银黑双色膜覆盖对土壤理化性状和木薯产量的影响

罗 兴 录

(1.广西大学 农学院, 广西 南宁 530005; 2.亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室， 广西 南宁 530005)

木薯(Maninhotutliissima)，是大戟科木薯属(Mmllhot)的多年生灌木，是世界三大薯(甘薯、马铃薯、木薯)类之一[1]。木薯是一种适应性很强、耐旱耐瘠的高产作物[2]，地下块根产量高，而且富含淀粉，可作为生产燃料乙醇的良好原料。因此，有“地下粮仓”、“淀粉之王”和“生物能源姣姣者”之誉称[3]。据统计，全世界尤其是非洲有6亿多人口以木薯作为主要粮食。木薯用途很广，经济价值高[4]。除了作为食物和加工淀粉、酒精原料以外，还可深加工生产淀粉糖、山梨醇、山梨酸、柠檬酸、味精、可降解薄膜、维生素、丙酮、丁醇等多种经济价值高的产品。以木薯为原料生产山梨酸钾的成本比用其他原料降低30%，以木薯为原料生产乳酸的成本比用其他原料降低50%。木薯是重要的生物质能源作物[5]，以木薯为原料生产燃料酒精的成本比用玉米、高粱、甘蔗等都低。广西地处热带、亚热带，是中国木薯生产的主产区，种植面积占全国木薯种植面积的60%。广西地区木薯主要种植在旱坡地，没有灌溉条件。广西地区气候属于季风气候，降水季节分布不均匀，春旱、秋旱等季节性干旱常有发生，是影响木薯的生长，制约木薯产量提高的重要因素[6]。如何保水防旱是广西木薯生产亟待研究解决的重要问题。银黑双色地膜是一种新型地膜，它既有保温、保湿、防草功能[7-9]，又有反射光，增加田间光照，提高光合效率，减少害虫的作用[10-11]。在小麦[12]，花生[13-14]、烤烟[15-17]、玉米[18]、等作物应用取得良好的增产效果。但是在木薯上应用很少[19]。本试验通过木薯银黑双色地膜、黑色地膜、白色地膜覆盖栽培比较研究，探讨银黑双色地膜覆盖对土壤理化性状和木薯产量的影响，为银黑双色地膜覆盖栽培技术在木薯上应用提供科学依据[20-21]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试木薯品种：西选07。供试地膜：南宁市晟和兴塑胶有限责任公司生产的银黑双色地膜(一面黑色，一面银色)、黑色地膜(两面黑色)、白色地膜(两面白色)，宽度：90 cm，厚度：0.004 mm。

1.2 试验设计

试验于2018年在广西南宁市兴宁区五塘镇广西大学木薯种植基地进行。试验地土壤为赤红壤，肥力中等，有机质含量1.53%，碱解氮含量84.66 mg/kg，速效磷含量116.10 mg/kg，速效钾含量68.95 mg/kg，土壤容重1.28 g/cm3，土壤pH值6.3。试验采用随机区组设计，设4个处理：A银黑双色地膜覆盖；B黑色地膜覆盖；C白色地膜覆盖；D不盖膜(CK)。小区面积80 m2,3次重复。

1.3 栽培管理

试验地经一犁一耙后起畦，畦面宽80 cm，高25 cm，畦沟20 cm。木薯于2018年3月30日种植，株行距为0.8 m×1.0 m。下种前每1 hm2用有机肥12 000 kg作为基肥。种后50 d进行第1次追肥，每1 hm2施尿素112.5 kg，复合肥(N∶P∶K为15∶15∶15)150 kg，氯化钾112.5 kg。种后120 d进行第2次追肥，每1 hm2施尿素225 kg，复合肥(N∶P∶K为15∶15∶15)300 kg，氯化钾300 kg。每次追肥，在距植株20 cm处划破地膜施下，施后盖土。其他田间栽培管理措施与常规种植相同。

