不同颜色地膜和滴灌土壤湿润比对土壤水热及甘薯生长的影响

2021-11-09 07:44胡英杰张友良冯绍元王凤新
灌溉排水学报 2021年10期
关键词:块根土壤温度湿润

胡英杰,张友良*,冯绍元,王凤新

(1.扬州大学 水利科学与工程学院,江苏 扬州225009;2.中国农业大学 中国农业水土问题研究中心,北京100083)

0 引 言

【研究意义】甘薯属薯蓣科蔓生性草本植物,是世界主要粮食作物之一[1]。据FAO 统计,2018年世界甘薯总产量为1.45 亿t,我国甘薯总产量为0.53 亿t,占世界甘薯总产量的36.55%,居世界首位[2]。甘薯富含多种营养物质,如胡萝卜素、维生素C、食用纤维、钙、铁、磷、硒等[3]。山东省地形复杂,以山地丘陵为主,约占全省总面积的33%,平原占55%,其他占12%,适宜甘薯种植。甘薯在山东种植历史悠久,是重要粮食作物之一,常年种植面积在40 万hm2左右[4]。覆膜在其他作物生产已得到普遍推广,而山东地区对甘薯覆膜的研究较少。此外,水分灌溉对作物的生长和产量至关重要。因此选择合适的覆膜方式和合理的灌溉模式,对山东的甘薯生产具有重要意义。

【研究进展】地膜覆盖在很多农作物上得以应用,如马铃薯、玉米、大豆等,其增产效果十分明显[5-7]。覆膜可以改变土壤水热环境,进而影响甘薯的生长[8-11]。江燕等[12]研究表明地膜覆盖提高了甘薯块根膨大期块根干物质初始积累量和平均积累速率,增加了单株结薯数和单薯质量,最终显著提高了收获期块根产量。李云等[13]研究表明,覆膜处理甘薯叶片、叶柄、茎蔓、块根的鲜薯质量均比不覆膜明显增加,尤其黑膜覆盖处理下,甘薯各项指标增加明显,黑膜处理下甘薯块根产量增产79%。王翠娟等[14]研究表明覆膜栽培促进幼根的发生、生长发育和分化根,有利于协调甘薯生长中后期茎叶生长与块根膨大的关系,显著提高块根产量。付文娥等[15]研究表明,地膜覆盖较裸地种植能够促进甘薯早期生长发育,使甘薯缓苗分枝期提早2~3 d,封垄期提前3~4 d,大中薯率提高11.0%,增产21.2%。

前人对甘薯的水分需求及其对甘薯产量和品质的影响开展了研究。李长志等[16]发现干旱胁迫会影响甘薯地上茎叶生长及块根膨大进程,严重时导致产量降低。不同时期干旱胁迫均导致甘薯产量下降,干旱胁迫时间越早,对甘薯生长发育的影响越大,分枝结薯期是甘薯块根对水分最敏感的时期[17]。张辉等[18]研究表明甘薯各生育期各器官生物量均随着水分增加而增加。Pardales 等[19]研究表明,土壤水分不足会显著抑制甘薯叶片的数量、枝干重量和藤蔓长度,充足的水分会明显增加叶片的数量,但是过多的土壤水分会导致不定根的数量大大减少,从而导致总长度随之下降。Laurie 等[20]研究结果表明减少水分和增加肥料用量,可以增加橙色果肉甘薯的β-胡萝卜素量。Ghuman 等[21]研究表明,灌溉处理的甘薯和木薯产量要比未灌溉处理的产量高。可见,水分供应对甘薯的生长发育至关重要。大田作物不同生育时期需水量不同,在需水量较少的时期适当减少灌水,既可以保证高产,又有利于节约水资源[22]。

膜下滴灌技术可以为作物生长提供适宜的水热环境,从而促进作物的生长。Zhang 等[23]研究表明在膜下滴灌条件下,合理的水氮管理制度可以显著改变棉花根系生长、根系活力、生物量积累、水分利用效率和产量。刘伟等[24]研究表明膜下滴灌有利于增加小麦前期的积温,使小麦能够提前出苗且提高有效穗数,有利于后期小麦提早成熟,适宜的灌水量有利于提高小麦品质,同时提高了小麦水分利用效率。

