陸信娟，劉燦玉，樊繼德，趙永強(qiáng)，張碧薇，楊 峰

(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 徐州 221121)

地膜覆蓋是一項(xiàng)重要的農(nóng)業(yè)栽培措施，不同的地膜類型具有不同的作用，如防草、保溫、降溫、保墑、驅(qū)避蚜蟲、反射光照、提高產(chǎn)量與品質(zhì)等作用[1-4]。不同作物或同一作物不同栽培地域?qū)Φ啬ゎ愋鸵蠖疾灰粯印Ｇ叭搜芯堪l(fā)現(xiàn)，覆蓋雙色膜有利于促進(jìn)煙草生長[5]，甘蔗覆蓋綠色地膜有利于出苗分蘗[6]，而不同地區(qū)馬鈴薯覆蓋黑膜對(duì)產(chǎn)量的影響不完全相同[7-9]。因此，地膜覆蓋栽培中地膜類型的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)作物生長環(huán)境條件并切合作物生長特性進(jìn)行選擇。目前，大蒜生產(chǎn)主要采用普通透明地膜覆蓋，具有增溫、保墑、促進(jìn)大蒜生長及提高大蒜產(chǎn)量的作用[10]，但是經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)透明地膜覆蓋也存在較多的缺陷，如覆蓋透明地膜易滋生雜草[11]；水分與養(yǎng)分消耗大，作物生長后期土壤易缺水、缺肥，長期全程覆蓋導(dǎo)致土壤生態(tài)條件惡化[12-13]。大蒜為喜冷涼作物，生育期比較長。采用普通透明膜覆蓋在大蒜生育前期具有保墑、保溫作用，可以促進(jìn)大蒜生長；生育后期外界環(huán)境溫度逐漸攀升，覆蓋透明膜不利于大蒜的生長。因此選擇適宜大蒜整個(gè)生育期覆蓋的地膜類型，對(duì)大蒜的生產(chǎn)具有重要意義。在大蒜地膜覆蓋研究方面，除了常規(guī)的透明膜，前人還研究了黑膜與生物降解膜覆蓋對(duì)大蒜生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[14-15]，但是尚未對(duì)生產(chǎn)上常用地膜進(jìn)行系統(tǒng)篩選。本研究采用7種不同顏色地膜覆蓋大蒜，調(diào)查各生育期土壤溫度日變化及大蒜保護(hù)酶活性變化，以期揭示不同顏色地膜覆蓋對(duì)大蒜所造成的影響，探明其影響大蒜生長的機(jī)制，為進(jìn)一步篩選大蒜的最佳地膜覆蓋類型，確保大蒜高效、優(yōu)質(zhì)、安全生產(chǎn)提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以本所育成的大蒜新品種徐蒜917為材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)于2016～2017年在徐州農(nóng)科院試驗(yàn)示范基地進(jìn)行，播前常規(guī)處理，2016年10月8日播種，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，株行距12 cm×20 cm，小區(qū)面積30 m2(5 m×6 m)，每小區(qū)播種株數(shù)為1250株，播后噴施大蒜專用除草劑并地膜覆蓋。根據(jù)覆蓋地膜顏色，試驗(yàn)設(shè)為6個(gè)處理：紅膜(RF)、綠膜(GF)、銀黑膜(SBF)、白黑膜(WBF)、黑膜(BF)、銀膜(SF)，以透明膜(CK)為對(duì)照。生長期常規(guī)管理。

于大蒜苗期、越冬期、返青期、抽薹期、鱗莖膨大期進(jìn)行地溫日變化觀測(cè)與酶活性取樣調(diào)查。選擇晴朗天氣，采用曲管地溫計(jì)(置于兩行大蒜正中位置)測(cè)定不同處理地面下10 m 深度處的土壤溫度日變化，觀測(cè)時(shí)間為7：00～17：00，每隔1 h觀察1次，3次重復(fù)。大蒜葉片與根部SOD、POD、CAT活性的測(cè)定參照高俊鳳[16]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地膜覆蓋對(duì)地溫日變化的影響

