華北集約農(nóng)區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋安全期的探討*

秦麗娟，李海萍，劉 秀，嚴(yán)昌榮**

?

華北集約農(nóng)區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋安全期的探討*

秦麗娟1,2，李海萍3，劉 秀1,2，嚴(yán)昌榮1,2**

（1．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081；2．農(nóng)業(yè)部農(nóng)膜污染防控重點實驗室，北京 100081；3．青島市農(nóng)業(yè)環(huán)保能源工作站，青島 266071）

作物地膜覆蓋安全期指某一作物在某一區(qū)域要求地膜覆蓋的最佳天數(shù)，也就是地膜覆蓋農(nóng)田土面能保持膜面完整的日數(shù)，在此日數(shù)之前地膜應(yīng)該保持基本完整，維持增溫保墑等功能，此日數(shù)之后，這些功能基本消失。華北集約農(nóng)區(qū)水分條件基本能滿足馬鈴薯生長的需求，因此，生產(chǎn)中主要根據(jù)該區(qū)域自然條件和作物對溫度需求的特點適期揭膜。為確定華北集約農(nóng)區(qū)馬鈴薯種植的最佳揭膜時間，在青島市以露地種植為對照（T1），分別設(shè)置了播種后覆膜30d（T2）、60d（T3）、75d（T4）、90d（T5）4個中途揭膜和全生育期覆膜不揭（T6）共6個處理，觀測田間10cm土層土壤溫度以及馬鈴薯生育期、出苗率及產(chǎn)量等指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與露地（T1）相比，地膜覆蓋（T2、T3、T4、T5和T6）可以促使研究區(qū)馬鈴薯提前5d出苗，且出苗率得到提高；全生育期覆膜（T6）通過提高地溫從而促進(jìn)馬鈴薯的生長發(fā)育，在馬鈴薯播種-出苗期，全生育期覆膜（T6）處理較露地（T1）10cm土層土壤日平均溫度提高1.1℃，10cm土層地積溫增加66.1℃·d。不同揭膜時間的試驗結(jié)果顯示，在播種后60d揭膜處理中，馬鈴薯田10cm土層的地積溫較高，為1795.6℃·d。此外，在馬鈴薯播種60d內(nèi)地膜覆蓋可以顯著提高馬鈴薯田10cm土層地溫日較差，播種60d后揭膜對10cm土層地溫日較差影響不大。研究結(jié)果顯示馬鈴薯產(chǎn)量與地膜覆蓋和揭膜時間密切相關(guān)，對照露地種植（T1）產(chǎn)量最低，為40.3t×hm?2；60d揭膜（T3）最高，為45.7t×hm?2，較露地種植（T1）增產(chǎn)13.4%；75d揭膜（T4）較高，較露地種植（T1）增產(chǎn)10.4%。綜合看，在該地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)中覆膜后60～75d進(jìn)行揭膜最合適，即該地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋安全期為60～75d。

馬鈴薯；地膜覆蓋；揭膜；安全期

地膜是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物資之一，它的應(yīng)用帶動了中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的顯著提高，對保障中國糧食安全做出了重大貢獻(xiàn)[1]。地膜覆蓋使作物種植的海拔高度增加，適種范圍擴大，產(chǎn)量提升[2]。在干旱半干旱地區(qū)，水分和溫度是限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素，地膜覆蓋可以顯著改善耕層土壤水熱狀況[3-4]。在華北集約農(nóng)區(qū)良好灌溉條件下，早春低溫則是制約作物生長的主要因素。在作物生育前期，地表覆蓋稀疏，地膜覆蓋增溫效果顯著，可提高作物幼苗成活率并促進(jìn)作物生長發(fā)育。但在作物生育中后期，由于氣溫升高和作物冠層覆蓋大，地膜覆蓋增溫功能大為降低或者基本消失。也有研究結(jié)果顯示延長覆膜時間可能導(dǎo)致作物早衰，增加地膜與土壤的黏附性，增加揭膜的機械阻力和破損程度，降低地膜回收率，加重農(nóng)田地膜殘留污染[5]?；诖?，有研究提出作物地膜覆蓋安全期的概念，即正常的自然條件和農(nóng)事操作下，作物在某一區(qū)域要求地膜覆蓋營造溫度、水分等環(huán)境的最佳天數(shù)，超過這一天數(shù)，地膜覆蓋會對作物生理或農(nóng)田生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)效益[5-6]，應(yīng)根據(jù)區(qū)域自然條件和作物對溫度、水分等需求特點，進(jìn)行適期揭膜，促進(jìn)作物生長發(fā)育和提高地膜回收率。