【切入点】现有研究对于如何利用膜下滴灌技术为甘薯生长创造适宜生长的土壤水热环境,提高甘薯产量和品质,是亟待解决的问题。对于膜下滴灌条件下,不同颜色薄膜覆盖和滴灌湿润比对土壤水热时空变化及其对甘薯生长影响的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】本文通过设置垄作条件下黑膜、透明膜覆盖以及不覆膜处理,研究不同的覆膜模式和滴灌湿润比对土壤水热环境及其对甘薯生长、产量和品质的影响,以便为该地区甘薯膜下滴灌技术的进一步发展应用提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2020年5—10月在山东省日照市中国农业大学特色马铃薯试验基地(35°25′N,118°59′E,海拔131 m)开展。该基地属暖温带湿润季风气候,多年平均气温13.2 ℃,年均湿度72%,无霜期213 d,年平均日照时间2 533 h,年均降水量897 mm。试验地土质为砂壤土,土壤养分如表1 所示。0~90 cm 深度土层土壤平均干体积质量为1.46 g/cm3,平均田间持水率为22.60%(体积含水率)。试验年份生育期降雨分布如图1 所示。生育期总降水量为1 245 mm,主要集中在7、8月。

表1 试验地土壤养分Table 1 Soil nutrients in the test site g/kg

图1 全生育期降水量分布Fig.1 Distribution of rainfall over the whole growth season

1.2 试验设计

田间试验设置覆膜方式和滴灌湿润比2 个因素。覆膜方式设置黑膜覆盖(BM)、透明膜覆盖(TM)与不覆膜(NM)3 个水平,滴灌湿润比设置不灌溉(P0)、30%湿润比(P1)与60%湿润比(P2)3 个水平,共9 个处理,每个处理重复3 次,共计27 个试验小区,小区采用完全随机布置。所有处理都采用地表滴灌进行灌溉,根据设计滴灌湿润比设置每次灌水量,分别为不灌水(P0)、8.16 mm(P1)、16.32 mm(P2)。滴灌系统采用支管+辅管布置,每个小区都有闸阀、压力表和水表,用来控制和调节小区灌溉。滴灌系统安装完成后,对覆膜处理进行覆膜,使薄膜与土壤紧密接触。在每个小区滴头正下方安装负压计(陶土头埋深20 cm),当该处理的3 个小区的负压计平均值为-25 kPa 时进行灌溉。

1.3 试验布置及农艺措施

甘薯选用品种为普薯32 号,采用起垄种植,1 垄1 行,垄长6 m,垄宽0.85 m,高0.2 m,垄顶宽0.3 m,甘薯株距为0.25 m,每个小区共7 垄,小区面积33.6 m2(长6 m,宽5.95 m)。

底肥施用量为375 kg/hm2的复合肥(N 质量分数为17.0%,P2O5质量分数为17.0%,K2O 质量分数为17.0%)和600 kg/hm2钙硫磷肥(P2O5质量分数为17.0%,Ca 质量分数为12.0%,S 质量分数为8.0%)。在块根膨大期追施150 kg/hm2尿素(联盟牌,N 质量分数为46.0%),300 kg/hm2硫酸钾(罗布泊牌,K2O质量分数为51.0%,CI 质量分数为1.50%,S 质量分数为17.50%)。于2020年4月30日起垄种植,10月12日收获。其中NMP1、NMP2、BMP1、BMP2、TMP1、TMP2 灌水次数分别为4、2、2、2、2、2 次;总灌水量分别为31.8、31.8、16.5、33.6、16.6、32.1 mm,于8月5日通过滴灌系统施入200 kg/hm2硫酸钾和180 kg/hm2尿素,其中不灌溉处理的氮肥和钾肥以喷雾的形式施入甘薯根部。病虫害防治及其他农艺措施均相同。

