中國馬鈴薯地膜覆蓋增產效應及其影響因素的Meta分析

徐菊禎，張夢璐，何文清，隋鵬，陳源泉，崔吉曉

中國馬鈴薯地膜覆蓋增產效應及其影響因素的Meta分析

徐菊禎1,2，張夢璐1,2，何文清1,3，隋鵬2，陳源泉2，崔吉曉1,3

1中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所/農業農村部農膜污染防控重點實驗室，北京 100081；2中國農業大學農學院，北京 100193；3中國農業科學院西部農業研究中心，新疆昌吉 831100

【目的】地膜覆蓋具有增溫、保墑和抑制雜草等多方面作用，是一種緩解馬鈴薯生產限制的高效且簡便的技術措施。基于全國數據，量化地膜對馬鈴薯的產量和水分利用效率的影響，進一步分析其中的影響因素，為馬鈴薯可持續生產提供參考。【方法】基于1981—2021年在Web of Science和知網公開發表的291篇關于中國馬鈴薯地膜覆蓋的大田試驗文獻數據，包括北方一作區、西南混作區、南方冬作區、中原二作區共4個區域，利用Meta分析方法量化地膜對馬鈴薯的產量與水分利用效率的影響，并從不同區域、不同自然條件（年均降水、土壤容重、土壤有機質含量）、不同栽培管理措施（鉀肥施用量、種植密度、地膜顏色、栽培方式）角度出發，研究地膜覆蓋對馬鈴薯產量和水分利用效率的影響。【結果】與不覆蓋相比，地膜覆蓋使馬鈴薯產量和水分利用效率分別提高24.9%和28.3%；不同區域地膜增產與提升水分利用效率的效果不同，依次為：北方一作區（27.2%）、西南混作區（18.1%）、南方冬作區（23.6%）、中原二作區（10.1%）。而水分利用效率只在北方一作區表現明顯，提高29.1%。在不同區域，地膜提高產量與水分利用效率受自然條件與栽培管理措施影響。不同自然條件下，不同區域地膜提高產量的響應不同。種植密度與栽培方式在各區域的響應一致，即低密度種植與壟作條件下，地膜增產效應最好。在北方一作區，地膜在低等降水量，較低的土壤有機質含量與低等土壤容重以及低施肥水平，中等種植密度，黑色與壟作條件下，提高水分利用效率的效果最好。【結論】地膜覆蓋在我國具有良好的應用效果，可以提高馬鈴薯的產量，不同區域的增產效果依次為：北方一作區、南方冬作區、西南混作區、中原二作區，水分利用效率僅在北方一作區有所改善。在降水少、土壤較貧瘠、土壤疏松的自然條件下，以及較低水平的施肥量、較低種植密度、黑色與壟作的栽培管理措施下，地膜更能發揮其增產作用。在北方一作區，地膜使馬鈴薯增產與保水達到最佳效果所需的條件相似。