由于區(qū)域自然條件和田間水肥管理水平的不同，在馬鈴薯生產(chǎn)中，地膜覆蓋的目的和作用存在差異。在北方旱作區(qū)，馬鈴薯地膜覆蓋的主要功效是保墑和前期增溫[7-10]；在東南丘陵地區(qū)，馬鈴薯地膜覆蓋主要目的是為了防除雜草和提高早期溫度，應(yīng)在馬鈴薯播種后45d進(jìn)行揭膜，以實現(xiàn)馬鈴薯苗期增溫和防止過晚揭膜造成地溫過高（超過30℃），抑制馬鈴薯生長和降低產(chǎn)量[11-12]；在華北集約農(nóng)區(qū)，馬鈴薯田具有良好的灌溉條件，溫度是影響該區(qū)域馬鈴薯生長的重要環(huán)境因子[13]。近年來，華北地區(qū)馬鈴薯種植面積逐漸擴大，正在成為中國馬鈴薯重要產(chǎn)區(qū)，地膜覆蓋也是馬鈴薯生產(chǎn)中采用的主要農(nóng)藝技術(shù)之一，已有研究結(jié)果顯示地膜覆蓋能顯著提高土壤溫度，使馬鈴薯產(chǎn)量增加30%以上，具有很好的經(jīng)濟效應(yīng)[14-15]。但如何合理利用地膜覆蓋技術(shù)還有待加強，如普通PE地膜是否需要揭膜，揭膜最佳時機等。本研究試驗在山東青島進(jìn)行，通過地膜覆蓋和不同揭膜時間的處理對馬鈴薯田土壤溫度、馬鈴薯生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，研究華北地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)過程中地膜的最佳揭膜時間，確定馬鈴薯地膜覆蓋安全期，為華北集約農(nóng)區(qū)合理利用地膜覆蓋進(jìn)行馬鈴薯生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山東省青島膠州市膠西鎮(zhèn)石家河崖村，地理位置為36°15′N，119°51′E，海拔31m。該地區(qū)屬暖溫帶東亞濕潤季風(fēng)型大陸氣候，年平均氣溫14.1℃，極端高溫36.5℃，極端低溫?9.2℃，≥10℃積溫4520.3℃·d，年降水量686.5mm，日照時數(shù)2170.5h，無霜期205.5d。土壤為棕壤土，容重1.37g·cm?3，pH4.6～5.6，有機質(zhì)含量12.8g×kg?1，堿解氮82mg×kg?1，有效磷41.3mg×kg?1，速效鉀95mg×kg?1。

該地區(qū)主要種植作物為玉米、小麥、馬鈴薯和蔬菜等，一年兩熟。近年來，馬鈴薯種植面積逐漸擴大，年播種面積達(dá)到4萬hm2以上[13]。馬鈴薯一般在3月中下旬播種，6月底或者7月初收獲。由于早春氣溫較低，馬鈴薯生產(chǎn)中均進(jìn)行地膜覆蓋。

1.2 試驗材料

試驗用地膜為普通無色聚乙烯地膜，厚度8mm。種植馬鈴薯品種為“荷蘭15號”。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)6個處理：以馬鈴薯全生育期露地種植為對照（T1）；播種后覆膜，播種30d（T2）、60d（T3）、75d（T4）、90d（T5）后揭膜；全生育期覆膜，不揭膜（T6）。每個處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列。

種植方式：壟作，全壟覆膜，壟寬95cm，高25cm，長60m（圖1）。每壟種植2行，行距35cm，每小區(qū)設(shè)一壟，面積為57m2。小區(qū)設(shè)在大田中，小區(qū)兩側(cè)設(shè)4壟保護(hù)行。

圖1 青島馬鈴薯覆膜種植試驗示意圖

播種和覆膜：2016年3月18日人工播種，用覆膜機進(jìn)行地膜覆蓋，為實現(xiàn)馬鈴薯自動破膜出苗，4月2日進(jìn)行膜上覆土，覆土厚度3～5cm，6月27日收獲。

