全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2014, 40(9): 16771685 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(31371577), 国家现代农业产业技术体系建设专项(GARS-11-B-14)和山东省薯类创新团队首席专家
(SDAIT-10-011-01)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 史春余, E-mail: scyu@sdau.edu.cn; Tel: 0538-8246259
第一作者联系方式: E-mail: cuijuanwangwang@126.com
Received(收稿日期): 2013-10-09; Accepted(接受日期): 2014-06-16; Published online(网络出版日期): 2014-06-21.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20140621.0845.003.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2014.01677
覆膜栽培对甘薯幼根生长发育、块根形成及产量的影响
王翠娟 1 史春余 1,* 王振振 1 柴沙沙 1 柳洪鹃 1 史衍玺 2
1 山东农业大学农学院 / 作物生物学国家重点实验室, 山东泰安 271018; 2 青岛农业大学资源与环境学院, 山东青岛 266109
摘 要: 选用济徐 23 为材料, 进行 2 年的大田试验和一年的盆栽试验, 研究 2 种覆膜栽培对甘薯生长前期幼根生长
发育和吸收能力、分化根内源激素含量和封垄期单株块根鲜重的影响及其与产量的关系。结果表明, 覆黑色膜和覆
透明膜处理与对照相比, 均显著(P<0.05)增加甘薯秧苗栽植后 10 d和 20 d的幼根数量、总长度、鲜重、表面积、体
积和幼根根系的吸收面积、活跃吸收面积, 其中的幼根数量、鲜重、体积、幼根根系的吸收面积、活跃吸收面积在 2
种覆膜处理间差异显著(P<0.05), 覆黑色膜优于覆透明膜; 2 种覆膜处理显著(P<0.05)提高秧苗栽植后 10 d 的根系活
力, 且覆黑色膜优于覆透明膜。同时, 在块根分化期(秧苗栽植后 20 d和 30 d) 2种覆膜处理显著(P<0.05)提高了分化
根的 ZR含量, 促进初生形成层的活动和块根形成; 在块根膨大初期(秧苗栽植后 40 d) 2种覆膜处理显著(P<0.05)提
高分化根的 ABA 含量和显著(P<0.05)降低分化根的 GA 含量, 促进次生形成层的活动、淀粉积累和块根膨大, 其中,
块根膨大初期 2种覆膜处理 ABA和 GA含量差异显著(P<0.05), 均覆黑色膜处理效果最好。在 2年的大田试验中, 2
种覆膜处理与对照相比, 均显著提高了甘薯封垄期的单株有效薯块数和单薯鲜重, 覆黑色膜的单株有效薯块数高于
覆透明膜 , 而覆透明膜的单薯鲜重显著(P<0.05)大于覆黑色膜处理。覆黑色膜和覆透明膜处理 2011 年分别增产
10.71%和 5.76%, 2012年分别增产 12.99%和 7.45%。
关键词: 甘薯; 覆膜栽培; 块根分化建成; 产量
Effects of Plastic Film Mulching Cultivation on Young Roots Growth Develop-
ment, Tuber Formation and Tuber Yield of Sweet Potato
WANG Cui-Juan1, SHI Chun-Yu1,*, WANG Zhen-Zhen1, CHAI Sha-Sha1, LIU Hong-Juan1, and SHI Yan-Xi2
1 College of Agriculture, Shandong Agricultural University / State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, China; 2 Resources and Environ-
ment College, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China
Abstract: A two-year trial and a one-year pot experiment were performed to investigate growth and development and absorbing
ability of young roots, endogenous hormones content of differentiated roots at early growing stage using variety Jixu 23 with two
types of plastic film mulching cultivation, and no plastic as control (CK). The tuberous root fresh weight per plant at 50 days after
planting was determined, and its relationship with tuberous root yield at harvest time was analyzed. The results showed that, at 10
and 20 days after planting, the number, total length, fresh weight, and volume of young roots significantly increased compared
with control, and the differences in activity, total absorption area and active absorption area of young roots between two plastic
film mulching treatments were significant (P<0.05), showing the black plastic film mulching (BF) superior to the transparent film
mulching (TF). Besides, zeatin riboside (ZR) content of differentiated roots (at 10 and 20 days after planting) was significant im-
proved, which was in favor of procambium activity and tuberous roots formation. On the other hand, at early expansion period of
