地膜覆蓋對(duì)土壤水分和夏薯苗期根系建成的影響

解備濤等

摘要：基于覆膜和無膜處理對(duì)夏薯土壤相對(duì)含水量動(dòng)態(tài)變化影響的研究，通過營養(yǎng)液水培和PEG-6000模擬干旱等方式研究6個(gè)甘薯品種在正常供水（模擬覆膜）和梯度干旱（模擬無膜）處理?xiàng)l件下的根系生物學(xué)性狀。結(jié)果表明：覆膜使土壤相對(duì)含水量的降低緩慢而避開干旱脅迫的影響，而無膜處理的土壤相對(duì)含水量降低迅速。在澆足窩水的情況下，即使20天內(nèi)無水分補(bǔ)充，覆膜土壤的相對(duì)含水量仍能保持在60%以上；而在無膜條件下，栽后6天為夏薯發(fā)生干旱脅迫的臨界時(shí)間，且從輕度干旱脅迫到重度干旱脅迫的過程短，僅2天。不僅如此，與覆膜處理相比，干旱情況下無膜處理的甘薯根長、根投影面積、根表面積、根平均直徑、根體積、根鮮重和根干重等指標(biāo)均顯著降低。而品種間比較發(fā)現(xiàn)，覆膜情況下色素提取型甘薯根系生長快、根量多，遭遇干旱脅迫后，色素提取型甘薯根系生物學(xué)性狀降低幅度最大，對(duì)水分變化表現(xiàn)更敏感。6個(gè)甘薯品種根長、根表面積和根體積主要集中在平均直徑大于0.45 mm的不定根上。總之，地膜覆蓋有利于減緩?fù)寥浪謸p耗，促進(jìn)夏薯早發(fā)根、多發(fā)根，降低干旱脅迫對(duì)根系建成的不利影響。

關(guān)鍵詞：地膜覆蓋；水分；夏薯；根系

中圖分類號(hào)：S531.05文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）02-0041-06

甘薯（ Ipomoea batatas L. ） 高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣，不僅是我國第四大糧食作物，而且還是重要的工業(yè)原料、飼料、新型能源及減災(zāi)作物，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的80%以上[1]。隨社會(huì)的進(jìn)步、生活水平的改善和甘薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，甘薯因其投入少、產(chǎn)出多、風(fēng)險(xiǎn)低的優(yōu)勢(shì)，在保健食品和淀粉加工領(lǐng)域中的地位日益凸顯。

干旱造成的農(nóng)作物損失在所有的非生物脅迫中占首位[2]。在我國北方薯區(qū)，麥?zhǔn)战Y(jié)束后夏薯開始栽插，土壤失墑快，常常遭遇干旱脅迫，而中后期正遇雨季，基本不存在田間土壤水分虧缺的情況。而薯苗是幼嫩組織，栽插后對(duì)土壤水分狀況非常敏感，遭受干旱脅迫后地上部易枯萎，地下部根系的形成受阻。事實(shí)上，夏薯栽插后快速形成根系是保證薯苗成活率和塊根形成的基礎(chǔ)[3]。國外的研究發(fā)現(xiàn)，干旱條件下甘薯不定根的長度、側(cè)根的數(shù)目顯著減少，隨干旱脅迫時(shí)間的延長，后續(xù)側(cè)根的形成受阻，干重也顯著下降[4]。同時(shí)，甘薯側(cè)根數(shù)目、長度、表面積和密度均顯著降低[5]。干旱不僅影響根系的形成，還通過引起原生木質(zhì)部和次生韌皮部形成層的木質(zhì)化而阻礙塊根的分化[6]。目前，國內(nèi)的研究主要集中在干旱對(duì)甘薯地上部莖葉和塊根最終產(chǎn)量的影響[7～9]，對(duì)甘薯苗期根系形成和分化影響的研究較少。

