不同顏色地膜對春播馬鈴薯生長發(fā)育的影響

王清偉，姜洪新，劉訓(xùn)龍，曹 嬙，蔡興奎

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部馬鈴薯生物學(xué)與生物技術(shù)重點實驗室，湖北 武漢 430070）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是一種糧、菜、飼、工業(yè)原料兼用的經(jīng)濟型作物，自2015年，已經(jīng)成為繼水稻、玉米、小麥之后的第四大主糧作物[1]，在保障中國糧食安全方面發(fā)揮著越來越重要的作用[2]。中原二季作區(qū)為了提早上市搶占市場，種植者基本上都采用地膜覆蓋方式栽培馬鈴薯[3]。

地膜覆蓋栽培已經(jīng)應(yīng)用于蔬菜、水果、糧食作物、花草等各種栽培作物，特別是棉花、馬鈴薯、花生等地膜栽培面積較大[4]，不同顏色地膜對作物生長的影響已經(jīng)成為作物栽培生理中一個重要的研究方向[5]。劉峰[6]采用黑色地膜種植馬鈴薯，相比于白色地膜除提高地溫改善土壤水分外，還能縮短生育期，提高馬鈴薯產(chǎn)量。劉鴻高等[7]發(fā)現(xiàn)在與玉米間作條件下，覆蓋白色地膜在促進塊莖發(fā)育上顯著優(yōu)于黑色地膜，白色地膜增產(chǎn)效果最佳，對馬鈴薯整個生育期水分保持效果好，且在塊莖形成期以前，增溫效果顯著。周麗敏等[8]以‘Favorita’馬鈴薯為試驗材料，發(fā)現(xiàn)覆蓋黑色地膜膜下溫度明顯低于覆蓋白色地膜，但高于未覆膜溫度，且黑色地膜處理下馬鈴薯的產(chǎn)量最高，較白色地膜處理增產(chǎn)31.10%，較未覆膜增產(chǎn)43.70%。瞿曉蒼[9]研究發(fā)現(xiàn)，在低熱區(qū)或中溫區(qū)，在馬鈴薯大田生產(chǎn)中，覆蓋白色地膜產(chǎn)量最高，且達到極顯著水平。周麗娜等[10]以馬鈴薯為試驗材料，發(fā)現(xiàn)白色地膜增溫效果高于黑色地膜，但黑色地膜與白色地膜物候期差異不明顯，且黑色地膜處理比白色地膜的產(chǎn)量高，草害輕。以上研究結(jié)果表明，不同栽培區(qū)域，不同顏色地膜處理效果不同，即使在同一區(qū)域，生產(chǎn)上也存在不同的觀點和認識。因此，本試驗以‘中薯5號’為試驗材料，選取3 種生產(chǎn)上廣泛使用的不同顏色地膜進行覆蓋，對馬鈴薯出苗期間土壤溫度，出苗率，出苗時間，生長發(fā)育及塊莖產(chǎn)量進行分析，以便為本地區(qū)馬鈴薯早熟栽培提供理論依據(jù)和地膜選擇。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗 于 2020 年 12 月 25 日 至 2021 年 5 月 9 日在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)黃土坡基地進行，E 30.47℃，N 114.35℃，海拔12.53 m。地力均勻，土壤肥力中等，前茬作物為馬鈴薯。

1.2 試驗材料

試驗品種為‘中薯5 號’，參試地膜為白膜，黑膜，黑白雙色膜3 種顏色（山東省濟寧市任城區(qū)雙星塑料制品廠），地膜寬度1.2 m，厚度0.01 mm。游標卡尺精度0.01 mm，量程0～150 mm（上海廣陸測控技術(shù)開發(fā)有限公司）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用單壟雙行種植，機械起壟，人工播種，壟距110 cm，壟寬80 cm，溝寬30 cm，株距25 cm。覆膜方式設(shè)為A：未覆膜，B：覆蓋白色地膜，C：覆蓋黑色地膜，D：覆蓋黑白雙色地膜，共4 個處理，每個小區(qū)面積200 m2。隨機區(qū)組設(shè)計，3 次重復(fù)，周邊設(shè)立保護行。