tuberous roots, plastic film mulching cultivation increased abscisic acid (ABA) content and decreased gibberellin (GA) content in
differentiated roots, as well as improved the secondary cambium activity, starch accumulation and differentiated root expansion.
Meanwhile, abscisic acid (ABA) content and gibberellin (GA) content under the black film mulching significantly changed. Film
mulching cultivation increased the number and fresh weight of tuberous roots per plant at 50 days after planting, which contrib-
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uted to higher fresh yield of tuberous root at harvest time. In the two year experiment, two treatments significantly enhanced the
valid tuber number and fresh tuber yield compared with CK. The average increments were 10.71% and 5.76% in 2011, and
12.99% and 7.45% in 2012, respectively.
Keywords: Sweet potato; Film mulching cultivation; Tuberous root formation; Tuberous root yield
甘薯高产栽培的核心问题是协调茎叶生长与块
根膨大之间的关系 [1], 在目前的甘薯生产中 , 茎叶
生长过旺、光合产物向块根运转不畅成为了限制块
根产量进一步提高的主要障碍。促进甘薯块根膨大
过程(封垄期至收获期)光合产物向块根运转的途径,
一是改善块根膨大过程中土壤的通气和营养状况 ,
如黏土地加沙、增施钾肥等[2-3]; 二是化学调控, 如
在封垄期以后喷施多效唑等 [4]; 三是在甘薯生长前
期促进块根形成、尽早建立库端生长优势, 从而有
效牵制封垄期以后的茎叶生长[5]。
覆膜栽培可以提高土壤温度、增加土壤含水量、
改善土壤理化性状等, 进而加快作物的生长发育进
程[6-8]。覆膜栽培能促进植株的前期生长, 具有缓苗
快、结薯早、显著提高块根产量的特点[9-13]。但是, 覆
膜栽培提高块根产量的原因, 特别是覆膜栽培促进
块根分化建成的生理机制 [9,12-13], 还有待进一步研
究。本文以不覆膜栽培为对照, 研究覆透明膜和黑
色膜对甘薯生长前期根系生长发育及其主要生理特
性的影响, 试图阐明覆膜栽培提高甘薯块根产量的
生理原因, 为覆膜栽培在甘薯生产中的应用提供理
论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与设计
试验于 2011—2012年在山东农业大学农学实验
站(山东泰安)进行。供试品种为淀粉型品种济徐 23,
供试土壤质地为沙壤土。2011年 0~20 cm土层土壤
含有机质 1.53%、碱解氮 93.25 mg kg–1、速效磷 30.92
mg kg–1和速效钾 87.90 mg kg–1。2012年 0~20 cm土
层土壤含有机质 1.19%、碱解氮 81.94 mg kg–1、速
效磷 37.15 mg kg–1和速效钾 66.25 mg kg–1。
本试验包括大田试验和盆栽辅助试验两部分 ,
均设不覆膜, 覆透明膜、覆黑色膜 3个处理。大田试
验行距 0.8 m, 株距 0.25 m, 栽植密度为 5 株 m–2,
小区面积 15 m2, 4次重复, 随机排列, 基施氮肥(N)
10 g m–2、磷肥(P2O5) 10 g m–2、钾肥(K2O) 24 g m–2;
2011年 5月 10日栽植、10月 23日收获, 2012年 5
月 7日栽植、10月 20日收获。盆栽试验于 2012年
进行, 栽植时间和施肥与大田试验一致; 选用高 40 cm,
内径 35 cm的硬塑料盆, 每盆装土 20 kg, 均匀栽植
3株; 每个处理各栽 6盆, 从中选取正常生长且长势
相对一致的 4盆用于冲根取样。
1.2 取样方法
大田试验设置专门的取样区 , 分别在栽植后
20、30和 40 d取样, 从每个处理选择具有代表性植
株 5株, 将所有的根系挖出, 在每株上选取较粗的不
定根 3条。部分根截取中间最粗部位 1 cm, 放于固
定液中固定保存, 用于切片观察解剖结构; 部分根
切片经液氮速冻, –40℃超低温冰柜保存, 用于激素
测定。在秧苗栽植后 50 d (甘薯封垄期), 从每个处理
每个重复各取 5 株, 调查单株块根鲜重和单株有效
薯块数(根最粗部位的直径≥1 cm), 计算平均单薯
重, 重复 3次; 收获期测定各小区产量。
盆栽试验于栽植后 10 d、20 d冲根取样, 每个
处理冲根 2盆、共取 6株, 调查根系鲜重、根条数、
最长根长、根系体积; 然后测定根系吸收面积、根
系活跃吸收面积, 根系活力, 根系表面积等。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 根系性状 长度≥10 cm 的根数目; 用排
水法测定根系体积; 甲烯蓝法测根系吸收面积和活
跃吸收面积; HP 8200扫描仪扫描甲烯蓝染色后根系
图像, DT-SCAN软件分析根系表面积、平均直径、
总根长、根尖数等相关指标; 参照赵世杰等[14]方法,
采用 TTC 法测定根系活力, 同时, 以根系活力与根
系鲜重的乘积表示根系总活力[15]。
1.3.2 分化根解剖学结构 参照叶宝兴等 [16]的
石蜡切片法, 用 OLYMPUS BX51 型光学显微镜观
察根系结构并照相, 用 IMAGE-Pro PLUS v 6.0图片
处理软件测量量化指标。
1.3.3 分化根内源激素 参照何钟佩 [17]的酶联
免疫法 (ELISA)测定样品中生长素 (IAA)、赤霉素
(GA)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)的含量。
1.4 数据分析和处理
用 Microsoft Excel 2003软件绘图, DPS 7.05软
件分析数据, 单因素随机区组法分析收获期块根产
量的方差、单因素完全随机法分析其他项目的方差,
处理间的差异显著性新复极差法(LSR法)检验。
第 9期 王翠娟等: 覆膜栽培对甘薯幼根生长发育、块根形成及产量的影响 1679



