李彥強，張鵬飛，石曉華，楊海鷹*，云庭，張志芳

栽培生理

不同膜色及覆膜方式對旱地馬鈴薯生長的影響

李彥強1，張鵬飛2，石曉華1，楊海鷹1*，云庭2，張志芳1

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)廳馬鈴薯繁育中心，內(nèi)蒙古呼和浩特010031；2.內(nèi)蒙古正豐馬鈴薯種業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特010031）

內(nèi)蒙古自治區(qū)是中國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一，馬鈴薯播種面積居全國第一。在內(nèi)蒙古察哈爾右翼中旗進行不同膜色、覆蓋方式對馬鈴薯產(chǎn)量效應(yīng)等研究。結(jié)果表明，蓄水保墑水能力與覆膜方式有關(guān)，與膜色并無相關(guān)關(guān)系；平抑低溫變化方面，黑色膜比白色膜作用強，適應(yīng)馬鈴薯栽培；覆膜會有助于馬鈴薯主莖數(shù)和結(jié)薯數(shù)的增加；覆膜種植能提高馬鈴薯的產(chǎn)量，全覆黑膜增產(chǎn)效果更加明顯。

馬鈴薯；旱地；覆膜方式；白色地膜；黑色地膜

干旱不僅是內(nèi)蒙古自治區(qū)的問題，而且還是世界性的問題。根據(jù)調(diào)查顯示，干旱所造成的產(chǎn)量損失是其他因素所造成產(chǎn)量損失的總和［1］。內(nèi)蒙古自治區(qū)疆域遼闊，氣候以溫帶大陸性季風氣候為主。這里大部分地區(qū)氣候冷涼，晝夜溫差大，土層深厚，日照充足，適于馬鈴薯生長發(fā)育，是中國馬鈴薯的主要產(chǎn)地。但內(nèi)蒙古自治區(qū)是典型的半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)，水資源成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因素，如何應(yīng)用集水、蓄水和保水措施來提高作物生產(chǎn)力，是提高該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的關(guān)鍵。地膜覆蓋技術(shù)是在日本最先興起的，1978年得以引入中國并且得到了迅速發(fā)展，尤其在干旱半干旱地區(qū)發(fā)揮了重要作用，成為了重要的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施［2］。地膜覆蓋可以很好的抑制土壤水分蒸發(fā)，是農(nóng)田覆蓋中使用最廣泛的技術(shù)，在旱作農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和節(jié)水方面做出了巨大貢獻。盧桂山［3］研究表明，覆膜在提高地溫和增加馬鈴薯產(chǎn)量方面有良好的促進作用。劉富強等［4］研究表明，地膜覆蓋可以縮短馬鈴薯的生育期，植株地上部干物質(zhì)含量、塊莖產(chǎn)量、商品薯率顯著提高，增產(chǎn)增效效果顯著。閆志山等［5］研究表明，早熟馬鈴薯覆蓋地膜后，在生長前期增溫作用顯著，而生長后期，由于植株的遮擋使覆膜的增溫效果逐漸減弱，不會因為耕層土壤溫度過高，抑制塊莖增長。晉小軍等［6］研究表明，地膜覆蓋與露地栽培相比，馬鈴薯產(chǎn)量差異達極顯著水平。杜瑞霞［7］研究表明，旱地馬鈴薯雙壟溝覆膜栽培技術(shù)可以充分接納雨水，減少水分損失，提高降水利用率，增加土壤水分含量，進而使馬鈴薯植株健壯、枝葉茂盛、葉色濃綠，增產(chǎn)增收效果顯著。與全膜覆蓋相比較，半膜覆蓋的增產(chǎn)和節(jié)水效果不足。高應(yīng)平［8］研究表明，不同覆膜方式對馬鈴薯的產(chǎn)量影響極為不同，全膜覆蓋相比于半膜覆蓋增產(chǎn)18.3%，相比露地穴播增產(chǎn)35.3%。地膜覆蓋是節(jié)水農(nóng)業(yè)的有效措施之一，不僅可以改變作物耗水模式，減少前期土壤蒸發(fā)，增加后期植株蒸騰，促進干物質(zhì)積累，增加農(nóng)作物產(chǎn)量［9-11］，而且能有效利用自然降水。內(nèi)蒙古自治區(qū)2011年馬鈴薯的種植面積71.27萬hm2，因此，為了進一步挖掘馬鈴薯產(chǎn)量潛力，研究了不同膜色、覆蓋方式對馬鈴薯干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗設(shè)在察哈爾右翼中旗（簡稱察右中旗），位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部的陰山北麓，歸烏蘭察布市管轄。地理位置在東經(jīng)111h55′40″～112h51′21″，北緯41h 01′07″～41h49′50″，海拔在1 360～2 174 m。總土地面積4 190.17 km2，丘陵、平原各占42.3%，山地占15.4%。察右中旗晝夜溫差大，年平均氣溫為1.3℃，年日照為3 088 h，年降水量少而集中，平均為300 mm，無霜期100 d左右。

