地膜覆蓋對甘薯地土壤含水量及土層溫度的影響

劉莉莎++唐明雙++黃迎冬++何素蘭++楊洪康++周全盧++王梅++張玉娟++李東波++李勝

摘要：四川丘陵地區利用透明膜、黑膜覆蓋進行甘薯栽培，在甘薯的整個生育時期，分別對0～10、10～20、20～30 cm土層的土壤含水量、土壤溫度變化進行實時監測。結果顯示，透明膜和黑膜覆蓋的平均含水量均比對照低10%以上，雨后的土壤含水量也比對照低10%左右。對分布整個生育的50 d的土壤溫度的檢測結果表明，透明膜覆蓋的處理比對照的平均土溫高1 ℃，黑膜覆蓋處理比對照高1.8 ℃；在08：00—14：00，透明膜和黑膜覆蓋處理0～10 cm土層的溫度變化幅度較對照高20%以上，10～20 cm土層以黑膜覆蓋的溫度變化幅度最大，其次為透明膜覆蓋。而對照10～30 cm土層的溫度變化幅度最小。研究結果表明，地膜覆蓋在春季雨水較多的年份可以通過增加地表徑流的方式有效降低土壤含水量；地膜覆蓋，特別是黑膜覆蓋，在08：00—14：00能有效提高0～30 cm土層的土壤溫度，有利于甘薯根系的早期發育，促進甘薯植株的生長，有利于產量提高和提前收獲。

關鍵詞：甘薯；地膜覆蓋；土壤含水量；土層溫度

中圖分類號： S531.04文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）09-0076-03

甘薯是我國僅次于水稻、小麥和玉米的第4大糧食作物，在四川種植歷史悠久，種植面積大。四川地形以丘陵山地為主，水利建設滯后，排灌不便，并且四川丘陵地區旱澇交替的極端氣候多，降雨集中；四川農業生產普遍受到低溫、干旱、持續陰雨天氣的影響。特別是早春低溫、夏季持續伏旱、秋季持續降雨對甘薯生產的影響最大。

土壤狀況深刻影響著作物生長發育、土壤中水鹽運移、生物的數量與活性、農田溫室氣體排放、土壤碳平衡等的重要因素。劉春卿等2007年的研究表明，合適的土壤濕度有利于保持穩定，且適宜的土壤水鹽運動活躍度有利于作物對營養物質的吸收和利用[1]。陳書濤等2012年的研究表明，土壤的水分條件適宜的情況下，呼吸底物的擴散不受土壤水分的限制，土壤微生物活性也較強，因而此時土壤呼吸的溫度敏感性較高[2]。[JP3]通常土壤含水量在20%～25%范圍內較適宜。陳錫時等1998年的研究表明棕壤長期覆膜種植玉米，土壤表層微生物數量增多，細菌、放線菌和真菌分別增加22.6%、293%、19.7%[3]。

為了探討地膜覆蓋對甘薯地土壤含水量和土層溫度的影響，進行了甘薯覆黑膜、透明膜、不覆膜的對比試驗，對甘薯生長期內土壤溫濕度進行定點實時連續監測，尋找有利于甘薯產量形成、緩解早春低溫和多雨的最優覆膜方式。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1植物材料甘薯品種西成薯007由筆者所在單位育成并提供。

1.1.2覆蓋材料供試地膜分別為黑色地膜、透明地膜，地膜規格為寬100 cm，厚0.04 mm。

1.2試驗方法

試驗于2013年3—10月，在四川省南充市農科院瀠溪基地進行，試驗采用隨機區組設計，設3次重復。甘薯插栽后進行黑膜覆蓋、透明膜覆蓋和不覆膜處理，每個小區長5 m，寬 4 m，面積為20 m2，6壟區，每壟栽插20株，密度為60 000 株/hm2。6月4日移栽并覆膜，10月22日收獲。根據土壤肥力情況，合理施用底肥，翻耕均勻，確保土壤肥力均勻一致。

