甘薯垄作覆膜的增温保墒效果及其对产量的影响

李江辉，贾峥嵘，王凌云，解晓红，解红娥，武宗信，李波

（山西省农业科学院棉花研究所，山西运城044000）

甘薯垄作覆膜的增温保墒效果及其对产量的影响

李江辉，贾峥嵘，王凌云，解晓红，解红娥，武宗信，李波

（山西省农业科学院棉花研究所，山西运城044000）

以淀粉型甘薯品种晋甘薯5号为供试材料，设置不覆膜（CK）、栽前白膜、栽后白膜、栽前黑膜4个处理，研究垄作覆膜对土壤水热状况及甘薯产量的影响。结果表明，不同方式的垄作覆膜都有较好的提温、保墒作用，栽后30 d内，在5～10 cm表土层，栽后白膜处理增温效果显著，在15～20 cm土层，栽前黑膜增温效果最佳；栽前黑膜处理较其他处理保水效果显著，土壤容重也显著降低；地膜覆盖增加了单株结薯数和单薯种，最终显著提高了产量，鲜薯增产幅度在28.26%～35.89%。

甘薯；垄作覆膜；增温；保墒；产量

垄作覆膜这项栽培技术已成为北方旱作农业区农业生产再上新台阶的重要措施之一，在山西乃至华北旱作农业区已被大力推广和应用。目前，普遍认为，覆膜可以改变土壤环境因子，为作物的生长发育创造了小气候，使得作物生长发育的环境更加适宜[1]，进而获得高产。

山西的甘薯种植历史悠久，面积较大，但大多种植在丘陵旱地或瘠薄地，水温条件是制约甘薯获得高产的重要因子[2]。覆膜栽培不仅具有明显的增温作用，还可以提高土壤的水分利用率[3-4]，特别是增产促早熟作用[5]对于干旱半干旱地区甘薯生产及春甘薯的提前栽培具有重要的现实意义。

本试验通过覆膜结合适宜甘薯栽培的垄作进行不同方式的垄作覆膜，研究垄作覆膜栽培方式的增温保墒效应及其对甘薯产量的影响，旨在为山西薯区甘薯高产栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试品种为淀粉型甘薯品种晋甘薯5号，由国家甘薯产业技术体系运城综合试验站提供。地膜为农用地膜，黑膜和白膜统一厚度为0.008 mm，单行盖膜规格为90 cm。

试验于2012—2013年在山西省农业科学院棉花研究所牛家凹农场进行，前茬作物为甘薯。试验地土壤养分含量有机质1.5%，碱解氮68.37 mg/kg，速效磷6.41 mg/kg，速效钾220.65 mg/kg。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，设不覆膜（CK）、栽前白膜、栽后白膜、栽前黑膜4个处理，4次重复。栽前覆膜为栽插前5～7 d进行覆膜，栽后覆膜为栽插后立即覆膜，垄距100 cm，4行区，小区面积40 m2，栽植密度4.5万株/hm2，公顷施二铵600 kg、尿素150kg、硫酸钾300kg。4月30日起垄施肥，5月4日扦插，10月19日收获。其他管理同一般大田。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 地温的测定每处理于垄土层设曲管地温计1套，自垄面最高点开始，设5，10，15，20 cm共4个层次，从移栽当天开始连续观测30 d，每天8：00，12：00，16：00进行观测并记录数据。

1.3.2 土壤含水量及容重测定分别于移栽后0，30，60，90，120，150 d取0～10，10～20 cm这2个土层的土样，进行土壤含水量和容重的测定，容重测定用环刀法，含水量测定用烘干法。