地膜覆蓋；馬鈴薯；產量；水分利用效率；Meta分析

0 引言

【研究意義】馬鈴薯作為繼小麥、玉米和水稻之后的世界第四大糧食作物，每消耗1 m3水分，可生產5 600 kCal能量，遠高于小麥（2 300 kCal）、玉米（3 860 kCal）和水稻（2 000 kCal）[1]，被稱為“地下蘋果”和“第二面包”[2-3]。加之其可糧飼菜兼用[4]，在保障糧食安全和提高國民經濟方面都發揮了重要作用。近年來，中國又推出“馬鈴薯主糧化”政策，以促進馬鈴薯生產。然而，馬鈴薯的生產仍然受到自然環境的制約和脅迫，在生長早期容易受到寒冷、干旱的影響[5]，在生長中后期，又可能受到伏旱的脅迫[6]，這些因素都將嚴重影響馬鈴薯的生長發育。地膜覆蓋是提高馬鈴薯產量最簡便、有效的技術手段之一。分析全國范圍內地膜覆蓋馬鈴薯的增產效應和主要影響因素，對于提高農業生產能力具有重要意義。【前人研究進展】馬鈴薯適應范圍廣，產量高，遇到的限制因素復雜。水是西北地區農業生產的重要限制因子，地膜覆蓋增產更顯著。西南區氣候濕潤涼爽，是馬鈴薯的適宜種植區，因此，西南區增產較低[7-8]。運用DNDC模型發現[9]，雨養馬鈴薯使用地膜在東北、西北、西南地區表現較好。施肥量、種植密度、地膜的顏色與覆蓋方式等配套的農業管理措施也會影響馬鈴薯地膜覆蓋效應的發揮。施肥是農業重要管理措施，對地膜發揮作用也具有影響[10-11]。此外，地膜在玉米種植密度增加后增產不明顯，可能是因為種植密度的增加反而增加了植物之間的脅迫[12]。白色與黑色為常用膜色，通過影響土壤溫度與微環境來影響作物的生長[13]。起壟覆膜是節水農業的重要技術之一，研究表明，壟作覆膜更具增溫保墑作用，從而發揮更大的增產增效作用[14-15]。因此，進一步研究優化馬鈴薯地膜覆蓋的生產管理方式，提供更適宜和有彈性的選擇，對于應對馬鈴薯種植過程中的低溫和農業水資源短缺問題，挖掘馬鈴薯的增產增效潛力至關重要。【本研究切入點】目前，更多的研究基于大田試驗，缺乏關于馬鈴薯地膜覆蓋效應的綜合性、區域性評價。我國幅員遼闊，受多樣性氣候、地形和土壤條件影響，使馬鈴薯地膜覆蓋實現的效果與難易程度也存在差異。【擬解決的關鍵問題】本研究運用Meta分析方法研究馬鈴薯地膜覆蓋保水增產效應，以及不同區域、不同自然條件和不同管理措施對馬鈴薯地膜覆蓋增產效應的影響，提出合理的管理措施，為充分發揮地膜覆蓋的作用和優化馬鈴薯生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 數據收集方法

利用Meta分析方法研究地膜覆蓋對馬鈴薯的影響。分別以“地膜/農膜&馬鈴薯”和“plastic film mulching/film mulching & potato”為主題，進行中、英文文獻檢索，搜集1981—2021年國內外公開發表的關于中國的地膜覆蓋對馬鈴薯產量和水分利用效率影響的田間試驗研究論文。中文文獻主要來源于中國知網（CNKI），英文文獻主要來源于Web of Science（WOS）。為了進一步剔除不符合標準的文獻，獲得更為準確的數據，設置如下篩選標準：1）試驗地點必須是中國室外大田，并且在文中詳細寫明試驗地點或經緯度；2）試驗中必須同時包括覆膜和不覆膜2種處理，并且除了是否覆膜外，其他管理措施、取樣與測定的時間及方法等均保持一致；3）馬鈴薯產量數據的重復數、均值及標準差可以直接獲取或通過計算得到。最終納入分析的文獻共291篇。除此以外，還收集了種植密度、施肥量、試驗地土壤和氣候條件等數據。對于以圖片形式呈現的數據，則利用Get Data Graph Digitizer軟件進行讀取。

