胡英杰，張友良*，馮紹元，王鳳新

（1.揚(yáng)州大學(xué) 水利科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州225009；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 中國農(nóng)業(yè)水土問題研究中心，北京100083）

0 引 言

【研究意義】甘薯屬薯蕷科蔓生性草本植物，是世界主要糧食作物之一[1]。據(jù)FAO 統(tǒng)計(jì)，2018年世界甘薯總產(chǎn)量為1.45 億t，我國甘薯總產(chǎn)量為0.53 億t，占世界甘薯總產(chǎn)量的36.55%，居世界首位[2]。甘薯富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，如胡蘿卜素、維生素C、食用纖維、鈣、鐵、磷、硒等[3]。山東省地形復(fù)雜，以山地丘陵為主，約占全省總面積的33%，平原占55%，其他占12%，適宜甘薯種植。甘薯在山東種植歷史悠久，是重要糧食作物之一，常年種植面積在40 萬hm2左右[4]。覆膜在其他作物生產(chǎn)已得到普遍推廣，而山東地區(qū)對甘薯覆膜的研究較少。此外，水分灌溉對作物的生長和產(chǎn)量至關(guān)重要。因此選擇合適的覆膜方式和合理的灌溉模式，對山東的甘薯生產(chǎn)具有重要意義。

【研究進(jìn)展】地膜覆蓋在很多農(nóng)作物上得以應(yīng)用，如馬鈴薯、玉米、大豆等，其增產(chǎn)效果十分明顯[5-7]。覆膜可以改變土壤水熱環(huán)境，進(jìn)而影響甘薯的生長[8-11]。江燕等[12]研究表明地膜覆蓋提高了甘薯塊根膨大期塊根干物質(zhì)初始積累量和平均積累速率，增加了單株結(jié)薯數(shù)和單薯質(zhì)量，最終顯著提高了收獲期塊根產(chǎn)量。李云等[13]研究表明，覆膜處理甘薯葉片、葉柄、莖蔓、塊根的鮮薯質(zhì)量均比不覆膜明顯增加，尤其黑膜覆蓋處理下，甘薯各項(xiàng)指標(biāo)增加明顯，黑膜處理下甘薯塊根產(chǎn)量增產(chǎn)79%。王翠娟等[14]研究表明覆膜栽培促進(jìn)幼根的發(fā)生、生長發(fā)育和分化根，有利于協(xié)調(diào)甘薯生長中后期莖葉生長與塊根膨大的關(guān)系，顯著提高塊根產(chǎn)量。付文娥等[15]研究表明，地膜覆蓋較裸地種植能夠促進(jìn)甘薯早期生長發(fā)育，使甘薯緩苗分枝期提早2～3 d，封壟期提前3～4 d，大中薯率提高11.0%，增產(chǎn)21.2%。

前人對甘薯的水分需求及其對甘薯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響開展了研究。李長志等[16]發(fā)現(xiàn)干旱脅迫會影響甘薯地上莖葉生長及塊根膨大進(jìn)程，嚴(yán)重時導(dǎo)致產(chǎn)量降低。不同時期干旱脅迫均導(dǎo)致甘薯產(chǎn)量下降，干旱脅迫時間越早，對甘薯生長發(fā)育的影響越大，分枝結(jié)薯期是甘薯塊根對水分最敏感的時期[17]。張輝等[18]研究表明甘薯各生育期各器官生物量均隨著水分增加而增加。Pardales 等[19]研究表明，土壤水分不足會顯著抑制甘薯葉片的數(shù)量、枝干重量和藤蔓長度，充足的水分會明顯增加葉片的數(shù)量，但是過多的土壤水分會導(dǎo)致不定根的數(shù)量大大減少，從而導(dǎo)致總長度隨之下降。Laurie 等[20]研究結(jié)果表明減少水分和增加肥料用量，可以增加橙色果肉甘薯的β-胡蘿卜素量。Ghuman 等[21]研究表明，灌溉處理的甘薯和木薯產(chǎn)量要比未灌溉處理的產(chǎn)量高?？梢姡止?yīng)對甘薯的生長發(fā)育至關(guān)重要。大田作物不同生育時期需水量不同，在需水量較少的時期適當(dāng)減少灌水，既可以保證高產(chǎn)，又有利于節(jié)約水資源[22]。