揭膜方式：采用人工揭膜方式，在30d揭膜時，馬鈴薯植株矮小只需清除膜面上的泥土便可揭膜；在60～90d揭膜時為免植株受損，先清除膜面泥土，然后用鐮刀沿馬鈴薯種植方向割開地膜，再清除地膜。

1.4 田間管理

施肥：播前一周按當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣，結(jié)合整地施馬鈴薯專用基肥，各處理肥料用量一致，分別為N 180kg×hm?2、P2O570kg×hm?2、K2O 200kg×hm?2。在5月7日、6月10日分別追施復(fù)合肥，各處理肥料用量一致，分別為N 90kg×hm?2、P2O530kg×hm?2、K2O 150kg×hm?2及N 96kg×hm?2、P2O536kg×hm?2、K2O 216kg×hm?2。

水分管理：馬鈴薯生育期內(nèi)降水為399.0mm，同時，分別于2016年4月22日、5月7日、5月30日、6月3日和6月11日灌溉5次，灌溉方式為溝灌，每次灌水量20mm，馬鈴薯整個生育期的總水量為499mm。

病蟲害防控：2016年3月15日，噴灑濃度為30%的毒死蜱，劑量為3.8kg×hm?2。2016年6月9日，噴灑濃度為25%的阿米西達(dá)，劑量為300mg×hm?2。

1.5 觀測指標(biāo)和方法

1.5.1 土壤溫度

采用HIOKI LR5011-20溫度測定儀，自動監(jiān)測馬鈴薯全生育期土壤溫度，儀器精度0.1℃。每個小區(qū)埋設(shè)1個溫度傳感器，埋設(shè)位置為壟面，埋設(shè)深度為膜下10cm。數(shù)據(jù)時間間隔為30min，從覆膜當(dāng)日起連續(xù)測定直至馬鈴薯收獲。

土壤日平均溫度為每日48個10cm土層瞬時溫度數(shù)據(jù)的平均值。地溫日均差為每日10cm土層地溫最高值與最低值之差。已有研究顯示，土壤日平均溫度10℃為馬鈴薯生長的下限溫度[16]，計算各生育階段土壤日平均溫度≥10℃持續(xù)期間的土壤溫度總和，得出各階段土壤≥10℃積溫（＜10℃的土壤日均溫度計為0℃）。

1.5.2 馬鈴薯產(chǎn)量

采用人工收獲方式，在每個處理的3次重復(fù)小區(qū)，各選一個小區(qū)，取長10m壟面，稱量馬鈴薯鮮重，稱量前仔細(xì)去除馬鈴薯上的泥土。

1.5.3 數(shù)據(jù)分析

使用SigmaPlot 12.5軟件分析覆膜對馬鈴薯出苗率的影響及揭膜時間對馬鈴薯產(chǎn)量的影響。

使用R語言mgcv中的gamm函數(shù)建立廣義線性可加模型[17-19]，分析全生育期覆膜和露地馬鈴薯農(nóng)田10cm土層日平均溫度及溫差情況。

使用Excel2010及SAS9.2軟件分析揭膜時間對馬鈴薯各生育期內(nèi)農(nóng)田土壤≥10℃積溫和地溫日較差的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時間揭膜對馬鈴薯生長發(fā)育的影響

2.1.1 對生育期的影響

由表1可見，露地種植（T1）馬鈴薯于播種后27d左右出苗，覆膜處理（T2、T3、T4、T5和T6）在播種后22d左右出苗，與露地（T1）相比，覆膜使馬鈴薯出苗期提前5d左右。此外，覆膜處理（T2、T3、T4、T5和T6）中馬鈴薯現(xiàn)蕾期、盛花期、莖葉衰老期及收獲期均較露地種植（T1）提前2～4d，但不同時間揭膜各處理中生育期間無顯著差異。說明地膜覆蓋可以加快馬鈴薯生長，縮短馬鈴薯生育期，而中途揭膜不影響其發(fā)育進(jìn)程。

