滴灌條件下覆膜熱效益及其對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)的影響

張友良 王鳳新 聶 唯 馮紹元

(1.揚(yáng)州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院， 揚(yáng)州 225009； 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)中國(guó)農(nóng)業(yè)水問(wèn)題研究中心， 北京 100083；3.新津縣水務(wù)局， 成都 611430)

0 引言

覆膜廣泛應(yīng)用于種植棉花[1]、玉米[2-4]、馬鈴薯[5-6]等作物，它可以改變輻射的傳輸過(guò)程[7-9]、提高土壤溫度[10-12]、減少土壤蒸發(fā)[13-14]、改善根系養(yǎng)分吸收[15]等。膜下滴灌是滴灌與覆膜的有機(jī)結(jié)合，采用該技術(shù)可以調(diào)控田間地上、地下水熱環(huán)境，進(jìn)而利于作物出苗[16]、促進(jìn)作物生長(zhǎng)[17]、提高產(chǎn)量和水分利用效率[18-19]。

馬鈴薯是世界第四大糧食作物[20]，相較于水稻、玉米和小麥，馬鈴薯可以利用相同的水分生產(chǎn)出更多的膳食能量[21]，并且馬鈴薯是促進(jìn)健康的抗氧化劑的來(lái)源，具有很好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[22]。但是，馬鈴薯根系淺，對(duì)水熱環(huán)境反應(yīng)較為敏感[23-25]。調(diào)控田間水熱環(huán)境是馬鈴薯生產(chǎn)中需要解決的難題。膜下滴灌是調(diào)控馬鈴薯田間水熱環(huán)境較好的選擇，相關(guān)研究已證明，膜下滴灌可以提高馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率、改善馬鈴薯品質(zhì)[6,11,26-27]。

薄膜光學(xué)性質(zhì)是影響覆膜熱效益的關(guān)鍵因素，不同薄膜產(chǎn)生的熱效益不同，對(duì)作物生長(zhǎng)的影響也不同[28-29]。已有研究表明，黑色薄膜的太陽(yáng)輻射吸收率大于透明薄膜，其冠層凈輻射大于透明薄膜[28，30]；透明薄膜的太陽(yáng)輻射透射率大于黑色薄膜，因而更有利于加熱土壤，透明薄膜覆蓋的土壤溫度和土壤熱通量大于黑色薄膜[29]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，黑色薄膜覆蓋的土壤溫度和土壤熱通量高于透明薄膜[31]，這可能因?yàn)椴煌芯勘∧づc土壤之間的間隙不同，間隙小時(shí)有利于熱量向土壤傳輸，使得黑色薄膜覆蓋下的土壤溫度和土壤熱通量較大[7,32]。不同薄膜覆蓋對(duì)作物的影響也不相同，有研究表明，黑色薄膜覆蓋比透明薄膜覆蓋更有利于產(chǎn)量提高[33-34]，但也有研究認(rèn)為，透明薄膜對(duì)提高產(chǎn)量?jī)?yōu)于黑色薄膜[35]，這主要因?yàn)椴煌貐^(qū)、不同氣候條件下的薄膜覆蓋熱效應(yīng)不同[29]。因此，有必要進(jìn)一步研究不同地區(qū)透明薄膜和黑色薄膜在膜下滴灌條件下產(chǎn)生的熱效應(yīng)及其對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)的影響。本文研究透明薄膜和黑色薄膜在甘肅和山東地區(qū)的覆蓋熱效應(yīng)及其對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)的影響，以期為這兩個(gè)地區(qū)膜下滴灌馬鈴薯種植提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

2015年4—8月，在甘肅省武威市涼州區(qū)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)石羊河實(shí)驗(yàn)站(北緯37°52′，東經(jīng)102°51′，海拔1 581 m)進(jìn)行田間試驗(yàn)。該試驗(yàn)區(qū)屬于典型溫帶大陸性氣候，其光熱資源豐富，利于農(nóng)作物生長(zhǎng)，其年日照時(shí)數(shù)大于3 000 h，大于0℃積溫超過(guò)3 550℃，多年平均氣溫為8℃，無(wú)霜期大于150 d。但試驗(yàn)區(qū)水資源緊缺，蒸發(fā)量大且降雨稀少，多年平均A類蒸發(fā)皿水面蒸發(fā)量接近2 000 mm，年降雨量為164 mm。土壤質(zhì)地主要為砂壤土，0～100 cm深度土壤平均干容重為1.53 g/cm3。