地膜覆蓋能有效減少土壤水分蒸發(fā)[10]，薯苗發(fā)根時(shí)間能提前[11]，根長、根重都顯著增加[12]。隨著國家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系研發(fā)的不斷深入，地膜覆蓋在甘薯生產(chǎn)中得到了迅速推廣應(yīng)用，在北方區(qū)春薯種植方面增產(chǎn)顯著[13～15]，但是地膜覆蓋對(duì)干旱脅迫條件下夏薯苗期根系形成的研究鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)旨在通過干旱模擬條件研究地膜覆蓋對(duì)土壤水分和薯苗根系建成的影響，為地膜覆蓋降低土壤水分散失、提高成活率提供數(shù)據(jù)支持，并為深入研究地膜覆蓋的抗逆機(jī)理提供理論基礎(chǔ)，促進(jìn)地膜覆蓋在夏薯生產(chǎn)中的大面積應(yīng)用。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)采用6個(gè)在山東大面積種植的甘薯品種，分別為淀粉型品種徐薯18和濟(jì)徐23，鮮食型品種煙薯25和濟(jì)薯22，色素提取型品種Aya和濟(jì)黑1。地膜購于濟(jì)南市農(nóng)資市場，厚度為0.016 mm，密度為0.95 g/cm3；抗氧劑、紫外光吸收劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%。試驗(yàn)用土壤取自山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所試驗(yàn)地，輕壤土，有機(jī)質(zhì)含量1.83%，水解氮含量112.5 mg/kg，速效磷含量56.7 mg/kg，速效鉀含量98.0 mg/kg。研究土壤水分動(dòng)態(tài)變化的塑料盒購于濟(jì)南七里堡批發(fā)市場，規(guī)格為21.0 cm×16.5 cm×13.5 cm。采用PEG-6000溶于1/2 Hoagland營養(yǎng)液模擬水分干旱，用于干旱脅迫的塑料箱規(guī)格為45.0 cm×34.3 cm×12.5 cm。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1模擬覆膜與無膜條件下土壤水分變化動(dòng)態(tài)試驗(yàn)設(shè)覆膜和無膜（CK）2個(gè)處理，每處理重復(fù)5次。塑料盒底部鉆小洞并鋪放濾紙。取田間土壤放入烘箱，在（105±2）℃烘至恒重，每重復(fù)稱取烘干土壤3.0 kg放入塑料盒，在傍晚時(shí)澆透水，加蓋后置于恒溫陰涼處過夜，兩個(gè)處理在第2天均栽插濟(jì)薯23，每處理栽插2棵并記錄薯苗重量。所有處理置于玻璃溫室中，太陽光照與空氣流動(dòng)狀況同大田，土壤水分自然消耗。處理開始時(shí)間與夏薯栽插時(shí)間一致，均在6月15日，每天18時(shí)稱量整個(gè)塑料盒，連續(xù)稱量20天。

1.2.2模擬覆膜和無膜條件下不同基因型甘薯苗期根系生長動(dòng)態(tài)在生產(chǎn)中，薯苗栽插后澆足窩水，薯苗周圍土壤呈水分飽和狀態(tài)，但在遇到干旱脅迫時(shí)，土壤水分會(huì)梯度降低。基于上述生產(chǎn)實(shí)際和1.2.1的結(jié)果，本試驗(yàn)共采用6個(gè)品種，設(shè)正常供水（模擬覆膜）和梯度干旱（模擬無膜，CK）2個(gè)處理，每處理重復(fù)5次。梯度干旱處理參考陳京[16]的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并略有改動(dòng)，采用PEG-6000模擬土壤梯度干旱過程，從大田選采株高約20 cm、長勢(shì)均一的幼苗轉(zhuǎn)入盛有1/2 Hoagland營養(yǎng)液的塑料箱中正常生長6天后，干旱處理的重復(fù)轉(zhuǎn)入5% PEG-6000（W/V）溶液中生長3天后，轉(zhuǎn)入10% PEG-6000溶液中生長3天，再轉(zhuǎn)入20% PEG-6000溶液中生長3天后測(cè)定甘薯各品種的根系生物學(xué)性狀。正常供水處理的薯苗均一直生長在1/2 Hoagland營養(yǎng)液中。培養(yǎng)期間溫室內(nèi)溫度為17～24℃，自然光散射。

