，且綠薯率隨著稻草覆蓋量的增加而降低（表6）?？梢?jiàn)，增加種植密度，提高化肥用量，增加稻草覆蓋量均有利于降低綠皮薯的數(shù)量。各處理對(duì)馬鈴薯的比重均沒(méi)有顯著影響。

3 討 論

在中國(guó)南方，水稻－水稻輪作是主要的耕作系統(tǒng)。近年來(lái)，隨著早熟型水稻品種的引進(jìn)，春季稻的播種時(shí)間明顯提前，夏季或秋季水稻的收獲時(shí)間也隨之提早，導(dǎo)致耕地在冬末春初有近90～150 d的空閑時(shí)期。而這段時(shí)間的溫度正適合馬鈴薯的生產(chǎn)。將馬鈴薯種植在冬閑田對(duì)于提高我國(guó)糧食生產(chǎn)量和耕地的利用率潛力巨大。但是，稻田的土壤往往較為粘重且有機(jī)質(zhì)含量較低，從而增加了耕作強(qiáng)度。近來(lái)，隨著免耕稻草覆蓋技術(shù)在該區(qū)域的迅速推廣，有關(guān)冬作馬鈴薯栽培方式的研究也越來(lái)越受到人們的關(guān)注[3]。

表6 不同處理對(duì)馬鈴薯植株和塊莖特性的影響Table 6 The effect of different treatments on potato characteristics

為尋找廣西冬作馬鈴薯的最佳栽培方式，共設(shè)置了兩個(gè)生長(zhǎng)季的試驗(yàn)。第一個(gè)試驗(yàn)設(shè)置于2009～2010年度，研究結(jié)果表明，當(dāng)種植密度為90 000株/hm2時(shí)，商品薯和非商品薯的產(chǎn)量均較高，但是平均塊莖重下降。與F1處理相比，在 F2處理中，商品薯的產(chǎn)量顯著增加，非商品薯產(chǎn)量顯著下降。隨著肥料施用量的增加，非商品薯的單株數(shù)和單株重均下降。有關(guān)肥料對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量和塊莖大小影響的研究已有許多[4－5]，與本研究結(jié)果一致，施肥對(duì)于平均塊莖重的增加有顯著的促進(jìn)作用。

不同的稻草覆蓋量對(duì)產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的影響均不明顯。D2F2M0.5處理的總產(chǎn)量和商品薯產(chǎn)量均高于其它處理。

在2010～2011年度，我們采用的肥料用量為1.2 t/hm2（F2）?？紤]到第二年使用的品種與第一年不同，我們采用的種植密度為 75 000（介于60 000和90 000株/hm2之間）。為了找到最為合適的馬鈴薯栽培方式，在第二年的試驗(yàn)中設(shè)置了兩種耕作方式和5個(gè)稻草覆蓋水平進(jìn)行研究。

與傳統(tǒng)的壟式耕作方式相比，箱式耕作方式使勞動(dòng)強(qiáng)度減少了一半，雖然平均塊莖重有所下降，但塊莖的數(shù)量卻顯著增加。且結(jié)果顯示，總產(chǎn)量并沒(méi)有受到影響。但在箱式耕作條件下，土壤沒(méi)有徹底耕翻，松弛度不夠，從而在一定程度上限制了塊莖的膨大，導(dǎo)致非商品薯產(chǎn)量增加。可見(jiàn)，減少耕作強(qiáng)度對(duì)總產(chǎn)量并沒(méi)有顯著的影響，但增加耕翻有利于降低非商品薯的產(chǎn)量。

稻草覆蓋處理的總產(chǎn)量和商品薯的產(chǎn)量顯著高于沒(méi)有稻草覆蓋的處理，與M0處理相比，覆蓋稻草處理的單株塊莖數(shù)增加了10.3%～27.6%，單株塊莖重增加了13.9%～31.5%，總產(chǎn)量增加了14.0%～31.9%。但是，馬鈴薯產(chǎn)量并沒(méi)有隨著稻草覆蓋量的增加而增加。當(dāng)覆蓋量為0.25 kg/m2時(shí)，產(chǎn)量最高（25.3 t/hm2）。研究表明，稻草覆蓋對(duì)塊莖產(chǎn)量的影響差異較大，一般主要與氣候條件的關(guān)系密切。在氣候較為嚴(yán)熱干燥的地區(qū)，往往增加覆蓋量有利于產(chǎn)量的提高，這主要是由于稻草覆蓋增加了土壤濕度[6]。但是，在溫帶地區(qū)，覆蓋量對(duì)塊莖的大小和產(chǎn)量影響較小[7]。在本研究中，試驗(yàn)地位于廣西武鳴縣，該地屬于亞熱帶氣候區(qū)。雖然平均年降雨量可達(dá)到（1 300 mm），但僅有20%～30%的雨量發(fā)生于旱季（10月到次年的3月）。因此，在該地區(qū)保持土壤水分十分重要。許多研究表明，稻草覆蓋對(duì)于保持土壤水分[8－9]，減少土壤水分蒸發(fā)有著重要的作用[10]。

在印度東部平原地區(qū)，冬天利用稻草覆蓋技術(shù)種植馬鈴薯也獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，這主要是由于稻草覆蓋技術(shù)不僅可以減少土壤水分的流失，還可以在一定程度上降低土壤溫度[11]。溫度為15～18℃時(shí)，最有利于塊莖的膨大。溫度過(guò)高或過(guò)低，塊莖的膨大均會(huì)受到影響。但如果稻草覆蓋量過(guò)高（高于10 t/hm2）又會(huì)導(dǎo)致土壤溫度下降，從而影響該地區(qū)馬鈴薯的生產(chǎn)。在本試驗(yàn)地區(qū)，12月至次年2月的最低溫度僅為3～6℃。如果遇到極端低溫天氣，就會(huì)增加產(chǎn)量降低的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在本地區(qū)不推薦覆蓋過(guò)多的稻草。這可能也是最高產(chǎn)量出現(xiàn)在M0.25處理的原因。但增加稻草覆蓋量，有利于減少非商品薯的重量和數(shù)量，有益于提高馬鈴薯的商品性。

此外，對(duì)于利用稻草覆蓋技術(shù)種植的馬鈴薯而言，綠皮薯是一個(gè)很大的問(wèn)題。當(dāng)塊莖暴露于陽(yáng)光下時(shí)，薯皮便會(huì)變綠，產(chǎn)生有毒物質(zhì)龍葵素，不利于食用。研究結(jié)果表明，增加種植密度、肥料施用量、耕作壟數(shù)和稻草覆蓋量均有利于綠皮薯數(shù)量的降低。但是起壟數(shù)和稻草覆蓋量的增加會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本大大提高。通常每公頃稻田的稻草產(chǎn)量約為5 000 kg/hm2（0.5 kg/m2）。如果可將所有的稻草用于覆蓋則不需要將稻草運(yùn)出稻田，大大降低了勞動(dòng)成本。且在馬鈴薯收獲后，這些稻草又可以還田，增加土壤肥力。

因此，考慮到實(shí)際條件的限制，在廣西冬作區(qū)，選用箱式耕作的同時(shí)覆蓋0.5 kg/m2的稻草是最為經(jīng)濟(jì)和高效的栽培方式。

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