2 结果与分析
2.1 覆膜栽培对甘薯幼根形态特征的影响
由表 1 可以看出, 与对照比较, 覆黑色膜和覆
透明膜处理均显著提高了秧苗栽植后 10 d单株根尖
数、根条数和总根长, 且覆黑色膜处理显著高于覆
透明膜处理; 但各处理间的最长根长没有差异。秧
苗栽植后 20 d, 与对照比较, 覆黑色膜和覆透明膜
处理显著提高了单株根尖数、根条数、总根长和最
长根长, 其中, 单株根尖数和根条数均为覆黑色膜
处理显著高于覆透明膜处理, 而总根长和最长根长
在 2种覆膜处理间的差异不显著。
由表 2可以看出, 与对照比较, 2种覆膜处理均不
同程度地提高了根鲜重、根体积和根表面积。其中, 秧
苗栽植后 10 d, 覆黑色膜处理的根系表面积显著大于
覆透明膜处理; 秧苗栽植后 20 d, 覆黑色膜的根鲜重
显著大于覆透明膜处理。2 种覆膜处理均显著降低了
根系的平均直径, 且覆黑色膜处理降幅更大。

表 1 覆膜栽培对甘薯幼根数量和长度的影响(2012)
Table 1 Effects of plastic-mulching on young root number and length of sweet potato (2012)
栽植后 10 d 10 days after planting 栽植后 20 d 20 days after planting 处理
Treatment 单株根尖数
RTN
单株根条数
RNP
总根长
TRL (cm)
最长根长
MRL (cm)
单株根尖数
RTN
单株根条数
RNP
总根长
TRL (cm)
最长根长
MRL (cm)
不覆膜 CK 181 c 46.00 c 248.2 c 9.08 a 930 c 45.50 c 868.7 b 24.77 b
覆透明膜 TF 228 b 54.00 b 298.4 b 9.09 a 1729 b 52.36 b 1259.1 a 30.42 a
覆黑色膜 BF 403 a 66.67 a 417.6 a 9.20 a 2000 a 65.00 a 1264.6 a 33.36 a
同一列中不同小写字母表示数值在 0.05的水平上差异显著。
Values in each column followed by different letters are significantly different at 0.05 probability level. CK: no plastic as control; TF:
transparent film mulching; BF: transparent film mulching. RTN: root tip number; RN: root number per plant; TRL: total root length; MRL:
maximum root length.

