深松覆蓋對(duì)旱地土壤性狀及馬鈴薯產(chǎn)量的影響研究

王 楠

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021）

馬鈴薯具有抗旱、高產(chǎn)、高效等特點(diǎn)，已成為寧南旱作區(qū)（簡(jiǎn)稱寧南旱區(qū)）廣大農(nóng)民群眾抗旱增產(chǎn)的重要糧食作物，也是近年來發(fā)展的重點(diǎn)經(jīng)濟(jì)作物以及優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)。但寧南旱區(qū)全區(qū)終年干燥少雨，年均降水量300～500 mm，且降雨時(shí)節(jié)分配不均，降水相對(duì)集中［1］。目前，由于該區(qū)采取傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方法，并進(jìn)行連年翻耕，使其土壤地表結(jié)構(gòu)遭受到了嚴(yán)重破壞，土壤質(zhì)量急劇降低，從而導(dǎo)致土壤的保持水力能力下降，土壤水分利用效率顯著下降，進(jìn)一步加劇了生態(tài)環(huán)境惡化。該區(qū)域土壤出現(xiàn)了耕層淺、耕底層向上運(yùn)移等問題，嚴(yán)重影響了作物根系下扎和對(duì)水分和營(yíng)養(yǎng)的汲取利用，進(jìn)而導(dǎo)致作物產(chǎn)量低而不穩(wěn)［2］。

深松作為一項(xiàng)保護(hù)性耕作措施，可加深耕層而不翻轉(zhuǎn)土壤、打破耕底層，可以有效降低耕層土容重，降低傳統(tǒng)鏵式犁翻耕層后土壤水分的熱揮發(fā)損失，從而提高土的熱滲透特性，并增加土壤降水資源的運(yùn)用利用率。覆蓋能有效控制土壤水分蒸發(fā)，以維持均勻的水分分布，并增加土壤溫度，促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，從而實(shí)現(xiàn)作物高效生產(chǎn)的目的［3］。侯賢清等［4］研究發(fā)現(xiàn)，深松結(jié)合秸稈覆蓋能有效提高馬鈴薯產(chǎn)量以及商品薯率，有利于增強(qiáng)馬鈴薯干旱脅迫能力、增加出苗率以及塊莖產(chǎn)量。通過深松蓄水、覆蓋保墑保溫技術(shù)之間的協(xié)調(diào)作用，能最大限度地蓄積休閑期降水，實(shí)現(xiàn)休閑期秋雨深蓄土壤內(nèi)部，儲(chǔ)備于跨季節(jié)利用，進(jìn)而促進(jìn)馬鈴薯的高產(chǎn)［5］?？梢姡钏山Y(jié)合覆蓋可改善土壤耕層結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)土壤水熱環(huán)境，對(duì)實(shí)現(xiàn)馬鈴薯增產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 深松覆蓋對(duì)土壤性狀的影響

1.1 深松覆蓋對(duì)土壤水熱的影響通過深松蓄水、覆蓋保墑技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，能最大限度地降低地表水分的無效流失，優(yōu)化土壤水分、溫度二者的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)［6］。旱作農(nóng)業(yè)區(qū)由于耕作措施和降雨情況的不同，土壤水分的含量變化也各不相同。地膜覆蓋和秸稈覆蓋結(jié)合不同深松措施，能顯著增加0～200 cm層土壤的水分含量，使水分蓄積土壤深層，抑制水分的無效蒸發(fā)［7］。彭正凱等［8］研究發(fā)現(xiàn)，保護(hù)性深松措施不同程度地提高了土壤飽和導(dǎo)水率，降低了土壤棵間蒸發(fā)，提高了作物產(chǎn)量。武淑娜等［9］研究表明，深松與地膜覆蓋相結(jié)合的措施在作物生長(zhǎng)前期增溫效果較為明顯，后期可起到降溫的效果，可抑制土壤水分的無效蒸發(fā)，協(xié)調(diào)改善土壤的水熱環(huán)境，符合大豆對(duì)環(huán)境的生長(zhǎng)需求。深松結(jié)合覆蓋對(duì)作物生育期內(nèi)土壤溫度有調(diào)控效應(yīng)，立稈留茬處理可提高土壤溫度，有利于作物干物質(zhì)量的積累，從而提高作物的總產(chǎn)量。有研究發(fā)現(xiàn)，深松結(jié)合覆蓋比常規(guī)耕作結(jié)合覆蓋利于積溫。地膜覆蓋技術(shù)由于產(chǎn)生了增溫、保墑、通調(diào)水路等效應(yīng)，能夠提高糧食作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。覆蓋處理不僅可以集雨保墑，減少水分蒸發(fā)，而且可以提高降水入滲，進(jìn)而提高土壤底墑。劉爽等［10］研究表明，休閑期深松后進(jìn)行覆蓋處理既能抑蒸保墑，提高播前的土壤水分含量，更對(duì)小麥的出苗情況影響顯著。同時(shí)也有研究表明，秋收后深松覆蓋可以提高播種期0～200 cm層土壤水分含量，從而提高休閑期土壤蓄水效率。侯賢清等［4］研究表明，深松結(jié)合覆蓋措施可以通過調(diào)節(jié)土壤理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)來影響土壤水分含量以及土壤熱穩(wěn)定性，從而改變了土壤有機(jī)質(zhì)的溶解轉(zhuǎn)化狀況和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的不同?？梢?，深松結(jié)合的覆蓋措施有利于保溫隔熱和蓄水保墑，影響土壤的水熱環(huán)境，從而促使作物成長(zhǎng)，增加作物產(chǎn)量。