1.4 测定项目及方法

在木薯生长发育期间，分别在苗期(6月20日)、块根形成期(8月20日)、块根膨大期(10月20日)和块根成熟期(12月20)采样，测定土壤含水量、土壤三相比、土壤速效氮、磷、钾含量。木薯于2019年1月15日收获，每个小区选取具有代表性的5株测量株高、茎粗、块根数、块根直径、块根长和单株块根重，并称量各小区的鲜薯产量，折算每1 hm2产量。土壤含水量测定采用烘干法；土壤三相比测定用环刀法；木薯叶片蔗糖、可溶性糖量、块淀粉含量测定用蒽酮比色法测定并略作修改[22-23]。

1.5 试验数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2003及DPS 7.05软件进行统计处理和分析。

2 结果与分析

2.1 银黑双色地膜覆盖对土壤含水量的影响

在木薯苗期、块根形成期、块根膨大期和块根成熟期，测定3种不同地膜覆盖以及对照的土壤含水量结果详见表1。从表1可以看出，木薯4个生育时期3种地膜覆盖的土壤含水量均极显著高于对照，其中以银黑双色地膜覆盖土壤含水量最高，与黑色地膜盖和白色地膜覆盖的差异达显著水平。可见，银黑双色地膜覆盖比黑色地膜盖和白色地膜覆盖具有更强的保水力。银黑双色地膜覆盖之所以保水性比黑色和白色地膜强，其原因主要是银黑双色地膜正面涂上一层莹光粉，增加膜的密封性和抗破性，更有效地减少土壤水分蒸发，提高土壤保水力。

表1 不同地膜覆盖对土壤含水量的影响 %

2.2 银黑双色地膜覆盖对土壤三相比的影响

土壤三相比是指土壤气相、液相和固相体积的比例，土壤气相、液相体积所占比例是反映土壤通气性和保水性的重要指标。木薯是块根作物，土壤通气性和保水性对木薯块根生长发育有重要影响，尤其是土壤的通气性影响更大。本试验在木薯苗期、块根形成期、块根膨大期和块根成熟期对3种地膜覆盖以及对照的土壤三相比进行测定，结果详见表2。从表2可以看出，在木薯各生育时期不同处理的土壤三相比有显著差异。与对照相比，3种地膜地膜覆盖的土壤气相和液相体积比例显著提高，固相体积比例显著下降，其中以银黑双色地膜最明显。由此可见，银黑双色地膜覆盖，可显著提高土壤液相和气相的比例，调节土壤三相比，增强土壤通气性和保水性，有利于木薯根系尤其是块根的生长发育。

表2 不同地膜覆盖对土壤三相比的影响 %

2.3 银黑双色地膜覆盖对土壤速效氮、磷、钾含量的影响

土壤通气性和保水性对土壤养分有效化有重要影响，通气性、保水性好的土壤，水气协调，有利于土壤养分有效化，提高土壤有效养分含量。在木薯苗期、块根形成期、块根膨大期和块根成熟期测定不同处理的土壤速效氮、磷、钾含量，结果详见表3。从表3可知，无论是苗期、块根形成期，还是块根膨大期、块根成熟期，银黑双色地膜覆盖的土壤速效氮、磷、钾含量都是最高。木薯苗期土壤速效氮、磷、钾含量分别比对照提高11.35%，27.36%和8.67%。块根形成期分别提高9.16%，30.69%和15.67%。块根膨大期分别提高12.31%，30.67%和18.05%。块根成熟期分别提高16.65%，33.87%和21.91%。银黑双色地膜覆盖之所以能提高土壤速效氮、磷、钾含量，其原因主要是银黑双色地膜密封性、抗破性好，覆盖可以有效防止土壤板结，增加土壤通透性，有利于土壤养分有效化[24]，同时，减少水分蒸发，使土壤保持在疏松湿润状态，加快土壤养分有效化[25]。此外，银黑双色地膜覆盖可有效防止、减少土壤养分淋溶和挥发损失。

表3 不同地膜覆盖对土壤速效氮、磷、钾含量的影响 mg/kg

2.4 银黑双色地膜覆盖对木薯生长的影响

在苗期、块根形成期、块根膨大期和块根成熟期各处理的木薯株高、茎粗测定结果详见表4。从表4可见，木薯地膜覆盖的株高、茎粗都显著高于对照，其中银黑双色地膜覆在各生育时期的株高和茎径都是最高。可见，银黑双色地覆盖对促进木薯植株生长效果最好。