1.2 數據處理方法

對于只提供了標準誤的數據，其標準差通過以下公式計算：

SD=×

式中，代表標準差；代表標準誤；代表重復數。

對于沒提供標準差和標準誤的文獻，則根據已有值估算整體值占平均值的比例，作為變異系數。缺失的值可以通過以下公式計算[16]：

SD=c×X

式中，SD代表缺失的值，X代表值缺失產量的均值。

1.3 數據分類方法

不同區域、自然條件和栽培管理條件下的馬鈴薯地膜覆蓋效應也存在較大差異，為進一步探明不同因素對馬鈴薯地膜覆蓋效應的影響，將獲得的數據馬鈴薯生產格局進行劃分為4個區域[17]（圖1），分別為：（1）北方一作區（northern single farming area，NSFA）：吉林、黑龍江、遼寧、內蒙古、甘肅、青海、寧夏、新疆、河北、山西、陜西；（2）西南混作區（southwest mixed farming area，SWMFA）：重慶、四川、云南、貴州、西藏、湖北、湖南；（3）南方冬作區（south winter farming area，SWFA）：廣東、廣西、福建、海南；（4）中原二作區（central plains second farming area，CPSFA）：山東、浙江、河南、安徽、江西、江蘇、北京、天津、上海。同時，對自然條件和管理條件進行劃分（表1）。最終從291篇文章中得到973個產量數據對和259個水分利用效率數據對。由于水分利用效率的數據對集中在北方一作區（249對），因此，在水分利用效率的區域研究中僅考慮北方一作區。

表1 不同自然條件和管理條件的梯度劃分

鉀肥施用量是指純K2O施用量 The application amount potassium refers to the application amount of pure K2O

1.4 Meta分析過程

利用隨機效應模型進行馬鈴薯地膜覆蓋效應的分析，選擇響應比（）的自然對數作為效應值（）[18]：

=ln=ln(X/X)=lnX-lnX

式中，X代表地膜覆蓋處理下的產量或WUE均值；X代表不覆蓋處理下的產量或WUE均值。

利用95%置信區間來判斷產量效應的差異顯著性，若置信區間包含0值，則差異不顯著；若置信區間均在0值右側，則為顯著正效應；若置信區間均在0值左側，則為顯著負效應；在同一因素下，當任意2個梯度的置信區間不重合時，則認為這兩個梯度的效應差異顯著[19]。

1.5 統計分析

利用NoteExpress和EndNote進行中英文文獻管理；利用Microsoft Office 2010進行數據收集、數據庫建立和一些基礎計算；利用R語言中的metafor包進行Meta分析；利用GraphPad Prism作圖。

2 結果

2.1 數據總覽

通過對產量和水分利用效率的效應值頻數分布進行正態擬合，結果表明，產量（2=0.99，＜0.001）和水分利用效率（2=0.78，＜0.01）效應值的頻數分布均符合正態分布（圖1），說明納入本研究的數據是均勻的[20]。

2.2 不同區域的馬鈴薯地膜效應

在我國，地膜覆蓋在馬鈴薯種植上表現出較好的增產增效作用（圖2），分別使其產量和水分利用效率顯著提高24.9%（置信區間23.3%—26.5%）和28.3%（置信區間25.4%—31.1%）。

圖1 馬鈴薯地膜覆蓋效應值與正態分布

誤差線代表95%置信區間；區域后面括號中的數字表示用于比較的數據對數量；NSFA：北方一作區；SWMFA：西南混作區；SWFA：南方冬作區；CPSFA：中原二作區。下同

從產量來看（圖2-a），地膜覆蓋對馬鈴薯的增產作用在北方一作區表現最佳，達到27.2%（置信區間25.5%—29%），其次是南方冬作區（23.6%，置信區間18.1%—29.1%）、西南混作區（18.1%，置信區間13.5%—22.7%）、中原二作區（10.1%，置信區間3.8%—16.3%）。從水分利用效率來看（圖2-b），只有北方一作區的水分利用效率被顯著提高29.1%（置信區間26.2%—32.0%），數據量的差異也反映出北方一作區的研究者更加關注水分利用效率這一指標，說明水分是該地區農業生產的關鍵環境因子。

