不同颜色地膜对春播马铃薯生长发育的影响

王清伟，姜洪新，刘训龙，曹 嫱，蔡兴奎

（1.华中农业大学园艺林学学院，湖北 武汉 430070；2.农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室，湖北 武汉 430070）

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是一种粮、菜、饲、工业原料兼用的经济型作物，自2015年，已经成为继水稻、玉米、小麦之后的第四大主粮作物[1]，在保障中国粮食安全方面发挥着越来越重要的作用[2]。中原二季作区为了提早上市抢占市场，种植者基本上都采用地膜覆盖方式栽培马铃薯[3]。

地膜覆盖栽培已经应用于蔬菜、水果、粮食作物、花草等各种栽培作物，特别是棉花、马铃薯、花生等地膜栽培面积较大[4]，不同颜色地膜对作物生长的影响已经成为作物栽培生理中一个重要的研究方向[5]。刘峰[6]采用黑色地膜种植马铃薯，相比于白色地膜除提高地温改善土壤水分外，还能缩短生育期，提高马铃薯产量。刘鸿高等[7]发现在与玉米间作条件下，覆盖白色地膜在促进块茎发育上显著优于黑色地膜，白色地膜增产效果最佳，对马铃薯整个生育期水分保持效果好，且在块茎形成期以前，增温效果显著。周丽敏等[8]以‘Favorita’马铃薯为试验材料，发现覆盖黑色地膜膜下温度明显低于覆盖白色地膜，但高于未覆膜温度，且黑色地膜处理下马铃薯的产量最高，较白色地膜处理增产31.10%，较未覆膜增产43.70%。瞿晓苍[9]研究发现，在低热区或中温区，在马铃薯大田生产中，覆盖白色地膜产量最高，且达到极显著水平。周丽娜等[10]以马铃薯为试验材料，发现白色地膜增温效果高于黑色地膜，但黑色地膜与白色地膜物候期差异不明显，且黑色地膜处理比白色地膜的产量高，草害轻。以上研究结果表明，不同栽培区域，不同颜色地膜处理效果不同，即使在同一区域，生产上也存在不同的观点和认识。因此，本试验以‘中薯5号’为试验材料，选取3 种生产上广泛使用的不同颜色地膜进行覆盖，对马铃薯出苗期间土壤温度，出苗率，出苗时间，生长发育及块茎产量进行分析，以便为本地区马铃薯早熟栽培提供理论依据和地膜选择。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验 于 2020 年 12 月 25 日 至 2021 年 5 月 9 日在华中农业大学黄土坡基地进行，E 30.47℃，N 114.35℃，海拔12.53 m。地力均匀，土壤肥力中等，前茬作物为马铃薯。

1.2 试验材料

试验品种为‘中薯5 号’，参试地膜为白膜，黑膜，黑白双色膜3 种颜色（山东省济宁市任城区双星塑料制品厂），地膜宽度1.2 m，厚度0.01 mm。游标卡尺精度0.01 mm，量程0～150 mm（上海广陆测控技术开发有限公司）。

1.3 试验设计

试验采用单垄双行种植，机械起垄，人工播种，垄距110 cm，垄宽80 cm，沟宽30 cm，株距25 cm。覆膜方式设为A：未覆膜，B：覆盖白色地膜，C：覆盖黑色地膜，D：覆盖黑白双色地膜，共4 个处理，每个小区面积200 m2。随机区组设计，3 次重复，周边设立保护行。

1.4 农艺措施

试验于 2020 年 12 月 25 日播种，2021 年 1 月 9日覆膜，2021 年5 月9 日收获。出苗时采用人工破膜的方式，全部出苗后，将地膜揭开。仅在2021 年4 月9 日，喷施70%代森锰锌500 倍液防治晚疫病，且未出现晚疫病现象。

1.5 指标观测及方法

1.5.1 土壤温度及观测方法

在各处理的每垄中间位置地下15 cm 处插入地温计（梅州市至美电子商务有限公司）进行地温监测，记录每天14：00 的温度。以出苗天数为Y，以积温为X，进行回归分析。

1.5.2 生物学指标测定

（1）株高：出苗后40 d，每垄10 株，间隔选株，用米尺测量株高。

（2）茎粗：每株选取距地面15 cm 处进行测量，对于每株多个主茎的植株，取平均值。用游标卡尺测量，选株方法同株高。

1.5.3 产 量

出苗后70 d 进行测产，每个小区选取处理地块中间11 m2收获，统计单株薯重、单位面积薯重、有效薯率（＞75 g）和折合产量。

1.6 数据处理与分析

采用DPS 5.0 软件进行数据处理与统计分析，采用Duncan's 新复极差法进行多重比较；用GraphPad Prism 8 进行积温与出苗天数的线性回归分析并进行制图。

2 结果与分析

2.1 不同颜色地膜对苗期土壤温度及出苗天数的影响

覆盖白色地膜处理可以极显著促进马铃薯出苗，相较于未覆膜提前5 d 左右；覆盖黑色地膜处理极显著推迟马铃薯出苗，较未覆膜处理晚4 d左右；覆盖黑白双色地膜与未覆膜处理对马铃薯出苗时间无显著影响。因此，中原二季作区采用白色地膜覆盖种植马铃薯较黑色地膜覆盖处理出苗时间提早9 d 左右（表1）。