膜下滴灌技術(shù)可以為作物生長提供適宜的水熱環(huán)境，從而促進(jìn)作物的生長。Zhang 等[23]研究表明在膜下滴灌條件下，合理的水氮管理制度可以顯著改變棉花根系生長、根系活力、生物量積累、水分利用效率和產(chǎn)量。劉偉等[24]研究表明膜下滴灌有利于增加小麥前期的積溫，使小麥能夠提前出苗且提高有效穗數(shù)，有利于后期小麥提早成熟，適宜的灌水量有利于提高小麥品質(zhì)，同時提高了小麥水分利用效率。

【切入點(diǎn)】現(xiàn)有研究對于如何利用膜下滴灌技術(shù)為甘薯生長創(chuàng)造適宜生長的土壤水熱環(huán)境，提高甘薯產(chǎn)量和品質(zhì)，是亟待解決的問題。對于膜下滴灌條件下，不同顏色薄膜覆蓋和滴灌濕潤比對土壤水熱時空變化及其對甘薯生長影響的研究鮮有報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本文通過設(shè)置壟作條件下黑膜、透明膜覆蓋以及不覆膜處理，研究不同的覆膜模式和滴灌濕潤比對土壤水熱環(huán)境及其對甘薯生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以便為該地區(qū)甘薯膜下滴灌技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2020年5—10月在山東省日照市中國農(nóng)業(yè)大學(xué)特色馬鈴薯試驗(yàn)基地（35°25′N，118°59′E，海拔131 m）開展。該基地屬暖溫帶濕潤季風(fēng)氣候，多年平均氣溫13.2 ℃，年均濕度72%，無霜期213 d，年平均日照時間2 533 h，年均降水量897 mm。試驗(yàn)地土質(zhì)為砂壤土，土壤養(yǎng)分如表1 所示。0～90 cm 深度土層土壤平均干體積質(zhì)量為1.46 g/cm3，平均田間持水率為22.60%（體積含水率）。試驗(yàn)?zāi)攴萆诮涤攴植既鐖D1 所示。生育期總降水量為1 245 mm，主要集中在7、8月。

表1 試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分Table 1 Soil nutrients in the test site g/kg

圖1 全生育期降水量分布Fig.1 Distribution of rainfall over the whole growth season

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)設(shè)置覆膜方式和滴灌濕潤比2 個因素。覆膜方式設(shè)置黑膜覆蓋（BM）、透明膜覆蓋（TM）與不覆膜（NM）3 個水平，滴灌濕潤比設(shè)置不灌溉（P0）、30%濕潤比（P1）與60%濕潤比（P2）3 個水平，共9 個處理，每個處理重復(fù)3 次，共計(jì)27 個試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)采用完全隨機(jī)布置。所有處理都采用地表滴灌進(jìn)行灌溉，根據(jù)設(shè)計(jì)滴灌濕潤比設(shè)置每次灌水量，分別為不灌水（P0）、8.16 mm（P1）、16.32 mm（P2）。滴灌系統(tǒng)采用支管+輔管布置，每個小區(qū)都有閘閥、壓力表和水表，用來控制和調(diào)節(jié)小區(qū)灌溉。滴灌系統(tǒng)安裝完成后，對覆膜處理進(jìn)行覆膜，使薄膜與土壤緊密接觸。在每個小區(qū)滴頭正下方安裝負(fù)壓計(jì)（陶土頭埋深20 cm），當(dāng)該處理的3 個小區(qū)的負(fù)壓計(jì)平均值為-25 kPa 時進(jìn)行灌溉。

1.3 試驗(yàn)布置及農(nóng)藝措施

甘薯選用品種為普薯32 號，采用起壟種植，1 壟1 行，壟長6 m，壟寬0.85 m，高0.2 m，壟頂寬0.3 m，甘薯株距為0.25 m，每個小區(qū)共7 壟，小區(qū)面積33.6 m2（長6 m，寬5.95 m）。