2017年3—7月，在山東省日照市嵐山區(qū)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)特色馬鈴薯優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)試驗(yàn)示范基地(北緯35°25′，東經(jīng)118°59′，海拔131 m)進(jìn)行田間試驗(yàn)。該試驗(yàn)區(qū)屬于暖溫帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，其年均日照時(shí)數(shù)為2 533 h，多年平均氣溫為13.2℃，無(wú)霜期213 d，多年平均降雨量為897 mm。土壤質(zhì)地主要為砂壤土，0～60 cm深度土壤平均干容重為1.50 g/cm3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3種薄膜覆蓋處理：透明薄膜(CF)、不覆膜(NF)和黑色薄膜(BF)。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，小區(qū)為完全隨機(jī)布置。灌溉方式均為地表滴灌，滴灌系統(tǒng)采用支管加輔管，每個(gè)小區(qū)由壓力表、閘閥和水表控制滴灌系統(tǒng)的工作壓力和灌水量。滴灌帶滴頭流量為1.38 L/h，流量變異系數(shù)為1.99%，滴灌帶間距為20 cm，壁厚0.4 mm，直徑16 mm。滴灌系統(tǒng)安裝完成后，覆蓋薄膜，薄膜厚度為0.008 mm。薄膜覆蓋為全覆蓋，壟溝位置覆蓋2～5 cm厚的土，用于固定薄膜。壟溝兩端設(shè)置小埂，防止徑流流出小區(qū)外。

灌水開(kāi)始時(shí)間由負(fù)壓計(jì)控制。每個(gè)處理的兩個(gè)小區(qū)安裝有負(fù)壓計(jì)，測(cè)量滴灌帶正下方20 cm土壤深度處的土壤基質(zhì)勢(shì)，當(dāng)負(fù)壓計(jì)讀數(shù)平均值達(dá)到-25 kPa時(shí)開(kāi)始灌溉，灌水定額計(jì)算式為

m=h(θa-θb)p/η

(1)

式中m——灌水定額，mm

h——計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，取500 mm

θa——灌水后土壤含水率(田間持水率)，2015年為0.27 cm3/cm3，2017年為0.26 cm3/cm3

θb——灌水前土壤含水率(田間持水率的70%)，cm3/cm3

p——滴灌濕潤(rùn)比，2015年為55%，2017年為50%

η——滴灌系統(tǒng)灌溉水利用系數(shù)，取0.97

1.3 試驗(yàn)材料

2015年馬鈴薯品種為克新1號(hào)，采用起壟種植，每個(gè)小區(qū)7壟，壟寬0.8 m，壟高0.2 m，小區(qū)長(zhǎng)6 m，寬5.6 m，面積33.6 m2。將馬鈴薯種薯(原種脫毒)切塊種植，株距為0.3 m。馬鈴薯種植時(shí)間為4月15日，收獲時(shí)間為8月20日，生育期劃分見(jiàn)表1。施肥量為氮肥(N)185 kg/hm2、磷肥(P2O5)231 kg/hm2、鉀肥(K2O)117 kg/hm2。

2017年馬鈴薯品種為荷蘭十五號(hào)，采用起壟種植，一壟雙行，每個(gè)小區(qū)8壟，壟寬0.9 m，壟高0.2 m，寬行行距0.6 m，窄行行距0.3 m，小區(qū)長(zhǎng)6.4 m，寬7.2 m，面積46.08 m2。將馬鈴薯種薯(原種脫毒)切塊種植，株距為0.4 m。馬鈴薯種植時(shí)間為3月14日，收獲時(shí)間為7月9日，生育期劃分見(jiàn)表1。施肥量為氮肥(N)147 kg/hm2、磷肥(P2O5)82 kg/hm2、鉀肥(K2O)385 kg/hm2。

表1 2015年和2017年馬鈴薯生育期劃分Tab.1 Division of potato growth stage in 2015 and 2017

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

氣象數(shù)據(jù)：利用標(biāo)準(zhǔn)氣象站監(jiān)測(cè)太陽(yáng)總輻射、壓強(qiáng)、風(fēng)速、大氣溫度、相對(duì)濕度、降雨等，氣象站安裝高度為距地面2 m。