表 2 覆膜栽培对甘薯幼根鲜重、体积和表面积的影响(2012)
Table 2 Effects of plastic-mulching on young root fresh weight, volume and surface area of sweet potato (2012)
栽植后 10 d 10 days after planting 栽植后 20 d 20 days after planting 处理
Treatment 根鲜重
FWP (g)
根体积
VP (mL)
根表面积
SAP (mm2)
根平均直径
AD (mm)
根鲜重
FWP (g)
根体积
VP (mL)
根表面积
SAP (mm2)
根平均直径
AD (mm)
不覆膜 CK 1.45 b 0.80 b 1928 c 0.89 a 6.67 c 5.67 b 6693 b 0.89 a
覆透明膜 TF 2.98 a 0.97 a 2363 b 0.83 b 12.77 b 8.67 a 8178 a 0.79 b
覆黑色膜 BF 3.06 a 1.03 a 2808 a 0.73 c 19.32 a 10.00 a 7623 a 0.72 c
同一列中不同小写字母表示数值在 0.05的水平上差异显著。
CK: no plastic as control; TF: transparent film mulching; BF: transparent film mulching. FWP: fresh weight per plant; VP: volume per
plant; SAP: surface area per plant; AD: average diameter; Values in each column followed by different letters are significantly different at
0.05 probability level.

2.2 覆膜栽培对甘薯幼根根系吸收能力的影响
与对照比较, 2种覆膜处理均显著提高了秧苗栽植
后 10 d的根系活力和根系总活力, 且覆黑色膜的根系
活力和根系总活力显著高于覆透明膜处理(表 3)。
与对照比较, 2种覆膜处理均显著增加了根系的
总吸收面积和活跃吸收面积。秧苗栽植后 10 d, 覆
黑色膜的根系总吸收面积和活跃吸收面积显著大于
覆透明膜处理和对照, 且其活跃吸收面积占总吸收
面积的百分率最高。秧苗栽植后 20 d, 覆黑色膜的
根系总吸收面积和活跃吸收面积依然最大, 但其活
跃吸收面积占总吸收面积的百分率下降且小于覆透
明膜处理和对照(表 4)。
2.3 覆膜栽培对甘薯分化根显微结构的影响
2.3.1 秧苗栽植后 20 d分化根的显微结构 图 1

表 3 覆膜栽培对秧苗栽植后 10 d 幼根根系活力的影响(2012)
Table 3 Effects of plastic-mulching on young root activity at
10 days after planting (2012) (TTC μg g–1 FW h–1)
处理
Treatment
根系活力
Root vigor
根系总活力
Total root vigor
不覆膜 CK 80.78 ± 2.21 c 117.13 ± 18.33 c
覆透明膜 TF 92.68 ± 7.47 b 276.19 ± 32.86 b
覆黑色膜 BF 106.13 ± 8.48 a 324.76 ± 28.24 a
同一列中不同小写字母表示数值在 0.05的水平上差异显著。
Values in each column followed by different letters are sig-
nificantly different at 0.05 probability level. CK: no plastic as con-
trol; TF: transparent film mulching; BF: transparent film mulching.
1680 作 物 学 报 第 40卷