1.4 测定项目与方法

气象资料:利用试验基地现有的标准气象站进行监测,测定项目包括太阳总辐射、风速、压强、大气温度、降水量、相对湿度等。

土壤温度的测定:每个处理于垄顶埋设曲管土壤温度计1 套,自垄面最高点开始,设5、10、15、20、25 cm 共5 个监测深度。每隔10 d 于08:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00 进行观测并记录数据。

干物质测定:分别于7月26日、8月23日、10月10日监测。测定时,从各小区中随机选取10 株甘薯,将所取植株从茎底部与地下根部分离,然后再分别将茎叶、块根分离并称鲜质量,置于105 ℃烘箱中杀青30 min,然后温度调至80 ℃,恒温烘干至恒质量,分别获得茎叶,块根的干物质量。

土壤含水率测定:于移栽后39、64、107、126、141、157 d 监测。测定时,分别在垄顶和垄沟采取0~10、10~20、20~30、30~50、50~70 cm 土层样品,采用烘干法进行测定。

蔓长、茎粗测定:在每个试验小区标记10 株甘薯,于每个生育期用钢尺和电子游标卡尺测量植株的蔓长和茎粗。

甘薯块根分级和产量的测定:生长发育过程中,每个小区取10 株测定块根质量,分析产量构成因素。收获时,每个小区取30 株测量产量。

甘薯品质测定:收获后,在每个小区选取代表性甘薯块根,用凯氏定氮法测量样品中粗蛋白量,用国标法测量样品中总类胡萝卜素量,采用蒽酮法测定样品中可溶性糖总量。

1.5 数据分析

试验数据用Microsoft Excel 2019 进行数据的计算、处理和制图,用SPSS25 统计软件进行数据统计分析,用LSD 法分析各处理间的显著性差异。

2 结果与分析

2.1 覆膜和滴灌湿润比对土壤温度的影响

2.1.1 生育期各阶段土壤温度变化

从图2 可以看出,覆膜可以提高土壤温度,土壤温度随着气温变化而变化。整个生育期,不同土层温度变化趋势大致相同,均表现为随深度增加而降低。受太阳辐射的影响,上层土壤温度波动大于下层土壤。在苗期、分枝结薯期和封垄期覆膜对土壤温度有显著影响(P<0.05);在膨大期和收获期,覆膜对土壤温度影响不显著(P>0.05)。在相同湿润比条件下,苗期TM 处理增温效果好于BM 处理,这是因为透明膜的太阳短波辐射的透射率要大于黑色薄膜,透明薄膜比黑色薄膜更有利于加热土壤,增温更显著。取观测日的相同湿润比条件下,不同覆膜处理的土壤温度的平均值计算得,TM 处理相比于NM 处理可显著提高5、10、15、20、25 cm 土层的平均温度,分别为0.14~5.83、0.21~5.78、0.17~4.31、0.56~5.06、0~4 ℃;BM 处理较NM 处理可提高5、10、15、20、25 cm土层的平均温度,分别为0.17~5.22、0.33~4.22、0~3.83、0.06~3、0~2.56 ℃。

图2 不同覆膜和滴灌湿润比处理各层土壤温度Fig.2 Soil temperature at different soil layers of different film mulches and soil wetted percentages treatments during the whole growth season

进入分枝结薯期,在5 cm 深度,在P0 和P1 条件下,BM 处理土壤温度略高于TM 处理和NM 处理的;但是在P2 条件下,TM 处理最高的。在相同湿润比条件下,封垄期不同覆膜处理的温度表现为:BM处理>TM 处理>NM 处理。膨大期,在5~10 cm 深度TM 处理的土壤温度高于BM 处理和NM 处理的,在10 cm 深度以下BM 处理和TM 处理基本是趋于一致且略高于NM 处理。生育后期,在相同湿润比条件下,不同覆膜处理的温差逐渐减小,这可能是因为随着甘薯生长,甘薯叶面积指数上升,植株冠层遮光作用要大于覆膜对土壤温度的影响,而后期薄膜的破损也一定程度上影响了覆膜对土壤的增温效应,使得覆膜与不覆膜之间土壤温度差异变小。

