繆武

（北流市新榮鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，廣西北流 537401）

馬鈴薯是典型的糧菜兼用型作物[1]，在我國南北方均有種植，種植區(qū)可劃分成北方一季作區(qū)、西南一二季混作區(qū)、中原二季作區(qū)和南方冬作區(qū)[2]。冬種馬鈴薯是南方馬鈴薯的主要種植模式，該模式能夠充分利用冬閑田發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)，提高土地利用率，對農(nóng)民增產(chǎn)增收起到很好的促進作用。然而，在馬鈴薯南方冬作區(qū)，一般于11月初種植，苗期至生長中期（12月至翌年1月）容易遭受短時間的低溫寒潮和陰雨天氣，如不加以防范，容易造成葉片黃化萎蔫，光合效率降低，生長受阻，嚴重影響產(chǎn)量[3-4]。起壟覆膜是當前廣西馬鈴薯種植區(qū)內(nèi)廣泛推廣的種植方式。前人的研究結(jié)果表明，馬鈴薯起壟覆膜種植可以集雨增溫保墑，有效提高土壤過氧化氫酶、脲酶、堿性磷酸酶的活性，降低土壤pH值，改善馬鈴薯根際土壤的理化性狀，促進馬鈴薯增產(chǎn)[5-7]。目前，關(guān)于馬鈴薯起壟覆膜種植的研究主要集中在覆膜對馬鈴薯田土壤理化性質(zhì)和馬鈴薯品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，而對于起壟覆膜對冬種馬鈴薯抗寒能力影響的研究較少。為此，本試驗設(shè)置平畦覆膜、低壟覆膜、高壟覆膜3種處理，研究不同覆膜方式下馬鈴薯抗寒能力、產(chǎn)量性狀、土壤含水量、土壤孔隙度、土壤溫度、葉片可溶性糖和脯氨酸含量的差異，初步研究起壟覆膜對冬種馬鈴薯抗寒能力的影響，以期為馬鈴薯抗寒栽培技術(shù)研究提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019—2020年在北流市新榮鎮(zhèn)進行，地處桂東南丘陵臺地，境內(nèi)山地、丘陵、谷地相交錯，氣候溫和，年平均溫度22℃；雨量充沛，年平均降雨量1 650 mm；雖然霜凍期短，但對馬鈴薯會造成傷害。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗共設(shè)置3個處理，分別是平畦覆膜、低壟覆膜、高壟覆膜。高壟覆膜的畦壟高35～40 cm，低壟覆膜的畦壟高20～25 cm，不同覆膜方式的畦壟寬均為70～85 cm，溝寬為35～45 cm。每個處理設(shè)置3次重復(fù)，小區(qū)面積133.4 m2，小區(qū)四周設(shè)立保護行。供試馬鈴薯品種為荷蘭15號，于11月上旬種植，并于第2年3月上旬收獲。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 抗寒能力測定。于極端低溫寒潮天氣（溫度＜10℃，下同）過后3 d進行田間調(diào)查，調(diào)查50株馬鈴薯凍傷程度，計算凍傷指數(shù)（凍傷指數(shù)越小，抗寒能力越強）。凍傷程度評級標準參照文獻[8]：0級，沒有損傷；1級，頂部葉片輕微傷害；2級，少數(shù)頂部葉片凍死；3級，大多數(shù)頂部葉片凍死；4級，所有頂部葉片和葉柄凍死；5級，所有葉片凍死；6級，所有葉片及莖稈凍死。凍傷指數(shù)計算公式如下：

式中，X0～Xn分別代表凍傷等級，f0～Xn分別代表各凍傷等級下的受害株數(shù)。

1.3.2 產(chǎn)量性狀測定。在馬鈴薯收獲期，每小區(qū)按133.4 m2挖取全部薯塊稱重，換算成公頃產(chǎn)量。將薯塊以50 g重為標準分成商品薯和小薯。

1.3.3 土壤理化性質(zhì)測定。在極端低溫寒潮天氣時，測定20 cm馬鈴薯塊根生長層的土溫、土壤孔隙度、土壤含水量。其中：土溫、土壤孔隙度的測定參照劉巽告主編的《耕作學(xué)》[9]；土壤含水量參照南京農(nóng)業(yè)大學(xué)主編的《土壤農(nóng)化分析》[10]。

1.3.4 葉片可溶性糖和脯氨酸測定。參照《植物生理生化實驗原理和技術(shù)》[11]進行。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用SPSS 17.0和Excel進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同壟高覆膜方式下馬鈴薯產(chǎn)量性狀

由表1可知，不同處理馬鈴薯商品薯率差異不顯著，但產(chǎn)量差異顯著，其中高、低壟覆膜處理的馬鈴薯產(chǎn)量均顯著高于平畦覆膜處理，高壟覆膜處理的馬鈴薯產(chǎn)量顯著高于低壟覆膜處理的產(chǎn)量。這說明起壟覆膜更利于高產(chǎn)，且適當提高壟高效果更佳。

表1 不同處理馬鈴薯的商品薯率和產(chǎn)量

2.2 不同壟高覆膜方式下土壤理化性質(zhì)

