免耕覆盖提升土壤水分利用和马铃薯产量的协同效应

摘要

[目的]针对宁夏南部山区春旱与春寒并重、土壤有效耕层浅等问题，为探究免耕覆盖对提升土壤水分利用和马铃薯产量的协同效应。[方法]于2014—2016年连续3 a在秋作物收获后设置免耕覆盖秸秆(NJ)、免耕覆盖地膜(ND)、免耕不覆盖(NB)3种不同免耕覆盖模式，以翻耕不覆盖为对照(CK),分析休闲期免耕覆盖模式对宁南旱区土壤蓄水保墒效果、降水利用和马铃薯产量的影响。[结果]休闲期土壤蓄水量和蓄水效率均在相对枯水年以ND处理最高，分别较CK提高7.60%和140.35%;平水年和枯水年均以NJ处理最高，分别较CK显著提高11.18%、65.43%、28.42%和122.72%。NJ处理在平水年、枯水年苗期-收获期及相对枯水年蕾期-收获期土壤蓄水量最高，分别平均较CK提高10.51%、12.89%、20.04%;ND处理在相对枯水年苗期土壤蓄水量较CK显著提高11.42%。免耕覆盖秸秆处理对相对枯水年马铃薯现蕾-膨大期100～140 cm土层，平水年40～100 cm土层、枯水年0～40、100～160 cm土层土壤蓄水效果最佳，免耕覆盖地膜处理对平水年和枯水年180～200 cm土层土壤蓄水效果最佳。在相对枯水年生育前期(播种-现蕾期)和枯水年生育中期(现蕾-膨大期)ND处理耗水量分别较CK显著提高22.26%和36.57%;NJ处理在相对枯水年和枯水年生育后期(膨大-收获期)、平水年生育中后期(现蕾-收获期)耗水量分别平均较CK显著提高1.21、7.14倍和13.91%。马铃薯产量在相对枯水年以NJ处理最高，较CK显著提高51.80%;平水年和枯水年ND处理分别较CK显著提高6.35%和71.36%。通过相关性分析发现，苗期-现蕾期耗水量对产量的形成起重要作用，块茎形成-收获期耗水量对提高产量和水分利用效率起至关重要作用。年降水利用效率、生育期降水利用效率及水分利用效率均在相对枯水年以NJ处理效果较佳，分别较CK显著提高51.79%、51.80%和50.52%;ND处理在平水年和枯水年平均分别较CK显著提高35.14%、36.14%和21.61%。[结论]免耕结合覆盖措施能有效改善休闲期和生育期土壤蓄水保墒效果，显著提高马铃薯产量及降水利用效率，以免耕覆盖秸秆模式可实现马铃薯持续增产和水分高效利用。

关键词

降水年型 / 免耕覆盖 / 土壤水分 / 马铃薯产量 / 水分利用效率