1.2供試材料

馬鈴薯品種：‘克新1號’G2。

地膜：白膜、黑膜。

1.3試驗設(shè)計

不覆膜（CK），平畦種植，作對照。

全覆黑膜（X1）：大小壟，壟上播種，壟、溝均覆膜，大壟高15 cm，壟寬80 cm，小壟高8 cm，壟寬40 cm，并在溝中膜上打孔以利于水分滲入。

半覆黑膜（X2）：大小壟壟上播種，僅壟上覆膜，大壟高15 cm，壟寬80 cm，小壟高8 cm，壟寬40 cm。

全覆白膜（X3）：大小壟，壟上播種，壟、溝均覆膜，大壟高15 cm，壟寬80 cm，小壟高8 cm，壟寬40 cm，并在溝中膜上打孔以利于水分滲入。

半覆白膜（X4）：大小壟壟上播種，僅壟上覆膜，大壟高15 cm，壟寬80 cm，小壟高8 cm，壟寬40 cm。

各處理的株距均為40 cm，密度為55 583株/ hm2，小區(qū)面積為5.0 N 4.4 m，區(qū)組間距70 cm，小區(qū)間距50 cm，周邊留有120 cm的保護行，3次重復(fù)，隨機排列。馬鈴薯于2013年5月14日播種，于9月9日收獲。試驗所用肥料為撒可富（N：P：K=12：19：16），600 kg/hm2全部基施。

1.4測定項目

（1）生育期記載：作物每個生育期及成熟的時間及各生育期農(nóng)藝性狀。

（2）土壤溫度測定：覆膜之后土壤分為0～10 cm、10～20 cm 2個土層，苗期每隔3 d，出苗后每隔7 d測定土壤溫度。

（3）土壤水分含量測定：播種后每隔7 d測定0～20 cm、20～40 cm 2個土層含水量。水分利用效率（WUE）=Y/ETa，其中，Y為馬鈴薯鮮薯產(chǎn)量；ETa為全生育期實際蒸散量；ETa=播前土壤貯水量+有效降雨量+播前補水量-收獲后土壤貯水量；土壤貯水量（mm）=質(zhì)量含水量（%） 土壤容重（g/cm3） 土層厚度（mm）。土壤容重采用坑測法測定，每層重復(fù)3次。

（4）相對生長率測定：采用烘干法，在各生育期取5株，樣品采回后首先在105℃下殺青5 h，然后在85℃下烘干至恒量。并計算相對生長率（RGR）=（ln Wt2-ln Wt1）/（t2-t1），其中，Wt1、Wt2分別為時間t1、t2時的干物質(zhì)量。

（5）產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀測定：產(chǎn)量按小區(qū)單收計產(chǎn)。大小薯分析馬鈴薯商品性。大、小薯的評價標準為：大薯150 g以上，小薯150 g以下；只要薯塊出現(xiàn)綠色，不管面積多大均記為綠薯。