2.3 不同自然條件與栽培管理措施對馬鈴薯地膜增產效應的影響

馬鈴薯地膜覆蓋效應受不同自然條件的影響，在不同區域的表現也不同（圖3）。從總體數據來看，地膜的增產效應隨著降水量的減少而增加，在低施肥量條件下，地膜提高產量。然而，從不同區域來看，降水量對地膜的增產效應的響應不同。在北方一作區，地膜覆蓋的效應隨著降水量的增大而增大，尤其當年均降水量＞600 mm時，增產作用更明顯，為29.5%（置信區間26.9%—32.0%）。在南方冬作區，地膜的增產效應僅在＞600 mm表現良好。在中原二作區，當降水量在200—400 mm，地膜表現為減產作用，減少55%（置信區間-88.2%—21.9%），而在＞600 mm，地膜使用能夠顯著提高馬鈴薯的產量12.3%（置信區間5.6%—19.1%）。因理化性質和基礎肥力的不同，地膜覆蓋會對馬鈴薯產生差異化的影響（圖3-b—c）。總體來看，土壤有機質低，中等含量與低土壤容重更有利于地膜發揮增產作用。在不同區域對地膜的影響不一致。具體來看，在北方一作區，有機質含量在低等水平與中等水平條件下，地膜對產量的效果差異不大，但比有機質含量在高等水平條件下表現更好（產量為26.0%，置信區間19.4%—32.5%），分別為28.6%（置信區間24.3%—32.9%）和29.1%（置信區間25.7%—32.5%）。在西南混作區，地膜僅在有機質含量中等水平條件下提高產量，為44.6%（置信區間30.5%—58.6%）。在南方冬作區，在土壤有機質含量中等和高等水平時，地膜提高產量的作用相近且高于低水平（產量為11.3%，置信區間6.9%—15.7%），分別為15.6%（置信區間12.1%—19.0%）和16.9%（置信區間10.7%—23.1%）。在中原二作區，僅在高水平條件下，地膜具有增產作用，提高20.4%（置信區間4.3%—36.4%）。

NW：全國。*：此梯度下沒有數據對。下同

2.4 不同栽培管理措施對馬鈴薯地膜增產效應的影響

不同的栽培管理措施對馬鈴薯的增產作用不同，不同區域的響應也不同（圖4-a）。鉀元素是馬鈴薯生長中需求量最大的養分元素。總體來看，鉀肥施用對地膜的增產效應具有促進作用，地膜的增產效果隨著鉀肥施肥量的減少而增加。在北方一作區，3種水平的鉀肥施用均能提高產量，但隨著施肥量的增加，增產效用下降。在低水平的鉀肥施用條件下，產量提高29.0%（置信區間26.1%—31.9%）。在西南混作區和南方冬作區，鉀肥施用對地膜提高產量的情況相同，不同施肥水平均能提高產量，但表現最佳的為中等水平，分別為26.1%（置信區間12.5%—39.7%）和17.5%（置信區間9.2%—25.9%）。在中原二作區，地膜僅在低水平的鉀肥施用條件下提高產量，為30.8%（置信區間14.7%—46.9%）。

圖4 不同管理條件對馬鈴薯地膜覆蓋產量效應的影響

不同的種植密度對地膜發揮作用具有影響（圖4-b）。在低、中水平種植密度條件下，地膜增產效果最好且差異不大，分別為27.3%（置信區間22.4%—32.2%）和27.7%（置信區間25.5%—30.0%）。在北方一作區，不同水平的種植密度均對地膜提高產量具有積極作用，且在中等水平地膜提高產量最高，為29.1%（置信區間27.0%—31.3%）。在西南混作區，南方冬作區和中原二作區，地膜提高產量均在低水平種植密度條件下表現最好，分別為23.0%（置信區間8.0%—37.0%）、59.5%（置信區間22.9%—96.2%）和31.3%（置信區間7.1%—55.4%）。

黑色地膜與白色地膜是常用的2種地膜顏色，不同顏色地膜的使用，效果也不同（圖4-c）。黑色地膜在地膜增產上應用最好，產量提高27.5%（置信區間24.9%—30.2%）。在北方一作區，黑色地膜（產量為28.2%，置信區間25.6%—30.9%）增產效果比白色（產量為25.4%，置信區間22.0%—28.8%）更佳，而在西南混作區則與之相反，白色地膜與黑色地膜分別提高產量16.1%（置信區間11.8%—20.4%）和15.0%（置信區間10.9%—19.1%）。在南方冬作區與中原二作區，僅黑色地膜提高馬鈴薯產量，分別為35.3%（置信區間21.0%—49.7%）和23.0%（置信區間5.3%—40.6%）。