1.4 農(nóng)藝措施

試驗于 2020 年 12 月 25 日播種，2021 年 1 月 9日覆膜，2021 年5 月9 日收獲。出苗時采用人工破膜的方式，全部出苗后，將地膜揭開。僅在2021 年4 月9 日，噴施70%代森錳鋅500 倍液防治晚疫病，且未出現(xiàn)晚疫病現(xiàn)象。

1.5 指標觀測及方法

1.5.1 土壤溫度及觀測方法

在各處理的每壟中間位置地下15 cm 處插入地溫計（梅州市至美電子商務(wù)有限公司）進行地溫監(jiān)測，記錄每天14：00 的溫度。以出苗天數(shù)為Y，以積溫為X，進行回歸分析。

1.5.2 生物學(xué)指標測定

（1）株高：出苗后40 d，每壟10 株，間隔選株，用米尺測量株高。

（2）莖粗：每株選取距地面15 cm 處進行測量，對于每株多個主莖的植株，取平均值。用游標卡尺測量，選株方法同株高。

1.5.3 產(chǎn) 量

出苗后70 d 進行測產(chǎn)，每個小區(qū)選取處理地塊中間11 m2收獲，統(tǒng)計單株薯重、單位面積薯重、有效薯率（＞75 g）和折合產(chǎn)量。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用DPS 5.0 軟件進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析，采用Duncan's 新復(fù)極差法進行多重比較；用GraphPad Prism 8 進行積溫與出苗天數(shù)的線性回歸分析并進行制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同顏色地膜對苗期土壤溫度及出苗天數(shù)的影響

覆蓋白色地膜處理可以極顯著促進馬鈴薯出苗，相較于未覆膜提前5 d 左右；覆蓋黑色地膜處理極顯著推遲馬鈴薯出苗，較未覆膜處理晚4 d左右；覆蓋黑白雙色地膜與未覆膜處理對馬鈴薯出苗時間無顯著影響。因此，中原二季作區(qū)采用白色地膜覆蓋種植馬鈴薯較黑色地膜覆蓋處理出苗時間提早9 d 左右（表1）。

表1 不同顏色地膜覆蓋對馬鈴薯出苗天數(shù)的影響Table 1 Effects of different color mulching films on emergence days

從 2021 年 1 月 28 日至 2 月 19 日連續(xù) 23 d 觀察了不同顏色地膜覆蓋條件下，土壤15 cm 深處的最高溫度，同時記錄了當(dāng)天的最高氣溫（圖1）。絕大多數(shù)條件下，15 cm 深處的土壤溫度高于當(dāng)天的氣溫，黑色地膜處理下的溫度與未覆膜處理幾乎相當(dāng)，而覆蓋白色地膜和黑白雙色膜處理的地溫明顯高于未覆膜處理，其中，以白色地膜覆蓋的地溫最高。

圖1 不同顏色地膜覆蓋對馬鈴薯出苗期地溫的影響Figure 1 Effects of different color mulching films on soil temperature at potato sprouting time

觀察期內(nèi)連續(xù)23 d 的積溫情況（圖2A）可知，覆蓋白色地膜積溫最高，其次為黑白雙色地膜，積溫最低的為覆蓋黑色地膜處理。進一步分析了積溫與出苗天數(shù)的相關(guān)性（圖2B），出苗時間的天數(shù)與積溫成反比關(guān)系，積溫越高，出苗天數(shù)越短。出苗天數(shù)與積溫的線性回歸方程為y（出苗天數(shù)）= 85.32 - 0.86x（積溫），相關(guān)系數(shù)r 值為0.884，達顯著水平。

圖2 不同顏色地膜處理出苗期的積溫（A）及積溫與出苗天數(shù)的相關(guān)性分析（B）Figure 2 Accumulated temperature during sprouting time of potato under different color mulching films (A) and correlation analysis between accumulated temperature and sprouting time (B)

不同顏色地膜出苗情況差異明顯，圖3為白色地膜出苗率達到50%時，不同顏色地膜出苗情況。

圖3 播種后56 d（苗期）時不同顏色地膜出苗情況Figure 3 Emergence for potato under different color films 56 days after sowing (seedling stage)