1.3測(cè)定項(xiàng)目

土壤相對(duì)含水量的測(cè)定參考張仁和等[17]的方法，土壤相對(duì)含水量（%）=土壤含水量/土壤最大持水量×100。根長、表面積、平均直徑、根體積、分支數(shù)、根尖數(shù)以及根系分布等參數(shù)采用WinRHIZO根系分析系統(tǒng)（Regent instrument Inc.， Quebec， Canada）統(tǒng)計(jì)分析。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有處理均采用5個(gè)重復(fù)的平均值，數(shù)據(jù)分析均采用Excel 2007和DPS 7.05完成。

2結(jié)果與分析

2.1地膜覆蓋對(duì)土壤水分動(dòng)態(tài)變化的影響

3討論與結(jié)論

前人研究表明，地膜覆蓋能提高土壤含水量，并在一定程度上起到了保水保墑的作用[15，18]，但尚缺乏對(duì)覆膜和無膜情況下的土壤水分動(dòng)態(tài)變化的基礎(chǔ)研究。本研究發(fā)現(xiàn)覆膜情況下，土壤相對(duì)含水量降低緩慢，澆足窩水后可以保障薯苗在20天內(nèi)不會(huì)受到干旱脅迫的影響。而梯度干旱情況下，所澆的窩水僅能保證薯苗正常生長6天左右，從輕度干旱脅迫到重度干旱脅迫的時(shí)間僅有2天左右，這說明一旦發(fā)生干旱脅迫，整個(gè)脅迫過程將是迅速的、不可逆的，如果得不到足夠的水分補(bǔ)給，干旱將嚴(yán)重影響成活率，從而引起產(chǎn)量降低。

實(shí)踐證明，通過土培和沙培的方式研究甘薯根系生長發(fā)育可操作性不強(qiáng)，在沖根的過程中側(cè)根破損、不定根斷裂較多。因此，基于覆膜和無膜處理對(duì)夏薯土壤相對(duì)含水量動(dòng)態(tài)變化影響的研究，可通過水培和PEG-6000模擬梯度干旱的方法研究覆膜和無膜處理對(duì)甘薯品種根系生物學(xué)性狀的影響。

覆膜能保證甘薯苗期足夠的水分供應(yīng)，在根長、根投影面積、根表面積、根平均直徑、根體積和根鮮重等指標(biāo)上，存在淀粉型甘薯<鮮食型甘薯<色素提取型甘薯的變化趨勢(shì)，這說明在正常供水的情況下，色素提取型甘薯的根系根量更大、更粗、更長，生長得更快。而在無膜梯度干旱情況下，處理間的根長、根投影面積、根表面積、根平均直徑、根體積、根鮮重和根干重等生物學(xué)性狀均顯著降低，這與文獻(xiàn)報(bào)道的研究結(jié)果一致[5]，降低的幅度存在淀粉型甘薯<鮮食型甘薯<色素提取型甘薯的變化趨勢(shì)，這說明色素提取型甘薯可能對(duì)干旱脅迫所引起的水分虧缺更敏感；但在品種間，與淀粉型甘薯品種相比，色素提取型和鮮食型甘薯的根長和干重/鮮重比值降低，根平均直徑、根表面積和根投影面積增大。

從根系的分布來看，覆膜處理情況下，根系直徑較粗的不定根在根長、根表面積和根體積方面占優(yōu)，一旦遭遇干旱脅迫，處理間不定根的根長、根表面積和根體積顯著降低，而直徑較小的側(cè)根卻顯著增加，這可能是甘薯根系響應(yīng)干旱脅迫的一種自我調(diào)節(jié)。甘薯不定根生長的初始階段對(duì)塊根的形成和分化起決定性作用[5，19，20]。前人報(bào)道覆膜增加甘薯產(chǎn)量[13～15，18，21]，其原因之一可能是地膜保持了土壤中較高的土壤相對(duì)含水量，有利于夏薯栽插后根系分化出更多的塊根。

本研究初步摸清了夏薯發(fā)生干旱脅迫的臨界時(shí)間，分析了甘薯覆膜和干旱條件下的根系生物學(xué)性狀特征，為地膜覆蓋提高夏薯成活率、增加產(chǎn)量提供了理論支撐。下一步，需要明確在甘薯苗期根系與收獲后根系生物學(xué)性狀之間的關(guān)聯(lián)。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪寶卿，解備濤，王慶美，等. 甘薯內(nèi)源激素和化學(xué)調(diào)控研究進(jìn)展[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010，1：51-56，62.