2.1.2 對出苗率的影響

出苗率是馬鈴薯栽培是否成功的基礎(chǔ)，并最終影響產(chǎn)量。如圖2所示，覆膜處理（T2、T3、T4、T5和T6）馬鈴薯出苗率均顯著高于露地種植（T1），且各覆膜處理間無顯著差異。說明覆膜可以顯著提高馬鈴薯出苗率，但由于揭膜處理均在出苗期之后進(jìn)行，故揭膜時間對出苗率無顯著影響。

表1 不同處理馬鈴薯生育進(jìn)程的比較（月-日）

Note: T1 is the planting potatoes without plastic film; T2, T3, T4 , T5 is the planting potatoes with plastic film and removing film after 30d, 60d, 75d, 90d , respectively; T6 is the planting potatoes with plastic film for the entire growth period. The same as below.

圖2 不同處理馬鈴薯出苗率的比較

注：小寫字母表示處理間在0.05水平上的差異顯著性。短線為誤差線。下同

Note: Lowercase indicates the difference significance among treatments at 0.05 level. The bar is the error line.The same as below

2.2 不同時間揭膜對10cm土層土壤溫度的影響

2.2.1 全生育期不揭膜

由圖3可見，與露地處理（T1）相比，在馬鈴薯全生育期內(nèi)地膜覆蓋（T6）比露地種植（T1）的10cm土層土壤日均溫度高0.6℃，其中播種-出苗（播種后0～27d）馬鈴薯農(nóng)田地膜覆蓋比露地（T1）10cm土層土壤日平均溫度高1.1℃，出苗-收獲地膜覆蓋比露地（T1）10cm土層土壤日平均溫度高0.4℃，表明在馬鈴薯生長前期，地膜覆蓋的土壤增溫效果較后期更為明顯。

由表2可見，全生育期覆膜（T6）比露地處理（T1）條件下馬鈴薯各生育期10cm土層土壤積溫均有增加，其增幅表現(xiàn)為播種-出苗（21.8%）＞出苗-現(xiàn)蕾(2.8%）＞現(xiàn)蕾-盛花（2.1%）＞莖葉衰老-收獲（1.7%）＞盛花-莖葉衰老（1.5%），表明隨著生育期的推進(jìn)，地膜覆蓋的增溫效果逐漸減弱。播種-出苗地膜覆蓋相對于露地處理（T1）10cm土層土壤積溫增加最多，為66.1℃·d，較其它生育期土壤積溫增幅大，即地膜覆蓋對馬鈴薯田10cm土層土壤積溫的增加作用主要集中在播種-出苗期。

圖3 馬鈴薯全生育期露地（a）與覆膜（b）處理中10cm土層土壤日平均溫度的比較

表2 馬鈴薯全生育期內(nèi)覆膜（T6）與露地（T1）處理中10cm土層≥10℃積溫的比較

注 ：A表示露地全生育期土壤積溫，B表示全生育期覆膜處理中的土壤積溫。

Note: A is the accumulated temperature of soil of non-mulching during the whole growth period,B is the accumulated temperature of soil of mulching during the whole growth period. The same as below.

圖4表明，在馬鈴薯生育前期，全生育期覆膜（T6）與露地（T1）10cm土層日均土壤溫差較大，隨著時間的推移，兩種處理的溫差越來越小，覆膜后70d左右覆膜與露地10cm土層日均土壤溫差趨近于0，這表明該地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋增溫作用消失的時間節(jié)點為覆膜后第70天左右。

2.2.2 中途揭膜

由表3可見，馬鈴薯播種后30d內(nèi)，有覆膜處理（T2、T3、T4、T5及T6）10cm土層≥10℃積溫顯著高于露地（T1），覆膜處理（T2、T3、T4、T5及T6）農(nóng)田10cm土壤積溫較露地（T1）高64.3～68.1℃·d，主要是由于馬鈴薯苗期氣溫低，地表覆蓋稀疏，太陽光可以直射膜面，地膜增溫效果顯著；播后31～60d土壤溫度數(shù)據(jù)顯示，60d及以后揭膜（T3、T4、T5及T6）土壤溫度顯著高于露地（T1）和30d揭膜（T2），各處理土壤積溫較露地（T1）高13.0～17.2℃·d，較30d揭膜（T2）高11.3～15.5℃·d；而播種61d后繼續(xù)覆膜對土壤的增溫作用不顯著。表明該地區(qū)地膜覆蓋對土壤的增溫作用主要集中播種后60d內(nèi)，隨著馬鈴薯生育進(jìn)程的推進(jìn)，地膜覆蓋的增溫效應(yīng)減弱。