在相同覆膜条件下,苗期不同湿润比的土壤温度相差不大。封垄期,由于降雨频繁,从7月中旬至收获期,没有进行灌溉,在相同覆膜条件下,不同湿润比的土壤温度相差不大。

2.1.2 典型天土壤温度日变化

不同处理的土壤温度日变化均表现一致。如图3所示,从晴天(5月25日)来看,08:00—14:00 各土层土壤温度均呈现上升趋势,在14:00,5 cm 和10 cm土层土壤温度达到最高值,14:00 之前太阳辐射强烈,表层土壤吸收热量多,土壤温度上升较快,变化较大,是土壤升温的主要时刻。15 cm 和20 cm 土层在16:00土壤温度达到最高值,25 cm 土层在18:00 达到最高值。说明土壤温度的变化滞后于气温的变化。在相同湿润比条件下,在各层土壤深度,BM 处理和TM 处理的土壤温度显著高于NM 处理。在相同覆膜条件下,不同湿润比处理的土壤温度没有明显的差别。

图3 典型天不同覆膜和滴灌湿润比处理土壤温度日变化Fig.3 Daily soil temperature variations of different film mulches and soil wetted percentages treatments at different soil layers on typical days

从阴天(7月11日)来看,5 cm 土层08:00—12:00土壤温度呈上升趋势,在12:00 达到最高值,这与晴天的土壤温度变化趋势有所不同。相同湿润比条件下,表层5 cm 和10 cm 深度,BM 处理和TM 处理显著高于NM 处理,BM 处理的温度略高于TM 处理,这可能是因为透过透明膜的太阳辐射减弱,而黑色薄膜能吸收更多的热量。湿润比对各层土壤温度没有显著性影响。15 cm 以下深度各处理间土壤温度没有显著性差异。此外,随深度增加,不同处理间的差异也逐渐减小,但不同处理对耕作层20~25 cm 处仍有一定的影响。在相同覆膜条件下,P2 处理的土壤温度变化幅度小于P1 处理和P0 处理。这可能是因为土壤水分和温度存在耦合作用,P2 处理灌水量较多,土壤含水率高则热容量大,相应的温度变化幅度较小[25]。

2.2 覆膜和滴灌湿润比对土壤含水率的影响

由图4 可以看出,在苗期未进行灌溉处理之前,在表层10 cm 土壤,覆膜处理的土壤含水率高于不覆膜的。BM 处理和TM 处理含水率较NM 处理分别提高了1.75%和1.24%,说明覆膜可以减少土壤表层水分蒸发,提高表层土壤含水率。

图4 不同覆膜和滴灌湿润比处理不同生育期垄顶、垄沟土壤含水率分布Fig.4 Soil moisture distributions at the top of bed and at the furrow of bed during different growth season of different film mulches and soil wetted percentages treatments

分枝结薯期,在P0 和P1 水平下,垄顶和垄沟0~10 cm,TM 处理的土壤含水率高于BM 处理和NM处理。这可能是因为TM 处理透光率较高,因此地面温度较高,膜上会形成水气层,再返回表层土壤,使表层土壤的含水量较高。分枝结薯期的垄沟各层平均含水率整体高于垄顶平均含水率。这可能是因为分枝结薯期温度高、水分蒸发强烈,此阶段是甘薯分枝结薯对水分需求最多的时期,地膜覆盖能够使土壤水分保持在一定的范围内,保证甘薯的正常生长。进入膨大期后,华东地区降雨量较为频繁,土壤含水率一直较高,土壤水势一直是高于-25 kPa,所以没有进行灌水处理。在雨后3 d 进行取土分析数据。各处理0~70 cm 土壤含水率均超过了田间持水率(22.6%)。在相同滴灌湿润比条件下,垄沟各层土壤含水率均由于表现为NM 处理高于BM 处理和TM 处理,这可能是覆膜处理条件下大部分雨水以地表径流的形式排出,使土壤在多雨季节能保持较低的土壤湿度。说明地膜覆盖可以降低多雨年份土壤含水率,有利于提高甘薯根系的呼吸作用,保持甘薯的正常生长[26]。进入收获期后,降雨量逐渐减少,土壤含水率也随之降低。在收获前5 d(10月7日)进行取土,此时过去13 d降雨量仅为1.22 mm,期间没有进行灌溉。分析数据可以得出,垄沟整体平均土壤含水率略高于垄顶。在P0 和P1 水平下,NM 处理垄顶土壤含水率高于BM处理和TM 处理。此阶段土壤含水率在田间持水率左右,说明在收获期甘薯已经成熟,不再生长,再加上藤蔓生长速率缓慢,以及藤蔓遮蔽的影响,蒸发相对较少,整体耗水量较低。