[2]Buchanan B B，Gruissem W，Jones R L. Biochemistry and molecular biology of plant[M]. Rockville： American Society of Plant Physiologists，2000，1158-1203.

[3]江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院主編. 中國甘薯栽培學(xué)[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984，42-43.

[4]Pardales J R，Yamauchi A. Regulation of root development in sweetpotato and cassava by soil moisture during their establishment period [J]. Plant and Soil， 2003，255（1）：201-208.

[5]Villordon A Q. Characterization of lateral root development at the onset of storage root initiation in ‘Beauregard sweetpotato adventitious roots [J]. Hortscience， 2012，47（7）：961-968.

[6]Ravi V， Indira P. Anatomical studies on tuberization in sweet potato under water deficit stress and stress free conditions [J]. Tropical Root Tuber Crops，1996， 22：105-111.

[7]Zhang M S，Xie B，Tan F. Relationship between changes of endogenous hormone in sweet potato under water stress and variety drought-resistance[J]. Agricultural Sciences in China，2002，1（6）：626-630.

[8]許育彬，陳越，付增光. 甘薯的抗旱生理及栽培技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2004，22（1）：128-131.

[9]汪云，陳勝勇，李觀康，等. 甘薯抗旱性研究進(jìn)展[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011，11：35-38.

[10]李云，宋吉軒，石喬龍. 覆膜對(duì)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)， 2012，43（8）：1124-1128.

[11]王東艷. 甘薯地膜覆蓋增產(chǎn)機(jī)理及高產(chǎn)栽培技術(shù)[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2006，15（5）：112，130.

[12]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.

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

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

[15]馬志民，劉蘭服，姚海蘭，等. 不同覆膜方式對(duì)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.

[16]陳京. 抗旱性不同的甘薯品種對(duì)滲透脅迫的生理響應(yīng)[J].作物學(xué)報(bào)，1999， 25（2）：232-236.

[17]張仁和，薛吉全，浦軍，等. 干旱脅迫對(duì)玉米苗期植株生長和光合特性的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2011，37（3）：521-528.

[18]胡啟國，儲(chǔ)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.

[19]Belehu T， Hammes P S， Robbertse P J. The origin and structure of adventitious roots in sweetpotato （Ipomoea batatas）[J]. Australian Journal of Botany， 2004，52：551-558.

[20]Villordon A Q，LaBonte D R， Firon N， et al. Characterization of adventitious root development in sweetpotato[J]. Hortscience，2009，44（3）：651-655.

[21]井水華，楊淑娟，范建芝，等. 魯南丘陵地區(qū)甘薯地膜覆蓋效果試驗(yàn)[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，44（8）：61-62.山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué)2014，46（2）：52～55Shandong Agricultural Sciences

1.4數(shù)據(jù)處理

所有處理均采用5個(gè)重復(fù)的平均值，數(shù)據(jù)分析均采用Excel 2007和DPS 7.05完成。

2結(jié)果與分析

2.1地膜覆蓋對(duì)土壤水分動(dòng)態(tài)變化的影響

3討論與結(jié)論

前人研究表明，地膜覆蓋能提高土壤含水量，并在一定程度上起到了保水保墑的作用[15，18]，但尚缺乏對(duì)覆膜和無膜情況下的土壤水分動(dòng)態(tài)變化的基礎(chǔ)研究。本研究發(fā)現(xiàn)覆膜情況下，土壤相對(duì)含水量降低緩慢，澆足窩水后可以保障薯苗在20天內(nèi)不會(huì)受到干旱脅迫的影響。而梯度干旱情況下，所澆的窩水僅能保證薯苗正常生長6天左右，從輕度干旱脅迫到重度干旱脅迫的時(shí)間僅有2天左右，這說明一旦發(fā)生干旱脅迫，整個(gè)脅迫過程將是迅速的、不可逆的，如果得不到足夠的水分補(bǔ)給，干旱將嚴(yán)重影響成活率，從而引起產(chǎn)量降低。