由表4可見，馬鈴薯播后1～30d內(nèi)有地膜覆蓋的處理（T2、T3、T4、T5及T6）10cm土層地溫日較差顯著高于露地種植（T1），一般在1.5～1.7℃，這主要是由于早春地膜覆蓋蓄熱增溫作用導(dǎo)致的。同樣，60d后揭膜各處理（T3、T4、T5和T6）日較差顯著高于露地種植（T1），高于30d揭膜處理（T2）但增溫不顯著，表明馬鈴薯播種60d內(nèi)地膜覆蓋仍然可以顯著增加10cm土層地溫日較差，但超過60d后不同時間揭膜則對地溫日較差影響不大，各處理差異不顯著。

圖4 馬鈴薯全生育期內(nèi)覆膜（T6）與露地（T1）處理中10cm土層土壤日平均溫度之差

表3 不同時段各處理10cm土層≥10℃積溫的比較（℃·d）

表4 不同時段各處理10cm土層地溫日較差的比較（℃）

注 ：日較差=最高溫度-最低溫度。

Note: Daily range = maximum temperature?minimum temperature.

2.3 不同時間揭膜對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

馬鈴薯產(chǎn)量是各種農(nóng)藝措施的綜合反映，在其它栽培管理措施完全一致的條件下，不同時間揭膜影響土壤溫度，間接影響到馬鈴薯的生長發(fā)育，最終影響產(chǎn)量。圖5顯示，在華北集約農(nóng)區(qū)，露地種植（T1）馬鈴薯產(chǎn)量最低，為40.3 t×hm-2；各揭膜處理馬鈴薯產(chǎn)量均顯著高于T1（P＜0.05），其中60d揭膜（T3）產(chǎn)量最高，為45.7t×hm-2，較T1增產(chǎn)13.4%；75d揭膜（T4）馬鈴薯產(chǎn)量較高，為44.49t×hm-2，較T1增產(chǎn)10.4%。說明在華北集約農(nóng)區(qū)為保證馬鈴薯產(chǎn)量，在60d（T3）和75d（T4）之間揭膜較好。

圖5 不同處理下馬鈴薯產(chǎn)量的對比

3 結(jié)論與討論

（1）地膜覆蓋對華北集約農(nóng)區(qū)早春馬鈴薯生產(chǎn)具有重要作用。地膜覆蓋作為一種重要的農(nóng)藝技術(shù)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，研究發(fā)現(xiàn)，地膜覆蓋對華北集約農(nóng)區(qū)春馬鈴薯的生產(chǎn)具有極大影響，不僅反映在馬鈴薯的出苗率、生長狀況方面，對馬鈴薯的產(chǎn)量也具有顯著影響。地膜覆蓋可以促使馬鈴薯提前5d左右出苗，且馬鈴薯出苗率顯著高于露地種植；露地種植的馬鈴薯產(chǎn)量顯著低于地膜覆蓋的馬鈴薯產(chǎn)量，這與其它區(qū)域的研究結(jié)果相一致[20]。

（2）地膜覆蓋對華北集約農(nóng)區(qū)早春馬鈴薯的影響機理與西北旱地馬鈴薯存在差異。在西北地區(qū)，地膜覆蓋的保墑、增溫和防除雜草的功能是影響馬鈴薯生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，尤其是保墑作用[21]。而在華北集約農(nóng)區(qū)，由于是灌溉農(nóng)田，水分條件基本能滿足馬鈴薯生長的需求，地膜覆蓋在馬鈴薯早期的增溫作用最為重要，在馬鈴薯播種-出苗期的增溫作用顯著，在此階段地膜覆蓋較露地種植的10cm土層土壤日平均溫度高1.1℃，10cm土層的地積溫提高66.1℃·d。

