李江輝，賈崢嶸，王凌云，解曉紅，解紅娥，武宗信，李波

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，山西運(yùn)城044000）

甘薯壟作覆膜的增溫保墑效果及其對產(chǎn)量的影響

李江輝，賈崢嶸，王凌云，解曉紅，解紅娥，武宗信，李波

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，山西運(yùn)城044000）

以淀粉型甘薯品種晉甘薯5號為供試材料，設(shè)置不覆膜（CK）、栽前白膜、栽后白膜、栽前黑膜4個(gè)處理，研究壟作覆膜對土壤水熱狀況及甘薯產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，不同方式的壟作覆膜都有較好的提溫、保墑作用，栽后30 d內(nèi)，在5～10 cm表土層，栽后白膜處理增溫效果顯著，在15～20 cm土層，栽前黑膜增溫效果最佳；栽前黑膜處理較其他處理保水效果顯著，土壤容重也顯著降低；地膜覆蓋增加了單株結(jié)薯數(shù)和單薯種，最終顯著提高了產(chǎn)量，鮮薯增產(chǎn)幅度在28.26%～35.89%。

甘薯；壟作覆膜；增溫；保墑；產(chǎn)量

壟作覆膜這項(xiàng)栽培技術(shù)已成為北方旱作農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)再上新臺階的重要措施之一，在山西乃至華北旱作農(nóng)業(yè)區(qū)已被大力推廣和應(yīng)用。目前，普遍認(rèn)為，覆膜可以改變土壤環(huán)境因子，為作物的生長發(fā)育創(chuàng)造了小氣候，使得作物生長發(fā)育的環(huán)境更加適宜[1]，進(jìn)而獲得高產(chǎn)。

山西的甘薯種植歷史悠久，面積較大，但大多種植在丘陵旱地或瘠薄地，水溫條件是制約甘薯獲得高產(chǎn)的重要因子[2]。覆膜栽培不僅具有明顯的增溫作用，還可以提高土壤的水分利用率[3-4]，特別是增產(chǎn)促早熟作用[5]對于干旱半干旱地區(qū)甘薯生產(chǎn)及春甘薯的提前栽培具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本試驗(yàn)通過覆膜結(jié)合適宜甘薯栽培的壟作進(jìn)行不同方式的壟作覆膜，研究壟作覆膜栽培方式的增溫保墑效應(yīng)及其對甘薯產(chǎn)量的影響，旨在為山西薯區(qū)甘薯高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為淀粉型甘薯品種晉甘薯5號，由國家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系運(yùn)城綜合試驗(yàn)站提供。地膜為農(nóng)用地膜，黑膜和白膜統(tǒng)一厚度為0.008 mm，單行蓋膜規(guī)格為90 cm。

試驗(yàn)于2012—2013年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所牛家凹農(nóng)場進(jìn)行，前茬作物為甘薯。試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分含量有機(jī)質(zhì)1.5%，堿解氮68.37 mg/kg，速效磷6.41 mg/kg，速效鉀220.65 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)不覆膜（CK）、栽前白膜、栽后白膜、栽前黑膜4個(gè)處理，4次重復(fù)。栽前覆膜為栽插前5～7 d進(jìn)行覆膜，栽后覆膜為栽插后立即覆膜，壟距100 cm，4行區(qū)，小區(qū)面積40 m2，栽植密度4.5萬株/hm2，公頃施二銨600 kg、尿素150kg、硫酸鉀300kg。4月30日起壟施肥，5月4日扦插，10月19日收獲。其他管理同一般大田。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 地溫的測定每處理于壟土層設(shè)曲管地溫計(jì)1套，自壟面最高點(diǎn)開始，設(shè)5，10，15，20 cm共4個(gè)層次，從移栽當(dāng)天開始連續(xù)觀測30 d，每天8：00，12：00，16：00進(jìn)行觀測并記錄數(shù)據(jù)。

1.3.2 土壤含水量及容重測定分別于移栽后0，30，60，90，120，150 d取0～10，10～20 cm這2個(gè)土層的土樣，進(jìn)行土壤含水量和容重的測定，容重測定用環(huán)刀法，含水量測定用烘干法。