圖1為不同顏色地膜覆蓋后大蒜各生育期地溫日變化情況。覆蓋地膜后地溫日變化趨勢(shì)一致，不同顏色地膜覆蓋處理地溫雖表現(xiàn)差異較小，但在苗期至返青期，銀膜(SF)覆蓋處理的日變化曲線始終位于最高位。抽薹期外界溫度迅速上升，膜下溫度日變化也隨之發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為透明膜(CK)與綠膜(GF)覆蓋的地溫上升至與銀膜(SF)相同水平。鱗莖膨大期透明膜(CK)覆蓋處理12:00與13:00時(shí)的地溫超過所有處理，分別為29.8 ℃和31.2 ℃；而白黑膜(WBF)覆蓋的處理于15:00地溫攀升至最高，達(dá)到30.5 ℃。根據(jù)圖1，在大蒜生育前期，銀膜(SF)覆蓋能夠?yàn)榇笏馇捌?苗期、越冬期、返青期)生長提供更有效的增溫保溫作用；而在大蒜生育后期(鱗莖膨大期)，銀膜(SF)覆蓋處理地溫變化相較于透明膜(SF)、白黑膜(WBF)與綠膜(GF)覆蓋處理，變化趨勢(shì)相對(duì)緩和，同時(shí)，此時(shí)期銀黑膜(SBF)與黑膜(BF)覆蓋處理與透明膜(CK)相比，在高溫時(shí)間段內(nèi)(13:00～15:00)具有明顯的降低地溫的效果。

圖1 不同地膜覆蓋下10 cm土層地溫日變化規(guī)律

2.2 不同地膜覆蓋對(duì)大蒜保護(hù)酶活性的影響

2.2.1 不同地膜覆蓋對(duì)大蒜葉片與根SOD活性的影響 圖2為不同地膜覆蓋處理大蒜葉片與根SOD活性變化。葉片SOD活性變化主要表現(xiàn)為先降后升。大蒜生長前期(苗期至抽薹期)，銀膜覆蓋處理(SF)的大蒜葉片SOD活性始終處于最高位；鱗莖膨大期其余覆膜處理大蒜葉片SOD活性大幅上升，而銀膜覆蓋處理的變幅較小。根部SOD酶活性變化的規(guī)律與葉片相似。結(jié)合地溫日變化結(jié)果，其主要原因可能歸結(jié)于生長前期銀膜起到了較好的保溫增溫效果，促進(jìn)了大蒜的生長，繼而提高了大蒜SOD活性；生育后期銀膜覆蓋保持了相對(duì)較平穩(wěn)的地溫日變化，SOD活性低于地溫日變化幅度較大的透明膜(CK)與白黑膜(WBF)處理。

圖2 不同地膜覆蓋對(duì)大蒜葉片與根SOD活性的影響

2.2.2 不同地膜覆蓋對(duì)大蒜葉片與根POD活性的影響 不同顏色地膜覆蓋處理后大蒜葉片與根POD酶活性變化趨勢(shì)有一定的差異(圖3)。葉片POD活性變化表現(xiàn)為除銀膜覆蓋(SF)外，其余的處理基本上保持了由高至低的變化趨勢(shì)。返青期銀膜覆蓋(SF)大蒜葉片POD活性高于其它處理，且表現(xiàn)為上升的趨勢(shì)；不同處理大蒜根部POD活性變化趨勢(shì)相似，但是于返青期與抽薹期，銀膜覆蓋處理(SF)POD活性最高，說明銀膜覆蓋有利于提高大蒜快速生長期POD活性。鱗莖膨大期根部POD活性透明膜處理(CK)與白黑膜處理(WBF)較高，此現(xiàn)象與同時(shí)期SOD活性相似。

圖3 不同顏色地膜覆蓋對(duì)大蒜葉片與根POD活性的影響

2.2.3 不同地膜覆蓋對(duì)大蒜葉片與根CAT活性的影響 葉片CAT活性變化趨勢(shì)與SOD相似(圖4)，主要表現(xiàn)在越冬期至抽薹期銀膜覆蓋處理(SF)CAT活性高于其它處理；鱗莖膨大期葉片CAT活性透明膜(CK)與白黑膜(WBF)處理升至最高，根部CAT活性于此時(shí)期也有相同的表現(xiàn)。說明大蒜生育后期采用透明膜與白黑膜覆蓋處理對(duì)大蒜保護(hù)酶活性影響較大，造成此結(jié)果可能與這兩種膜覆蓋后形成較高且不穩(wěn)定的地溫有關(guān)。

