赣北地区是我国优质棉生产基地之一,常年有大面积的冬闲棉田没有得到充分利用,浪费了宝贵的土地自然资源。为提高资源利用率,改善土壤生态环境,增加作物产量,提高复种指数,提高土地周年效益,促进农业增效和农民增收,稳定棉花生产,本研究以马铃薯主粮化为契机,开展“马铃薯-棉花”高效种植模式研究。利用冬闲棉田黑膜+稻草覆盖和黑膜覆盖两种方式种植马铃薯,处理A(CK):冬闲+赣棉18,处理B:中薯5号(黑膜覆盖)+赣棉18,处理C:中薯5号(黑膜+稻草覆盖)+赣棉18,处理D:荷兰15(黑膜覆盖)+赣棉18,处理E:荷兰15(黑膜+稻草覆盖)+赣棉18。探明该两种覆盖材料对马铃薯农艺性状、商品性状及产量的影响,探究马铃薯种植前后土壤养分的变化规律,明确种植马铃薯后对棉花农艺性状、产量性状及品质性状的影响,分析薯-棉复种连作的经济效益、生态效益和社会效益,以期筛选综合效益最高的种植模式。主要研究内容和结果如下:1.相同覆盖材料下,中薯5号较荷兰15具有更好的生长优势、更快的物质积累和更高的产量。中薯5号较荷兰15的平均土温和田间平均相对湿度分别高0.08℃、4.03%,出苗率高1.4%,发病率低1.2%,青头率低11.94%,平均SPAD值高14.66%,116 d时单株干薯重高46.73%,地下部分与地上部分干重比值高14.34%;中薯5号单株大薯个数和重量及总薯重量大于荷兰15,且中薯5号具有更高的淀粉浓度,更低的蔗糖、葡萄糖和果糖浓度;中薯5号单株块茎干重和总干重的最快积累速率、平均积累速率、及理论最大值均高于荷兰15;中薯5号最终产量比荷兰15高52.53%。2.相同马铃薯品种下,黑膜+稻草覆盖较黑膜覆盖更有利于马铃薯生长。黑膜+稻草覆盖控温效果好于单独黑膜覆盖,黑膜+稻草覆盖较黑膜覆盖提高土壤温度0.69℃,降低日较差0.16℃,且田间相对湿度变幅小,平均相对湿度低0.72%;黑膜+稻草覆盖较黑膜覆盖平均提高马铃薯出苗率3.74%,株高增11.13%,单株块茎干重增19.13%,单株大薯重增26.91%、单株总薯重增19.04%,116 d时地下部分与地上部分干重比值增15.41%,产量增12.14%,此外还降低青头率36.8%,减少发病率43.3%;单株块茎干重和总干重的最快积累速率、平均积累速率、理论最大值均为黑膜+稻草覆盖高于黑膜覆盖,分别高出32.53%,24.85%,24.98%和22.04%,22.26%,30.23%;黑膜+稻草覆盖前期的块茎积累了较多的可溶性糖,并最终更多地用于淀粉合成。3.覆盖材料与马铃薯互作后能改善土壤环境,提高土壤养分,有利于棉花生长和提高棉花产量。种植马铃薯后p H减小,碱性减弱,且全氮、全磷、有效磷、速效钾、有机质、有效硼、有效锌及交换性锰均表现为种植马铃薯后显著高于不种植马铃薯的冬闲小区;种植马铃薯后可以促进后茬棉花提早出苗、开花和吐絮,且第一果枝节位、茎粗、果枝数及叶绿素SPAD值均显著高于冬闲小区,此外单株大铃数、单株铃数、衣分、籽棉产量和皮棉产量也均显著高于冬闲小区。4.产量及净收益均为“马铃薯+棉花”模式高于“冬闲+棉花”模式,黑膜+稻草覆盖高于黑膜覆盖,“中薯5号+棉花”连作优于“荷兰15+棉花”连作。综合效益指数大小依次为处理C(0.9988)、处理B(0.9171)、处理E(0.8219)、处理D(0.7481)、处理A(0.50720),说明中薯5号黑膜+稻草覆盖材料与棉花复种连作的经济效益、生态效益、社会效益及综合效益最好,是赣北棉区较适宜推广的高效种植模式。