膜上覆土对二季作春马铃薯生理特性及产量的影响

刘中良++尹娟 高俊杰 王雪

摘要：在日光温室条件下，以食用型马铃薯品系泰山5号为试材，研究膜上覆土厚度对其出苗率、形态指标、光合特性、产量及商品薯率等的影响。结果表明，覆土厚度以T3处理出苗率最高，为92.33%；随着覆土厚度增加，株高、主茎数和叶片数逐渐增加，至T3处理为最高，而后降低，茎粗以T2处理为最大，为13.65mm。适当的膜上覆土可增加马铃薯叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（E），其中T3处理下光合作用最强，与对照达到显著差异。各处理间单株平均结薯个数为3个；单株最大鲜薯质量280.10 g，变幅为184.99～280.10 g；产量以T3处理为最高，达41 507.41 kg/hm2，较覆盖地膜处理增产22.14%，各处理间差异显著；商品薯率变化趋势和产量一致，以T3处理最高，为91.52%。

关键词：马铃薯；膜上覆土；产量；商品薯率

中图分类号： S532.04文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）03-0061-03

收稿日期：2015-12-21

基金项目：山东省农业科学院院地科技合作引导计划（编号：2015YDHZ22）；山东省泰安市农业良种工程（编号：泰科农发[2013]7号）；泰安市农业科学研究院青年科研基金（编号：qnjj1003）；新疆财经大学研究生科研基金（编号：XJUFE2015K007）。

作者简介：刘中良（1984—），男，山东台儿庄人，硕士，农艺師，主要从事马铃薯栽培与育种研究。E-mail：sdau0525@126.com。

马铃薯（Solanum tuberosum L.）属茄科茄属一年生草本植物，具有适应性广，营养价值丰富，增产潜力大等特点，是粮食、蔬菜、饲料和工业原料等兼用的农作物，因其较高的水分利用率、较长的产业链，种植面积逐年增加[1-2]。2013年我国马铃薯种植面积达561万hm2，总产量达1 918.8万t，居世界领先地位[3]。2015年我国启动马铃薯主粮化战略，马铃薯将成稻米、小麦、玉米外又一主粮。马铃薯主粮化将有利于推进地区农业种植业结构调整，实现农业可持续协调发展，保障我国粮食和能源安全，而且有助于改善和丰富我国居民膳食营养结构[4-5]。

地膜覆盖栽培技术自1978年从日本引进以来，已经在蔬菜[6-7]、花生[8]、玉米[9]、甘薯[10]等作物上大面积推广应用，增产效果显著，主要原因在于地膜覆盖具有增温增墒、促进作物对矿质元素吸收、改善土壤水热环境、增加有益菌群等作用[11-14]。近年来随着生物降解地膜的应用，不仅保水增产效果显著，而且减少了环境污染，促进了农业可持续发展[15]。有关地膜覆盖防治病害，提高马铃薯品质、产量等的研究已见报道[16-18]。杨来胜等研究了马铃薯高垄膜上覆土栽培技术[19]，但是有关生物降解膜上覆土厚度对马铃薯生长及产量的研究鲜见报道，为此，本研究旨在探究二季作春马铃薯机械化生产中膜上覆土厚度对其生长及产量的影响，以期为马铃薯机械化膜上覆土生产提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验设计

试验于2014年3—6月在山东省泰安市农业科学研究院科技创新试验基地日光温室进行。供试马铃薯品种为食用型品系泰山5号。供试土壤质地为棕壤土，0～20 cm土层土壤有机质含量为23.67g/kg，土壤碱解氮含量75.10 mg/kg，速效磷含量 33.19 mg/kg，速效钾含量87.90 mg/kg，pH值6.7，前茬为大白菜。

试材于3月6日机械播种，播前每667 m2施腐熟有机肥2 500 kg、硫酸钾25 kg、过磷酸钙45 kg。深翻细耙，起大小垄，大垄宽85 cm，垄高 25～30 cm，小垄宽40 cm，大垄上双行种植，株行距25 cm×30 cm。试验设4个处理，分别为T1：膜上不覆土；T2：膜上覆土1～3 cm；T3：膜上覆土3～6 cm；T4：膜上覆土6～9 cm。T1为对照，每个处理15 m2，3次重复，随机排列。机械播种铺膜覆土，地膜为90 d生物降解地膜，常规管理。

1.2测定项目与方法

试验于栽植后4月6日测定马铃薯出苗率，4月15日测定植株株高、茎粗、光合速率、产量和商品薯率等。各处理取代表性植株20株，混匀，3次重复。用卷尺测量株高，用游标卡尺（精确到0.02 mm）测量茎粗（茎基部的最大直径）；采用CIRAS-2光合仪于4月15日10：00—10：30分别取不同处理的马铃薯植株3株测定从上往下第3片功能叶的光合参数，3次重复。6月10日收获后称质量计产，调查商品薯率等。

采用Microsoft Excel 2003和DPS 7.05软件对数据进行处理分析。

2结果与分析

2.1膜上覆土对马铃薯出苗率的影响

从图1可以看出，适当的膜上覆土可以提高马铃薯的出苗率，对照处理T1和其他处理出苗率在81.33%～93.33%之间，其中以T3处理出苗率最高，达92.33%，T2和T4处理出苗率低于对照T1，二者差异不显著，这可能与覆膜保温及湿度等因素有关。