3 討論與結(jié)論

地膜覆蓋具有提高土壤溫度、保持土壤水分的作用。不同類型作物或相同作物不同生育期對(duì)溫度的需求各不相同，如喜涼作物馬鈴薯，覆蓋普通透明地膜可促進(jìn)馬鈴薯前期生長，但生長后期形成的土壤高溫對(duì)馬鈴薯反而造成危害[1]。大蒜與馬鈴薯相似，也屬于喜涼作物，適宜的生長溫度為12～26 ℃[17]。秋播地區(qū)的大蒜生育期橫跨兩年度，大蒜生長前期適當(dāng)?shù)脑鰷乇動(dòng)欣诖龠M(jìn)大蒜地上部的生長；而在大蒜鱗莖膨大期，外界環(huán)境溫度已達(dá)到大蒜生長適溫最高臨界值，此時(shí)期適當(dāng)?shù)慕禍靥幚?，可能更有利于大蒜鱗莖的生長與產(chǎn)量的形成。因此，篩選生長前期保溫，生長后期有效調(diào)控土壤溫度的覆膜類型對(duì)大蒜生產(chǎn)具有重要意義。前人對(duì)不同顏色地膜覆蓋的保溫增溫效果進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)不同顏色的地膜保溫效果各不一樣，總結(jié)保溫性能由高到低為：透明膜>綠色膜>黑色膜>銀灰膜[1,6]，主要原因是淺色膜透光性優(yōu)于深色膜，可產(chǎn)生溫室效應(yīng)，提高膜下土壤溫度[18]；但也有研究發(fā)現(xiàn)深色地膜覆蓋能形成較高的土壤溫度，加快生長和提高作物產(chǎn)量[19]。本研究采用不同顏色地膜覆蓋，分析其10 cm土壤溫度日變化發(fā)現(xiàn)，大蒜生育前期(苗期至返青期)銀膜覆蓋處理的地溫始終高于其它處理；而生育后期(鱗莖膨大期)透明膜與白黑膜處理的土壤溫度增幅較大且于下午13:00以及15:00分別出現(xiàn)最高值。說明大蒜生育前期銀膜覆蓋對(duì)土壤的保溫效果優(yōu)于其它處理，此結(jié)果不同于銀膜在甘蔗[6]及洋蔥[20]上應(yīng)用的結(jié)果，說明地膜覆蓋對(duì)土壤保溫效果因區(qū)域、環(huán)境及覆蓋時(shí)間的不同而有差異。大蒜生育后期(鱗莖膨大期)銀膜覆蓋的降溫作用雖不及黑膜與銀黑膜，但也未出現(xiàn)最高溫，說明銀膜覆蓋既可以保證大蒜生育前期對(duì)溫度的要求，又不形成高溫對(duì)大蒜生長造成危害。

圖4 不同顏色地膜覆蓋對(duì)大蒜葉片與根CAT活性的影響

SOD、POD和CAT是植物體內(nèi)重要的保護(hù)酶，其酶活性的高低反映了植物的生長狀況及外界環(huán)境對(duì)植物造成的影響。有研究發(fā)現(xiàn)，合理的栽培管理措施可在一定程度上提高SOD、POD與CAT活性[21]；同時(shí)，高溫脅迫也能導(dǎo)致作物體內(nèi)SOD、POD與CAT活性升高[22-23]。本試驗(yàn)中，銀膜覆蓋處理10 cm地溫于苗期至返青期始終處于最高水平，而此時(shí)期外界環(huán)境溫度較低，適當(dāng)提高土壤溫度，有利于促進(jìn)大蒜植株的生長；此時(shí)間段銀膜覆蓋的大蒜SOD、POD與CAT(葉片)活性有不同程度的提高，說明適宜的溫度促進(jìn)了大蒜的生長并提高了SOD、POD與CAT的活性。在鱗莖膨大期，透明膜與白黑膜覆蓋出現(xiàn)了膜下最高溫，在一定程度上對(duì)大蒜植株造成脅迫，導(dǎo)致SOD(根部)、POD與CAT活性高于其它處理。以上結(jié)果說明，銀膜覆蓋能夠在大蒜生育前期實(shí)現(xiàn)最大程度保溫，在生育后期起到適當(dāng)調(diào)控土壤溫度的作用，是一種適于大蒜生產(chǎn)的新型覆膜技術(shù)。