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降水不足和季节性高温是限制宁夏南部旱作区马铃薯生长的重要因素,而沟垄覆盖措施下旱地土壤-冠层马铃薯体系水分、温度动态与系统调控方面的研究较少。本研究采用因素随机区组试验,设置3种沟垄比（垄宽分别为30 cm、45 cm和60 cm,沟宽均为60 cm,）和4种沟垄覆盖模式（即垄覆地膜+沟覆地膜（DD）、垄覆地膜+沟覆植物纤维全降解地膜（DM）、垄覆地膜+沟覆可降解渗水降解地膜（DS）、垄覆地膜+沟不覆盖（DB））,以传统平作不覆盖为对照（CK）,系统研究不同沟垄覆盖模式对旱地土壤-马铃薯体系水分、温度和光合特征等方面的调控效应,来探讨其对土壤水分、温度、植株冠层生理生态特性及马铃薯产量和水分利用效率的影响,从而筛选出适宜当地马铃薯高产的沟垄覆盖栽培模式。主要研究结果如下:（1）不同沟垄覆盖模式可提高0～100 cm层土壤蓄水量,土壤蓄水量随垄宽的增加而增加。处理间土壤蓄水量以DD60、DM60、DS60、DM45处理最为显著,与CK相比分别显著增加32.2%、31.5%、30.2%和29.4%。降雨后各处理间土壤保水性表现为DM>DS>DD>DB>CK,DM和DS处理对土壤保墒性较佳,与CK相比,DM、DS、DD和DB处理分别显著增加 27.8%、33.9%、32.5%和 3 1.2%。（2）不同沟垄覆盖模式可提高0～25 cm层土壤温度,土壤温度随垄宽的增加而增加。各处理土壤温度以DD45、DD60、DD30和DS60处理土壤增温最为显著,与CK相比,分别增温3.2℃、3.1℃、2.4℃和2.2℃。不同沟垄覆盖处理下夜间20 cm层土壤温度保温效果显著,温度降幅减小,与CK相比,DD、DM、DS和DB处理土壤温度降幅分别为3.0℃、3.0℃、2.9℃、3.5℃和4.7℃。不同沟垄覆盖处理降低夜间土壤温度变异系数,与CK相比,DD、DM、DS 和 DB 处理分别显著降低 24.9%、21.3%、26.0%和 22.3%。（3）不同沟垄覆盖模式可提高冠层含水率和群体冠层含水量,均以60 cm:45 cm沟垄比表现最佳。平均冠层含水率以DM60、DS30和DS45处理表现最佳,与CK相比,分别显著增加8.3%、6.7%和6.5%,而其他处理与CK无显著差异。平均群体冠层含水量以DM45、DD45和DD60处理表现最佳,与CK相比,分别显著增加51.9%、51.6%和37.1%。（4）不同沟垄覆盖模式可降低冠层温度和提高气冠温差,冠层温度随垄宽的增加而降低。各处理平均冠层温度以DM45、DM60和DS30处理表现最佳,与CK相比,分别显著降低2.0℃、1.8℃和1.7℃。气冠温差沟垄比间表现为60 cm:45 cm>60 cm:60 cm>60 cm:30 cm。各处理平均气冠温差以DS60、DM6和DM45处理增幅最为显著,与CK相比,分别增加0.9℃、0.7℃和0.5℃。相关分析表明,土壤蓄水量与冠层温度之间具有显著负相关性。（5）不同沟垄覆盖模式可提高马铃薯相对叶绿素含量、光合势、光合能力以及光辐射利用率。叶绿素含量以60cm:45 cm沟垄比下DM处理表现最佳。不同沟垄覆盖模式能有效提高马铃薯生育期功能叶净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间二氧化浓度,其中60cm:60 cm和60 cm:45 cm沟垄比表现较好,各处理以DD和DM处理表现最佳。光合势随垄宽的增加而逐渐降低,处理间平均光合势以DD30、DS45和DD60处理表现最高,与CK相比,分别显著增加32.3%、27.1%和24.7%。