1.3土壤溫濕度數據的采集

利用托普牌便攜式農業環境監測儀于5月31日至6月9日、6月29日至7月8日、7月28日至8月6日、8月26日至9月4日、9月24日至10月3日采集土壤溫度數據，分別對 0～10、10～20、20～30 cm土層的土壤溫度變化進行實時監測。分別在栽后30、60、90、120 d及收獲時利用環刀法測定土壤含水量。

2結果與分析

2.1不同覆膜處理對甘薯整個生育期土壤含水量的影響

覆膜處理地膜覆蓋可以有效降低各土層土壤的含水量（表1）。在甘薯整個生育期，覆蓋地膜處理的土壤在0～20 cm土層的平均含水量均低于對照10%左右，而透明膜覆蓋的20～30 cm土層的平均含水量低于對照21.2%，黑膜覆蓋的20～30 cm土層的平均含水量低于對照29.2%?？梢姷啬じ采w可以有效降低多雨年份的土壤含水量，特別是降低 20～30 cm 土層的含水量，有利于增加甘薯根際土壤的透氣性，保證作物的正常生長。同時覆膜顯著降低了土壤表層的濕度梯度，維持了根際土壤性狀的均一性。

2.2不同覆膜處理對雨后土壤含水量的影響

雨后2 d各處理平均含水量均高于生育期平均含水量，其中不覆膜處理的土壤平均含水量最高，其次為透明膜覆蓋，而黑膜覆蓋的平均含水量明顯低于對照，比對照降低163%，同時明顯低于透明膜覆蓋處理（表2）。這可能是因為黑膜覆蓋在降雨前的土層含水量較小，所以降雨后土壤含水量依然低于透明膜覆蓋的處理。同時，覆膜處理條件下大部分雨水以地表徑流的形式排出，使土壤在多雨季節能保持較低的土壤濕度。

2.3不同覆膜處理對土層積溫的影響

50 d追蹤監測各處理土溫結果表明，地膜覆蓋可明顯提高表層土壤的積溫和平均溫度，其中透明膜覆蓋平均溫度較對照增加1.0 ℃，黑膜覆蓋平均溫度較對照增加1.8 ℃。3個處理

2.4不同覆膜處理對不同土層土壤溫度日變化幅度的影響

黑膜覆蓋處理的各土層溫差均大于其他處理，黑膜覆蓋處理的0～10 cm土層的平均日溫差最大，達到4.27 ℃；其次為透明膜覆蓋處理，為4.15 ℃；不覆膜的溫差最小，為 3.37 ℃。同時，3個處理的0～10 cm溫度變化幅度最大，10～20 cm處溫度日變化幅度均較小，2種覆膜方式之間差別不大（圖1）。

2.5不同覆膜處理對雨（中雨）后土壤溫度變化的影響

降雨24 h后，覆蓋薄膜的2個處理溫度降幅均大于對照，主要原因是降雨前覆膜處理溫度明顯高于對照，而降雨后，表層土壤溫度均接近25 ℃。0～10 cm處降雨引起土溫降低最明顯的是黑膜覆蓋的處理，其次為透明膜。而10～20 cm 和20～30 cm處黑膜覆蓋與透明膜覆蓋的溫度下降比較接近，均大于不覆膜處理的下降幅度（圖2）。

2.6不同覆膜處理對雨后晴天土壤溫度變化的影響

雨后晴天0～10 cm土層地溫上升最明顯的是覆蓋黑膜處理；10～20 cm土層上升最快的為透明膜覆蓋的處理；而不覆膜處理除表層土溫有一定幅度上升外， 10～30 cm 土層溫度上升都非常緩慢（圖3）。

2.7不同覆膜方式對甘薯產量的影響

黑膜處理的鮮薯產量最高，比對照高31.5%；而透明膜處[CM（25]理的薯干產量最高，比對照高40.1%。二者均極顯著高于對照（表4），說明黑色地膜和透明地膜覆蓋處理均可以極顯著提高甘薯的鮮薯產量和薯干產量。