1.3.3 薯塊干率測定選取具有代表性的薯塊，取薯塊中部，切絲混勻，分別稱取100 g，重復(fù)2次，裝入鋁盒攤開，置于烘箱內(nèi)，采用70℃鼓風(fēng)烘干法測定干物質(zhì)含量。

1.3.4 產(chǎn)量測定收獲時(shí)調(diào)查單株結(jié)薯數(shù)、鮮質(zhì)量，調(diào)查不同級別薯塊質(zhì)量及所占比例，調(diào)查小區(qū)地上部莖葉和地下部塊根鮮質(zhì)量，測定不同處理甘薯塊根干率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆膜栽培對甘薯土壤溫度的影響

由表1可知，不同覆膜方式壟內(nèi)不同深度的土壤溫度均比不覆膜有所提高。距離地表越近，增溫效果越明顯。隨著土層加深，較不覆蓋處理土壤溫度增幅逐漸降低。在5～10 cm表土層，各個(gè)覆膜處理溫度變化趨勢一致，白膜較黑膜處理升溫快，各土層溫度在不同測定時(shí)間基本表現(xiàn)為栽后白膜＞栽前白膜＞栽前黑膜＞不覆膜，其中，栽后白膜較對照增加了2～6℃，較栽前白膜增加了0.14～1.65℃，各處理間差異顯著。但在15～20 cm土層，隨著土層的加深，各個(gè)覆膜處理差異并不顯著，栽前黑膜與其他處理相比，土壤溫度增溫最大。從同一土層來看，土壤溫度在8：00，12：00，16：00逐漸增加，5～10 cm土層，土壤月積溫為栽后白膜＞栽前黑膜＞栽前白膜＞不覆膜；在15～20 cm土層，土壤月積溫為栽前黑膜處理最大，積溫較對照增加幅度明顯。

表1 不同處理對土壤溫度的影響℃

2.2 不同地膜覆蓋對土壤容重的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，各個(gè)覆膜處理在0～10，10～20 cm土層的土壤容重均低于對照，其中，栽前黑膜處理能顯著降低甘薯耕層土壤的容重，較CK降低幅度分別為7.9%，14%。栽前白膜與栽后白膜處理之間差異并不顯著，但較不覆膜處理土壤容重在0～10 cm分別降低了0.096，0.1 g/m3，在10～20 cm分別降低了0.218，0.216 g/cm3（圖1）。由此可知，覆膜處理可以改善土壤的理化性狀，降低容重。

2.3不同地膜覆蓋對土壤有效水分含量的影響

從表2，3可以看出，不同覆膜處理較不覆膜（CK）均能顯著提高壟內(nèi)不同深度的土壤含水量，距離地表越近，保水效果越明顯，表現(xiàn)依次為栽前黑膜＞栽前白膜＞栽后白膜＞不覆膜，其中，栽前黑膜處理保水效果最好，尤在淺層土壤（0～10 cm）保水效果更加明顯；栽前黑膜在土層10 cm處土壤含水量較對照增加16.83%～79.52%，20 cm土壤水分較對照增加4.87%～56.60%。各個(gè)覆膜處理間差異顯著，栽前白膜處理較栽后白膜處理的保水效果也很明顯。

表2 不同處理土壤含水量變化%

表3 不同處理土壤含水量比對照的增幅%

2.4 不同地膜覆蓋對甘薯產(chǎn)量及構(gòu)成的影響

從表4，5可以看出，甘薯起壟覆膜栽培處理單株結(jié)薯數(shù)較不覆膜栽培減少，大薯率比例提高，栽前白膜＞500 g薯塊質(zhì)量占產(chǎn)量的比例達(dá)到71.05%，較不覆膜提高13.52百分點(diǎn)。覆膜處理產(chǎn)量均比不覆膜處理產(chǎn)量高，覆膜處理鮮薯增產(chǎn)幅度在28.26%～35.89%，以栽前覆黑膜鮮薯產(chǎn)量最高（47 963.25 kg/hm2），比不覆膜增產(chǎn)35.89%。薯干增產(chǎn)幅度在25.58%～30.24%，栽前黑膜處理的薯干產(chǎn)量最高，為14 470.51 kg/hm2，與不覆膜相比，每公頃增產(chǎn)3 359.40 kg。從產(chǎn)量與商品性綜合來看，栽前黑膜處理表現(xiàn)最好。