壟作是常用的栽培措施，壟作條件下會影響地膜的增產（圖4-d）。地膜在壟作與平作條件下均能提高產量，且壟作條件下增產效果更好，為26.2%（置信區間24.5%—27.9%）。在北方一作區，壟作與平作條件下，地膜均能提高產量，分別為29.4%（置信區間27.5%—31.3%）和18.3%（置信區間13.7%— 22.8%）。而在西南混作區、南方冬作區和中原二作區，地膜僅在壟作條件下提高產量，分別為12.1%（置信區間7.4%—16.8%）、15.8%（置信區間11.7%— 19.8%）和9.9%（置信區間4.5%—15.3%）。

2.5 不同自然條件與栽培管理措施對馬鈴薯地膜保水效應的影響

由于WUE的數據主要來源于北方一作區，因此，僅對此區域的WUE展開分析。不同自然與栽培管理措施對地膜的保水效應影響不同（圖5）。在200—400 mm降水條件下，地膜提高WUE的作用更高，為35.9%（置信區間32.1%—39.7%）。在容重＜1.3 g·cm-3的土壤中，地膜提高WUE 26.1%（置信區間20.2%— 31.9%）。不同水平的鉀肥施用條件下，地膜均能提高WUE，在中等條件下表現最好，提高34.5%（置信區間28.0%—40.9%）。低于中等水平的種植密度條件下，地膜均能提高WUE，且在中等水平條件下作用最佳，為34.6%（置信區間30.7%—38.5%）。在壟作條件下，地膜提高WUE的效果最好，為33.3%（置信區間30.0%—36.6%）。

3 討論

3.1 地膜覆蓋對馬鈴薯的增產效應及影響因素分析

地膜是馬鈴薯生產的重要生產技術，本研究得出地膜使其產量提高24.9%。目前，已有文獻對地膜提高產量的原因進行報道。地膜提高馬鈴薯產量的原因主要概括為增溫[21]、保墑[22-24]和控草[25]。地膜改善土壤水熱條件，促進土壤微生物活動從而促進土壤養分吸收[26-27]。另有研究者發現，地膜能夠提高凈光合速率，促進植物光合作用[28]。基于此，地膜促進馬鈴薯對資源充分利用，從而提高產量。

本研究表明，北方一作區是地膜增產效果最好的區域，其次是南方冬作區。地膜對馬鈴薯產量受地區氣候條件影響[13]。北方一作區和西南混作區是馬鈴薯主要生產區域[17]。在東北與西北地區，由于氣溫較低生長期較短且缺少水分，從而限制產量。研究表明，相較于不覆蓋，地膜使用能使土壤溫度和含水量分別提高5.1%和9.3%[29]。地膜通過提高土壤溫度能夠使馬鈴薯物候期提前，并延長營養生長期，從而提高產量[30-31]。因此，地膜覆蓋對北方一作區的產量提升更具潛力。可見，增產作用在較為寒冷和干旱的條件下，地膜覆蓋能發揮更高的應用價值，這與地膜覆蓋的增溫、保墑作用密不可分。

自然條件是影響馬鈴薯地膜覆蓋效應的重要因素。從各區域來看，地膜在高降水量條件下增產效果最好，與全國的結果相反，可能是因為進行分區域研究后，除了北方一作區，其他區域降水量主要在＞600 mm。馬鈴薯是塊莖類作物，疏松土壤有利于其塊莖膨大，能夠增加產量[32]，但容重較低的土壤排水性強，而地膜覆蓋因為具有較好的保水性能，能夠起到增產的作用，因此，能在疏松的土壤中取得更好的應用效果。地膜覆蓋可以減少根區的養分淋失[33]和促進養分元素礦化[34]，這將增加土壤養分的可用性[35]。

