起垄覆膜对冬种马铃薯抗寒能力的影响

缪武

（北流市新荣镇农业技术推广站，广西北流 537401）

马铃薯是典型的粮菜兼用型作物[1]，在我国南北方均有种植，种植区可划分成北方一季作区、西南一二季混作区、中原二季作区和南方冬作区[2]。冬种马铃薯是南方马铃薯的主要种植模式，该模式能够充分利用冬闲田发展马铃薯产业，提高土地利用率，对农民增产增收起到很好的促进作用。然而，在马铃薯南方冬作区，一般于11月初种植，苗期至生长中期（12月至翌年1月）容易遭受短时间的低温寒潮和阴雨天气，如不加以防范，容易造成叶片黄化萎蔫，光合效率降低，生长受阻，严重影响产量[3-4]。起垄覆膜是当前广西马铃薯种植区内广泛推广的种植方式。前人的研究结果表明，马铃薯起垄覆膜种植可以集雨增温保墒，有效提高土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性，降低土壤pH值，改善马铃薯根际土壤的理化性状，促进马铃薯增产[5-7]。目前，关于马铃薯起垄覆膜种植的研究主要集中在覆膜对马铃薯田土壤理化性质和马铃薯品质及产量的影响，而对于起垄覆膜对冬种马铃薯抗寒能力影响的研究较少。为此，本试验设置平畦覆膜、低垄覆膜、高垄覆膜3种处理，研究不同覆膜方式下马铃薯抗寒能力、产量性状、土壤含水量、土壤孔隙度、土壤温度、叶片可溶性糖和脯氨酸含量的差异，初步研究起垄覆膜对冬种马铃薯抗寒能力的影响，以期为马铃薯抗寒栽培技术研究提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019—2020年在北流市新荣镇进行，地处桂东南丘陵台地，境内山地、丘陵、谷地相交错，气候温和，年平均温度22℃；雨量充沛，年平均降雨量1 650 mm；虽然霜冻期短，但对马铃薯会造成伤害。

1.2 试验设计

本试验共设置3个处理，分别是平畦覆膜、低垄覆膜、高垄覆膜。高垄覆膜的畦垄高35～40 cm，低垄覆膜的畦垄高20～25 cm，不同覆膜方式的畦垄宽均为70～85 cm，沟宽为35～45 cm。每个处理设置3次重复，小区面积133.4 m2，小区四周设立保护行。供试马铃薯品种为荷兰15号，于11月上旬种植，并于第2年3月上旬收获。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 抗寒能力测定。于极端低温寒潮天气（温度＜10℃，下同）过后3 d进行田间调查，调查50株马铃薯冻伤程度，计算冻伤指数（冻伤指数越小，抗寒能力越强）。冻伤程度评级标准参照文献[8]：0级，没有损伤；1级，顶部叶片轻微伤害；2级，少数顶部叶片冻死；3级，大多数顶部叶片冻死；4级，所有顶部叶片和叶柄冻死；5级，所有叶片冻死；6级，所有叶片及茎秆冻死。冻伤指数计算公式如下：

式中，X0～Xn分别代表冻伤等级，f0～Xn分别代表各冻伤等级下的受害株数。

1.3.2 产量性状测定。在马铃薯收获期，每小区按133.4 m2挖取全部薯块称重，换算成公顷产量。将薯块以50 g重为标准分成商品薯和小薯。

1.3.3 土壤理化性质测定。在极端低温寒潮天气时，测定20 cm马铃薯块根生长层的土温、土壤孔隙度、土壤含水量。其中：土温、土壤孔隙度的测定参照刘巽告主编的《耕作学》[9]；土壤含水量参照南京农业大学主编的《土壤农化分析》[10]。

1.3.4 叶片可溶性糖和脯氨酸测定。参照《植物生理生化实验原理和技术》[11]进行。

1.4 数据分析

试验数据用SPSS 17.0和Excel进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同垄高覆膜方式下马铃薯产量性状

由表1可知，不同处理马铃薯商品薯率差异不显著，但产量差异显著，其中高、低垄覆膜处理的马铃薯产量均显著高于平畦覆膜处理，高垄覆膜处理的马铃薯产量显著高于低垄覆膜处理的产量。这说明起垄覆膜更利于高产，且适当提高垄高效果更佳。