表4 壟作覆膜試驗(yàn)不同處理產(chǎn)量構(gòu)成調(diào)查

表5 壟作覆膜試驗(yàn)不同處理產(chǎn)量調(diào)查

3 討論與結(jié)論

據(jù)報(bào)道，在甘薯塊根分化建成期，土壤溫度和水分對根系的生長發(fā)育都有重要影響[6]。壟作覆膜在甘薯生育前期有明顯的增溫保水效應(yīng)[7]。許多研究表明，地膜覆蓋能夠改善土壤的水熱條件[8-13]。Tarara[14]研究地膜覆蓋馬鈴薯試驗(yàn)結(jié)果表明，在馬鈴薯生育后期各個(gè)土層土壤溫度都有明顯提高。江燕等[15]通過地膜覆蓋對耕層土壤溫度水分和甘薯產(chǎn)量的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，覆膜可以提前甘薯塊根分化建成期，可顯著提高耕層土壤溫度和土壤相對含水量，研究認(rèn)為，覆蓋黑色地膜處理塊根產(chǎn)量增幅大于覆蓋透明膜處理的主要生態(tài)原因是黑色地膜具有更好的保墑作用。黑色地膜比透明地膜具有更好的增溫保溫作用，其保墑作用也更加明顯，這為甘薯生長前期塊根的形成提供了有利的生態(tài)環(huán)境。張寶林[16]在晉西旱塬區(qū)的10 a平均試驗(yàn)結(jié)果表明，覆膜栽培可以增加土壤有效水分，較常規(guī)不覆膜處理耕層土壤總有效水量高42.4%。地膜覆蓋后可以提高耕層土壤含水量，這對西北、華北干旱區(qū)促苗早發(fā)、提高產(chǎn)量有重要意義。王貴平等[17]研究認(rèn)為，地膜覆蓋可以促進(jìn)春玉米對養(yǎng)分的吸收，顯著提高氮、磷、鉀肥料的利用率。同時(shí)地膜覆蓋是有效提高水分和養(yǎng)分利用效率的栽培方式[18-19]。胡啟國等[20]通過不同覆膜處理研究表明，栽后覆透明膜處理能使土壤更好地吸收保存太陽能；尤其在甘薯早春提前覆膜栽培，有利于能量轉(zhuǎn)化、干物質(zhì)的積累和薯塊的膨大及增產(chǎn)；同時(shí)栽前覆黑膜、栽后覆黑膜、栽前覆透明膜處理的增產(chǎn)效果也十分明顯，與本試驗(yàn)研究結(jié)果相同。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在5～10 cm表土層，白膜較黑膜處理升溫快，土壤溫度基本表現(xiàn)為栽后白膜＞栽前白膜＞栽前黑膜＞不覆膜，栽后白膜處理與栽前白膜處理差異顯著，原因可能是由栽前白膜處理的土壤含水量較多所致。但在15～20 cm土層，隨著土層的加深，栽前黑膜對土壤的增溫效果最佳。覆膜處理能顯著提高壟內(nèi)不同深度的土壤含水量，距離地表越近，保水效果越明顯。綜上所述，栽前黑膜處理較栽前白膜、栽后白膜處理保水保溫效果更佳，土壤容重也顯著降低，增大了土壤孔隙度，改善了土壤通氣性，使得甘薯根系保持一個(gè)良好的生長環(huán)境，更加有利于薯苗穩(wěn)健生長。在產(chǎn)量上，栽前覆黑膜處理較其他處理在鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量上增產(chǎn)作用顯著，商品性也最高，在實(shí)際生產(chǎn)中抑制雜草效果也很明顯。由此可知，栽前覆黑膜是最佳的壟作覆膜方式。本研究可為山西等早春低溫干旱薯區(qū)提早栽培薯苗提供了可靠的理論依據(jù)。

［1］薛俊武.不同覆膜方式對旱地土壤水分及馬鈴薯的影響[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2014.

［2］梁美英，卜玉山，李偉，等.不同覆蓋材料土壤水溫效應(yīng)與作物增產(chǎn)效應(yīng)分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（9）：328-335.