（3）揭膜時間對華北集約農(nóng)區(qū)馬鈴薯生長具有重要影響。在馬鈴薯生育前期，地膜覆蓋能夠提高土壤溫度，減輕早春低溫對馬鈴薯生長發(fā)育的影響，促進(jìn)馬鈴薯生長發(fā)育。但在馬鈴薯生育中后期，由于馬鈴薯是喜涼作物，需及時揭膜[22-23]。播后60d揭膜增溫效果顯著，馬鈴薯農(nóng)田土壤積溫高出露地種植96.5℃·d，10cm土層地溫日較差高出露地種植4.9℃。播后60d揭膜馬鈴薯產(chǎn)量最高，較露地馬鈴薯增產(chǎn)13.4%；75d揭膜馬鈴薯產(chǎn)量較高，較露地馬鈴薯產(chǎn)量增產(chǎn)10.4%。在華北集約農(nóng)區(qū)，播后60～75d揭膜可以提高耕層土壤溫度，增加地溫日較差，促進(jìn)馬鈴薯生長和發(fā)育。

因此，在綜合考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、覆膜功效以及馬鈴薯產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，該地區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋安全期在60～75d。

[1]何文清,嚴(yán)昌榮,趙彩霞,等.我國地膜應(yīng)用污染現(xiàn)狀及其防治途徑研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2009,28(3):533-538.

He W Q,Yan C R,Zhao C X,et al.Study on the pollution by plastic mulch film and its countermeasures in China[J].Journal of Agro-Environment Science,2009,28(3):533-538.(in Chinese)

[2]嚴(yán)昌榮,何文清,薛穎昊,等.生物降解地膜應(yīng)用與地膜殘留污染防控[J].生物工程學(xué)報,2016,32(6):746-760.

Yan C R,He W Q,Xue Y H,et al.Application of biodegradable plastic film to reduce plastic film residual pollution in Chinese agriculture[J].Chinese Journal of Biotechnology,2016,32(6): 746-760.(in Chinese)

[3]李世清,李鳳民,宋秋華,等.半干旱地區(qū)地膜覆蓋對作物產(chǎn)量和氮效率的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2001,12(2):205-209.

Li S Q,Li F M,Song Q H,et al.Effect of plastic film mulching on crop yield and nitrogen efficiency in semiarid areas[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2001,12(2):205-209.(in Chinese)

[4]張哲,孫占祥,張燕卿,等.秸稈還田結(jié)合秋覆膜對半干旱區(qū)春玉米的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2016,37(6):654-665.

Zhang Z,Sun Z X,Zhang Y Q,et al.Effects of straw- incorporation combined with plastic mulching in autumn on spring maize in semi-arid areas[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2016,37(6):654-665.(in Chinese)

[5]嚴(yán)昌榮,何文清,劉恩科,等.作物地膜覆蓋安全期概念和估算方法探討[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2015,31(9):1-4.

Yan C R,He W Q,Liu E K,et al.Concept and estimation of crop safety period of plastic film mulching[J].Transactions of the CSAE,2015,31(9):1-4.(in Chinese)

[6]宿俊吉,寧新柱,林海,等.揭膜對棉田土壤溫度、棉花產(chǎn)量及環(huán)保的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2011,20(3):90-94.

Su J J,Ning X Z,Lin H,et al.Effects of uncovering plastic film on soil temperature of cotton cropland, cotton yield and environment protection[J].Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica,2011,20(3):90-94.(in Chinese)

[7]曹興明,曹寶亮,王順利,等.旱地覆膜馬鈴薯種植密度和揭膜時間對其產(chǎn)量、商品率和淀粉含量的影響[J].中國馬鈴薯, 1998,12(3):151-154.

Cao X M,Cao B L,Wang S L,et al.Effects of planting density of potato and film removing time on potato yield,commodity rate and starch content in dryland of film mulching[J].Chinese Potato,1998,12(3):151-154.(in Chinese)

[8]董衡.適時揭膜對馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)科技與信息, 2015,(12):60-61.

Dong H.Effect of timely removing film on potato yield[J]. Agricultural Science and Technology and Information,2015, (12):60-61.(in Chinese)

[9]秦舒浩,代海林,張俊蓮,等.揭膜處理對全膜覆蓋馬鈴薯產(chǎn)量品質(zhì)及水分運移的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2015,(2):1-4. (in Chinese )

Qin S H,Dai H L,Zhang J L,et al.Effect of removing film on tuber yield,quality and water movement of whole film mulched potato[J].Agricultural Research in the Arid Areas, 2015,(2):1-4.(in Chinese)

[10]王娟,李德明,秦舒浩,等.不同揭膜時期對半干旱區(qū)馬鈴薯土壤酶活性的動態(tài)影響研究[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究, 2015,36(2):297-302.