整个生育期,垄沟和垄顶土壤含水率整体变化趋势表现为随深度的增加而增加。分枝结薯期,在TM和BM 水平下,垄沟和垄顶0~10 cm 土壤含水率P0处理高于P1 处理和P2 处理。进入7月中旬,由于降雨量较大没有进行灌溉。在相同覆膜条件下,不同湿润比的土壤含水率没有明显规律。

2.3 覆膜和滴灌湿润比对甘薯生长的影响

不同处理的甘薯茎粗和蔓长如图5 所示,前期生长速率较快,后期速率降慢。分枝结薯期,不同覆膜对甘薯茎粗影响显著(P<0.05)。根据双因素方差分析可以得出,BM 处理显著高于NM 处理,TM 处理极显著高于NM 处理。TM 处理高于BM 处理,但没有显著性差异。从覆膜整体数据来看,TM 处理茎粗的均值较BM 处理和NM 处理分别提高了4.10%和13.05%;TM 处理蔓长比BM 处理和NM 处理分别提高了3.71%、10.97%,覆膜处理的增温有助于甘薯蔓长和茎粗的增长。从不同湿润比整体数据来看,P1 处理蔓长的均值较P0 处理和P2 处理分别提高了14.8%和4.4%,说明少量多次的灌水在一定程度上有助于蔓长的生长。

图5 不同覆膜和滴灌湿润比处理甘薯茎粗和蔓长全生育期变化Fig.5 Sweet potato stem diameter and vine length variations of different film mulches and soil wetted percentages treatments during the whole growing season

封垄前期(7月1日),覆膜和滴灌湿润比二者交互作用对蔓长有显著性影响。在TM 水平下,P0处理显著低于P1 处理和P2 处理,其中最大蔓长在TMP1 处理中获得。在NM 水平下,P0 处理显著高于P1 和P2 处理。在BM 水平下,不同滴灌湿润比之间没有显著性差异。封垄中期(7月15日)滴灌湿润比对蔓长有显著性影响,P1 处理显著高于P0 处理。膨大期(8月10日),在相同滴灌湿润比条件下,TM 处理茎粗最高。在相同覆膜条件下,蔓长和茎粗均是P1 处理最高。滴灌湿润比对蔓长有极显著性影响。P1 处理显著高于P0 处理,P1 处理极显著高于P2 处理,P0 处理和P2 处理没有显著性差异。说明P1 处理滴灌湿润比有利于甘薯藤蔓的生长。收获期(9月17日),覆膜和湿润比及其交互作用对甘薯的蔓长和茎粗都没有显著性影响。原因可能是生育后期,由于作物覆盖,不同覆膜之间的温度差异不大,再加上华东地区在7、8月降雨量较大,进入8月以后没有进行灌水处理,因此覆膜和湿润比对甘薯收获期的生长指标没有显著性影响。