［3］梁美英，卜玉山.不同地膜與覆蓋方式土壤水溫與作物增產(chǎn)效應(yīng)[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，30（5）：426-431.

［4］馬志民，劉蘭服，姚海蘭，等.不同覆膜方式對甘薯生長發(fā)育的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，21（5）：103-107.

［5］范士杰，王蒂，張俊蓮，等.不同栽培方式對馬鈴薯土壤水分狀況和產(chǎn)量的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2012（21）：271-279.

［6］華應(yīng)熊，周星娣.中國甘薯栽培學(xué)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984：50-54.

［7］劉勝堯，張立峰，賈建明，等.華北旱地覆膜對春甘薯田土壤溫度和水分的效應(yīng)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（3）：287-292.

［8］王樹森，鄧根云.地膜覆蓋增溫機(jī)制研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1991，24（3）：74-78.

［9］李雪英，朱海波.地膜覆蓋對甘薯壟內(nèi)溫度和產(chǎn)量的影響[J].作物雜志，2012（1）：121-123.

［10］付文娥，劉明慧，王釗，等.覆膜栽培對甘薯生長動態(tài)及產(chǎn)量的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，22（7）：107-113.

［11］李云，宋吉軒，石喬龍.覆膜對甘薯生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012（8）：1124-1128.

［12］辛國勝，林祖軍，韓俊杰，等.黑色地膜對甘薯生理特性及產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（15）：233-237.

［13］羅小敏，王季春.甘薯地膜覆蓋高產(chǎn)高效栽培理論與技術(shù)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，48（2）：294-296.

［14］Tarara J M.Microclimate modification with plastic mulches[J].Hort Science，2000（35）：169-180.

［15］江燕，史春余，王振振，等.地膜覆蓋對耕層土壤溫度水分和甘薯產(chǎn)量的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，22（6）：628-634.

［16］張寶林.晉西旱塬地區(qū)覆蓋耕作農(nóng)田水分有效性及其利用研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

［17］王貴平，張勝，王圣瑞，等.地膜覆蓋對春玉米氮磷鉀吸收積累和化肥利用率的影響[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2000，21（增刊）：157-161．

［18］徐洪敏，朱琳，劉毅，等.黃土旱塬幾種農(nóng)田水分管理模式下春玉米氮素吸收及分配的差異[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（14）：2905-2912．

［19］李建奇.地膜覆蓋對春玉米產(chǎn)量、品質(zhì)的影響機(jī)理研究[J].玉米科學(xué)，2008，16（5）：87-92.

［20］胡啟國，儲鳳麗，任偉，等.甘薯地膜覆蓋高產(chǎn)栽培試驗(yàn)[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（6）：575-577，606.

Effect of Ridge Tillage with Plastic Film Mulching on Temperature Increase and Preservation of Soil Moisture and Yield of Sweet Potato

LI Jiang-hui，JIAZheng-rong，WANGLing-yun，XIE Xiao-hong，XIE Hong-e，WUZong-xin，LI Bo
（Institute ofCotton，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Yuncheng044000，China）

This studyused the Jin sweet potato5 starch cultivar as the test material in four mulchingtreatments tostudythe effect of the soil water and temperrature condition and yield of sweet potato with ridge tillage with plastic mulch（RP）.The results showed that different ways of RP had better effect of water-saving and temperature-raising,within 30 days,in 5-10 cm of topsoil,the effect of temperature-raising about planted after with white plastic film mulching was remarkable,the effect of temperature-raising about planted before with the black plastic film mulching was best in 15-20 cm of soil.Also the effect of water-saving about planted before with black plastic film mulching,increasing production and reducing soil bulk density were better than others.Under treatments of plastic film mulching,yield ofstorage roots ofsweet potatoincreased 28.26%-35.89%.

sweet potato;ridge tillage with plastic filmmulching;temperature increase;preservation ofsoil moisture;yield

S531

A

1002-2481（2016）04-0494-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.18

2015-12-15

國家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-11-C-02）；山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目（20130311015-3）

李江輝（1973-），男，山西芮城人，助理研究員，主要從事甘薯栽培和育種研究工作。解紅娥為通信作者。