1.3.3 薯块干率测定选取具有代表性的薯块，取薯块中部，切丝混匀，分别称取100 g，重复2次，装入铝盒摊开，置于烘箱内，采用70℃鼓风烘干法测定干物质含量。

1.3.4 产量测定收获时调查单株结薯数、鲜质量，调查不同级别薯块质量及所占比例，调查小区地上部茎叶和地下部块根鲜质量，测定不同处理甘薯块根干率。

2 结果与分析

2.1 不同覆膜栽培对甘薯土壤温度的影响

由表1可知，不同覆膜方式垄内不同深度的土壤温度均比不覆膜有所提高。距离地表越近，增温效果越明显。随着土层加深，较不覆盖处理土壤温度增幅逐渐降低。在5～10 cm表土层，各个覆膜处理温度变化趋势一致，白膜较黑膜处理升温快，各土层温度在不同测定时间基本表现为栽后白膜＞栽前白膜＞栽前黑膜＞不覆膜，其中，栽后白膜较对照增加了2～6℃，较栽前白膜增加了0.14～1.65℃，各处理间差异显著。但在15～20 cm土层，随着土层的加深，各个覆膜处理差异并不显著，栽前黑膜与其他处理相比，土壤温度增温最大。从同一土层来看，土壤温度在8：00，12：00，16：00逐渐增加，5～10 cm土层，土壤月积温为栽后白膜＞栽前黑膜＞栽前白膜＞不覆膜；在15～20 cm土层，土壤月积温为栽前黑膜处理最大，积温较对照增加幅度明显。

表1 不同处理对土壤温度的影响℃

2.2 不同地膜覆盖对土壤容重的影响

试验结果表明，各个覆膜处理在0～10，10～20 cm土层的土壤容重均低于对照，其中，栽前黑膜处理能显著降低甘薯耕层土壤的容重，较CK降低幅度分别为7.9%，14%。栽前白膜与栽后白膜处理之间差异并不显著，但较不覆膜处理土壤容重在0～10 cm分别降低了0.096，0.1 g/m3，在10～20 cm分别降低了0.218，0.216 g/cm3（图1）。由此可知，覆膜处理可以改善土壤的理化性状，降低容重。

2.3不同地膜覆盖对土壤有效水分含量的影响

从表2，3可以看出，不同覆膜处理较不覆膜（CK）均能显著提高垄内不同深度的土壤含水量，距离地表越近，保水效果越明显，表现依次为栽前黑膜＞栽前白膜＞栽后白膜＞不覆膜，其中，栽前黑膜处理保水效果最好，尤在浅层土壤（0～10 cm）保水效果更加明显；栽前黑膜在土层10 cm处土壤含水量较对照增加16.83%～79.52%，20 cm土壤水分较对照增加4.87%～56.60%。各个覆膜处理间差异显著，栽前白膜处理较栽后白膜处理的保水效果也很明显。

表2 不同处理土壤含水量变化%

表3 不同处理土壤含水量比对照的增幅%

2.4 不同地膜覆盖对甘薯产量及构成的影响

从表4，5可以看出，甘薯起垄覆膜栽培处理单株结薯数较不覆膜栽培减少，大薯率比例提高，栽前白膜＞500 g薯块质量占产量的比例达到71.05%，较不覆膜提高13.52百分点。覆膜处理产量均比不覆膜处理产量高，覆膜处理鲜薯增产幅度在28.26%～35.89%，以栽前覆黑膜鲜薯产量最高（47 963.25 kg/hm2），比不覆膜增产35.89%。薯干增产幅度在25.58%～30.24%，栽前黑膜处理的薯干产量最高，为14 470.51 kg/hm2，与不覆膜相比，每公顷增产3 359.40 kg。从产量与商品性综合来看，栽前黑膜处理表现最好。