1.2 深松覆蓋對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響旱作雨養(yǎng)區(qū)長(zhǎng)期以傳統(tǒng)耕作方式對(duì)土壤進(jìn)行翻耕，造成土壤耕層變淺、土壤大孔隙大量減少、容重變大以及犁底層加厚等問題，導(dǎo)致表層土壤水分易散失，水分利用率較低，不利于作物生長(zhǎng)，造成產(chǎn)量下降［11］。郭書亞等［12］研究表明，深松結(jié)合覆蓋可改善土壤環(huán)境，提高土壤溫度，打破犁底層，增加土壤通透性，減少地表徑流量和徑流次數(shù)，使其土壤蓄水效果更為顯著。土壤容重是表現(xiàn)土壤耕層構(gòu)造和功用的主要指標(biāo)，梁海等［13］研究表明，玉米季0～20 cm土壤耕層容重以深松35 cm改善效果最佳，其效果顯著低于其他耕作處理，孔隙度則是通過調(diào)節(jié)土壤的微環(huán)境，進(jìn)而改變水肥條件和微生物活性等［14］。王群等［15］研究表明，深松覆蓋措施可有效打破耕作犁底層，對(duì)改善土壤的通氣能力效果明顯，可降低土壤容重，提高土壤蓄納天然雨水的能力，增加土壤有效水分的含量。土壤團(tuán)聚體數(shù)量與土壤的物理、化學(xué)及生物特征有非常密切的關(guān)系，其團(tuán)聚體含量以及粒級(jí)分布不但影響著作物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，對(duì)土壤孔隙結(jié)構(gòu)、抗蝕性和可持續(xù)利用情況等也有不同程度的影響。李榮等［1］研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)耕作方式相比，深松覆蓋措施對(duì)0～40 cm層>0.25 mm機(jī)械穩(wěn)定性的團(tuán)聚體數(shù)量存在極顯著水平。牛伊寧等［16］研究發(fā)現(xiàn)，影響土壤降雨入滲的主要因素是地表板結(jié)，而深松結(jié)合覆蓋的保護(hù)性耕作措施更有利于土壤降雨入滲，深松、覆蓋對(duì)土壤蓄水量的影響達(dá)到顯著水平。

2 深松覆蓋對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

深松及覆蓋等措施通過改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤濕度蓄水能力和調(diào)控氣溫，以促使作物的生長(zhǎng)發(fā)育，并最終增加糧食作物生產(chǎn)［17］。深松在一定程度上改善產(chǎn)量的構(gòu)成因素，有利于花后干物質(zhì)的積累和運(yùn)輸，顯著提高作物的產(chǎn)量［18］。在降水量較少的年份，深松增產(chǎn)效果顯著，在降水量較多年份，深松均能提高作物產(chǎn)量。地膜覆蓋能提高土壤溫度，達(dá)到保水保肥效果，使馬鈴薯提前開花，延長(zhǎng)薯塊生長(zhǎng)時(shí)間，達(dá)到增產(chǎn)效果［19］。秸稈覆蓋可蓄水保墑，抑制土壤蒸發(fā)，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，利于根系發(fā)育，有助于生成發(fā)達(dá)的根系，同時(shí)低溫時(shí)的“增溫效應(yīng)”和高溫時(shí)的“降溫效應(yīng)”對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)尤為有利。深松作為一項(xiàng)保護(hù)性耕作措施，可加深耕層而不翻轉(zhuǎn)土壤、打破耕底層，可以有效降低耕層土容重，同時(shí)降低傳統(tǒng)鏵式犁翻耕層后土壤水分的揮發(fā)損失，從而提高土的侵蝕特性，并增加土壤降水資源的使用率，有效控制水土流失和土壤侵蝕，達(dá)到作物高產(chǎn)高效的目的［20］。深松結(jié)合不同地表覆蓋材料對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用，深松覆秸稈處理下的馬鈴薯產(chǎn)量、商品薯率均最高。因此，深松與覆蓋相結(jié)合可進(jìn)一步增強(qiáng)土壤蓄水增溫保墑能力，提高作物根系生長(zhǎng)，促進(jìn)馬鈴薯根系對(duì)土壤水分和養(yǎng)分的吸收利用，對(duì)馬鈴薯根系生長(zhǎng)發(fā)育有較大的促進(jìn)作用，同時(shí)利于薯塊膨大，從而增加馬鈴薯產(chǎn)量。

3 結(jié)語

深松覆蓋對(duì)土壤環(huán)境和作物生長(zhǎng)都有一定的影響，深松結(jié)合覆蓋措施下土壤結(jié)構(gòu)的改善對(duì)土壤水分產(chǎn)生影響，作物生長(zhǎng)表現(xiàn)出一定的差異性，進(jìn)而影響作物生產(chǎn)力的發(fā)揮。綜上，為確定深松結(jié)合覆蓋措施下的馬鈴薯根系特征對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和塊莖生產(chǎn)產(chǎn)生的控制效果，深入發(fā)掘馬鈴薯增產(chǎn)潛能，探討在深松覆蓋措施下土壤水熱環(huán)境的改變，塊莖生產(chǎn)所構(gòu)成的調(diào)節(jié)機(jī)理，深入研究寧南旱區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)，以期為旱作馬鈴薯高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模式的選育提供一定的理論依據(jù)。