2.2膜上覆土对马铃薯株高和茎粗的影响

表1显示，膜上覆土对马铃薯的株高、茎粗、主茎数以及叶片数均有影响。在4个处理中，株高以T3处理为最大，为30.34 cm，较对照T1高4.02 cm；茎粗以T2处理最大，为1365 mm，其次是T4处理（11.11 mm）；主茎数和叶片数的变化趋势和株高类似，均以T3处理为最大，分别为2.88个和1300张。

2.3膜上覆土对马铃薯光合特性的影响

由表2可以看出，适当增加膜上覆土厚度，可显著提高马铃薯的光合作用。在0～6 cm范围内，随着膜上覆土厚度增加，净光合速率随之升高，差异显著，而后净光合速率呈现降低的趋势。T1处理高于T2和T3，各处理之间差异显著。蒸腾速率、气孔导度和细胞间隙CO2浓度的变化趋势与净光合速率基本相似，蒸腾速率和气孔导度以T3处理为最大，T4处理最小。细胞间隙CO2浓度以T2处理为最大，其次是T3处理，各处理间差异显著。

2.4膜上覆土对马铃薯产量、商品薯率等的影响

各处理间单株平均结薯个数3个，以T3处理马铃薯单株结薯数最多（表3）。单株最大薯质量各处理间差异显著，T1处理最高，为280.10 g，其次是T3处理，为232.67 g；鲜薯产量以T3处理最高，达41 507.41 kg/hm2，较对照T1增产2214%，T4处理产量最低，为31 891.47 kg/hm-2，T2和T3处理较对照T1产量显著降低；商品薯率变化趋势和鲜薯产量一致，以T3处理最高，为84.67%，T2处理最低（83.32%），T1和T4间无差异。

3结论与讨论

膜上覆土显著提高马铃薯出苗率。在马铃薯发芽及块茎分化过程中，土壤生态环境对根系的发育至关重要。已有研究表明，地膜覆盖可以为植株生长创造良好的生态环境。王树森等阐明了地膜覆盖增温机理[20]；陈克农等研究证实，地膜覆盖可有效提高土壤温度，减少水分蒸发，改善番茄果实品质[7]。此外，地膜覆盖栽培降低土壤容重，增加土壤蓄水量，提高作物对降雨和土壤水的利用效率[17，21]；黄浅等研究表明，地膜覆盖可以加快辣椒的生育进程，使其开花坐果期提前3～5 d[22]；申丽霞等研究结果显示，可降解地膜与普通地膜覆盖在提高并保持土壤温度和土壤水分方面作用相当[23]；马文莲等研究表明，生物降解膜可有效解决农业“白色污染”问题[15]。地膜覆盖在马铃薯上的研究已有报道，徐康乐等研究表明，普通地膜、转光增温地膜和黑白地膜覆盖的马铃薯出苗率显著高于黑色地膜[24]；林团荣等研究认为，裸地栽培马铃薯出苗率最高，达97.2%，其次是白色地膜，黑色地膜覆盖出苗率最低[25]，与其研究结果不同，本研究结果表明，膜上覆土3～6 cm马铃薯出苗率最大，达92.33%。

产量与光合、养分供应等密切相关。孙涛等报道地膜可提高花生叶片叶绿色含量，改善叶片光合荧光特性，增加单果质量[26]；陈克农等研究认为地膜增加土温，促进土壤有机物质分解，促进番茄吸收大量营养元素而增产[7]；地膜覆盖增产的报道涉及玉米[27]、谷子[28]、马铃薯[29-30]等作物，倪丽佳等研究表明，覆膜提高土壤有益微生物活性，提高酶活性，促进矿质元素等吸收[31]；陆立银研究马铃薯覆膜发现，地膜处理耕层土壤含水量营养阶段、生殖阶段分别比露地提高 5.3%～31.6%、1.9%～16.9%；土壤中速效氮、磷的供应强度也比露地提高32.6%～64.0%、4.2%～59.4%，植株吸收量也提高了13.2%～48.3%和14.6%～38.2%[14]。[JP3]本研究结果是膜上覆土3～6 cm马铃薯产量最高，为 41 507.41 kg/hm2[JP]，普通地膜覆盖产量高于膜上覆土1～2 cm和6～9 cm；商品薯率与产量变化趋势类似，这可能与适宜的覆土厚度保持地温、湿度均衡，利于马铃薯块茎的生长、膨大和淀粉的积累等因素有关[32]。

[HS2]参考文献：

[1]张振贤. 蔬菜栽培学[M]. 北京：中国农业大学出版社，2003.

[2]屈冬玉，谢开云，金黎平，等. 中国马铃薯产业发展与食物安全[J]. 中国农业科学，2005，38（2）：358-362.

[3]中华人民共和国农业部. 2013中国农业统计资料[M]. 北京：中国农业出版社，2014.