表4 垄作覆膜试验不同处理产量构成调查

表5 垄作覆膜试验不同处理产量调查

3 讨论与结论

据报道，在甘薯块根分化建成期，土壤温度和水分对根系的生长发育都有重要影响[6]。垄作覆膜在甘薯生育前期有明显的增温保水效应[7]。许多研究表明，地膜覆盖能够改善土壤的水热条件[8-13]。Tarara[14]研究地膜覆盖马铃薯试验结果表明，在马铃薯生育后期各个土层土壤温度都有明显提高。江燕等[15]通过地膜覆盖对耕层土壤温度水分和甘薯产量的影响进行了研究，结果表明，覆膜可以提前甘薯块根分化建成期，可显著提高耕层土壤温度和土壤相对含水量，研究认为，覆盖黑色地膜处理块根产量增幅大于覆盖透明膜处理的主要生态原因是黑色地膜具有更好的保墒作用。黑色地膜比透明地膜具有更好的增温保温作用，其保墒作用也更加明显，这为甘薯生长前期块根的形成提供了有利的生态环境。张宝林[16]在晋西旱塬区的10 a平均试验结果表明，覆膜栽培可以增加土壤有效水分，较常规不覆膜处理耕层土壤总有效水量高42.4%。地膜覆盖后可以提高耕层土壤含水量，这对西北、华北干旱区促苗早发、提高产量有重要意义。王贵平等[17]研究认为，地膜覆盖可以促进春玉米对养分的吸收，显著提高氮、磷、钾肥料的利用率。同时地膜覆盖是有效提高水分和养分利用效率的栽培方式[18-19]。胡启国等[20]通过不同覆膜处理研究表明，栽后覆透明膜处理能使土壤更好地吸收保存太阳能；尤其在甘薯早春提前覆膜栽培，有利于能量转化、干物质的积累和薯块的膨大及增产；同时栽前覆黑膜、栽后覆黑膜、栽前覆透明膜处理的增产效果也十分明显，与本试验研究结果相同。

本试验结果表明，在5～10 cm表土层，白膜较黑膜处理升温快，土壤温度基本表现为栽后白膜＞栽前白膜＞栽前黑膜＞不覆膜，栽后白膜处理与栽前白膜处理差异显著，原因可能是由栽前白膜处理的土壤含水量较多所致。但在15～20 cm土层，随着土层的加深，栽前黑膜对土壤的增温效果最佳。覆膜处理能显著提高垄内不同深度的土壤含水量，距离地表越近，保水效果越明显。综上所述，栽前黑膜处理较栽前白膜、栽后白膜处理保水保温效果更佳，土壤容重也显著降低，增大了土壤孔隙度，改善了土壤通气性，使得甘薯根系保持一个良好的生长环境，更加有利于薯苗稳健生长。在产量上，栽前覆黑膜处理较其他处理在鲜薯产量、薯干产量上增产作用显著，商品性也最高，在实际生产中抑制杂草效果也很明显。由此可知，栽前覆黑膜是最佳的垄作覆膜方式。本研究可为山西等早春低温干旱薯区提早栽培薯苗提供了可靠的理论依据。

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Effect of Ridge Tillage with Plastic Film Mulching on Temperature Increase and Preservation of Soil Moisture and Yield of Sweet Potato

LI Jiang-hui，JIAZheng-rong，WANGLing-yun，XIE Xiao-hong，XIE Hong-e，WUZong-xin，LI Bo
（Institute ofCotton，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Yuncheng044000，China）

This studyused the Jin sweet potato5 starch cultivar as the test material in four mulchingtreatments tostudythe effect of the soil water and temperrature condition and yield of sweet potato with ridge tillage with plastic mulch（RP）.The results showed that different ways of RP had better effect of water-saving and temperature-raising,within 30 days,in 5-10 cm of topsoil,the effect of temperature-raising about planted after with white plastic film mulching was remarkable,the effect of temperature-raising about planted before with the black plastic film mulching was best in 15-20 cm of soil.Also the effect of water-saving about planted before with black plastic film mulching,increasing production and reducing soil bulk density were better than others.Under treatments of plastic film mulching,yield ofstorage roots ofsweet potatoincreased 28.26%-35.89%.

sweet potato;ridge tillage with plastic filmmulching;temperature increase;preservation ofsoil moisture;yield

S531

A

1002-2481（2016）04-0494-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.04.18

2015-12-15

国家甘薯产业技术体系建设专项（CARS-11-C-02）；山西省科技攻关项目（20130311015-3）

李江辉（1973-），男，山西芮城人，助理研究员，主要从事甘薯栽培和育种研究工作。解红娥为通信作者。