为秧苗栽植后 20 d各处理的分化根在 10×10倍镜下
的横截面图, 结合其内部结构的部分量化指标(表 5)
可以看出, 2种覆膜处理分化根的横截面面积、皮层
厚度、中柱直径和原生木质部束数较对照均显著增
加, 且2种覆膜处理的中柱面积占横截面积的比例相
对更大; 其中, 覆黑色膜的皮层厚度显著大于覆透
明膜处理。同时, 各处理均已产生次生木质部导管,
2 种覆膜处理的次生木质部导管数目较对照更多 ,
但 2种覆膜处理间的差异不显著。
2.3.2 秧苗栽植后 30 d分化根的显微结构 图 2
是秧苗栽植后 30 d各处理分化根在 10×10倍镜下的
横截面图。与秧苗栽植后 20 d相比, 秧苗栽植后 30 d
各处理分化根的中柱内部不断扩大, 使初生形成层
的位置渐向外移。与对照相比, 2种覆膜处理分化根
中围绕维管束产生的次生形成层更多, 分布更为密
集; 由此, 分生组织的次生生长与三生生长并举的
分裂活动更为旺盛, 产生了更多的薄壁细胞, 且其
中积累的淀粉粒也更多更明显。而分生组织细胞的
分裂和其中淀粉粒的积累共同作用促使了甘薯分化
根的进一步膨大。

表 4 覆膜栽培对幼根根系总吸收面积和活跃吸收面积的影响(2012)
Table 4 Effects of plastic-mulching on total root absorbing area and root actively area (2012)
时间
Time
处理
Treatment
单株总吸收面积
RTAAP (cm2)
单株活跃吸收面积
RAAAP (cm2)
活跃吸收面积占总吸收面积百分率
RTAAP/RAAAP (%)
不覆膜 CK 587 c 240 c 40.89
覆透明膜 TF 685 b 279 b 40.73
栽植后 10 d
10 days after planting
覆黑色膜 BF 807 a 348 a 43.12
不覆膜 CK 2930 c 1197 c 40.85
覆透明膜 TF 4323 b 1620 b 37.47
栽植后 20 d
20 days after planting
覆黑色膜 BF 8959 a 2557 a 28.54
同一列中不同小写字母表示数值在 0.05的水平上差异显著。
Values in each column followed by different letters are significantly different at 0.05 probability level. CK: no plastic as control; TF:
transparent film mulching; BF: transparent film mulching. RTAAP: root total absorption area; RAAAP: root active absorption area;
RTAAP/RAAAP: percentage of RTAAP in RAAAP.

图 1 秧苗栽植后 20 d 分化根在 10×10 倍镜下的横切面图(2012)
Fig. 1 Tuberous root cross section of different treatments in 10×10 magnification view at 20 days after planting (2012)
CK: 不覆膜; TF: 覆透明膜; BF: 覆黑色膜。PS: 原生木质部; SC: 次生木质部导管; RVC: 初生形成层。
CK: no plastic as control; TF: transparent film mulching; BF: transparent film mulching. PS: protoxylem strand; SC: secondary xylem
catheter; RVC: complete regular vascular cambium.

表 5 秧苗栽植后 20 d 分化根内部结构部分量化指标(2012)
Table 5 Quantitative indices of tuberous root internal structure in different treatments at 20 days after planting (2012)
处理
Treatment
横截面直径
CSD
(μm)
横截面面积
CSA
(×106μm2)
皮层厚度
CT
(μm)
中柱直径
SD
(μm)
中柱面积占横截
面积的比例
RSCS (%)
原生木质
部束数
PSN
次生木质部导
管数目
SXCN
不覆膜 CK 938.07 b 0.84 b 248.02 c 442.03 b 18.27 5.68 b 4.40 b
覆透明膜 TF 1300.69 a 1.46 a 276.46 b 747.76 a 30.08 6.80 a 7.67 a
覆黑色膜 BF 1340.81 a 1.56 a 302.81 a 735.18 a 27.21 6.50 a 7.33 a
同一列中不同小写字母表示数值在 0.05的水平上差异显著。
CK: no plastic as control; TF: transparent film mulching; BF: transparent film mulching. CSD: cross-section diameter; CSA:
cross-section area; CT: cortex thickness; SD: stele diameter; RSCS: ratio of stele to cross-section; PSN: protoxylem strand number; SXCN:
secondary xylem catheter number. Values in each column followed by different letters are significantly different at 0.05 probability level.
第 9期 王翠娟等: 覆膜栽培对甘薯幼根生长发育、块根形成及产量的影响 1681



图 2 薯苗栽秧 30 d 各处理分化根在 10×10 倍镜下横切面(2012)
Fig. 2 Tuberous root cross section of different treatments in 10×10 magnification view at 30 days after planting (2012)
CK: 不覆膜; TF: 覆透明膜; BF: 覆黑色膜。SC: 次生形成层; SG: 淀粉粒。
CK: no plastic as control; TF: transparent film mulching; BF: transparent film mulching. SC: secondary cambium; SG: starch grain.