银黑双色地膜覆盖能有效促进木薯生长，其原因主要是银黑双色地膜涂上莹光粉，增强了密封性和抗破性，从而提高膜的保温、保湿性能，使土壤保持疏松、湿润状态，有利于植株生长[26]，同时，银黑双色地膜黑色一面能抑制杂草生长，减少田间杂草。银色的一面具有反光性，可以提高田间透光性，减少害虫，促进木薯植株生长。

表4 不同地膜覆盖对木薯生长的影响 cm

2.5 银黑双色地膜覆盖对木薯叶片蔗糖和可溶性总糖含量的影响

木薯叶片蔗糖、可溶性糖是淀粉合成的主要原料。不同地膜覆盖木薯各生育时期叶片蔗糖和可溶性总糖含量测定结果详见表5。从表5可以看出，银黑双色膜覆盖木薯各生育时期叶片蔗糖和可溶性总糖都显著高于其他处理。银黑双色膜覆盖能提高叶片蔗糖和可溶性糖含量，其原因主要是银黑双色膜覆盖保温、保湿性能好，有效促进土壤养分有效化，提高土壤有效养分含量，促进木薯生长，增强叶片光合作用和糖合成的机能。木薯叶片光合作用和糖合成机能增强，可为木薯淀粉合成积累提供充足的原料，有利于提高木薯的淀粉积累，改善木薯产品的品质。

表5 不同地膜覆盖对木薯叶片蔗糖和可溶性总糖含量的影响 %

2.6 银黑双色地膜覆盖对木薯主要经济性状的影响

不同处理的木薯主要经济性状测定结果详见表6。从表6可以看出，木薯地膜覆盖的单株块根数、块根长、块根粗、块根重都显著高于对照。其中银黑双色地膜覆盖效果最明显。与对照相比，银黑双色地膜覆盖平均单株块根数增加2.9条/株，块根长增加22.9 cm，块根直径增加3.3 cm，单株块根重增加1.6 kg/株。可见，银黑双色地膜覆盖能改善木薯主要经济性状。尤其是增加单株块根数、块根长和块根重效果明优于其他地膜。

表6 不同地膜覆盖对木薯主要经济性状的影响 cm

2.7 银黑双色地膜覆盖对木薯产量、淀粉含量和淀粉产量的影响

不同处理的木薯块根产量、淀粉含量和淀粉产量测定结果详见表7。从表7可知，木薯采用地膜覆盖，无论是银黑双色地膜、黑色地膜覆盖，还是白色地膜覆盖，木薯块根产量和淀粉产量都比对照极显著增产。其中银黑双色地膜覆盖的块根产量、淀粉含量和淀粉产量，与对照相比，银黑双色地膜覆盖的块根产和淀粉产量分别增加30.92%和34.70%。可见，银黑双色地膜覆盖不仅能提高块根产量，而且能促进块根淀粉积累，提高淀粉产量。