从表2 可知,收获期(10月10日)和膨大期(8月23日)较封垄期(7月26日)地上干物质量分别提高了60.90%、48.99%,块根干物质量提高了14.06%、23.42%。块根干物质量收获期较膨大期减少了8.14%。封垄期,在P0 和P1 条件下,根干物质量以BM 处理最高,而在P2 条件下,块根干物质量以TM 处理最高。在BM 和NM 条件下,块根干物质量随着滴灌湿润比的增加而减少。膨大期,根据双因素方差分析可以得出,覆膜对块根干物质量有极显著性差异,TM处理显著高于BM 处理,NM 处理显著高于BM 处理,TM 处理和NM 处理之间没有显著性差异。收获期,覆膜对地上干物质量有显著性影响。NM 处理地上干物质量显著高于BM 处理和TM 处理,分别提高了18.54%、13.90%,这可能是因为覆膜的增温效应使得生物量更多地向块根转移。在相同覆膜条件下,块根干物质量均以P0 处理最高,说明少量的灌水有利于块根干物质的增多。

表2 不同覆膜和湿润比处理甘薯品质Table 2 Sweet potato quality of different film mulches and soil wetted percentages treatments

2.4 覆膜和滴灌湿润比对甘薯产量及品质的影响

根据双因素方差分析可以得出,覆膜对收获期甘薯产量有显著影响,BM 处理极显著高于NM 处理,BM 处理和TM 处理以及TM 处理和NM 处理都没有显著性差异,最终产量表现为BM 处理>TM处理>NM处理(表4)。这可能是因为覆膜栽培促进幼根的发生、生长发育和分化根初生形成层的活动,利于块根早分化形成;促进块根膨大初期次生形成层的活动和薄壁细胞中淀粉的积累,利于块根迅速膨大;显著提高封垄期前后单株有效薯块数和单株鲜薯质量,从而显著提高块根产量[14]。BM 处理平均产量较TM处理和NM 处理增加了9.02%、20.85%,可见黑膜增产效果十分明显,其中最高产量在BMP1 中获得,为71 363.56 kg/hm2。在相同覆膜条件下,P1 处理的产量是最高的,说明少量多次灌水更有利于甘薯的获得较高的产量。而在BM 和TM 水平下,P1 处理和P0 处理的产量十分接近。这可能与试验期间降雨量较大有关,P0 处理也有足够的水分。

覆膜和滴灌湿润比及其交互作用对甘薯粗蛋白量、可溶性糖量、类胡萝卜素量均没有显著性影响(表2)。从覆膜整体情况来看,TM 处理类胡萝卜素平均量最高的,NM 处理次之,BM 处理最低。在相同湿润比条件下,BM 处理可溶性糖量最高。从湿润比整体情况来看,P1 处理类胡萝卜素和粗蛋白量最高;P2 处理可溶性糖量最高。在相同覆膜条件下,粗蛋白量均以P1 处理最高。根据当前研究结果表明甘薯品质受覆膜和滴灌湿润比的影响未达到显著性水平,原因可能是所有处理中的甘薯植株都是在土壤基质势达到-25 kPa 时得到灌溉,整个生育期没有遭受严重的水分胁迫。覆膜和湿润比对甘薯商品薯率没有显著性影响。从表4 可以得出,在相同滴灌湿润比条件下,TM 处理的商品薯率最高,其次是BM 处理,其中TMP1 处理的商品薯率最高。从覆膜整体情况来看,BM 处理平均大薯率最高,为12.25%,NM 处理平均大薯率最低,为9.41%,最高大薯率在BMP1 处理获得为14.1%。在BM 和TM 水平下,P1 处理的商品薯率最高。在NM 水平下,P0 处理的商品薯率最高。从湿润比整体情况来看,P0 处理平均大薯率为11.36%,P1 处理则是9.8%。

表3 不同覆膜和滴灌湿润比处理甘薯干物质量Table 3 Sweet potato dry matter quality of different film mulches and soil wetted percentages treatments g/(100g)

表4 不同覆膜和滴灌湿润比处理产量及其结构Table 4 Sweet potato yield and structure of different film mulches and soil wetted percentages treatments