2　結(jié)果與分析

2.1不同處理對土壤溫度的影響

播種到出苗期間10 cm土層最低溫度在10～15℃之間，出苗后溫度變化不太大，平均溫度為15℃。10 cm土層最高溫度在出苗前波動比較大，7月30日以后溫度比較平穩(wěn)。20 cm土層最高，最低溫度都呈上升趨勢，出苗后溫度基本保持平緩。6月30日和7月30日有2個低溫點是因為連日的陰雨天氣導(dǎo)致。5個不同處理間CK溫度比其他處理低，但溫差不是太大，在增溫效果上10 cm土層全覆白膜溫度較高，而在20 cm土層中全覆黑膜溫度較高，有可能是白膜透光能力強升溫效果強，而黑膜透光能力弱升溫效果差而保溫能力好，所以導(dǎo)致上述結(jié)果（圖1～4）。

圖1　10 cm土層日最低溫度Figure 1 Daily minimum temperature in 10 cm soillayer

圖2　10 cm土層日最高氣溫Figure 2 Daily maximum temperature in 10 cm soillayer

圖3　20 cm土層日最低氣溫Figure 3 Daily minimum temperature in 20 cm soillayer

圖4　20 cm土層日最高氣溫Figure 4 Daily maximum temperature in 20 cm soillayer

2.2不同處理對土壤含水量的影響

從圖5和圖6可以看出，7月10號前全膜覆蓋土壤含水量高于其他處理。全覆黑膜土壤含水量最高，7月10號到收獲期間各處理土壤含水量變化趨勢較為一致，這一現(xiàn)象20～40 cm土層土壤含水量變化較為明顯。這是由于前期降水量較少且時間間隔長，后期降雨量大且時間間隔短，并且全膜覆蓋減少了土壤水分的蒸發(fā)。土壤含水量變化0～20 cm土層較20～40 cm土層大，這是由于0～20 cm土層受蒸發(fā)量影響較大。

圖5　0～20 cm土壤含水量Figure 5 0-20 cm soilmoisture content

2.3不同處理對馬鈴薯物候期的影響

由表1可知，對照處理出苗比較早，黑膜覆蓋出苗晚。原因可能是因為黑膜覆土較厚，對照處理沒有膜的阻力出苗較早。對照現(xiàn)蕾最晚，黑膜最早，這可能是因為覆膜處理提高了地溫和土壤含水量。全覆膜枯萎期晚，相對生育期較長；全覆膜保溫、保墑效果好是生育期延長的直接原因。

2.4不同處理對馬鈴薯生長特性的影響

圖6　20～40 cm土壤含水量Figure 6 20-40 cm soilmoisture content

表1　物候期記錄Table 1 Phenological phase records

表2　生長特性Table 2 Growth characteristics

由表2可知，馬鈴薯的莖對照處理最粗，其次是白膜覆蓋，黑膜覆蓋最細。對照處理土壤含水量低光照充足，馬鈴薯生長較慢因此主莖粗。黑膜覆蓋可能由于光照原因所以主莖較細。主莖數(shù)和結(jié)薯數(shù)全覆黑膜最高，半覆黑膜，全覆白膜次之，對照處理最少。因此，覆膜會有助于馬鈴薯主莖數(shù)和結(jié)薯數(shù)的增加。

2.5不同處理對馬鈴薯商品率的影響

由表3可知，馬鈴薯的商品率全覆白膜最高，對照處理最低。結(jié)薯數(shù)以及大薯數(shù)量全覆黑膜最高。單株馬鈴薯重黑膜高于白膜，全覆黑膜最高。在水分利用率上全覆黑膜和全覆白膜差異不顯著。因此，全覆黑膜更有利于提高馬鈴薯的產(chǎn)量，且商品性較高。

表3　不同處理對馬鈴薯商品率的影響Table 3 Effects of different treatments on marketable potato tuber percentage

