不同顏色地膜對春播馬鈴薯生長發育的影響

王清偉，姜洪新，劉訓龍，曹 嬙，蔡興奎

（1.華中農業大學園藝林學學院，湖北 武漢 430070；2.農業農村部馬鈴薯生物學與生物技術重點實驗室，湖北 武漢 430070）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是一種糧、菜、飼、工業原料兼用的經濟型作物，自2015年，已經成為繼水稻、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揮著越來越重要的作用[2]。中原二季作區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]。

地膜覆蓋栽培已經應用于蔬菜、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，提高馬鈴薯產量。劉鴻高等[7]發現在與玉米間作條件下，覆蓋白色地膜在促進塊莖發育上顯著優于黑色地膜，白色地膜增產效果最佳，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，發現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量最高，較白色地膜處理增產31.10%，較未覆膜增產43.70%。瞿曉蒼[9]研究發現，在低熱區或中溫區，在馬鈴薯大田生產中，覆蓋白色地膜產量最高，且達到極顯著水平。周麗娜等[10]以馬鈴薯為試驗材料，發現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量高，草害輕。以上研究結果表明，不同栽培區域，不同顏色地膜處理效果不同，即使在同一區域，生產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，生長發育及塊莖產量進行分析，以便為本地區馬鈴薯早熟栽培提供理論依據和地膜選擇。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗 于 2020 年 12 月 25 日 至 2021 年 5 月 9 日在華中農業大學黃土坡基地進行，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（上海廣陸測控技術開發有限公司）。

1.3 試驗設計

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，每個小區面積200 m2。隨機區組設計，3 次重復，周邊設立保護行。

1.4 農藝措施

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，且未出現晚疫病現象。

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有限公司）進行地溫監測，記錄每天14：00 的溫度。以出苗天數為Y，以積溫為X，進行回歸分析。

1.5.2 生物學指標測定

（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 量

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

1.6 數據處理與分析

采用DPS 5.0 軟件進行數據處理與統計分析，采用Duncan's 新復極差法進行多重比較；用GraphPad Prism 8 進行積溫與出苗天數的線性回歸分析并進行制圖。

2 結果與分析

2.1 不同顏色地膜對苗期土壤溫度及出苗天數的影響

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 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，同時記錄了當天的最高氣溫（圖1）。絕大多數條件下，15 cm 深處的土壤溫度高于當天的氣溫，黑色地膜處理下的溫度與未覆膜處理幾乎相當，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

觀察期內連續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的相關性（圖2B），出苗時間的天數與積溫成反比關系，積溫越高，出苗天數越短。出苗天數與積溫的線性回歸方程為y（出苗天數）= 85.32 - 0.86x（積溫），相關系數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）及積溫與出苗天數的相關性分析（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 馬鈴薯主要農藝性狀觀察

在出苗后40 d，即現蕾期測量了不同顏色地膜覆蓋下馬鈴薯主要農藝性狀指標。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，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藝性狀的影響Table 2 Effects of different color mulching films on main agronomic characters of potato

2.3 產量表現

不同顏色地膜覆蓋對馬鈴薯產量存在極顯著的影響（表3）。白色地膜覆蓋的馬鈴薯產量最高，折合產量達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，產量提高508 kg/667m2，增產達24.35%。黑色地膜處理產量最低，與未覆膜處理在產量上無顯著差異。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

地膜覆蓋在增溫調濕，減少雜草、提高產量等方面具有明顯作用[11]。本試驗結果表明，土壤溫度與馬鈴薯出苗早晚成正比關系，土壤溫度越高，馬鈴薯出苗越快。周麗敏等[8]發現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勢，塊莖形成期未造成溫度差異，因此白色地膜處理產量最高。這與黃永強[12]研究結果一致。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境，提高了土壤中酶的活性[13]，有利于馬鈴薯對營養元素的吸收，為塊莖產量的增加奠定了物質基礎[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育。因此，在中原二季作區春播馬鈴薯生產中，建議采用白色地膜覆蓋可有效提早馬鈴薯出苗時間，形成先發優勢，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量低于‘中薯5 號’品種的常規生產表現。馬鈴薯生長發育受多方面環境因素影響，本研究主要從覆膜對土壤溫度影響角度出發，研究不同覆膜處理對冬春播馬鈴薯生長發育的影響，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。