[4]卢肖平. 马铃薯主粮化战略的意义、瓶颈与政策建议[J]. 华中农业大学学报（社会科学版），2015（3）：1-7.

[5]郭燕枝，王小虎，孙君茂. 华北平原地下水漏斗区马铃薯替代小麦种植及由此节省的水资源量估算[J]. 中国农业科技导报，2014，16（6）：159-163.

[6]姜成，申晓慧. 有机肥和地膜覆盖对辣椒生长发育及产量影响[J]. 核农学报，2009，23（5）：879-883.

[7]陈克农，宋颖琦，陈友. 温室番茄地膜覆盖对土壤理化性质和产量影响[J]. 北方园艺，2000（4）：59.

[8]吕敬军，张贵国，陈香艳，等. 不同地膜覆盖栽培对花生经济性状及产量的影响与效益分析[J]. 花生学报，2010，39（4）：38-41.

[9]赵爱琴，李子忠，龚元石. 生物降解地膜对玉米生长的影响及其田间降解状况[J]. 中国农业大学学报，2005，10（2）：74-78.

[10]江燕，史春余，王振振，等. 地膜覆盖对耕层土壤温度水分和甘薯产量的影响[J]. 中国生态农业学报，2014，22（6）：627-634.

[11]王立明，陈光荣，张国宏，等. 提高旱作大豆水分利用效率的覆膜方式研究[J]. 大豆科学，2010，29（5）：767-771.

[12]张仙梅，黄高宝，李玲玲，等. 覆膜方式对旱作玉米硝态氮时空动态及氮素利用效率的影响[J]. 干旱地区农业研究，2011，29（5）：26-32.

[13]李尚中，王勇，樊廷录，等. 旱地玉米不同覆膜方式的水温及增产效应[J]. 中国农业科学，2010，43（5）：922-931.

[14]陆立银. 马铃薯地膜种植生态效应研究[J]. 中国生态农业学报，2006，14（3）：96-99.

[15]马文莲，马全义，马学铭，等. 生物降解膜與普通地膜的比较示范研究[J]. 内蒙古农业科技，2012（4）：42-43.

[16]李振华，张丽芳，康暄，等. 降解地膜覆盖对土壤环境和旱地马铃薯生育的影响[J]. 中国农学通报，2011，27（5）：249-253.

[17]马生发. 马铃薯不同覆盖栽培方式对土壤环境和产量的影响[J]. 陇东学院学报，2013，24（3）：48-51.

[18]王东，卢健，秦舒浩，等. 沟垄和覆膜连作种植对马铃薯生长，产量及品质的影响[J]. 中国农学通报，2015，31（7）：28-32.

[19]杨来胜，席正英，李玲，等. 马铃薯高垄膜上覆土自然破膜出苗栽培技术[J]. 中国蔬菜，2010（11）：47-48.

[20]王树森，邓根云. 地膜覆盖增温机制研究[J]. 中国农业科学，1991，24（3）：74-78.[HJ1.74mm]

[21]陈林，杨新国，翟德苹，等. 柠条秸秆和地膜覆盖对土壤水分和玉米产量的影响[J]. 农业工程学报，2015，31（2）：108-116.

[22]黄浅，钱健康，刘杰，等. 不同种类地膜覆盖对辣椒生长发育及产量的影响[J]. 长江蔬菜，2011（4）：36-38.

[23]申丽霞，王璞，张丽丽. 可降解地膜对土壤、温度水分及玉米生长发育的影响[J]. 农业工程学报，2011，27（6）：25-30.

[24]徐康乐，米庆华，徐坤范，等. 不同地膜覆盖对春季马铃薯生长及产量的影响[J]. 中国蔬菜，2004（4）：17-19.

[25]林团荣，胡冰，韩素娥，等. 旱作马铃薯不同膜色不同覆膜方式对比试验研究[J]. 内蒙古农业科技，2014（3）：43-44.

[26]孙涛，张智猛，宁堂原，等. 有色地膜覆盖对花生叶片光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志，2013（6）：82-86.

[27]曹玉军，魏雯雯，徐国安，等. 半干旱区不同地膜覆盖滴灌对土壤水、温变化及玉米生长的影响[J]. 玉米科学，2013，21（1）：107-113.

[28]姜净卫，董宝娣，司福艳，等. 地膜覆盖对杂交谷子光合特性、产量及水分利用效率的影响[J]. 干旱地区农业研究，2014，32（6）：154-158，194.

[29]刘富强，张智芳，云庭，等. 旱地地膜覆盖对马铃薯生物产量及商品薯率的影响[J]. 内蒙古农业科技，2009（3）：20-21.

[30]夏芳琴，姜小凤，董博，等. 不同覆盖时期和方式对旱地马铃薯土壤水热条件和产量的影响[J]. 核农学报，2014，28（7）：1327-1333.

[31]倪丽佳，李非里，刘秋亚，等. 地膜覆盖对土壤微生態环境的影响[J]. 浙江工业大学学报，2011，39（4）：407-410.

[32]陈建保，张祚恬，郝伯为，等. 膜上覆土对旱作覆膜马铃薯生长的影响[J]. 农业科技通讯，2013（4）：55-58.