2.4 覆膜栽培对甘薯分化根内源激素的影响
由图3可以看出, 随着甘薯分化根的生长, 各处
理的 ZR含量均逐渐升高; 其中, 秧苗栽植后40 d的
ZR含量极显著(F=52.78, P=0.0002)高于30 d和20 d。
秧苗栽植后20 d和30 d, 2种覆膜处理的 ZR含量均显
著高于对照。但是, 秧苗栽植后40 d, 2种覆膜处理的
ZR含量显著低于对照。
随着甘薯分化根的生长, 各处理的 ABA含量均
升高; 其中, 秧苗栽植后 40 d 的 ABA 含量显著
(F=5.54, P=0.0434)高于 30 d和 20 d。秧苗栽植后 20
d和 30 d, 各处理的 ABA含量没有差异。秧苗栽植
后 40 d, 2种覆膜处理的ABA含量显著高于对照, 且
覆黑色膜的 ABA含量显著高于覆透明膜处理。
随着甘薯分化根的生长, IAA含量逐渐降低; 其
中 , 秧苗栽植后 40 d 的 ZR 含量显著 (F=9.28,
P=0.0146)低于 30 d和 20 d。秧苗栽植后 20 d, 2种
覆膜处理的 IAA 含量显著低于对照; 其他 2 个时间
段, 各个处理的 IAA含量相似。
随着甘薯分化根的生长, GA含量逐渐降低; 其
中, 秧苗栽植后 40 d 的 GA 含量极显著(F=34.40,
P=0.0005)低于 30 d和 20 d。秧苗栽植后 30 d和 40 d,
2种覆膜处理的 GA含量显著低于对照, 其中秧苗栽
植 40 d时, 覆黑色膜的 GA含量又显著低于覆透明
膜处理。

图 3 甘薯生长前期分化根内源激素含量变化(2012)
Fig. 3 Changes of endogenous hormone of tuberous root at early growing stage (2012)
CK: 不覆膜; TF: 覆透明膜; BF: 覆黑色膜。图柱上标以不同小写字母表示激素含量在 0.05水平上差异显著。
CK: no plastic as control; TF: transparent film mulching; BF: transparent film mulching. Bars superscripted by different letters are
significantly different at 0.05 probability level among hormone contents.
1682 作 物 学 报 第 40卷


2.5 覆膜栽培对秧苗栽植后 50 d 有效薯块数和
薯重及收获期块根产量的影响
2.5.1 覆膜栽培对秧苗栽植后 50 d有效薯块数和薯
重的影响 由表 6看出, 2种覆膜处理均显著提高
了秧苗栽植后 50 d 的单株块根鲜重(单株有效薯块
数×平均单薯鲜重), 覆透明膜和覆黑色膜处理的增
幅与对照相比, 2011 年分别为 174.28%和 182.96%;
2012年分别为 147.69%和 141.23%。2种覆膜处理提
高单株块根鲜重的主要原因是增加了单株有效薯块
数和平均单薯鲜重。其中, 覆透明膜和覆黑色膜处
理相较于对照, 2011年单株有效薯块数的增幅分别
为 12.92%和 33.23%, 平均单薯鲜重的增幅分别为
142.84%和 112.31%; 2012年则分别为 31.07%和 42.86%,
及 88.91%和 68.82%。