底肥施用量為375 kg/hm2的復(fù)合肥（N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.0%，P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.0%，K2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.0%）和600 kg/hm2鈣硫磷肥（P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.0%，Ca 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.0%，S 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.0%）。在塊根膨大期追施150 kg/hm2尿素（聯(lián)盟牌，N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46.0%），300 kg/hm2硫酸鉀（羅布泊牌，K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為51.0%，CI 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.50%，S 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.50%）。于2020年4月30日起壟種植，10月12日收獲。其中NMP1、NMP2、BMP1、BMP2、TMP1、TMP2 灌水次數(shù)分別為4、2、2、2、2、2 次；總灌水量分別為31.8、31.8、16.5、33.6、16.6、32.1 mm，于8月5日通過滴灌系統(tǒng)施入200 kg/hm2硫酸鉀和180 kg/hm2尿素，其中不灌溉處理的氮肥和鉀肥以噴霧的形式施入甘薯根部。病蟲害防治及其他農(nóng)藝措施均相同。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

氣象資料：利用試驗(yàn)基地現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)氣象站進(jìn)行監(jiān)測，測定項(xiàng)目包括太陽總輻射、風(fēng)速、壓強(qiáng)、大氣溫度、降水量、相對濕度等。

土壤溫度的測定：每個處理于壟頂埋設(shè)曲管土壤溫度計(jì)1 套，自壟面最高點(diǎn)開始，設(shè)5、10、15、20、25 cm 共5 個監(jiān)測深度。每隔10 d 于08:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00 進(jìn)行觀測并記錄數(shù)據(jù)。

干物質(zhì)測定：分別于7月26日、8月23日、10月10日監(jiān)測。測定時，從各小區(qū)中隨機(jī)選取10 株甘薯，將所取植株從莖底部與地下根部分離，然后再分別將莖葉、塊根分離并稱鮮質(zhì)量，置于105 ℃烘箱中殺青30 min，然后溫度調(diào)至80 ℃，恒溫烘干至恒質(zhì)量，分別獲得莖葉，塊根的干物質(zhì)量。

土壤含水率測定：于移栽后39、64、107、126、141、157 d 監(jiān)測。測定時，分別在壟頂和壟溝采取0～10、10～20、20～30、30～50、50～70 cm 土層樣品，采用烘干法進(jìn)行測定。

蔓長、莖粗測定：在每個試驗(yàn)小區(qū)標(biāo)記10 株甘薯，于每個生育期用鋼尺和電子游標(biāo)卡尺測量植株的蔓長和莖粗。

甘薯塊根分級和產(chǎn)量的測定：生長發(fā)育過程中，每個小區(qū)取10 株測定塊根質(zhì)量，分析產(chǎn)量構(gòu)成因素。收獲時，每個小區(qū)取30 株測量產(chǎn)量。

甘薯品質(zhì)測定：收獲后，在每個小區(qū)選取代表性甘薯塊根，用凱氏定氮法測量樣品中粗蛋白量，用國標(biāo)法測量樣品中總類胡蘿卜素量，采用蒽酮法測定樣品中可溶性糖總量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算、處理和制圖，用SPSS25 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用LSD 法分析各處理間的顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆膜和滴灌濕潤比對土壤溫度的影響

2.1.1 生育期各階段土壤溫度變化

從圖2 可以看出，覆膜可以提高土壤溫度，土壤溫度隨著氣溫變化而變化。整個生育期，不同土層溫度變化趨勢大致相同，均表現(xiàn)為隨深度增加而降低。受太陽輻射的影響，上層土壤溫度波動大于下層土壤。在苗期、分枝結(jié)薯期和封壟期覆膜對土壤溫度有顯著影響（P<0.05）；在膨大期和收獲期，覆膜對土壤溫度影響不顯著（P>0.05）。在相同濕潤比條件下，苗期TM 處理增溫效果好于BM 處理，這是因?yàn)橥该髂さ奶柖滩ㄝ椛涞耐干渎室笥诤谏∧ぃ该鞅∧け群谏∧じ欣诩訜嵬寥?，增溫更顯著。取觀測日的相同濕潤比條件下，不同覆膜處理的土壤溫度的平均值計(jì)算得，TM 處理相比于NM 處理可顯著提高5、10、15、20、25 cm 土層的平均溫度，分別為0.14～5.83、0.21～5.78、0.17～4.31、0.56～5.06、0～4 ℃；BM 處理較NM 處理可提高5、10、15、20、25 cm土層的平均溫度，分別為0.17～5.22、0.33～4.22、0～3.83、0.06～3、0～2.56 ℃。