實(shí)踐證明，通過土培和沙培的方式研究甘薯根系生長發(fā)育可操作性不強(qiáng)，在沖根的過程中側(cè)根破損、不定根斷裂較多。因此，基于覆膜和無膜處理對(duì)夏薯土壤相對(duì)含水量動(dòng)態(tài)變化影響的研究，可通過水培和PEG-6000模擬梯度干旱的方法研究覆膜和無膜處理對(duì)甘薯品種根系生物學(xué)性狀的影響。

覆膜能保證甘薯苗期足夠的水分供應(yīng)，在根長、根投影面積、根表面積、根平均直徑、根體積和根鮮重等指標(biāo)上，存在淀粉型甘薯<鮮食型甘薯<色素提取型甘薯的變化趨勢(shì)，這說明在正常供水的情況下，色素提取型甘薯的根系根量更大、更粗、更長，生長得更快。而在無膜梯度干旱情況下，處理間的根長、根投影面積、根表面積、根平均直徑、根體積、根鮮重和根干重等生物學(xué)性狀均顯著降低，這與文獻(xiàn)報(bào)道的研究結(jié)果一致[5]，降低的幅度存在淀粉型甘薯<鮮食型甘薯<色素提取型甘薯的變化趨勢(shì)，這說明色素提取型甘薯可能對(duì)干旱脅迫所引起的水分虧缺更敏感；但在品種間，與淀粉型甘薯品種相比，色素提取型和鮮食型甘薯的根長和干重/鮮重比值降低，根平均直徑、根表面積和根投影面積增大。

從根系的分布來看，覆膜處理情況下，根系直徑較粗的不定根在根長、根表面積和根體積方面占優(yōu)，一旦遭遇干旱脅迫，處理間不定根的根長、根表面積和根體積顯著降低，而直徑較小的側(cè)根卻顯著增加，這可能是甘薯根系響應(yīng)干旱脅迫的一種自我調(diào)節(jié)。甘薯不定根生長的初始階段對(duì)塊根的形成和分化起決定性作用[5，19，20]。前人報(bào)道覆膜增加甘薯產(chǎn)量[13～15，18，21]，其原因之一可能是地膜保持了土壤中較高的土壤相對(duì)含水量，有利于夏薯栽插后根系分化出更多的塊根。

本研究初步摸清了夏薯發(fā)生干旱脅迫的臨界時(shí)間，分析了甘薯覆膜和干旱條件下的根系生物學(xué)性狀特征，為地膜覆蓋提高夏薯成活率、增加產(chǎn)量提供了理論支撐。下一步，需要明確在甘薯苗期根系與收獲后根系生物學(xué)性狀之間的關(guān)聯(lián)。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪寶卿，解備濤，王慶美，等. 甘薯內(nèi)源激素和化學(xué)調(diào)控研究進(jìn)展[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010，1：51-56，62.

[2]Buchanan B B，Gruissem W，Jones R L. Biochemistry and molecular biology of plant[M]. Rockville： American Society of Plant Physiologists，2000，1158-1203.

[3]江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院主編. 中國甘薯栽培學(xué)[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984，42-43.

[4]Pardales J R，Yamauchi A. Regulation of root development in sweetpotato and cassava by soil moisture during their establishment period [J]. Plant and Soil， 2003，255（1）：201-208.

[5]Villordon A Q. Characterization of lateral root development at the onset of storage root initiation in ‘Beauregard sweetpotato adventitious roots [J]. Hortscience， 2012，47（7）：961-968.

[6]Ravi V， Indira P. Anatomical studies on tuberization in sweet potato under water deficit stress and stress free conditions [J]. Tropical Root Tuber Crops，1996， 22：105-111.

[7]Zhang M S，Xie B，Tan F. Relationship between changes of endogenous hormone in sweet potato under water stress and variety drought-resistance[J]. Agricultural Sciences in China，2002，1（6）：626-630.

[8]許育彬，陳越，付增光. 甘薯的抗旱生理及栽培技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2004，22（1）：128-131.

[9]汪云，陳勝勇，李觀康，等. 甘薯抗旱性研究進(jìn)展[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011，11：35-38.