表1 不同处理马铃薯的商品薯率和产量

2.2 不同垄高覆膜方式下土壤理化性质

由表2可知，不同处理土壤孔隙度差异不显著，但土温和土壤含水量差异显著，其中：低垄覆膜和高垄覆膜处理的土温均显著高于平畦覆膜处理，而低垄覆膜处理的土温显著低于高垄覆膜处理；低垄覆膜处理的土壤含水量显著高于平畦覆膜处理，高垄覆膜处理的土壤含水量略高于平畦覆膜处理，但显著低于低垄覆膜处理。这说明起垄覆膜方式可以起到保温的作用，但太高的垄沟不利于马铃薯块根生长层的水分保持。

表2 不同处理土壤理化性质

2.3 不同垄高覆膜方式下马铃薯叶片可溶性糖和脯氨酸含量

由图1可知，低垄覆膜和高垄覆膜处理马铃薯可溶性糖含量和脯氨酸含量均显著高于平畦覆膜处理，高垄覆膜处理马铃薯叶片可溶性糖含量和脯氨酸含量高于低垄覆膜处理，但两者之间的差异均不显著。这说明起垄覆膜方式下，马铃薯更容易产生可溶性糖和脯氨酸，有利于抵抗低温胁迫。

2.4 不同垄高覆膜方式下马铃薯的抗寒能力

由表3可知，平畦覆膜、低垄覆膜、高垄覆膜分别有40%、28%、26%的植株出现不同程度的冻害，平畦覆膜的冻伤指数显著大于低垄覆膜和高垄覆膜的冻伤指数，低垄覆膜的冻伤指数显著大于高垄覆膜的冻伤指数。由此可知，起垄覆膜能够有效提高马铃薯的抗寒能力，其中高垄覆膜效果更优。

表3 不同处理马铃薯的冻害程度

3 结论与讨论

试验结果表明，相比于平畦覆膜，起垄覆膜方式可以有效调节冬季土壤温度，增加马铃薯叶片可溶性糖和脯氨酸含量，进而增强马铃薯的抗寒能力和产量，且适当提高种植垄的高度更有利于抗寒和增产。

本试验发现，相对于平畦覆膜，起垄覆膜可以提高冬种马铃薯的产量。要 凯等[5]通过对比不同覆膜方式下马铃薯的产量发现，起垄覆膜栽培的马铃薯比平畦覆膜更容易获得高产；周应友等[12]研究不同起垄栽培方式对早熟马铃薯产量的影响时发现，起垄栽培的马铃薯产量普遍高于平地栽培的产量。本试验得出的结论与两者研究结果类似，说明适度提高马铃薯种植垄高度可以促进马铃薯增产。

本试验低垄覆膜和高垄覆膜方式的土温均显著高于平畦覆膜方式，低垄覆膜方式的土壤含水量显著高于平畦覆膜方式，高垄覆膜方式的土壤含水量略高于平畦覆膜方式。贾昊[13]研究发现，平作覆膜栽培的土壤湿度与高垄覆膜栽培的土壤湿度差异不显著，平作覆膜栽培的平均土壤温度比高垄覆膜栽培的平均温度高。闫根海等[14]研究发现，起垄覆膜种植玉米的土壤含水量和土温均高于平畦覆膜。本试验得出的结果与前人试验结果有相同之处，也有不同之处。造成研究结果不同的原因可能是温度和湿度测定的时间不同。

本试验是在气温低且干旱的冬季进行测定，而贾昊的试验是在炎热高湿的夏季开展，空气温度和湿度的不同就会形成不一样的农田小气候。Folgado等[15]认为，在低温胁迫下，抗寒马铃薯品种中的蔗糖、果糖、葡萄糖等可溶性糖的积累量显著高于不抗寒品种；李 飞等[16]研究了马铃薯幼苗在冷驯化期间的生理生化变化，发现低温胁迫条件下抗寒马铃薯品种的脯氨酸含量高于不抗寒品种。这说明可溶性糖和脯氨酸的含量与植物抗寒性之间成正相关关系，游离脯氨酸能维持细胞结构、细胞运输和调节渗透压，提高植物的抗性[16-17]。本试验发现，高垄覆膜栽培的马铃薯叶片可溶性糖含量和脯氨酸含量均显著高于平畦覆膜栽培，这就很好解释了为何起垄覆膜能够有效提高马铃薯的抗寒能力。本试验条件下，高垄覆膜栽培方式下马铃薯的产量、土壤温度、抗寒能力均显著高于低垄覆膜栽培方式，但土壤含水量却显著低于低垄覆膜方式，这说明适当提高种植垄的高度更有利于马铃薯抗寒和增产，但要注意水分的供给。