表 6 秧苗栽植后 50 d 块根的数量和重量
Table 6 Fresh weight and tuberous root number per plant at 50 days after planting
单株块根鲜重 TRFWP 单株有效薯块数 VTRP 平均单薯鲜重 AFWP (g) 年份
Year
处理
Treatment 鲜重
Fresh weight (g)
增幅
Increase rate (%)
块数
Number
增幅
Increase rate (%)
鲜重
Fresh weight (g)
增幅
Increase rate (%)
不覆膜 CK 43.54 b — 3.25 c — 13.40 c —
覆透明膜 TF 119.42 a 174.28 3.67 b 12.92 32.54 a 142.84
2011
覆黑色膜 BF 123.20 a 182.96 4.33 a 33.23 28.45 b 112.31
不覆膜 CK 50.72 b — 2.80 c — 18.12 c —
覆透明膜 TF 125.63 a 147.69 3.67 b 31.07 34.23 a 88.91
2012
覆黑色膜 BF 122.35 a 141.23 4.00 a 42.86 30.59 b 68.82
同一列中不同小写字母表示数值在 0.05的水平上差异显著。
Values in each column followed by different letters are significantly different at 0.05 probability level. CK: no plastic as control; TF:
transparent film mulching; BF: transparent film mulching. TRFWP: tuberous root fresh weight per plant; VTRP: valid tuberous roots per plant;
AFWP: average fresh weight per tube.

2.5.2 覆膜栽培对收获期块根产量的影响 由
2011—2012 两年的试验结果(表 7)看出, 2 种覆膜处
理均显著提高了甘薯块根产量。与对照相比, 2011
年覆透明膜和覆黑色膜处理的增幅分别为 5.76%和
10.71%, 后者增产显著 ; 2012 年分别为 7.45%和
12.99%, 两处理均增产显著, 且覆黑色膜的块根产
量显著高于覆透明膜处理。

表 7 收获期块根产量
Table 7 Fresh yield of tuberous root at harvest time
年份
Year
处理
Treatment
块根产量
Fresh tuber yield
(kg hm–2)
增幅
Increase extent
(%)
不覆膜 CK 40241.13 b
覆透明膜 TF 42559.18 ab 5.76
2011
覆黑色膜 BF 44552.43 a 10.71
不覆膜 CK 34251.36 c
覆透明膜 TF 36801.70 b 7.45
2012
覆黑色膜 BF 38701.74 a 12.99
同一列数据后的不同小写字母表示差异达 0.05显著水平。
Values in each column followed by different letters are sig-
nificantly different at 0.05 probability level. CK: no plastic as con-
trol; TF: transparent film mulching; BF: transparent film mulching.
3 讨论
3.1 覆膜栽培促进块根分化建成的发育和生理
机制
甘薯幼根初生形成层的活动能力和中柱鞘细胞
的木质化程度共同决定幼根的发展方向, 如果初生
形成层活动能力强、中柱鞘细胞木质化程度低, 则
幼根分化发育成块根[1,18]。因此, 甘薯幼根的生长发
育是块根分化建成的基础。已有研究表明, 覆膜栽
培能促进甘薯的前期生长, 具有缓苗快、结薯早的
特点[9-11]; 但是, 覆膜栽培促进早结薯的原因, 值得
进一步研究。本研究结果表明, 秧苗栽植后 10 d和
20 d, 覆膜比对照、覆黑色膜比覆透明膜处理的幼根
数量更多、生长更快, 表现为根尖数和根条数多、
根系生物量大等; 秧苗栽植后 20 d, 覆膜比对照的
分化根横截面面积、皮层厚度、中柱直径、原生木
质部束数、次生木质部导管数目和中柱面积占横截
面积的比例均显著增加, 且覆黑色膜的皮层厚度显
著大于覆透明膜处理。说明 2 种覆膜处理不仅促进
了幼根的发生和生长, 而且提高了幼根初生形成层
的活动能力, 这是覆膜栽培促进块根分化建成的幼
根发育机制。此外, 秧苗栽植后 10 d和 20 d, 覆膜
第 9期 王翠娟等: 覆膜栽培对甘薯幼根生长发育、块根形成及产量的影响 1683