圖2 不同覆膜和滴灌濕潤比處理各層土壤溫度Fig.2 Soil temperature at different soil layers of different film mulches and soil wetted percentages treatments during the whole growth season

進(jìn)入分枝結(jié)薯期，在5 cm 深度，在P0 和P1 條件下，BM 處理土壤溫度略高于TM 處理和NM 處理的；但是在P2 條件下，TM 處理最高的。在相同濕潤比條件下，封壟期不同覆膜處理的溫度表現(xiàn)為：BM處理>TM 處理>NM 處理。膨大期，在5～10 cm 深度TM 處理的土壤溫度高于BM 處理和NM 處理的，在10 cm 深度以下BM 處理和TM 處理基本是趨于一致且略高于NM 處理。生育后期，在相同濕潤比條件下，不同覆膜處理的溫差逐漸減小，這可能是因?yàn)殡S著甘薯生長，甘薯葉面積指數(shù)上升，植株冠層遮光作用要大于覆膜對土壤溫度的影響，而后期薄膜的破損也一定程度上影響了覆膜對土壤的增溫效應(yīng)，使得覆膜與不覆膜之間土壤溫度差異變小。

在相同覆膜條件下，苗期不同濕潤比的土壤溫度相差不大。封壟期，由于降雨頻繁，從7月中旬至收獲期，沒有進(jìn)行灌溉，在相同覆膜條件下，不同濕潤比的土壤溫度相差不大。

2.1.2 典型天土壤溫度日變化

不同處理的土壤溫度日變化均表現(xiàn)一致。如圖3所示，從晴天（5月25日）來看，08:00—14:00 各土層土壤溫度均呈現(xiàn)上升趨勢，在14:00，5 cm 和10 cm土層土壤溫度達(dá)到最高值，14:00 之前太陽輻射強(qiáng)烈，表層土壤吸收熱量多，土壤溫度上升較快，變化較大，是土壤升溫的主要時刻。15 cm 和20 cm 土層在16:00土壤溫度達(dá)到最高值，25 cm 土層在18:00 達(dá)到最高值。說明土壤溫度的變化滯后于氣溫的變化。在相同濕潤比條件下，在各層土壤深度，BM 處理和TM 處理的土壤溫度顯著高于NM 處理。在相同覆膜條件下，不同濕潤比處理的土壤溫度沒有明顯的差別。

圖3 典型天不同覆膜和滴灌濕潤比處理土壤溫度日變化Fig.3 Daily soil temperature variations of different film mulches and soil wetted percentages treatments at different soil layers on typical days

從陰天（7月11日）來看，5 cm 土層08:00—12:00土壤溫度呈上升趨勢，在12:00 達(dá)到最高值，這與晴天的土壤溫度變化趨勢有所不同。相同濕潤比條件下，表層5 cm 和10 cm 深度，BM 處理和TM 處理顯著高于NM 處理，BM 處理的溫度略高于TM 處理，這可能是因?yàn)橥高^透明膜的太陽輻射減弱，而黑色薄膜能吸收更多的熱量。濕潤比對各層土壤溫度沒有顯著性影響。15 cm 以下深度各處理間土壤溫度沒有顯著性差異。此外，隨深度增加，不同處理間的差異也逐漸減小，但不同處理對耕作層20～25 cm 處仍有一定的影響。在相同覆膜條件下，P2 處理的土壤溫度變化幅度小于P1 處理和P0 處理。這可能是因?yàn)橥寥浪趾蜏囟却嬖隈詈献饔?，P2 處理灌水量較多，土壤含水率高則熱容量大，相應(yīng)的溫度變化幅度較小[25]。

