宁南半干旱区马铃薯秋耕覆盖聚水保墒增产机理研究

The rainfall distribution is low, and droughts often occur, with particularly the spring drought in semi-arid region of southern Ningxia. The seasonal drought problem of the lack of soil water in seeding period and the drought in seedling stage seriously influence the sowing, emergence, growth and development of potato. Taking conventional tillage with no mulch as control, we intend to conduct a field experiment of the measures of no-tillage, subsoiling combined with mulch after the autumn crop harvest. The present study investigates the soil water conservation effect during winter and spring fallow stages under different mulch tillage patterns. We focus our research on the changing law of soil water, drought-resistance and water-saving mechanism in growth stage of potato. This research tries to discuss the effect of soil water status on the growth and yield of potato. We will prove up the yield-increasing mechanism of potato with autumn mulch tillage pattern, to provide an important theoretical basis for the highly effective cultivation for potato production in semi-arid region of southern Ningxia

宁南半干旱区降水稀少，干旱频发、春旱突出，马铃薯播期土壤墒情不足、苗期干旱等季节性干旱问题，严重影响马铃薯的播种、出苗及生长发育。本研究拟在秋作物收获后进行免耕、深松结合覆盖等措施，以传统翻耕不覆盖为对照，分析不同覆盖耕作模式下冬、春闲期土壤聚水保墒效应；重点研究马铃薯生育期土壤水分变化规律及抗旱节水机理；探讨秋耕覆盖措施下土壤水分状况对马铃薯生长发育及产量的影响，并揭示其增产机理，为宁南半干旱区马铃薯高效栽培提供重要的理论基础。

针对宁南半干旱区干旱频发、春旱突出，马铃薯苗期干旱等问题，本项目于2013-2016年在秋作物收获后进行覆盖耕作措施，通过大田试验和室内测试分析，研究了马铃薯秋耕覆盖聚水保墒增产机理。主要结果如下：.（1）与翻耕不覆盖处理（对照）相比，休闲末期覆盖地膜和秸秆结合耕作措施对土壤的聚水保墒效果较好，显著改善马铃薯播前土壤水分状况。免耕和深松结合秸秆覆盖处理显著提高马铃薯关键生育期土壤的保蓄水分能力。秸秆覆盖结合耕作措施下水分利用效率显著高于对照，其次为地膜覆盖结合耕作措施。.（2）在马铃薯苗期，覆盖秸秆结合耕作处理下土壤水分含量最高，其次为覆盖地膜结合耕作处理，显著改善了马铃薯苗期土壤水分状况。覆盖耕作处理较对照均能使马铃薯苗期叶片保护酶活性处于较低水平，以深松覆盖秸秆处理的效果最好。覆盖耕作措施下马铃薯苗期出苗率、株高、茎粗、生物量均显著高于对照，以免耕、深松结合覆盖处理最为显著。.（3）2016年马铃薯收获期，相对于对照，秸秆结合耕作处理对降低耕层土壤容重和改善土壤孔隙状况的效果最佳。0～40 cm土层>0.25 mm团聚体数量秸秆和地膜覆盖结合耕作处理较对照显著增加。不同覆盖耕作处理耕层土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾均显著高于对照，其中秸秆覆盖结合耕作处理最为显著，其次为地膜覆盖结合耕作处理。.（4）马铃薯关键生育期以秸秆覆盖结合耕作处理对作物生长（株高、茎粗和地上部生物量）的促进作用最佳，其次为地膜覆盖结合耕作处理。秋耕覆盖措施均能提高马铃薯产量和商品薯率，尤其在2016年干旱年份作物增产效应最佳，而在2015年丰水年份增产效果较差。马铃薯增产效果以免耕、深松结合地膜和秸秆覆盖处理较好，且纯收益和产投比最高。.通过本项目研究明确了秋耕覆盖措施下休闲期土壤的聚水保墒效应，探讨了马铃薯生育期土壤水分的变化规律和作物抗旱节水生理机制，阐明了秋耕覆盖措施下马铃薯增产机理。其研究结果将对宁南半干旱区马铃薯高产栽培具有重要的推广应用价值。