Wang J,Li D M,Qin S H,et al.Impact of different time of plastic film removed on the dynamics of the soil enzyme activities in the potato field in the semi-arid region[J]. Research of Agricultural Modernization,2015,36(2):297-302. (in Chinese)

[11]李妙芳.地膜覆蓋不同揭膜時間對春馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].上海農(nóng)業(yè)科技,2007,(4):93-94.

Li M F.The effect of spring potato yields at different time of plastic film removed[J].Shanghai Agricultural Science and Technology,2007,(4):93-94.(in Chinese)

[12]鄭少妹.馬鈴薯覆蓋地膜栽培不同揭膜時間試驗[J].江西農(nóng)業(yè)科技,2004,(2):10-11.

Zheng S M.Experiment on different removing time of film in potato field[J].Jiangxi Agricultural Science and Technology, 2004,(2):10-11.(in Chinese)

[13]石立航,胡俊,蒙美蓮,等.華北地區(qū)馬鈴薯貯藏病害種類調(diào)查及病原菌鑒定[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2010,31(4):53-57.

Shi L H,Hu J,Meng M L,et al.The investigation of potato disease of North China region of storage and identification of pathogens[J].Journal of Inner Mongolia Agricultural University,2010,31(4):53-57.(in Chinese)

[14]范士杰,王蒂,張俊蓮,等.不同栽培方式對馬鈴薯田間土壤溫濕度及產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27(11): 216-221.

Fan S J,Wang D,Zhang J L,et al.Effects of different cultivation techniques on soil temperature,moisture and potato yield[J].Transactions of the CSAE,2011,27(11): 216-221.(in Chinese)

[15]李榮,侯賢清.深松條件下不同地表覆蓋對馬鈴薯產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2015,31(20):115-123.

Li R,Hou X Q.Effects of different ground surface mulch under subsoiling on potato yield and water use efficiency[J]. Transactions of the CSAE,2015,31(20):115-123.(in Chinese)

[16]李煥春,嚴(yán)昌榮,趙沛義,等.種植制度對陰山北麓馬鈴薯種植區(qū)土壤溫度的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2012,33(4): 534-539.

Li H C,Yan C R,Zhao P Y,et al.Effect of cropping system on soil temperature of potato in northern yinshan mountain[J]. Chinese Journal of Agrometeorology,2012,33(4):534-539.(in Chinese)

[17]Elisabeth D.Analyzing linguistic data:a practical introduction to statistics using R[J].Journal of Applied Statistics,2009, 36(4):471-472.

[18]SimonN.Generalized additive models:an introduction with R[J].Transactions of the CSAE,2006,49(3):360-361.

[19]Team R R D C.A language and environment for statistical computing[J].Computing,2013,1:12-21.

[20]薛俊武,任穩(wěn)江,嚴(yán)昌榮,等.覆膜和壟作對黃土高原馬鈴薯產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2014, 35(1):74-79.

Xue J W,Ren W J,Yan C R.Effects of plastic film mulching and ridge planting on yield and water use efficiency of potato inloess plateau[J].Chinese Journal of Agrometeorology, 2014,35(1):74-79.(in Chinese)

[21]湯瑛芳,高世銘,王亞紅,等.旱地馬鈴薯不同覆蓋種植方式的土壤水熱效應(yīng)及其對產(chǎn)量的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2013,31(1):1-7.

Tang Y F,Gao S M,Wang Y H,et al.Soil water and thermal effects of different mulching and planting methods and their influences on yield in dryland potato production[J]. Agricultural Research in the Arid Areas,2013,31(1):1-7.(in Chinese)

[22]安昊,李煥春,李秀萍,等.長期不同施肥條件下馬鈴薯耕層土壤溫度變化[J].北方農(nóng)業(yè)學(xué)報,2016,44(4):31-34.