表7 不同地膜覆盖对木薯产量和淀粉含量的影响

cm

3 讨 论

3.1 银黑双色地膜抗破性、密封性强，保持水土、改善土壤物理性状的作用明显优于单色膜

银黑双色地膜是一种新型地膜，银色的一面涂上一层莹光粉，增强了地膜的密封性和抗破性。银黑双色地膜覆盖，膜抗破性强，不容易烂，密封性好，保持水土、保温保湿性能比单色膜强，改善土壤理化性状的效果比单色膜好。本研究结果表明，银黑双色地膜覆盖，在木薯苗期、块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期，土壤含水量比黑色地膜覆盖分别增加了2.30%，2.09%，2.06%和2.16%，比白色膜覆盖分别增加了2.31%，1.40%，1.56%和2.18%，比不盖膜分别增加了5.58%，4.10%，4.13%和4.66%。土壤气相比黑色地膜覆盖分别增加了2.28%，2.72%，2.188%和1.97%，比白膜覆盖分别增加了2.53%，3.38%，2.02%和2.07%，比不盖膜分别增加了4.79%，8.33%，9.23%和7.00%。土壤液相比黑膜覆盖分别增加了3.03%，1.92%，1.58%和2023%。比白膜覆盖分别增加了2.70%，1.97%，1.69%和2.62%。比不盖膜分别增加了4.78%，8.66%，8.11%和7.78%。土壤固相比黑膜覆盖分别减少了6.31%，4.64%，4.32%和4 020%。比白膜覆盖分别减少了6.23%，5.35%，4.52%和4.60%。比不盖膜分别减少了13.91%，14.98%，17.34%和14.78%。可见，银黑双色地膜覆盖，不仅有效地保持土壤水分，减少土壤水分蒸发，而且能有效地防止雨水冲刷造成土壤板结，增强土壤保水性和通气性，调节土壤三相比，改善土壤物理性状，为木薯块根生长发育创造良好的土壤条件。邓汉光[19]、余宏军等[20]研究也有类似的结果。木薯是块根作物，块根生长发育是决定木薯产量的重要因素。木薯块根生长发育要求土壤疏松、湿润，疏松、湿润的土壤，水气协调，木薯块根分化膨大过程土壤阻力小，有利于块根生长发育。木薯生长期较长，露地栽培由于雨水冲刷，土壤容易板结，影响块根生长发育，尤其是质地较重的土壤如黏土更为明显。银黑双色地膜覆盖可以有效保持水土，防止雨水冲刷造成土壤板结，提高土壤通气性，同时防止和减少土壤水分蒸发，使土壤保在疏松湿润状态，为木薯块根生长发育创造良好的条件，对促进木薯块根生生长发育，提高产量起着重要的作用。黎青等研究表明[27]，地膜覆盖木薯可以提早出苗，提高出苗率，促进植株增高增粗，极显著提高产量。王战[24]、韦威旭等[25]研究表明，木薯地膜覆盖可增土壤通气性，提高木薯产量。邵宪桥[15]、文宏等[16]研究也证明了这一点。

3.2 银黑双色地膜覆盖覆盖对土壤养分有效化的影响

土壤有效养分是木薯生长一个非常重要的条件。土壤通气和土壤水分是影响土壤养分有效化的重要因素[28]，土壤通气不良或者土壤水分不足都会制约土壤养分有效化，降低土壤有效养分含量。木薯植株高大，生长期长，生物量大，生长期间需要从土壤吸收较多的养分，尤其是氮和钾。银黑双色地膜由于在银色的一面加上一层莹光粉，增强了膜的密封性和抗破性，更有效地防止雨水冲刷而造成土壤板结，使土壤保持疏松状态。与此同时，由于膜的密封性和抗破性增强，更有效地防止和减少土壤水分蒸发，使土壤保持湿润状态。银黑双色地膜保温保湿性能好，促进土壤养分有效化，此外，银黑双色地膜由于其密封性和抗破性增强，减少土壤养分淋溶、挥发损失，从而显著提高土壤有效养分的含量。本试验结果表明，银黑双色地膜覆盖在木薯苗期、块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期，土壤速效氮比黑膜覆盖分别提高20.94，20.80，21.12和20.97 mg/kg，比白膜覆盖分别提高21.50，21.00，21.93和22.20 mg/kg，比不盖膜分别提高27.11，25.60，27.12和29.13 mg/kg。土壤速效磷含量比黑膜覆盖分别提高16.94，22.18，11.58和22.08 mg/kg，比白膜覆盖分别提高17.44，24.60，12.53和23.00 mg/kg，比不盖膜分别提高34.94，46.50，35.90和47.82 mg/kg。土壤速效钾含量比黑膜覆盖分别提高20.88，20.80，25.74和20.29 mg/kg，比白膜覆盖分别提高21.00，21.60，25.74和20.85 mg/kg，比不盖膜分别提高24.20，27.00，32.64和28.80 mg/kg。可见，银黑双色膜覆盖对促进土壤养分有效化，提高土壤有效养分含量起着重要的作用。这与徐锴等[29]研究结果相似。