圖5 不同自然條件與管理條件對馬鈴薯地膜覆蓋保水效應的影響

確定合適的施肥量是保證作物正常生長和獲得高產的重要前提。地膜覆蓋可以提高土壤養分和有機質的轉化，為馬鈴薯生長提供適宜的土壤養分條件。綜合各區域的情況來看，在低與中施肥量水平下，地膜覆蓋對馬鈴薯的綜合應用效果最好。與以往的研究結果相似，對玉米和小麥的相關研究也表明，中、低施肥水平下地膜覆蓋的應用效果最好[36]。在地膜覆蓋下，溫暖濕潤的微環境為適當增加種植密度和增加產量創造了條件[37]，但種植密度不能無限增加，過高的密度將增加作物群體對空間和資源的競爭[36]，不利于高產高效。在本研究中，低等種植密度下，地膜覆蓋的綜合增產增效作用發揮到最大。壟作還可以增加農田的通風和透光率，從而為馬鈴薯塊莖積累干物質提供更合適的環境條件。在北方一作區、南方冬作區、中原二作區，馬鈴薯種植中更適合黑色地膜，一是與黑、白膜的增溫效應不同有關[38-39]，白膜可以接收更多的光能和熱量[40-41]，因此對土壤有很強的增溫作用，但過高的地面溫度會加速根系老化，對馬鈴薯產生不利影響；二是與白膜相比，黑膜可以延緩馬鈴薯塊莖的老化，塊莖膨大期的適宜低溫和黑暗的環境刺激均有利于產量的提高[42]。

3.2 地膜覆蓋對馬鈴薯的保水效應及影響因素分析

地膜具有良好的保水效果，本研究表明地膜提高WUE 28.3%。但從不同的種植區域來看，WUE提高的地區僅在北方一作區，可能是因為研究數據主要集中在北方一作區。基于此，本研究分析了在北方一作區，不同自然條件與栽培管理措施對地膜保水效應的影響。地膜覆蓋可以減少地表蒸散量從而提高WUE[43]。而對于提高WUE，地膜在降水量少的地方能發揮最大作用。在干旱地區，地膜具有良好的蓄水作用，起到良好的保水作用[44]。施肥管理是改善WUE的重要驅動因素[45]，本研究表明施鉀肥能夠提高WUE，且在低施肥條件下，更能發揮保水作用。在中等的種植密度條件下，地膜提高WUE效果最好，可能是因為密度增加可以降低蒸騰作用從而提高水分利用，但密度增加過高，會導致根系對水分競爭加劇，從而影響水分利用[46]。黑膜更有利于WUE，該結果與前人研究結果一致，可能是因為黑膜更能抑制雜草生長，從而降低雜草對水的競爭，從而提高WUE[47-48]。此外，壟作更有利于發揮地膜提高WUE作用，可能因為壟作比平作具有更強的雨水收集和保濕效果[23, 49]，增加了農田土壤的蓄水量[50]，尤其是在我國西北地區，降水是農業用水的主要來源，壟作可以增加小型降雨量的收集[51]，從而使更多的雨水進入土壤，緩解干旱。

4 結論

地膜覆蓋在我國馬鈴薯種植方面具有較好的應用效果，與不覆蓋相比，地膜提高馬鈴薯產量24.9%，水分利用效率提高28.3%。不同區域地膜覆蓋的效果存在差異，對于產量而言，產量提高最高的區域為北方一作區，最低的區域為中原二作區。對于WUE而言，水分利用效率僅在北方一作區有顯著提高。