2.2 覆膜和滴灌濕潤比對土壤含水率的影響

由圖4 可以看出，在苗期未進(jìn)行灌溉處理之前，在表層10 cm 土壤，覆膜處理的土壤含水率高于不覆膜的。BM 處理和TM 處理含水率較NM 處理分別提高了1.75%和1.24%，說明覆膜可以減少土壤表層水分蒸發(fā)，提高表層土壤含水率。

圖4 不同覆膜和滴灌濕潤比處理不同生育期壟頂、壟溝土壤含水率分布Fig.4 Soil moisture distributions at the top of bed and at the furrow of bed during different growth season of different film mulches and soil wetted percentages treatments

分枝結(jié)薯期，在P0 和P1 水平下，壟頂和壟溝0～10 cm，TM 處理的土壤含水率高于BM 處理和NM處理。這可能是因?yàn)門M 處理透光率較高，因此地面溫度較高，膜上會形成水氣層，再返回表層土壤，使表層土壤的含水量較高。分枝結(jié)薯期的壟溝各層平均含水率整體高于壟頂平均含水率。這可能是因?yàn)榉种Y(jié)薯期溫度高、水分蒸發(fā)強(qiáng)烈，此階段是甘薯分枝結(jié)薯對水分需求最多的時期，地膜覆蓋能夠使土壤水分保持在一定的范圍內(nèi)，保證甘薯的正常生長。進(jìn)入膨大期后，華東地區(qū)降雨量較為頻繁，土壤含水率一直較高，土壤水勢一直是高于-25 kPa，所以沒有進(jìn)行灌水處理。在雨后3 d 進(jìn)行取土分析數(shù)據(jù)。各處理0～70 cm 土壤含水率均超過了田間持水率（22.6%）。在相同滴灌濕潤比條件下，壟溝各層土壤含水率均由于表現(xiàn)為NM 處理高于BM 處理和TM 處理，這可能是覆膜處理?xiàng)l件下大部分雨水以地表徑流的形式排出，使土壤在多雨季節(jié)能保持較低的土壤濕度。說明地膜覆蓋可以降低多雨年份土壤含水率，有利于提高甘薯根系的呼吸作用，保持甘薯的正常生長[26]。進(jìn)入收獲期后，降雨量逐漸減少，土壤含水率也隨之降低。在收獲前5 d（10月7日）進(jìn)行取土，此時過去13 d降雨量僅為1.22 mm，期間沒有進(jìn)行灌溉。分析數(shù)據(jù)可以得出，壟溝整體平均土壤含水率略高于壟頂。在P0 和P1 水平下，NM 處理壟頂土壤含水率高于BM處理和TM 處理。此階段土壤含水率在田間持水率左右，說明在收獲期甘薯已經(jīng)成熟，不再生長，再加上藤蔓生長速率緩慢，以及藤蔓遮蔽的影響，蒸發(fā)相對較少，整體耗水量較低。

整個生育期，壟溝和壟頂土壤含水率整體變化趨勢表現(xiàn)為隨深度的增加而增加。分枝結(jié)薯期，在TM和BM 水平下，壟溝和壟頂0～10 cm 土壤含水率P0處理高于P1 處理和P2 處理。進(jìn)入7月中旬，由于降雨量較大沒有進(jìn)行灌溉。在相同覆膜條件下，不同濕潤比的土壤含水率沒有明顯規(guī)律。

2.3 覆膜和滴灌濕潤比對甘薯生長的影響

不同處理的甘薯莖粗和蔓長如圖5 所示，前期生長速率較快，后期速率降慢。分枝結(jié)薯期，不同覆膜對甘薯莖粗影響顯著（P<0.05）。根據(jù)雙因素方差分析可以得出，BM 處理顯著高于NM 處理，TM 處理極顯著高于NM 處理。TM 處理高于BM 處理，但沒有顯著性差異。從覆膜整體數(shù)據(jù)來看，TM 處理莖粗的均值較BM 處理和NM 處理分別提高了4.10%和13.05%；TM 處理蔓長比BM 處理和NM 處理分別提高了3.71%、10.97%，覆膜處理的增溫有助于甘薯蔓長和莖粗的增長。從不同濕潤比整體數(shù)據(jù)來看，P1 處理蔓長的均值較P0 處理和P2 處理分別提高了14.8%和4.4%，說明少量多次的灌水在一定程度上有助于蔓長的生長。