表1 不同颜色地膜覆盖对马铃薯出苗天数的影响Table 1 Effects of different color mulching films on emergence days

从 2021 年 1 月 28 日至 2 月 19 日连续 23 d 观察了不同颜色地膜覆盖条件下，土壤15 cm 深处的最高温度，同时记录了当天的最高气温（图1）。绝大多数条件下，15 cm 深处的土壤温度高于当天的气温，黑色地膜处理下的温度与未覆膜处理几乎相当，而覆盖白色地膜和黑白双色膜处理的地温明显高于未覆膜处理，其中，以白色地膜覆盖的地温最高。

图1 不同颜色地膜覆盖对马铃薯出苗期地温的影响Figure 1 Effects of different color mulching films on soil temperature at potato sprouting time

观察期内连续23 d 的积温情况（图2A）可知，覆盖白色地膜积温最高，其次为黑白双色地膜，积温最低的为覆盖黑色地膜处理。进一步分析了积温与出苗天数的相关性（图2B），出苗时间的天数与积温成反比关系，积温越高，出苗天数越短。出苗天数与积温的线性回归方程为y（出苗天数）= 85.32 - 0.86x（积温），相关系数r 值为0.884，达显著水平。

图2 不同颜色地膜处理出苗期的积温（A）及积温与出苗天数的相关性分析（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)

不同颜色地膜出苗情况差异明显，图3为白色地膜出苗率达到50%时，不同颜色地膜出苗情况。

图3 播种后56 d（苗期）时不同颜色地膜出苗情况Figure 3 Emergence for potato under different color films 56 days after sowing (seedling stage)

2.2 马铃薯主要农艺性状观察

在出苗后40 d，即现蕾期测量了不同颜色地膜覆盖下马铃薯主要农艺性状指标。总体来说，不同地膜覆盖对马铃薯植株的生长发育影响不大，对植株的茎粗无显著影响。在株高上，黑色地膜处理较白色地膜处理因极显著推迟出苗时间，从而影响了植株的株高，黑色地膜覆盖的株高达33.26 cm，显著低于白色地膜覆盖株高37.81 cm，其他颜色地膜覆盖之间的株高均无显著影响。白色地膜覆盖显著增加了植株的主茎数，达1.61 个，显著高于其他颜色地膜处理和未覆膜处理（表2）。

表2 不同颜色地膜处理对马铃薯主要农艺性状的影响Table 2 Effects of different color mulching films on main agronomic characters of potato

2.3 产量表现

不同颜色地膜覆盖对马铃薯产量存在极显著的影响（表3）。白色地膜覆盖的马铃薯产量最高，折合产量达2 594 kg/667m2，极显著高于其他颜色地膜覆盖和未覆膜处理。与对照未覆膜处理相比，产量提高508 kg/667m2，增产达24.35%。黑色地膜处理产量最低，与未覆膜处理在产量上无显著差异。同时，覆盖白色地膜处理的商品薯率最高为88.10%，相较于未覆膜提高7.03 个百分点，极显著高于未覆膜处理的商品薯率81.07%。

表3 不同颜色地膜处理对马铃薯产量的影响Table 3 Effects of different color mulching film treatments on potato yield

3 讨 论

地膜覆盖在增温调湿，减少杂草、提高产量等方面具有明显作用[11]。本试验结果表明，土壤温度与马铃薯出苗早晚成正比关系，土壤温度越高，马铃薯出苗越快。周丽敏等[8]发现覆盖黑色地膜处理的马铃薯在块茎膨大期，由于土壤温度比其他处理温度低，因此有利于马铃薯的块茎膨大，产量提高，与本试验不同的是，本试验在块茎膨大期地面无覆盖物，因此土壤温度基本保持一致。本试验中马铃薯出苗期白色地膜处理土壤温度最高，显著增加了有效积温，在马铃薯达到出苗50%后，便将地膜全部揭开，促使白色地膜始终处于生育期提前的优势，块茎形成期未造成温度差异，因此白色地膜处理产量最高。这与黄永强[12]研究结果一致。同样的，覆盖白色地膜处理使土壤温度提高，为土壤微生物提供了可靠的环境，提高了土壤中酶的活性[13]，有利于马铃薯对营养元素的吸收，为块茎产量的增加奠定了物质基础[14]。白色地膜相比于黑色地膜具有良好的反光性能[15]，促使白色地膜处理的植株周围光强增加，光合作用增强，进而促进马铃薯的生长发育。因此，在中原二季作区春播马铃薯生产中，建议采用白色地膜覆盖可有效提早马铃薯出苗时间，形成先发优势，达到提前上市的目的。

为了减少马铃薯生长期间人为操作所造成的误差，在整个马铃薯生育期间均未进行追肥、中耕等日常管理，所以，试验条件下的整体产量低于‘中薯5 号’品种的常规生产表现。马铃薯生长发育受多方面环境因素影响，本研究主要从覆膜对土壤温度影响角度出发，研究不同覆膜处理对冬春播马铃薯生长发育的影响，至于膜下湿度、膜下光照、透气性及其他茬口栽培等还需进一步研究。