不同覆膜集雨方式對馬鈴薯生長發育的影響

余幫強+張國輝+吳林科

摘要：通過設置不同的覆膜壟面和壟溝寬度比例，研究不同覆膜集雨方式對馬鈴薯生長發育的影響，結果表明，不同覆膜集雨方式均對馬鈴薯株高、葉綠素值、干物質含量、塊莖產量、商品薯率有顯著影響，影響程度依次表現為 M50G20 處理>M60G10處理>M40G30處理>CK。其中M50G20處理集雨效果最好，不同生育期均顯著提高了馬鈴薯的株高、葉片葉綠素含量、干物質積累量，馬鈴薯產量、商品薯率分別比CK提高48.1%、21.0%。

關鍵詞：覆膜集雨方式；馬鈴薯；生長發育；影響

中圖分類號： S532.04 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0136-03

馬鈴薯是寧夏南部山區的一種重要作物，種植面積占該區作物播種面積50%以上，當地農民收入的1/4來自馬鈴薯，為農民增收致富和當地社會穩定起著關鍵作用[1]。然而，該地區是典型的雨養農業區，干旱少雨，十年九旱，年降水量為291～415 mm，同時缺乏有效的灌溉條件，且蒸發量大，降水一方面集中在少數幾次降雨過程，另一方面小于5 mm的無效降水多，導致徑流損失與蒸發損失，水分供應不足和水分利用效率低成為影響寧夏南部山區馬鈴薯產量的主要因子，因此，改善水分供應和提高水分利用效率乃是該地區馬鈴薯生產發展的最佳途徑。

寧夏南部山區90%以上的馬鈴薯都是旱地栽培，自然降水是該地區馬鈴薯水分的主要來源，旱地土壤水分有效供應是馬鈴薯獲得高產的重要前提，研究表明，馬鈴薯產量在豐水年較枯水年提高45%以上[2]。如何應用集水、蓄水、保水措施來挖掘現有降水的最大生產潛力，是解決馬鈴薯關鍵生育期缺水影響產量提高的關鍵[3-5]。提高降水利用率有多種途徑，直接抑制水分蒸發是重要途徑之一。地膜覆蓋能明顯減少土壤水分蒸發及集5 mm以下的無效降雨為有效降水，從而提高降水利用率[6-7]，地膜覆蓋還可以增加土壤溫度[8]，地膜覆蓋被公認為是對促進作物增產貢獻最大的栽培技術要素之一。地膜覆蓋技術始于日本，1978年引入中國后迅速發展，尤其在干旱半干旱地區得到廣泛應用，并成為重要的農業增產技術手段之一[9]。近年來，各項地膜栽培技術也廣泛應用于馬鈴薯的生產中，并取得了成功。由于寧夏南部山區獨特的氣候、土壤和主栽品種的差異，本試驗根據當地實際情況，設置了不同的覆膜集雨方式，研究不同覆膜集雨方式對馬鈴薯生長發育的影響，以期為篩選該地區最佳的馬鈴薯覆膜集雨方式提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區基本概況

試驗于2015年4—10月在寧夏農林科學院固原分院頭營科研基地開展，基地位于我國黃土高原丘陵溝壑區。地處106°44′E，36°10′N，海撥1 550 m。年降水量291～415 mm，屬半干旱半濕潤地區。供試土壤為黃綿土，有機質含量2.8%，堿解氮47.2 mg/kg，速效磷8.1 mg/kg，速效鉀178.6 mg/kg，pH值6.8，土壤條件非常適合馬鈴薯生長。

1.2 試驗設計及田間管理

供試品種為當地馬鈴薯主栽品種寧薯14號。本試驗采用單因素4水平隨機區組設計，試驗共設4個處理：（1）不設集雨壟面（CK）；（2）集雨壟面寬40 cm，壟溝寬30 cm（M40G30）；（3）集雨壟面寬50 cm，壟溝寬20 cm（M50G20）；（4）集雨壟面寬60 cm，壟溝寬10 cm（M60G10）。除CK為露地平種壟作種植方式外，其他處理的種植方式均為在壟溝內露地種1行。集雨壟高20 cm，株距33 cm，行距70 cm，密度為 43 500株/hm2，小區面積42 m2，重復4次。