圖5 不同覆膜和滴灌濕潤比處理甘薯莖粗和蔓長全生育期變化Fig.5 Sweet potato stem diameter and vine length variations of different film mulches and soil wetted percentages treatments during the whole growing season

封壟前期（7月1日），覆膜和滴灌濕潤比二者交互作用對蔓長有顯著性影響。在TM 水平下，P0處理顯著低于P1 處理和P2 處理，其中最大蔓長在TMP1 處理中獲得。在NM 水平下，P0 處理顯著高于P1 和P2 處理。在BM 水平下，不同滴灌濕潤比之間沒有顯著性差異。封壟中期（7月15日）滴灌濕潤比對蔓長有顯著性影響，P1 處理顯著高于P0 處理。膨大期（8月10日），在相同滴灌濕潤比條件下，TM 處理莖粗最高。在相同覆膜條件下，蔓長和莖粗均是P1 處理最高。滴灌濕潤比對蔓長有極顯著性影響。P1 處理顯著高于P0 處理，P1 處理極顯著高于P2 處理，P0 處理和P2 處理沒有顯著性差異。說明P1 處理滴灌濕潤比有利于甘薯藤蔓的生長。收獲期（9月17日），覆膜和濕潤比及其交互作用對甘薯的蔓長和莖粗都沒有顯著性影響。原因可能是生育后期，由于作物覆蓋，不同覆膜之間的溫度差異不大，再加上華東地區(qū)在7、8月降雨量較大，進(jìn)入8月以后沒有進(jìn)行灌水處理，因此覆膜和濕潤比對甘薯收獲期的生長指標(biāo)沒有顯著性影響。

從表2 可知，收獲期（10月10日）和膨大期（8月23日）較封壟期（7月26日）地上干物質(zhì)量分別提高了60.90%、48.99%，塊根干物質(zhì)量提高了14.06%、23.42%。塊根干物質(zhì)量收獲期較膨大期減少了8.14%。封壟期，在P0 和P1 條件下，根干物質(zhì)量以BM 處理最高，而在P2 條件下，塊根干物質(zhì)量以TM 處理最高。在BM 和NM 條件下，塊根干物質(zhì)量隨著滴灌濕潤比的增加而減少。膨大期，根據(jù)雙因素方差分析可以得出，覆膜對塊根干物質(zhì)量有極顯著性差異，TM處理顯著高于BM 處理，NM 處理顯著高于BM 處理，TM 處理和NM 處理之間沒有顯著性差異。收獲期，覆膜對地上干物質(zhì)量有顯著性影響。NM 處理地上干物質(zhì)量顯著高于BM 處理和TM 處理，分別提高了18.54%、13.90%，這可能是因?yàn)楦材さ脑鰷匦?yīng)使得生物量更多地向塊根轉(zhuǎn)移。在相同覆膜條件下，塊根干物質(zhì)量均以P0 處理最高，說明少量的灌水有利于塊根干物質(zhì)的增多。

表2 不同覆膜和濕潤比處理甘薯品質(zhì)Table 2 Sweet potato quality of different film mulches and soil wetted percentages treatments