不同的自然條件對地膜增產效應具有不同影響。對于不同區域而言，在北方一作區，在降水量高，土壤有機質較低，土壤容重較高的條件下，地膜增產作用最好；在西南混作區，則為土壤有機質中等條件；在南方冬作區與中原二作區，則為降水量高，土壤有機質高等條件。在降水量低，有機質含量低，土壤容重高的條件下，地膜提高WUE效果最好。

不同的管理措施對地膜增產效應也具有不同影響。對于不同區域而言，在北方一作區與中原二作區，地膜在低水平鉀肥施用時表現最佳，在西南混作區與南方冬作區，則為中等水平鉀肥施用。白色地膜僅在西南混作區增產效果最好。地膜在低水平種植密度以及壟作條件下，在4個區域中均能達到良好的增產效果。在中等鉀肥施用量、中等種植密度、黑色地膜、壟作條件下，地膜在北方一作區提高WUE效果最佳。

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Yield-increasing effects under plastic film mulching of potato in China based on meta-analysis

Xu Juzhen1,2, Zhang Menglu1,2, He Wenqing1,3, SUI Peng2, CHEN Yuanquan2, CUI Jixiao1,3

1Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Agricultural Film Pollution Prevention and Control, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081;2College of Agronomy and Biotechnology, China Agriculture University, Beijing 100193;3Western Agricultural Research Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Changji 831100, Xinjiang

【Objective】Plastic mulching film (PMF) has various effects, including improving soil temperature, moisture retention, and weed inhibition. It is an efficient and simple technical measure to alleviate the limitations of potato production. Based on publication data, this study quantified the effect of PMF on potato yield and water use efficiency (WUE), and further analyzed the influencing factors to provide a reference for sustainable potato production. 【Method】Based on a meta-analysis of 291 field experiments on PMF of potato production in China from 1981 to 2021, published in Web of Science and CNKI databases, including four regions, Northern single farming area (NSFA), Southwest mixed farming area (SWMFA), South winter farming area (SWFA), and Central plains second farming area (CPSFA). Meta-analysis was used to quantify the effects of PMF on potato yield and WUE. The study examined the effects of PFM on potato yield and WUE from various perspective, including the regions, natural conditions (average annual precipitation, soil bulk density, and soil organic matter content), and different management conditions (potassium fertilizer application rate, planting density, mulching color, and mulching method). 【Result】Compared with no mulching, PMF increased potato yield and WUE by 24.9% and 28.3% respectively. The effects of PMF on yield and WUE varied among different regions: NSFA (27.2%), SWFA (23.6%), SWMFA (18.1%) and CPSFA (10.1%). However, WUE was only significantly improved in the NSFA (29.1%). The response of yield and WUE to PMF varied among different regions and was influenced by natural conditions and management conditions. The response of yield to PMF varied among different regions under different natural condition. Planting density and mulching method had consistent effect in all regions, with the best yield increase achieved with low planting density and ridge. In the NSFA, PMF significantly improved WUE under low average annual precipitation, relatively low soil organic matter content, low soil bulk density and fertilizer application rate, medium planting density, black mulching color, and ridge. 【Conclusion】PMF had been widely used in China and the results showed it increased potato yield. The yield increase varied among different regions and was in the following order: NSFA, SWFA, SWMFA, and CPSFA. PMF only improved WUE in the NSFA. PMF performed better on yield increase under natural condition of low average annual precipitation, poor soil fertility, and loose soil, as well as under management conditions of relatively low fertilization level, relatively low planting density, black mulching, and ridge. In the NSFA, the conditions required for achieving optimal yield increase and WUE increase using PFM were comparable.

plastic film mulching; potato; yield; WUE; meta-analysis

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.15.005

2022-11-13；

2023-05-09

國家重點研發計劃（2021YFD1700700）

徐菊禎，E-mail：xujuzhen0068@163.com。張夢璐，E-mail：zhml1997@163.com。徐菊禎和張夢璐為同等貢獻作者。通信作者崔吉曉，E-mail：cuijixiao@caas.cn

（責任編輯 楊鑫浩，李莉）