試驗統一施馬鈴薯專用復合肥300 kg/hm2、有機肥 30 t/hm2 作基肥。人工穴播方式播種， 6行區種植。4月19日播種，5月20日出苗，6月11日現蕾，6月28日開花，9月22日收獲。試驗期間不進行人工補水，人工除草4次，培土起壟2次，防治馬鈴薯晚疫病4次。

1.3 測定指標及方法

分別于苗期、蕾期、花期、成熟期在每個小區隨機選取植株5株，采用米尺測量地面至植株頂端的高度，利用SPAD-s502葉綠素儀測定葉綠素SPAD值；于105 ℃殺青0.5 h，80 ℃烘干至恒質量，測定馬鈴薯不同生育期干物質積累量；成熟期各小區全區進行收獲計塊莖產量。收獲時每個小區取3個點，每點挖取10株，分別稱量10株的塊莖質量和商品薯（75 g以上的塊莖）的質量，計算商品薯率。

1.4 統計與分析

試驗數據采用Excel 2003計算處理，方差分析采用Duncans新復極差法多重比較由DPS 7.05數據統計軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同覆膜集雨方式對株高的影響

從表1可以看出，隨著馬鈴薯生育期延長，株高也顯著增高，不同處理對馬鈴薯株高影響均達顯著差異，不同生育期馬鈴薯株高依次表現為：M50G20處理>M60G10處理>M40G30處理>CK。具體表現為：苗期M50G20、M60G10、M40G30處理與CK差異顯著；蕾期M50G20處理與M60G10、M40G30處理差異顯著，M60G10與M40G30處理間差異不顯著；花期不同處理間均差異顯著；成熟期M50G20與其他處理差異顯著，M60G10、M40G30處理間差異不顯著。表明不同生育期，不同覆膜集雨方式均能顯著增加馬鈴薯株高，M50G20處理增加株高的效果最為顯著。

2.2 不同覆膜集雨方式對葉綠素SPAD值的影響

葉綠素是植物葉片的主要光合色素，葉綠素含量是植物生理研究中的重要指標[10-11]。馬鈴薯葉綠素含量高低影響馬鈴薯產量和品質的形成。SPAD-s502葉綠素儀是一種輕便的葉綠素檢測儀，帶到田間直接測定葉綠素含量可以較好反映植物葉片上葉綠素的濃度[12]。

從圖1可以看出，隨著生育期的延長，馬鈴薯葉綠素SPAD值也逐漸增高，花期過后又開始逐漸降低。苗期不同處理間差異不顯著；蕾期M50G20處理葉綠素SPAD值最高，比CK高16.2%，且與M40G30、M60G10處理差異顯著；花期不同處理與對照差異顯著，M50G20、M60G10、M40G30處理分別比CK高19.5%、12.5%、7.8%；成熟期M50G20處理葉綠素SPAD值最高，比CK高37.8%，M60G10、M40G30處理間差異不顯著，但均與CK差異顯著。表明除苗期外，不同覆膜集雨方式對馬鈴薯葉綠素SPAD值均有顯著影響，其中M50G20處理影響最為顯著。

2.3 不同覆膜集雨方式對干物質積累的影響

干物質是作物光合作用產物的最高形式，其積累和分配與作物經濟產量有密切的關系，眾多研究認為，作物產量實質上通過光合作用直接或間接形成的，并取決于光合產物的積累與分配[13-14]。