冠層凈輻射和土壤熱通量：分別于每個(gè)處理的一個(gè)小區(qū)安裝凈輻射計(jì)(NR Lite2型，Kipp&Zonen，荷蘭)，監(jiān)測(cè)冠層上方的凈輻射，安裝高度為距壟頂1 m。分別于每個(gè)處理的一個(gè)小區(qū)，在距壟頂5 cm土壤深度位置安裝土壤熱通量板(HFP01型，Hukseflux，荷蘭)，監(jiān)測(cè)土壤熱通量。將凈輻射計(jì)和土壤熱通量板連接于數(shù)據(jù)采集器(CR1000型，Campbell Scientific Inc.，美國(guó))，采集數(shù)據(jù)間隔為10 s，計(jì)算并存儲(chǔ)每10 min的數(shù)據(jù)。

土壤溫度：分別于每個(gè)處理的一個(gè)小區(qū)，利用土壤水分溫度傳感器(FDS120型，北京聯(lián)創(chuàng)思源測(cè)控技術(shù)有限公司生產(chǎn))監(jiān)測(cè)距壟頂10、20、30、50 cm深度處的土壤溫度，每個(gè)小區(qū)的傳感器連接到數(shù)據(jù)采集器(SMC6108型，北京聯(lián)創(chuàng)思源測(cè)控技術(shù)有限公司生產(chǎn))，采集數(shù)據(jù)間隔為10 s，計(jì)算并存儲(chǔ)每10 min的數(shù)據(jù)。

耗水量：利用水量平衡法計(jì)算馬鈴薯耗水量，其計(jì)算公式為

ETc=I+P-ΔS-R-D

(2)

式中ETc——馬鈴薯耗水量，mm

I——灌水量，mmP——降雨量，mm

ΔS——土壤儲(chǔ)水量變化量，mm

R——地表徑流量，mm

D——根區(qū)以下土壤深層滲漏量，mm

其中土壤儲(chǔ)水量變化量ΔS采用烘干法測(cè)量，在馬鈴薯種植前和收獲后，分別在每個(gè)小區(qū)的壟頂、壟側(cè)、壟溝利用土鉆取土，取土深度為：0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm、30～50 cm、50～70 cm、70～90 cm，將土樣裝入鋁盒稱量，然后用烘箱在105℃烘干至恒定質(zhì)量并稱量，即可得土壤質(zhì)量含水率，將其乘以土壤干容重即得土壤體積含水率。因該地區(qū)降雨量小且灌溉方式為滴灌，灌水量小，忽略地表徑流量和土壤深層滲漏量。

株高：馬鈴薯植株高度是指地上莖基部到生長(zhǎng)點(diǎn)的距離。在每個(gè)小區(qū)標(biāo)記10株馬鈴薯測(cè)量其株高，用鋼卷尺每7d測(cè)一次，在馬鈴薯生長(zhǎng)旺盛期加測(cè)，直至馬鈴薯葉片開(kāi)始衰老倒伏。

產(chǎn)量與塊莖分級(jí)：收獲時(shí)取每個(gè)小區(qū)的中間3壟馬鈴薯測(cè)量產(chǎn)量。每個(gè)小區(qū)2015年取10株、2017年取30株馬鈴薯的塊莖進(jìn)行塊莖分級(jí)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

對(duì)不同處理的植株株高、塊莖個(gè)數(shù)、塊莖質(zhì)量、耗水量、產(chǎn)量進(jìn)行方差分析，其處理的顯著性差異由F檢驗(yàn)確定，處理間顯著性差異由新復(fù)極差法(Duncan 多重比較法)確定。采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS(version 20 for Windows，SPSS Inc.,美國(guó))進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆膜對(duì)凈輻射的影響