3 讨论

3.1 覆膜和滴灌湿润比对土壤温度和水分的影响

地膜覆盖可以改善田间小气候,直接阻挡了水分的蒸发,阻断了近地面层与大气直接进行气流交换,增大了光热交换阻力,协调光、温、水、气的关系。覆膜处理增加了土壤中微生物数量,微生物活动旺盛,从而提高作物对养分的吸收和利用率[27]。本研究表明,不同颜色覆膜可以提高5~25 cm 土层的土壤温度,TM 处理下温度要高于BM 处理。这与兰孟焦等[28]研究结果略有不同,研究表明在5 cm 处土温表现为黑膜>白膜>不覆膜;10~25 cm 土层温度表现为白膜>黑膜>不覆膜。在甘薯生育后期,由于作物冠层的遮光作用和薄膜的破损,覆膜对土壤的增温效应逐渐减弱。由于土壤水分和温度存在耦合作用,土壤含水率高则热容量大,在相同覆膜条件下,P2 处理的土壤温度变化幅度小于P1 处理和P0 处理。覆膜在前期可以提高表层土壤含水率,在多雨季节能阻碍土壤直接接纳雨水,增加地表径流,减小土壤含水率,这与刘莉莎等[26]和姜成选等[29]研究结果一致。但是与刘胜尧等[30]的结果不一致,研究结果表明在汛期覆膜会导致土壤湿度大,不利于甘薯生长,最终增产效果不显著甚至减产,而揭膜处理能够促进土壤水分蒸发,使土壤变得疏松,有利于块根膨大。这可能是选用的甘薯品种不同,耐涝性能有所差别。

3.2 覆膜和滴灌湿润比对甘薯生长的影响

黑色地膜覆盖具有土壤温度适宜、茎叶生长合理协调、叶面积系数理想、地上下部养分分配合理、净同化率较高的优点,是最终薯块产量较高的原因[31]。李雪英等[32]研究结果表明覆膜增加幼苗叶片数和主茎高度,黑膜大于白色透明膜。黑色地膜覆盖增产显著的原因,与黑色地膜覆盖后土壤温度适宜、前期茎叶生长快、结薯早有关。本研究结果与他们的研究结果一致,BM 处理增产效果好于TM 处理,但是与陈根辉等[33]研究结果不一致,这可能是南北气候差异导致的。在相同覆膜条件下,P1 处理的产量是最高的。前人研究表明,分枝结薯期干旱胁迫,会限制了块根的形成和膨大,导致块根产量的下降[17]。本研究表明,在覆膜条件下P0 处理并没有对甘薯产量产生较大的影响,但是NM 处理条件下,P0 处理产量低于P1 处理和P2 处理。这可能是因为,覆膜处理具有保墒作用,甘薯在生长发育过程中有较多的水分供应。本试验研究表明,TM 处理干物质率极显著高于BM 处理,NM 处理显著高于BM 处理,这与李雪英等[32]研究结果较为一致。在甘薯生育前期,覆膜和适宜的滴灌湿润比可以促进甘薯蔓长和茎粗的生长,这与前人的研究结果较为一致。但是,不同覆膜和滴灌湿润比对甘薯的营养物质和商品署率和没有显著性影响。根据Hou 等[34]研究表明,覆膜可以改善甘薯的品质,但效果可能取决于栽培品种。本研究结果表明,普薯32号在覆黑膜条件下,可溶性糖量有所增加。

4 结论

1)覆膜可以提高耕层土壤温度,生育前期,在相同湿润比条件下,TM处理增温效果好于BM处理,到了生育后期,当气温较低时,BM处理增温效果与T M处理相差不大。在相同覆膜条件下,P2处理的土壤温度变化幅度小于P1处理和P0处理。

2)覆膜在前期可以提高表层土壤含水率,在多雨季节能阻碍土壤直接接纳雨水,增加地表径流。

3)覆膜可以增加收获期甘薯产量,在相同湿润比条件下,BM处理增产效果好于TM处理,BMP1处理的产量是最高的。TM处理的商品薯率是最高的;BM处理的大薯率是最高的。覆膜和滴灌湿润比可显著影响甘薯的蔓长和茎粗。覆膜和滴灌湿润比对甘薯品质没有显著性影响。

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