從圖2可以看出，隨著生育期的延長，馬鈴薯干物質也逐漸積累增加，特別是在蕾期過后干物質積累量和積累速度迅速變快。不同覆膜集雨方式均對干物質積累有顯著影響，在不同生育期均與CK差異顯著。具體表現為：苗期M50G20、M60G10、M40G30處理單株干物質分別比CK高26.1%、21.7%、19.6%；蕾期M50G20、M60G10、M40G30處理單株干物質分別比CK高72.0%、44.8%、27.3%；花期M50G20、M60G10、M40G30處理單株干物質分別比CK高40.1%、25.3%、16.6%；成熟期M50G20、M60G10、M40G30處理單株干物質分別比CK高30.3%、20.3%、14.8%。表明不同生育期，不同覆膜集雨方式對馬鈴薯干物質積累均有顯著影響，其中M50G20處理干物質最高，積累速度最快，影響效果最為明顯。

2.4 不同覆膜集雨方式對塊莖產量的影響

從圖3可以看出，不同覆膜集雨方式對馬鈴薯塊莖均有顯著的增產效果，產量均與CK差異顯著，M50G20、M60G10、M40G30處理分別比CK增產48.1%、34.9%、18.9%。其中，M50G20處理產量最高，達31.4 t/hm2，分別比M60G10、M40G30處理增產9.7%、24.6%，與M60G10、M40G30處理產量差異顯著。M60G10處理比M40G30處理增產13.5%，差異顯著。表明 M50G20 處理對產量影響最大，增產效果最好。

2.5 不同覆膜集雨方式對商品薯率的影響

從圖4可以看出，不同覆膜集雨方式對馬鈴薯商品薯率均有顯著影響。M50G20、M60G10、M40G30處理商品薯率分別比CK增加21.0%、16.1%、11.9%，均與CK差異顯著。其中，

M50G20處理商品薯率最高，達89.2%，分別比M60G10、M40G30處理商品薯率高4.2%、8.1%， 與M60G10、M40G30處理差異顯著。表明M50G20對馬鈴薯商品薯率的影響最大，能明顯提高馬鈴薯的商品性和商品利用價值。

3 結論與討論

干旱問題是長期以來制約半干旱地區農業可持續發展的主要因素[15-16]，由于半干旱地區以雨養農業為主，降水是土壤水庫存水的唯一來源，科學“蓄住天上水，保住地里墑，用好用活天然降水”，是旱作農業生產的根本出路和途徑[17]。而在旱作農業區推廣溝壟覆膜栽培已成為提高作物產量和增加經濟效益的主要措施之一。高世銘等研究表明，通過溝壟覆膜種植產量和水分利用效率分別提高39%～58.38%和8.46%～67.97%[18]。劉世明通過溝壟覆膜對馬鈴薯增產機理研究也表明，地膜覆蓋比一般露地栽培溫度高3.5 ℃，水分的利用率提高82%，馬鈴薯提早成熟15 d[17]，主要原因是在半干旱區通過地膜覆蓋處理可以改善馬鈴薯生長發育的微環境，促進植株的生長發育與產量的提高。研究表明，在黃土高原半干旱地區壟溝覆膜集雨能提高作物的產量，還可以提高降雨的水分利用效率，主要原因是壟面覆蓋地膜的集雨、保墑、增溫效應[19-21]。

本試驗通過設置不同的覆膜壟面、壟溝寬度比例，分析不同覆膜集雨方式對馬鈴薯生長發育的影響。試驗結果表明，不同覆膜集雨方式均對馬鈴薯株高、葉綠素SPAD值、干物質量、塊莖產量、商品薯率有顯著影響，不同覆膜集雨方式整體影響依次表現為M50G20處理>M60G10處理>M40G30處理。不同覆膜方式均有一定的集雨效果，其中M50G20方式的集雨效果最好。原因是M50G20能夠最有效地減少土壤水分蒸發，最大程度地把無效降水轉為有效降水，從而提高了水分利用效率。本試驗結果為2015年試驗數據，由于該地區降水時空分布不均勻，還需要進一步進行試驗驗證。

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