3結論與討論

覆膜處理在低溫多雨年份可改善甘薯的根際土壤條件。表層土壤是土壤與大氣熱量交換的界面，也是甘薯根系分布的主要區域，土壤表層的溫度穩定對甘薯的生長至關重要。

覆蓋黑膜處理可以提高0～30 cm土層平均溫度1.8 ℃，覆蓋透明膜處理可以提高0～30 cm土層平均溫度1.0 ℃。黑膜的增溫效應高于透明膜，同時對土壤表層增溫最明顯。這同蘭孟焦等的研究結果一致：透明膜、黑膜覆蓋處理下，壟內不同層次地溫均比不覆膜處理高；距離壟面越近的土層，覆膜后溫度增加得越多；隨著土層加深，地膜覆蓋增溫效應減弱[4]。

在遇到降雨量較大、氣溫下降明顯的情況下，24 h后，薄膜覆蓋的保溫作用不明顯?？赡茉蚴堑蜏赜晁ㄟ^薄膜開口迅速進入膜下土壤，使0～20 cm土壤溫度迅速下降至接近氣溫的水平。

雨后晴天，覆蓋透明膜處理各土層平均溫度上升最明顯，而覆蓋黑膜的土壤表面溫度上升最快，均明顯高于對照。說明在光照條件好的情況下，薄膜覆蓋對于甘薯壟內土壤的升溫作用明顯。綜合來看，透明膜覆蓋溫度上升較快，且有利于10 cm以下土層溫度的上升。黑膜覆蓋的表層土壤溫度上升最快，是由于其吸熱快，紅外輻射使表層土壤快速升溫，但是向下的熱傳遞能力弱；而透明膜覆蓋處理陽光對膜下空氣的加熱效應強，熱量更易于向下擴散。

薄膜覆蓋可以有效降低0～30 cm土層的土壤含水量。在多雨的年份，薄膜覆蓋能有效增加地表徑流，降低膜下土壤濕度，有利于減輕病害的發生，提高甘薯根系的呼吸作用，維持甘薯的正常生長。收獲前，保持較低的土壤濕度，有利于甘薯的收獲，提高甘薯的干率和耐貯性。本研究結果與江燕等的研究結果[5]不一致，他們發現對照的土壤含水量較高的原因可能是受早期溫度低、營養生長量小的影響，消耗的水分少，而薄膜覆蓋處理因為營養生長量大、耗水量多，所以也會相對降低膜下土壤的含水量。

肖利貞等研究表明，甘薯生長前期土壤含水量在18%～22%之間，后期含水量在15.5%～18%之間，較利于甘薯產量的提高[6]。從各處理甘薯的產量結果來看，與李雪英等的研究結果[7]一致。

從本試驗的3個處理的含水量數據來看，黑膜覆蓋處理的土壤含水量處于較適宜的范圍。綜合考慮產量水平和雜草防控等因素，黑膜覆蓋是較優的選擇。

參考文獻：

[1]劉春卿，楊勁松，陳小兵，等. 滴灌流量對土壤水鹽運移及再分布的作用規律研究[J]. 土壤學報，2007，44（6）：1016-1021

[2]陳書濤，張勇，胡正華，等. 臭氧濃度升高與土壤濕度對農田土壤微生物呼吸溫度敏感性的影響[J]. 環境科學，2012， 33（5）：1476-1483

[3]陳錫時，郭樹凡，汪景寬，等. 地膜覆蓋栽培對土壤微生物種群和生物活性的影響[J]. 應用生態學報，1998，9（4）：435-439

[4]蘭孟焦，吳問勝，潘浩，等. 不同地膜覆蓋對土壤溫度和甘薯產量的影響[J]. 江蘇農業科學，2015，43（1）：104-105.

[5]江燕，史春余，王振振，等. 地膜覆蓋對耕層土壤溫度水分和甘薯產量的影響[J]. 中國生態農業學報，2014，22（6）：627-634.

[6]肖利貞，王暢，金先春，等. 土壤水分對甘薯生態生理的影響[J]. 河南農業科學，1989，4（3）：5-6.

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