3.3 银黑双色地膜覆盖对促进木薯生长的作用

银黑双色地膜覆盖除了保温、保湿，防止雨水冲刷板结，使土壤保持疏松湿润态，为木薯生长尤其是块根生长发育创造良好的土壤条件外，银黑双色地膜的银色面的莹光粉具有较强的反光作用，可以增加田间光照，提高木薯的光合效率。此外，莹光粉的反光作用具有驱虫性，减少田间害虫，有利于木薯生长。本试验结果表明，银黑双色地膜覆盖的木薯在苗期、块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期的株高比黑色膜覆盖分别增加8.1,15.7,15.8和11.8 cm，比白色膜覆盖分别增加8.3，17.6，23.2和14.4 cm，比不盖膜分别增加13.8，31.5，50.4和89.5 cm。茎粗比比黑色膜覆盖分别增加0.3，0.8，0.4和0.6 cm，比白膜覆盖分别增加0.5，1.0，0.6和0.7 cm，比不盖膜分别增加0.9，1.6，1.4 和1.2 cm。银黑双色膜覆盖的木薯各个生育时期的株高、茎粗都显著高于对照和单色膜。可见，银黑双色地膜覆盖对促进木薯具有重作用。

3.4 银黑双色地膜覆盖对改善木薯主要经济性状的作用

木薯是块根淀粉作物，收获的经济产品是块根。单株块根数、块根长、块根粗、块根重是木薯产量主要构成因素，也是木薯主要经济性状。银黑双色地膜覆盖保温、保湿、提高土壤通气性，土促进木薯植株生长和块根分化、膨大和淀粉积累，对增加单株的块根数、块根长、块根粗、块根重，改善木薯经济性状发挥重要的作用。

本试验结果表明，银黑双色地膜覆盖的木薯单株块根数、块根长、块根粗、块根重比黑色膜覆盖分别增加1.6条，11.3 cm，1.8 cm和0.5 kg/株，比白色膜覆盖分别增加1.8条，12.8 cm，1.9 cm和0.8 kg/株，比不盖膜分别增加2.9条，22.9 cm，3.3 cm和1.6 kg/株。银黑双色膜覆盖的木薯单株块根数、块根长、块根粗、块根重都显著高于对照和单色膜。可见，银黑双色膜覆盖对改善木薯的主要经济性状具有良好效果。

3.5 木薯银黑双色地膜覆盖的增产作用

木薯银黑双色地膜覆盖不仅提高产量，而且能改善品质，提高淀粉产量。本试验结果表明，银黑双色地膜覆盖的木薯块根产量、淀粉产量比黑膜覆盖分别增加5 924.7和2 014.7 kg/hm2，分别增产10.49%和11.18%，比白色膜覆盖分别增加9 408.4和3 285.0 kg/hm2，分别增产17.76%和16.40%，比不盖膜分别增加14 738.8和5 160.0 kg/hm2，分别增产30.93%和34.70% 银黑双色地膜覆盖的木薯块根产量和淀粉产量都显著高于对照和单色地膜。可见，银黑双色地膜覆盖不仅能提高木薯产量，而且能促进淀粉积累，改善品质。银黑双色地膜覆盖对木薯的增产作用，除了保温、保湿，防止土壤板结，使土壤疏松湿润[30]，为木薯生长创造良好土壤条件外，抑制杂草生长，莹光反射改善田间光照条件，减少害虫是重要原因。

4 结 论

银黑双色地膜覆是一种新型地膜，本研究结果表明，木薯银黑双色地膜覆不但能保温、保湿，防止土壤板结，调节土壤三相比，降低土壤固相体积比例，提高土壤液相和气相体积比例，从而提高土壤通气性和保水性。银黑双色地膜光洁度高，覆盖地面能有效防止雨水对土壤的冲刷，使土壤保持疏松湿润，改善土壤理化性状，促进土壤养分有效化，提高土壤有效养分含量，为木薯生长创造良好的土壤环境，对促进木薯生长，提高木薯产量和淀粉积累具有重要的作用。银黑双色地膜覆是木薯增产、增效、节本栽培的有效措施。