2.6不同處理對馬鈴薯相對生長速率的影響

由圖7可以看出，馬鈴薯的生長趨勢基本一致，遵循“S”形生長進程。塊莖形成期馬鈴薯在各處理間相對生長率基本一致，相差不大。從塊莖形成期后生長率變化明顯，花期到淀粉積累期馬鈴薯生長速率減緩。從塊莖形成期到淀粉積累期全覆黑膜馬鈴薯生長率明顯高于其他三種覆蓋方式，可能由于全覆膜使土壤受雨水沖洗小，土壤疏松，板結(jié)程度較低，土壤供能力強。半覆黑膜，全覆白膜，半覆白膜生長率相差不大，但明顯高于對照。

圖7　馬鈴薯相對生長速率變化Figure 7 Relative growth rate of potato

2.7不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表4可知，全覆黑膜產(chǎn)量最高，為1 978 kg/ 667m2，比對照增產(chǎn)73.75%，比半覆白膜增產(chǎn)量18.80%。半覆黑膜產(chǎn)量1 764 kg/667m2，比對照增產(chǎn)55.00%，比半覆白膜增產(chǎn)5.98%。全覆白膜產(chǎn)量1 693 kg/667m2，比對照增產(chǎn)48.75%，比半覆白膜增產(chǎn)1.71%。半覆白膜產(chǎn)量1 665 kg/667m2，比對照增產(chǎn)46.25%。

表4　不同處理馬鈴薯塊莖產(chǎn)量Table 4 Tuber yield of different treatments

3　討論

在半干旱地區(qū)如何提高馬鈴薯的產(chǎn)量一直以來是人們關(guān)注的首要問題，近年來隨著全膜雙壟溝播與壟播技術(shù)的應(yīng)用，馬鈴薯種植面積不斷擴大。在早春期間通過地膜覆蓋，能有效的促進馬鈴薯的出苗和生長，抑制病蟲害和雜草，起到保水保墑的作用，而長期覆膜也會造成土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的改變，對根系吸收土壤養(yǎng)分和水分造成嚴重影響，容易使植物出現(xiàn)早衰癥狀［12］。全覆黑膜單株結(jié)薯數(shù)高，水分利用率高。蓄水保墑水能力與覆膜方式有關(guān)，與膜色并無相關(guān)關(guān)系；在平抑低溫變化方面，黑色膜比白色膜作用強，適應(yīng)馬鈴薯栽培；覆膜有助于馬鈴薯主莖數(shù)和結(jié)薯數(shù)的增加；因此，覆膜種植能提高馬鈴薯的產(chǎn)量，全覆黑膜增產(chǎn)效果更加明顯。

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Effects of Different Film Colors and Mulching Methods on Dry Land Potato Growth

LIYanqiang1,ZHANG Pengfei2,SHIXiaohua1,YANG Haiying1*,YUNTing2,ZHANG Zhifang1
(1.Inner Mongolia Potato Breeding Center,Hohhot,Inner Mongolia 010031,China; 2.Inner Mongolia Zheng Feng Seed Potato Company,Hohhot,Inner Mongolia 010031,China)

Inner Mongolia Autonomous Region is one ofthe main potato production districts in China.Its potato sown area ranks firstin China.The purpose ofthis research was to study how differentfilm colors and mulching methods affected the yield ofpotato in ChaharRightMiddle Banner,Inner Mongolia.Moisture storage capacity was associated with plastic mulching methods,butnotwith film color.In terms ofstabilizing low temperature,the black film was more effective than the white film, therefore,more suitable for potato cultivation.Furthermore,mulching contributed to increase in the number of potato main stem and potato tuberand the yield ofpotato.Complete coverage ofblack filmwas more effective foryield increase.

potato;dry land;mulching method;white film;black film

S532

B

1672—3635（2015）04-0202-07

2014-12-01

內(nèi)蒙古自治區(qū)科技重大專項項目“馬鈴薯高效栽培技術(shù)體系研究與集成示范”；公益性行業(yè)科研專項“馬鈴薯滴灌條件下需水需肥規(guī)律研究與示范”（201203012-4-2）。

李彥強（1986-），男，助理研究員，碩士，主要從事作物栽培營養(yǎng)研究。

（Corresponding author）：楊海鷹，研究員，主要從事馬鈴薯栽培研究，E-mail：nmzfyhy@163.com。