不同沟垄覆盖模式降低冠层可见光辐射透射率、反射率和利用率。可见光辐射透过率随垄宽的增加而降低。处理间平均可见光辐射透射率以DS45、DD45、DD30和DM60处理表现最为显著,与CK相比,分别显著降低42.3%、35.6%、34.7%和29.3%。可见光辐反射率沟垄比间表现为60 cm:30 cm>60 cm:60 cm>60 cm:45 cm,处理间以DD45、DS30、DM60和DS45处理表现最为显著,与CK相比,分别显著降低30.2%、23.7%、22.5%和22.5%。可见光辐射截获率以60 cm:45 cm沟垄比表现最佳,处理间以DS45和DD45处理表现最为显著,与CK相比,分别显著增加13.8%和13.6%。光辐射利用率以60cm:60cm沟垄比表现最佳,处理间平均光辐射利用率以DD60、DM45和DS60处理表现最为显著,与CK相比,分别显著增加44.2%、25.6%和23.3%。土壤水分、温度和冠层含水率、温度对马铃薯产量形成的影响主要集中在苗期（播后30d）、块茎形成至膨大期（播后 90-120 d）。（6）不同沟垄覆盖模式提高马铃薯株高和叶面积指数。株高以60 cm:45 cm沟垄比下DD处理表现最佳,叶面积指数以60:30沟垄比下DD处理表现最佳。Logistic模型表明,各沟垄覆盖处理最快生长期天数均较对照延长,生长速率提高,DD和DM处理地上部最快生长期分别较CK显著延长7d和3d,而DS与DB较CK处理有所延长,但差异不显著。地下部最快生长期较CK分别显著延长5 d、9d、5d和3d。不同沟垄覆盖模式下马铃薯生物量（地上部+地下部）和产量均高于对照,地上部干物质累积以60 cm:45 cm沟垄比表现较高。处理间以DD45、DM45和DD60处理增幅最为显著,与CK相比,分别显著增加51.8%、46.0%和43.9%。地下部干物质累积变化随沟垄比增加而增加,处理间平均地下干物质累积量以DD60、DD45、DM60和DM45处理增加最为显著,与CK相比,分别显著增加69.7%、63.8%、61.2%和59.6%。不同沟垄覆盖模式可提高马铃薯单株薯数、薯重和商品薯率。单株薯数以DM30处理最高。60 cm:60 cm沟垄比下单株薯重和商品薯率均较高,各处理中以DM60处理表现最佳,其单株薯重和商品薯率分别较CK显著提高74.1%和26.3%。（7）不同沟垄覆盖模式可提高马铃薯产量和水分利用效率。马铃薯产量和水分利用效率均以60 cm:45 cm沟垄比表现最佳。各处理间马铃薯产量以DM45、DD45和DD60处理增产最为显著,与CK相比,分别显著增加40.3%、35.6%和35.0%。水分利用效率以DD45、DM45和DS60处理表现最为显著,与CK相比,分别显著增加49.3%、47.7%和46.8%。作物耗水量随垄宽的增加而降低,各处理中以DD45、DD30、DS45、DM60和DM45处理表现最为显著,与CK相比,分别显著降低13.6%、9.2%、8.5%、8.4%和8.2%。（8）马铃薯产量随垄宽的增加呈先增加后下降的趋势,其中以DM45处理获得较高的产量;从经济效益和环保角度考虑,DM45处理作为环保覆盖材料,其纯收益最高。可见,不同沟垄覆盖模式能够改善土壤水热环境,提高冠层特性,从而促进马铃薯生长,提高产量和水分利用效率。结合经济效益和环境因素考虑,沟垄比60 cm:45 cm下垄覆地膜沟覆植物纤维全降解地膜模式在改善土壤水热环境,促进马铃薯生长和提高产量经济效益方面,与垄覆地膜沟覆地膜模式基本相似,具有替代沟垄地膜全覆盖模式的潜力和优势。