An H,Li H C,Li X P,et al.Soil temperature change of photo in long-term different fertilization conditions[J].Journal of Northern Agriculture,2016,44(4):31-34.(in Chinese)

[23]高中超,劉峰,王秋菊,等.馬鈴薯專用中耕培土犁的應(yīng)用及增產(chǎn)效果[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2016,32(20):49-54.

Gao Z C,Liu F,Wang Q J,et al.Application and yield increasing effect on potato using special-designed ridging cultivator[J].Transactions of the CSAE,2016,32(20):49-54. (in Chinese)

Investigation of Potato Safety Period of Plastic Film Mulching in Intensive Agricultural Region of North China

QIN Li-juan1,2, LI Hai-ping3, LIU Xiu1,2, YAN Chang-rong1,2

(1. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture，CAAS，Beijing 100081，China；2. The Key Laboratory of Agriculture Plastic Film Residual Pollution Control，MOA，Beijing 100081；3. Qingdao Agricultural Environmental Protection and Rural Energy Extension Station, Qingdao 266071)

Crop safety period of plastic film mulching means the appropriate choice of a photo-selective mulch film according to the transplant season, to the ecological conditions of the area under cultivation and, finally, to the type of crop. In the days before the transplant, the plastic mulching film should be basic whole, and it works to warm soil and to decrease soil moisture evaporation. Successively, these functions almost reduce.Soil moisture conditions can basically meet the needs of potato growth and temperature is the most important factor to be considered in intensive agricultural region of North China.This study will give a guide in mulching film management and the choice of appropriate degradable mulch in intensive agricultural region of North China in Qingdao by determining the safety period of plastic film mulching of the local crop. The effects of plastic film mulching on the growth of potato were studied, as well as the soil temperature in the 10cm soil layer and the yield, by removing the film at different times.In this experiment, conducted from March to June in 2016, six treatments were set up: planting potatoes without plastic film(T1); planting potatoes with plastic film and removing film after 30d (T2), 60d (T3), 75d (T4), 90d (T5), respectively, and planting potatoes with plastic film for the entire growth period (T6). The results indicated that the plastic film could promote the emergence of potatoes by 5 days, and the emergence rate was significantly higher than T1. It also showed that removing the plastic film after 60 days could shorten the growth period of potatoes and accelerate its growth. The effect of plastic film on soil temperature in the 10cm soil layer was significant between the sowing and seeding stage of the potatoes. During this period, the daily average temperature under plastic film was 1.1℃ higher than without it, and the accumulated temperature was 66.1℃ higher than without it, respectively. The disappearance time threshold of the film mulching effect was about 70 days after the plastic film. The results of the experiment showed that the soil accumulated temperature in the 10cm soil layer was highest at 60 days, which was 96.5℃·d higher than non-mulching in the whole growth period, indicating plastic mulching had an significant warming effect. Within the potato growth process, the warming effect of film mulching was weakened. Film mulching can significantly improve the temperature in the 10cm soil layer between 1 and 60 days after mulching. If removing the film after 60 days, there would be no significant difference among T3, T4, T5 and T6, which indicated that the effect of plastic film on soil temperature was weakened after 60 days. It further demonstrated that the yield under non-mulching had the lowest yield (40.3t×ha?1). The highest and the second highest yield were occurred when film were removed after 60 days (T3) and 75 days (T4), which were 13.4% and 10.4% higher than T1, respectively. Obviously, removing film after 60-75 days would produce the highest yield. Thus, the potato safety period of plastic film mulching is at 60-75 days in intensive agricultural region of Northern China, which should be the deadline for removing plastic film or degradable plastic film duration.

Potato; Plastic film mulching; Removing film; Safe period of plastic film mulching

收稿日期：2017-06-01

通訊作者。E-mail：yanchangrong@caas.cn

國家公益性行業(yè) (農(nóng)業(yè)) 科研專項經(jīng)費項目 (No. 201503105)

秦麗娟（1992-），女，碩士生，從事地膜覆蓋及殘留污染防控研究。E-mail：qinlijuan1992@163.com

10.3969/j.issn.1000-6362.2018.03.004

秦麗娟,李海萍,劉秀,等.華北集約農(nóng)區(qū)馬鈴薯地膜覆蓋安全期的探討[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2018,39(3):168-176