2.4 覆膜和滴灌濕潤比對甘薯產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

根據(jù)雙因素方差分析可以得出，覆膜對收獲期甘薯產(chǎn)量有顯著影響，BM 處理極顯著高于NM 處理，BM 處理和TM 處理以及TM 處理和NM 處理都沒有顯著性差異，最終產(chǎn)量表現(xiàn)為BM 處理>TM處理>NM處理（表4）。這可能是因?yàn)楦材ぴ耘啻龠M(jìn)幼根的發(fā)生、生長發(fā)育和分化根初生形成層的活動，利于塊根早分化形成；促進(jìn)塊根膨大初期次生形成層的活動和薄壁細(xì)胞中淀粉的積累，利于塊根迅速膨大；顯著提高封壟期前后單株有效薯塊數(shù)和單株鮮薯質(zhì)量，從而顯著提高塊根產(chǎn)量[14]。BM 處理平均產(chǎn)量較TM處理和NM 處理增加了9.02%、20.85%，可見黑膜增產(chǎn)效果十分明顯，其中最高產(chǎn)量在BMP1 中獲得，為71 363.56 kg/hm2。在相同覆膜條件下，P1 處理的產(chǎn)量是最高的，說明少量多次灌水更有利于甘薯的獲得較高的產(chǎn)量。而在BM 和TM 水平下，P1 處理和P0 處理的產(chǎn)量十分接近。這可能與試驗(yàn)期間降雨量較大有關(guān)，P0 處理也有足夠的水分。

覆膜和滴灌濕潤比及其交互作用對甘薯粗蛋白量、可溶性糖量、類胡蘿卜素量均沒有顯著性影響（表2）。從覆膜整體情況來看，TM 處理類胡蘿卜素平均量最高的，NM 處理次之，BM 處理最低。在相同濕潤比條件下，BM 處理可溶性糖量最高。從濕潤比整體情況來看，P1 處理類胡蘿卜素和粗蛋白量最高；P2 處理可溶性糖量最高。在相同覆膜條件下，粗蛋白量均以P1 處理最高。根據(jù)當(dāng)前研究結(jié)果表明甘薯品質(zhì)受覆膜和滴灌濕潤比的影響未達(dá)到顯著性水平，原因可能是所有處理中的甘薯植株都是在土壤基質(zhì)勢達(dá)到-25 kPa 時得到灌溉，整個生育期沒有遭受嚴(yán)重的水分脅迫。覆膜和濕潤比對甘薯商品薯率沒有顯著性影響。從表4 可以得出，在相同滴灌濕潤比條件下，TM 處理的商品薯率最高，其次是BM 處理，其中TMP1 處理的商品薯率最高。從覆膜整體情況來看，BM 處理平均大薯率最高，為12.25%，NM 處理平均大薯率最低，為9.41%，最高大薯率在BMP1 處理獲得為14.1%。在BM 和TM 水平下，P1 處理的商品薯率最高。在NM 水平下，P0 處理的商品薯率最高。從濕潤比整體情況來看，P0 處理平均大薯率為11.36%，P1 處理則是9.8%。

表3 不同覆膜和滴灌濕潤比處理甘薯干物質(zhì)量Table 3 Sweet potato dry matter quality of different film mulches and soil wetted percentages treatments g/（100g）

表4 不同覆膜和滴灌濕潤比處理產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)Table 4 Sweet potato yield and structure of different film mulches and soil wetted percentages treatments

3 討論

3.1 覆膜和滴灌濕潤比對土壤溫度和水分的影響

地膜覆蓋可以改善田間小氣候，直接阻擋了水分的蒸發(fā)，阻斷了近地面層與大氣直接進(jìn)行氣流交換，增大了光熱交換阻力，協(xié)調(diào)光、溫、水、氣的關(guān)系。覆膜處理增加了土壤中微生物數(shù)量，微生物活動旺盛，從而提高作物對養(yǎng)分的吸收和利用率[27]。本研究表明，不同顏色覆膜可以提高5～25 cm 土層的土壤溫度，TM 處理下溫度要高于BM 處理。這與蘭孟焦等[28]研究結(jié)果略有不同，研究表明在5 cm 處土溫表現(xiàn)為黑膜＞白膜＞不覆膜；10～25 cm 土層溫度表現(xiàn)為白膜＞黑膜＞不覆膜。在甘薯生育后期，由于作物冠層的遮光作用和薄膜的破損，覆膜對土壤的增溫效應(yīng)逐漸減弱。由于土壤水分和溫度存在耦合作用，土壤含水率高則熱容量大，在相同覆膜條件下，P2 處理的土壤溫度變化幅度小于P1 處理和P0 處理。覆膜在前期可以提高表層土壤含水率，在多雨季節(jié)能阻礙土壤直接接納雨水，增加地表徑流，減小土壤含水率，這與劉莉莎等[26]和姜成選等[29]研究結(jié)果一致。但是與劉勝堯等[30]的結(jié)果不一致，研究結(jié)果表明在汛期覆膜會導(dǎo)致土壤濕度大，不利于甘薯生長，最終增產(chǎn)效果不顯著甚至減產(chǎn)，而揭膜處理能夠促進(jìn)土壤水分蒸發(fā)，使土壤變得疏松，有利于塊根膨大。這可能是選用的甘薯品種不同，耐澇性能有所差別。