2.2 馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀觀察

在出苗后40 d，即現(xiàn)蕾期測量了不同顏色地膜覆蓋下馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀指標。總體來說，不同地膜覆蓋對馬鈴薯植株的生長發(fā)育影響不大，對植株的莖粗無顯著影響。在株高上，黑色地膜處理較白色地膜處理因極顯著推遲出苗時間，從而影響了植株的株高，黑色地膜覆蓋的株高達33.26 cm，顯著低于白色地膜覆蓋株高37.81 cm，其他顏色地膜覆蓋之間的株高均無顯著影響。白色地膜覆蓋顯著增加了植株的主莖數(shù)，達1.61 個，顯著高于其他顏色地膜處理和未覆膜處理（表2）。

表2 不同顏色地膜處理對馬鈴薯主要農(nóng)藝性狀的影響Table 2 Effects of different color mulching films on main agronomic characters of potato

2.3 產(chǎn)量表現(xiàn)

不同顏色地膜覆蓋對馬鈴薯產(chǎn)量存在極顯著的影響（表3）。白色地膜覆蓋的馬鈴薯產(chǎn)量最高，折合產(chǎn)量達2 594 kg/667m2，極顯著高于其他顏色地膜覆蓋和未覆膜處理。與對照未覆膜處理相比，產(chǎn)量提高508 kg/667m2，增產(chǎn)達24.35%。黑色地膜處理產(chǎn)量最低，與未覆膜處理在產(chǎn)量上無顯著差異。同時，覆蓋白色地膜處理的商品薯率最高為88.10%，相較于未覆膜提高7.03 個百分點，極顯著高于未覆膜處理的商品薯率81.07%。

表3 不同顏色地膜處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of different color mulching film treatments on potato yield

3 討 論

地膜覆蓋在增溫調(diào)濕，減少雜草、提高產(chǎn)量等方面具有明顯作用[11]。本試驗結(jié)果表明，土壤溫度與馬鈴薯出苗早晚成正比關(guān)系，土壤溫度越高，馬鈴薯出苗越快。周麗敏等[8]發(fā)現(xiàn)覆蓋黑色地膜處理的馬鈴薯在塊莖膨大期，由于土壤溫度比其他處理溫度低，因此有利于馬鈴薯的塊莖膨大，產(chǎn)量提高，與本試驗不同的是，本試驗在塊莖膨大期地面無覆蓋物，因此土壤溫度基本保持一致。本試驗中馬鈴薯出苗期白色地膜處理土壤溫度最高，顯著增加了有效積溫，在馬鈴薯達到出苗50%后，便將地膜全部揭開，促使白色地膜始終處于生育期提前的優(yōu)勢，塊莖形成期未造成溫度差異，因此白色地膜處理產(chǎn)量最高。這與黃永強[12]研究結(jié)果一致。同樣的，覆蓋白色地膜處理使土壤溫度提高，為土壤微生物提供了可靠的環(huán)境，提高了土壤中酶的活性[13]，有利于馬鈴薯對營養(yǎng)元素的吸收，為塊莖產(chǎn)量的增加奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)[14]。白色地膜相比于黑色地膜具有良好的反光性能[15]，促使白色地膜處理的植株周圍光強增加，光合作用增強，進而促進馬鈴薯的生長發(fā)育。因此，在中原二季作區(qū)春播馬鈴薯生產(chǎn)中，建議采用白色地膜覆蓋可有效提早馬鈴薯出苗時間，形成先發(fā)優(yōu)勢，達到提前上市的目的。

為了減少馬鈴薯生長期間人為操作所造成的誤差，在整個馬鈴薯生育期間均未進行追肥、中耕等日常管理，所以，試驗條件下的整體產(chǎn)量低于‘中薯5 號’品種的常規(guī)生產(chǎn)表現(xiàn)。馬鈴薯生長發(fā)育受多方面環(huán)境因素影響，本研究主要從覆膜對土壤溫度影響角度出發(fā)，研究不同覆膜處理對冬春播馬鈴薯生長發(fā)育的影響，至于膜下濕度、膜下光照、透氣性及其他茬口栽培等還需進一步研究。