[10]李云，宋吉軒，石喬龍. 覆膜對(duì)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)， 2012，43（8）：1124-1128.

[11]王東艷. 甘薯地膜覆蓋增產(chǎn)機(jī)理及高產(chǎn)栽培技術(shù)[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2006，15（5）：112，130.

[12]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.

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

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

[15]馬志民，劉蘭服，姚海蘭，等. 不同覆膜方式對(duì)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.

[16]陳京. 抗旱性不同的甘薯品種對(duì)滲透脅迫的生理響應(yīng)[J].作物學(xué)報(bào)，1999， 25（2）：232-236.

[17]張仁和，薛吉全，浦軍，等. 干旱脅迫對(duì)玉米苗期植株生長和光合特性的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2011，37（3）：521-528.

[18]胡啟國，儲(chǔ)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.

[19]Belehu T， Hammes P S， Robbertse P J. The origin and structure of adventitious roots in sweetpotato （Ipomoea batatas）[J]. Australian Journal of Botany， 2004，52：551-558.

[20]Villordon A Q，LaBonte D R， Firon N， et al. Characterization of adventitious root development in sweetpotato[J]. Hortscience，2009，44（3）：651-655.

[21]井水華，楊淑娟，范建芝，等. 魯南丘陵地區(qū)甘薯地膜覆蓋效果試驗(yàn)[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，44（8）：61-62.山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué)2014，46（2）：52～55Shandong Agricultural Sciences

1.4數(shù)據(jù)處理

所有處理均采用5個(gè)重復(fù)的平均值，數(shù)據(jù)分析均采用Excel 2007和DPS 7.05完成。

2結(jié)果與分析

2.1地膜覆蓋對(duì)土壤水分動(dòng)態(tài)變化的影響

3討論與結(jié)論

前人研究表明，地膜覆蓋能提高土壤含水量，并在一定程度上起到了保水保墑的作用[15，18]，但尚缺乏對(duì)覆膜和無膜情況下的土壤水分動(dòng)態(tài)變化的基礎(chǔ)研究。本研究發(fā)現(xiàn)覆膜情況下，土壤相對(duì)含水量降低緩慢，澆足窩水后可以保障薯苗在20天內(nèi)不會(huì)受到干旱脅迫的影響。而梯度干旱情況下，所澆的窩水僅能保證薯苗正常生長6天左右，從輕度干旱脅迫到重度干旱脅迫的時(shí)間僅有2天左右，這說明一旦發(fā)生干旱脅迫，整個(gè)脅迫過程將是迅速的、不可逆的，如果得不到足夠的水分補(bǔ)給，干旱將嚴(yán)重影響成活率，從而引起產(chǎn)量降低。

實(shí)踐證明，通過土培和沙培的方式研究甘薯根系生長發(fā)育可操作性不強(qiáng)，在沖根的過程中側(cè)根破損、不定根斷裂較多。因此，基于覆膜和無膜處理對(duì)夏薯土壤相對(duì)含水量動(dòng)態(tài)變化影響的研究，可通過水培和PEG-6000模擬梯度干旱的方法研究覆膜和無膜處理對(duì)甘薯品種根系生物學(xué)性狀的影響。

覆膜能保證甘薯苗期足夠的水分供應(yīng)，在根長、根投影面積、根表面積、根平均直徑、根體積和根鮮重等指標(biāo)上，存在淀粉型甘薯<鮮食型甘薯<色素提取型甘薯的變化趨勢(shì)，這說明在正常供水的情況下，色素提取型甘薯的根系根量更大、更粗、更長，生長得更快。而在無膜梯度干旱情況下，處理間的根長、根投影面積、根表面積、根平均直徑、根體積、根鮮重和根干重等生物學(xué)性狀均顯著降低，這與文獻(xiàn)報(bào)道的研究結(jié)果一致[5]，降低的幅度存在淀粉型甘薯<鮮食型甘薯<色素提取型甘薯的變化趨勢(shì)，這說明色素提取型甘薯可能對(duì)干旱脅迫所引起的水分虧缺更敏感；但在品種間，與淀粉型甘薯品種相比，色素提取型和鮮食型甘薯的根長和干重/鮮重比值降低，根平均直徑、根表面積和根投影面積增大。