不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯各生育期凈輻射典型天日變化如圖1所示，總體上，覆膜對(duì)凈輻射的影響白天大于夜晚，生育前期大于生育后期。2015年和2017年的試驗(yàn)都表明，BF處理的凈輻射大于CF和NF處理。CF處理的凈輻射在2015年的芽條生長(zhǎng)期、苗期、塊莖形成期小于NF處理，生育期后期差異不大，而在2017年除成熟期外，其他生育期高于NF處理。2015年各處理各典型天在12:40—14:50達(dá)到凈輻射最大值，各處理達(dá)到最大值的時(shí)間差異不大，在芽條生長(zhǎng)期、苗期、塊莖形成期、塊莖增長(zhǎng)期和成熟期BF處理的最大凈輻射比NF處理分別高12%、12%、1%、6%、7%，比CF處理分別高26%、18%、8%、5%、5%；在芽條生長(zhǎng)期、苗期和塊莖形成期CF處理比NF處理分別低11%、5%、6%。2017年各處理各典型天在12:00—12:50達(dá)到凈輻射最大值，各處理達(dá)到最大值的時(shí)間差異不大，在芽條生長(zhǎng)期、苗期、塊莖形成期、塊莖增長(zhǎng)期和成熟期BF處理的最大凈輻射比NF處理分別高22%、15%、6%、3%、3%，比CF處理分別高11%、9%、4%、1%、5%；在芽條生長(zhǎng)期、苗期、塊莖形成期、塊莖增長(zhǎng)期CF處理比NF處理分別高10%、5%、1%、2%，而成熟期CF處理比NF處理稍低(2%)。

圖1 不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯各生育期凈輻射典型天日變化曲線Fig.1 Typical diurnal variations of net radiation of different mulching treatments in different potato growth stages

2.2 覆膜對(duì)土壤熱通量的影響

不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯各生育期10 cm深度處土壤熱通量典型天日變化如圖2所示，總體上，在生育前期(芽條生長(zhǎng)期和苗期)各處理10 cm深度處白天的土壤熱通量CF處理最大，晚上則最低，隨著冠層生長(zhǎng)，生育中期各處理土壤熱通量差異減小，隨著冠層衰老，成熟期各處理的土壤熱通量差異逐漸增大。在生育前期，10 cm深度處土壤熱通量最大值2015年CF處理比BF和NF處理分別高66%和129%，2017年則為57%和91%；土壤熱通量最小值2015年CF處理比BF和NF處理分別低57%和68%，2017年土壤熱通量差異較小。BF處理的土壤熱通量在生育期白天總體上大于NF處理，但晚上差異較小。

圖2 不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯各生育期10 cm深度處土壤熱通量典型天日變化曲線Fig.2 Typical diurnal variation of soil heat flux at 10 cm soil depth of different mulching treatments in different potato growth stages

2.3 覆膜對(duì)土壤溫度的影響

2015年和2017年不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯各生育期不同深度處土壤溫度典型天日變化如圖3、4所示，各處理不同生育期和不同深度的土壤溫度變化趨勢(shì)一致，在生育前期(芽條生長(zhǎng)期和苗期)10～30 cm深度土壤溫度日變化隨氣溫而變化，但在50 cm深度土壤溫度幾乎不隨氣溫波動(dòng)，隨著冠層生長(zhǎng)在生育期中期10～30 cm深度土壤溫度日變化隨氣溫變化減小，而在成熟期隨著冠層衰老，10～30 cm深度土壤溫度日變化隨氣溫變化逐漸增大。

圖3 2015年甘肅地區(qū)不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯各生育期不同深度處土壤溫度典型天日變化曲線Fig.3 Typical diurnal variations of soil temperature at different depths of different mulching treatments in 2015 in different potato growth stages

圖4 2017年山東地區(qū)不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯各生育期不同深度處土壤溫度典型天日變化曲線Fig.4 Typical diurnal variations of soil temperature at different soil depths of different mulching treatments in 2017 in different potato growth stages

總體上，各處理土壤溫度隨冠層生長(zhǎng)而差異減小，隨冠層衰老而差異增加。CF處理的土壤溫度高于BF和NF處理，生育前期差異最大，生育中期差異減小，在生育中期CF處理的土壤溫度甚至比BF和NF處理稍低。2015年，芽條生長(zhǎng)期和苗期CF處理10～50 cm土壤深度處的日最大溫度比BF處理高29%，比NF處理分別高31%和29%，BF處理芽條生長(zhǎng)期比NF處理高2%而苗期相同；兩生育期CF處理10～50 cm土壤深度處的日最低土壤溫度比BF處理分別高13%和15%，比NF處理分別高16%和22%，BF處理比NF處理分別高3%和7%。2017年各處理土壤溫度間的差異小于2015年。2017年，芽條生長(zhǎng)期和苗期CF處理10～50 cm土壤深度處的日最大溫度比BF處理分別高22%和4%，比NF處理分別高21%和9%，BF處理比NF處理分別低1%和高5%；兩生育期CF處理10～50 cm土壤深度處的日最低土壤溫度比BF處理分別高15%和3%，比NF處理分別高19%和4%，BF處理比NF處理分別高5%和2%。

