不同膜色及覆膜方式對旱地馬鈴薯生長的影響

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.內蒙古農業廳馬鈴薯繁育中心，內蒙古呼和浩特010031；2.內蒙古正豐馬鈴薯種業股份有限公司，內蒙古呼和浩特010031）

內蒙古自治區是中國馬鈴薯主產區之一，馬鈴薯播種面積居全國第一。在內蒙古察哈爾右翼中旗進行不同膜色、覆蓋方式對馬鈴薯產量效應等研究。結果表明，蓄水保墑水能力與覆膜方式有關，與膜色并無相關關系；平抑低溫變化方面，黑色膜比白色膜作用強，適應馬鈴薯栽培；覆膜會有助于馬鈴薯主莖數和結薯數的增加；覆膜種植能提高馬鈴薯的產量，全覆黑膜增產效果更加明顯。

馬鈴薯；旱地；覆膜方式；白色地膜；黑色地膜

干旱不僅是內蒙古自治區的問題，而且還是世界性的問題。根據調查顯示，干旱所造成的產量損失是其他因素所造成產量損失的總和［1］。內蒙古自治區疆域遼闊，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，適于馬鈴薯生長發育，是中國馬鈴薯的主要產地。但內蒙古自治區是典型的半干旱農業區，水資源成為農業生產的主要限制因素，如何應用集水、蓄水和保水措施來提高作物生產力，是提高該區農業生產力的關鍵。地膜覆蓋技術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展，尤其在干旱半干旱地區發揮了重要作用，成為了重要的農業增產措施［2］。地膜覆蓋可以很好的抑制土壤水分蒸發，是農田覆蓋中使用最廣泛的技術，在旱作農業增產和節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，植株地上部干物質含量、塊莖產量、商品薯率顯著提高，增產增效效果顯著。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，增產增收效果顯著。與全膜覆蓋相比較，半膜覆蓋的增產和節水效果不足。高應平［8］研究表明，不同覆膜方式對馬鈴薯的產量影響極為不同，全膜覆蓋相比于半膜覆蓋增產18.3%，相比露地穴播增產35.3%。地膜覆蓋是節水農業的有效措施之一，不僅可以改變作物耗水模式，減少前期土壤蒸發，增加后期植株蒸騰，促進干物質積累，增加農作物產量［9-11］，而且能有效利用自然降水。內蒙古自治區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量潛力，研究了不同膜色、覆蓋方式對馬鈴薯干物質積累和產量的影響。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗設在察哈爾右翼中旗（簡稱察右中旗），位于內蒙古自治區中部的陰山北麓，歸烏蘭察布市管轄。地理位置在東經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，小區面積為5.0 N 4.4 m，區組間距70 cm，小區間距50 cm，周邊留有120 cm的保護行，3次重復，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時的干物質量。

（5）產量及產量性狀測定：產量按小區單收計產。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；只要薯塊出現綠色，不管面積多大均記為綠薯。

2　結果與分析

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。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，所以導致上述結果（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。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。主莖數和結薯數全覆黑膜最高，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和結薯數的增加。

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。結薯數以及大薯數量全覆黑膜最高。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量的影響

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

表4　不同處理馬鈴薯塊莖產量Table 4 Tuber yield of different treatments

3　討論

在半干旱地區如何提高馬鈴薯的產量一直以來是人們關注的首要問題，近年來隨著全膜雙壟溝播與壟播技術的應用，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構和理化性質的改變，對根系吸收土壤養分和水分造成嚴重影響，容易使植物出現早衰癥狀［12］。全覆黑膜單株結薯數高，水分利用率高。蓄水保墑水能力與覆膜方式有關，與膜色并無相關關系；在平抑低溫變化方面，黑色膜比白色膜作用強，適應馬鈴薯栽培；覆膜有助于馬鈴薯主莖數和結薯數的增加；因此，覆膜種植能提高馬鈴薯的產量，全覆黑膜增產效果更加明顯。

［1］范敏，金黎平，劉慶昌，等.馬鈴薯抗旱機理及其相關研究進展［J］.中國馬鈴薯，2006，20（2）：101-106.

［2］張德奇，廖允成，賈志寬.旱區地膜覆蓋技術的研究進展及發展前景［J］.干旱地區農業研究，2005，23（1）：208-213.

［3］盧桂山.不同海拔高度覆膜種植馬鈴薯的增產效應［J］.馬鈴薯雜志，1998，13（3）：173-174.

［4］劉富強，張志芳，云庭，等.旱地地膜覆蓋對馬鈴薯產量及商品薯率的影響［J］.內蒙古農業科技，2005，23（1）：208-213.

［5］閆志山，楊驥，范有君，等.覆膜與直播早熟馬鈴薯不同耕層的地溫測定［J］.黑龍江農業科技，2007（2）：18-20.

［6］晉小軍，李國琴，潘榮輝.甘肅高寒陰濕地區地膜覆蓋對馬鈴薯的影響［J］.中國馬鈴薯，2004，18（4）：206-210.

［7］杜瑞霞.臨夏州旱地馬鈴薯雙壟溝覆膜栽培試驗結果初報［J］.甘肅農業，2006（8）：230-231.

［8］高應平.覆膜方式對馬鈴薯產量的影響［J］.甘肅農業科技，2009（9）：29-31.

［9］Wang C R，Tian X H，Li S X.Effects ofplastic sheet-mulching on ridge for rainwater-harvesting cultivation on WUE and yield of winter wheat［J］.Scientia Agricultura Sinica，2004，37（2）：208-214.

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［11］Li L L，Qin S H.Yield and water use efficiency of wheat/corn compound colony under supplementary irrigation with catchment rainfall［J］.Agricultural Research in the Arid Areas，2005，23（6）：38-41.

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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

內蒙古自治區科技重大專項項目“馬鈴薯高效栽培技術體系研究與集成示范”；公益性行業科研專項“馬鈴薯滴灌條件下需水需肥規律研究與示范”（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。