3.2 覆膜和滴灌濕潤比對甘薯生長的影響

黑色地膜覆蓋具有土壤溫度適宜、莖葉生長合理協(xié)調(diào)、葉面積系數(shù)理想、地上下部養(yǎng)分分配合理、凈同化率較高的優(yōu)點(diǎn)，是最終薯塊產(chǎn)量較高的原因[31]。李雪英等[32]研究結(jié)果表明覆膜增加幼苗葉片數(shù)和主莖高度，黑膜大于白色透明膜。黑色地膜覆蓋增產(chǎn)顯著的原因，與黑色地膜覆蓋后土壤溫度適宜、前期莖葉生長快、結(jié)薯早有關(guān)。本研究結(jié)果與他們的研究結(jié)果一致，BM 處理增產(chǎn)效果好于TM 處理，但是與陳根輝等[33]研究結(jié)果不一致，這可能是南北氣候差異導(dǎo)致的。在相同覆膜條件下，P1 處理的產(chǎn)量是最高的。前人研究表明，分枝結(jié)薯期干旱脅迫，會限制了塊根的形成和膨大，導(dǎo)致塊根產(chǎn)量的下降[17]。本研究表明，在覆膜條件下P0 處理并沒有對甘薯產(chǎn)量產(chǎn)生較大的影響，但是NM 處理?xiàng)l件下，P0 處理產(chǎn)量低于P1 處理和P2 處理。這可能是因?yàn)?，覆膜處理具有保墑作用，甘薯在生長發(fā)育過程中有較多的水分供應(yīng)。本試驗(yàn)研究表明，TM 處理干物質(zhì)率極顯著高于BM 處理，NM 處理顯著高于BM 處理，這與李雪英等[32]研究結(jié)果較為一致。在甘薯生育前期，覆膜和適宜的滴灌濕潤比可以促進(jìn)甘薯蔓長和莖粗的生長，這與前人的研究結(jié)果較為一致。但是，不同覆膜和滴灌濕潤比對甘薯的營養(yǎng)物質(zhì)和商品署率和沒有顯著性影響。根據(jù)Hou 等[34]研究表明，覆膜可以改善甘薯的品質(zhì)，但效果可能取決于栽培品種。本研究結(jié)果表明，普薯32號在覆黑膜條件下，可溶性糖量有所增加。

4 結(jié)論

1）覆膜可以提高耕層土壤溫度，生育前期，在相同濕潤比條件下，TM處理增溫效果好于BM處理，到了生育后期，當(dāng)氣溫較低時，BM處理增溫效果與T M處理相差不大。在相同覆膜條件下，P2處理的土壤溫度變化幅度小于P1處理和P0處理。

2）覆膜在前期可以提高表層土壤含水率，在多雨季節(jié)能阻礙土壤直接接納雨水，增加地表徑流。

3）覆膜可以增加收獲期甘薯產(chǎn)量，在相同濕潤比條件下，BM處理增產(chǎn)效果好于TM處理，BMP1處理的產(chǎn)量是最高的。TM處理的商品薯率是最高的；BM處理的大薯率是最高的。覆膜和滴灌濕潤比可顯著影響甘薯的蔓長和莖粗。覆膜和滴灌濕潤比對甘薯品質(zhì)沒有顯著性影響。