從根系的分布來看，覆膜處理情況下，根系直徑較粗的不定根在根長、根表面積和根體積方面占優(yōu)，一旦遭遇干旱脅迫，處理間不定根的根長、根表面積和根體積顯著降低，而直徑較小的側(cè)根卻顯著增加，這可能是甘薯根系響應(yīng)干旱脅迫的一種自我調(diào)節(jié)。甘薯不定根生長的初始階段對(duì)塊根的形成和分化起決定性作用[5，19，20]。前人報(bào)道覆膜增加甘薯產(chǎn)量[13～15，18，21]，其原因之一可能是地膜保持了土壤中較高的土壤相對(duì)含水量，有利于夏薯栽插后根系分化出更多的塊根。

本研究初步摸清了夏薯發(fā)生干旱脅迫的臨界時(shí)間，分析了甘薯覆膜和干旱條件下的根系生物學(xué)性狀特征，為地膜覆蓋提高夏薯成活率、增加產(chǎn)量提供了理論支撐。下一步，需要明確在甘薯苗期根系與收獲后根系生物學(xué)性狀之間的關(guān)聯(lián)。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪寶卿，解備濤，王慶美，等. 甘薯內(nèi)源激素和化學(xué)調(diào)控研究進(jìn)展[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010，1：51-56，62.

[2]Buchanan B B，Gruissem W，Jones R L. Biochemistry and molecular biology of plant[M]. Rockville： American Society of Plant Physiologists，2000，1158-1203.

[3]江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院主編. 中國甘薯栽培學(xué)[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984，42-43.

[4]Pardales J R，Yamauchi A. Regulation of root development in sweetpotato and cassava by soil moisture during their establishment period [J]. Plant and Soil， 2003，255（1）：201-208.

[5]Villordon A Q. Characterization of lateral root development at the onset of storage root initiation in ‘Beauregard sweetpotato adventitious roots [J]. Hortscience， 2012，47（7）：961-968.

[6]Ravi V， Indira P. Anatomical studies on tuberization in sweet potato under water deficit stress and stress free conditions [J]. Tropical Root Tuber Crops，1996， 22：105-111.

[7]Zhang M S，Xie B，Tan F. Relationship between changes of endogenous hormone in sweet potato under water stress and variety drought-resistance[J]. Agricultural Sciences in China，2002，1（6）：626-630.

[8]許育彬，陳越，付增光. 甘薯的抗旱生理及栽培技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2004，22（1）：128-131.

[9]汪云，陳勝勇，李觀康，等. 甘薯抗旱性研究進(jìn)展[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011，11：35-38.

[10]李云，宋吉軒，石喬龍. 覆膜對(duì)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)， 2012，43（8）：1124-1128.

[11]王東艷. 甘薯地膜覆蓋增產(chǎn)機(jī)理及高產(chǎn)栽培技術(shù)[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2006，15（5）：112，130.

[12]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.

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

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

[15]馬志民，劉蘭服，姚海蘭，等. 不同覆膜方式對(duì)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.

[16]陳京. 抗旱性不同的甘薯品種對(duì)滲透脅迫的生理響應(yīng)[J].作物學(xué)報(bào)，1999， 25（2）：232-236.

[17]張仁和，薛吉全，浦軍，等. 干旱脅迫對(duì)玉米苗期植株生長和光合特性的影響[J]. 作物學(xué)報(bào)，2011，37（3）：521-528.

[18]胡啟國，儲(chǔ)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.

[19]Belehu T， Hammes P S， Robbertse P J. The origin and structure of adventitious roots in sweetpotato （Ipomoea batatas）[J]. Australian Journal of Botany， 2004，52：551-558.

[20]Villordon A Q，LaBonte D R， Firon N， et al. Characterization of adventitious root development in sweetpotato[J]. Hortscience，2009，44（3）：651-655.

[21]井水華，楊淑娟，范建芝，等. 魯南丘陵地區(qū)甘薯地膜覆蓋效果試驗(yàn)[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，44（8）：61-62.山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué)2014，46（2）：52～55Shandong Agricultural Sciences