2.4 覆膜對(duì)塊莖分級(jí)的影響

不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯塊莖分級(jí)如圖5(圖中不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著，P<0.05)所示，總體上，CF處理的大塊莖(M≥300 g，M為塊莖質(zhì)量)質(zhì)量和個(gè)數(shù)都大于BF和NF處理，BF處理的中等塊莖(300 g>M≥100 g)質(zhì)量和個(gè)數(shù)都大于CF和NF處理，NF處理的小塊莖(M<100 g)質(zhì)量和個(gè)數(shù)大于BF和CF處理，只有2015年覆膜處理大塊莖個(gè)數(shù)與不覆膜處理之間存在顯著性差異。例如，2015年BF和CF處理大塊莖質(zhì)量(個(gè)數(shù))比NF處理分別大60%(67%)和78%(73%)，而2017年BF處理的大塊莖質(zhì)量(個(gè)數(shù))比NF處理小12%(10%)，CF處理比NF處理大9%(10%)。

圖5 不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯塊莖分級(jí)(個(gè)數(shù)和質(zhì)量)Fig.5 Potato tuber grade (number and mass) of different mulching treatments

2.5 覆膜對(duì)耗水量、產(chǎn)量及水分利用效率的影響

不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯全生育期耗水量、產(chǎn)量和水分利用效率如表2、3所示，2015年和2017年不同處理的耗水量、產(chǎn)量和水分利用效率規(guī)律不一致。2015年覆膜處理的灌水量和耗水量少于不覆膜處理，而2017年結(jié)果則相反，其中2015年CF和BF處理的耗水量比NF處理分別少13%和6%，而2017年CF和BF處理的耗水量比NF處理分別多5%和4%。2015年BF處理的耗水量顯著高于CF處理。2015年CF和BF處理的馬鈴薯產(chǎn)量比NF處理分別多32%和33%，且存在顯著性差異，而2017年各處理的產(chǎn)量沒(méi)有顯著性差異，CF和BF處理的產(chǎn)量比NF處理分別少4.08%和4.02%。2015年CF和BF處理馬鈴薯水分利用效率顯著高于NF處理(分別高51%和42%)，而2017年各處理間沒(méi)有顯著性差異。

3 討論

3.1 覆膜對(duì)凈輻射、土壤熱通量及土壤溫度的影響

覆膜通過(guò)影響水熱在土壤-作物-大氣系統(tǒng)的傳輸而影響凈輻射、土壤熱通量及土壤溫度的時(shí)空分布。不同薄膜材料由于其光學(xué)性質(zhì)不同而影響水熱傳輸，進(jìn)而影響凈輻射、土壤熱通量和土壤溫度[17,30-31]。生育前期影響凈輻射、土壤熱通量和土壤溫度的因素主要是薄膜光學(xué)性質(zhì)[36]。本研究中隨著冠層生長(zhǎng)，裸露的薄膜面積減少，覆膜的熱效應(yīng)減小，而生育后期隨著冠層衰老，裸露的薄膜面積增大，覆膜的熱效應(yīng)逐漸增大。因此，生育前期(芽條生長(zhǎng)期和苗期)不同處理凈輻射、土壤熱通量和土壤溫度的差異大，生育中期(塊莖形成期和塊莖增長(zhǎng)期)差異減小，成熟期差異逐漸增大。