由表2可知，不同處理土壤孔隙度差異不顯著，但土溫和土壤含水量差異顯著，其中：低壟覆膜和高壟覆膜處理的土溫均顯著高于平畦覆膜處理，而低壟覆膜處理的土溫顯著低于高壟覆膜處理；低壟覆膜處理的土壤含水量顯著高于平畦覆膜處理，高壟覆膜處理的土壤含水量略高于平畦覆膜處理，但顯著低于低壟覆膜處理。這說明起壟覆膜方式可以起到保溫的作用，但太高的壟溝不利于馬鈴薯塊根生長層的水分保持。

表2 不同處理土壤理化性質(zhì)

2.3 不同壟高覆膜方式下馬鈴薯葉片可溶性糖和脯氨酸含量

由圖1可知，低壟覆膜和高壟覆膜處理馬鈴薯可溶性糖含量和脯氨酸含量均顯著高于平畦覆膜處理，高壟覆膜處理馬鈴薯葉片可溶性糖含量和脯氨酸含量高于低壟覆膜處理，但兩者之間的差異均不顯著。這說明起壟覆膜方式下，馬鈴薯更容易產(chǎn)生可溶性糖和脯氨酸，有利于抵抗低溫脅迫。

2.4 不同壟高覆膜方式下馬鈴薯的抗寒能力

由表3可知，平畦覆膜、低壟覆膜、高壟覆膜分別有40%、28%、26%的植株出現(xiàn)不同程度的凍害，平畦覆膜的凍傷指數(shù)顯著大于低壟覆膜和高壟覆膜的凍傷指數(shù)，低壟覆膜的凍傷指數(shù)顯著大于高壟覆膜的凍傷指數(shù)。由此可知，起壟覆膜能夠有效提高馬鈴薯的抗寒能力，其中高壟覆膜效果更優(yōu)。

表3 不同處理馬鈴薯的凍害程度

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，相比于平畦覆膜，起壟覆膜方式可以有效調(diào)節(jié)冬季土壤溫度，增加馬鈴薯葉片可溶性糖和脯氨酸含量，進而增強馬鈴薯的抗寒能力和產(chǎn)量，且適當提高種植壟的高度更有利于抗寒和增產(chǎn)。

本試驗發(fā)現(xiàn)，相對于平畦覆膜，起壟覆膜可以提高冬種馬鈴薯的產(chǎn)量。要 凱等[5]通過對比不同覆膜方式下馬鈴薯的產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)，起壟覆膜栽培的馬鈴薯比平畦覆膜更容易獲得高產(chǎn)；周應(yīng)友等[12]研究不同起壟栽培方式對早熟馬鈴薯產(chǎn)量的影響時發(fā)現(xiàn)，起壟栽培的馬鈴薯產(chǎn)量普遍高于平地栽培的產(chǎn)量。本試驗得出的結(jié)論與兩者研究結(jié)果類似，說明適度提高馬鈴薯種植壟高度可以促進馬鈴薯增產(chǎn)。

本試驗低壟覆膜和高壟覆膜方式的土溫均顯著高于平畦覆膜方式，低壟覆膜方式的土壤含水量顯著高于平畦覆膜方式，高壟覆膜方式的土壤含水量略高于平畦覆膜方式。賈昊[13]研究發(fā)現(xiàn)，平作覆膜栽培的土壤濕度與高壟覆膜栽培的土壤濕度差異不顯著，平作覆膜栽培的平均土壤溫度比高壟覆膜栽培的平均溫度高。閆根海等[14]研究發(fā)現(xiàn)，起壟覆膜種植玉米的土壤含水量和土溫均高于平畦覆膜。本試驗得出的結(jié)果與前人試驗結(jié)果有相同之處，也有不同之處。造成研究結(jié)果不同的原因可能是溫度和濕度測定的時間不同。

本試驗是在氣溫低且干旱的冬季進行測定，而賈昊的試驗是在炎熱高濕的夏季開展，空氣溫度和濕度的不同就會形成不一樣的農(nóng)田小氣候。Folgado等[15]認為，在低溫脅迫下，抗寒馬鈴薯品種中的蔗糖、果糖、葡萄糖等可溶性糖的積累量顯著高于不抗寒品種；李 飛等[16]研究了馬鈴薯幼苗在冷馴化期間的生理生化變化，發(fā)現(xiàn)低溫脅迫條件下抗寒馬鈴薯品種的脯氨酸含量高于不抗寒品種。這說明可溶性糖和脯氨酸的含量與植物抗寒性之間成正相關(guān)關(guān)系，游離脯氨酸能維持細胞結(jié)構(gòu)、細胞運輸和調(diào)節(jié)滲透壓，提高植物的抗性[16-17]。本試驗發(fā)現(xiàn)，高壟覆膜栽培的馬鈴薯葉片可溶性糖含量和脯氨酸含量均顯著高于平畦覆膜栽培，這就很好解釋了為何起壟覆膜能夠有效提高馬鈴薯的抗寒能力。本試驗條件下，高壟覆膜栽培方式下馬鈴薯的產(chǎn)量、土壤溫度、抗寒能力均顯著高于低壟覆膜栽培方式，但土壤含水量卻顯著低于低壟覆膜方式，這說明適當提高種植壟的高度更有利于馬鈴薯抗寒和增產(chǎn)，但要注意水分的供給。