黑色薄膜由于其輻射吸收率大于透明薄膜和不覆膜，導(dǎo)致黑色薄膜處理的凈輻射大于透明薄膜和不覆膜處理[28,31]。透明薄膜處理由于其輻射反射率大于裸土，其凈輻射低于不覆膜[17]。本研究BF處理的凈輻射高于CF和NF處理，尤其是在馬鈴薯芽條生長(zhǎng)期和苗期。但是CF處理的凈輻射在2015年低于NF處理，這與FAN等[17]的研究結(jié)果一致。但是2017年CF處理的凈輻射高于NF處理，這主要是因?yàn)镹F處理的凈輻射受土壤質(zhì)地及土壤含水率的影響，從而導(dǎo)致不同地區(qū)CF處理和NF處理凈輻射的差異不同。透明薄膜相較于黑色薄膜其輻射透射率大，白天CF處理的土壤熱通量和土壤溫度高于BF處理，而B(niǎo)ONACHELA等[31]的研究結(jié)果表明，CF處理的土壤熱通量和土壤溫度低于BF處理，這主要是由于薄膜與土壤之間的空隙影響薄膜與土壤之間的熱傳輸導(dǎo)致的[7]。覆膜相較于不覆膜可以減少蒸發(fā)潛熱，從而提高土壤溫度[7,37]。本研究表明覆膜可以提高土壤熱通量和土壤溫度，并且CF的增溫效果優(yōu)于BF，2015年甘肅地區(qū)的增溫效果優(yōu)于2017年山東地區(qū)。

3.2 覆膜對(duì)馬鈴薯塊莖分級(jí)、產(chǎn)量、耗水量及水分利用效率的影響

覆膜能增溫保墑[38-39]，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)和提高水分利用效率[35,40-41]。但在不同地區(qū)覆膜的熱效應(yīng)及其對(duì)作物的影響也不一樣[29]。2015年，甘肅地區(qū)BF和CF處理的大塊莖(M≥300 g)高于NF處理，但是2017年山東地區(qū)CF和BF處理與NF處理相差不多，甚至少于NF處理。這主要是由于在甘肅地區(qū)覆膜熱效應(yīng)比山東地區(qū)明顯。2015年不覆膜處理的耗水多于BF和CF處理，但2017年則是不覆膜處理的耗水少于覆膜處理，WANG等[5]研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)覆膜處理與不覆膜處理耗水存在差異，這主要是因?yàn)樵诟拭C地區(qū)降雨少蒸發(fā)量大導(dǎo)致不覆膜處理的耗水增加。2015年BF和CF處理的馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率顯著高于NF處理，這與YANG等[42]的研究結(jié)果一致。BF處理和CF處理的馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率則沒(méi)有顯著性差異，這與趙愛(ài)琴等[43]基于Meta-analysis的不同覆膜顏色對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響的研究一致。但是2017年覆膜處理與不覆膜處理的產(chǎn)量和水分利用效率都沒(méi)有顯著性差異。這表明覆膜在甘肅地區(qū)可以顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率，且透明薄膜可以減少馬鈴薯耗水；在山東地區(qū)覆膜對(duì)于馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率的影響不顯著，這可能是由于山東地區(qū)相對(duì)甘肅地區(qū)更暖和，馬鈴薯生長(zhǎng)受溫度脅迫影響較小，因而覆膜的熱效應(yīng)不顯著。

表2 不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯全生育期耗水量Tab.2 Evapotranspiration during whole potato growth stage of different mulching treatments mm

表3 不同薄膜覆蓋處理馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率Tab.3 Potato yield and water use efficiency of different mulching treatments

4 結(jié)論

(1)BF處理的凈輻射大于NF和CF處理，CF處理的凈輻射可能高于、也可能低于NF處理。2015年BF處理在芽條生長(zhǎng)期和苗期的凈輻射最大值均比NF處理高12%，2017年則分別高22%和15%。

(2)各處理土壤熱通量和土壤溫度的差異在馬鈴薯芽條生長(zhǎng)期和苗期最大，在塊莖形成期和塊莖增長(zhǎng)期減小，在成熟期又逐漸增大。2015年，CF處理10 cm深度處的土壤熱通量最大值比BF處理和NF處理分別高66%和129%，2017年則分別為57%和91%。CF處理的土壤溫度高于BF和NF處理，但在塊莖形成期和塊莖增長(zhǎng)期CF處理的土壤溫度稍低于BF和NF處理，2017年山東地區(qū)各處理土壤溫度間的差異小于2015年甘肅地區(qū)。

(3)2015年甘肅地區(qū)覆膜可以顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率，CF處理的耗水顯著低于BF處理，但2017年山東地區(qū)覆膜對(duì)提高馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率沒(méi)有顯著影響。甘肅地區(qū)覆膜的熱效應(yīng)和對(duì)提高馬鈴薯產(chǎn)量和水分利用效率的影響顯著優(yōu)于山東地區(qū)，建議甘肅地區(qū)采用透明薄膜覆蓋馬鈴薯種植方式。