栽培降低根系的平均直径可能与覆膜处理的根条数
较多, 尤其是毛细根数目多有关。
甘薯幼根的主要功能是吸收土壤中水分和矿质
营养。作物根系的吸收能力一方面与根系生物量和
形态特征相关, 另一方面与根系活力相关[19]。本研
究结果表明, 2种覆膜处理的根系活力、与根系鲜重
相结合的根系总活力、根系总吸收面积和活跃吸收
面积均显著提高, 且覆黑色膜处理好于覆透明膜处
理。幼根吸收能力的增强为幼根向块根分化建成奠
定了良好的基础。此外, 秧苗栽植后 20 d, 覆黑色膜
的活跃吸收面积占总吸收面积的百分率低于覆透明
膜处理和对照, 与覆黑色膜处理的根系生长发育更
快有关。
一般认为, ZR 与初始形成层的发育有关[20-21], 其
含量在不定根分化形成块根方面起关键作用[22-24]。但
关于 IAA 对块根分化建成的作用, 现有的研究结论
尚不一致, 大部分研究者认为, IAA具有促进块根分
化形成的作用[25-28], 而王庆美等[24]认为 IAA 对块根
形成的促进作用较小。本研究结果表明, 2种覆膜处
理显著提高了栽植后 20 d和 30 d分化根的 ZR含量,
其中覆黑色膜的增幅大于覆透明膜处理; 2种覆膜处
理显著降低了栽植后 20 d分化根的 IAA含量。因此,
本研究认为覆膜栽培通过提高甘薯生长早期(秧苗
栽植后 30 d以前)幼根的 ZR含量, 促进幼根向块根
分化建成; 而覆膜栽培对甘薯生长早期幼根 IAA 含
量的降低是否为促进幼根向块根分化建成的原因有
待进一步研究。总之, 在甘薯生长早期, 覆膜栽培提
高幼根根系活力和幼根 ZR 含量、增加活跃吸收面
积是覆膜栽培促进块根分化建成的生理原因。
3.2 覆膜栽培促进块根膨大的生理机制
甘薯块根次生形成层的活动能力强、分布范围
广有利于块根膨大[1,20]。本研究结果表明, 秧苗栽植
后 30 d, 与对照相比, 覆膜处理分化根中围绕维管
束产生的次生形成层更多、分布更为密集, 薄壁细
胞中积累的淀粉粒也更多更明显。这是覆膜栽培促
进块根膨大的直观表现。
ABA与次生形成层的活化和块根形成后的淀粉
积累、块根膨大有关[23,29-30]。在体外培养条件下, 外
施 GA 会抑制甘薯细胞中淀粉粒的合成[31]; 王庆美
等[24]研究发现, 甘薯块根膨大初期的 GA 含量均低
于纤维根。本研究结果表明, 2种覆膜处理显著提高
了秧苗栽植后 40 d分化根中的ABA含量, 其中覆黑
色膜的增幅大于覆透明膜处理; 但显著降低了秧苗
栽植后 30 d和 40 d分化根中的 GA含量, 特别是秧
苗栽植后 40 d, 覆黑色膜的 GA 含量不但显著低于
对照, 而且显著低于覆透明膜处理。因此, 本研究认
为覆膜栽培通过块根膨大期提高块根 ABA含量、降
低块根 GA含量, 促进块根的膨大。这可能是覆膜栽
培促进块根膨大的生理原因。
3.3 覆膜栽培对封垄期有效薯块数和薯重的影
响及与产量的关系
一般在甘薯茎叶封垄期, 单株有效薯块数就基
本稳定[27,32,34]。在本研究中, 覆膜栽培和对照先后在
秧苗栽植后 45 d左右封垄, 所以把秧苗栽植后 50 d
的单株有效块根数和块根鲜重作为衡量块根是否早
形成和膨大的判定指标。2011—2012 年的研究结果
具有相同的趋势: 单株有效薯块数, 以覆黑色膜处
理最多 , 覆透明膜处理其次 , 对照最少 ; 平均单薯
鲜重, 以覆透明膜处理最大、覆黑色膜处理其次、
对照最小; 覆膜处理显著提高了单株块根鲜重, 且 2
年的各个处理间的差异均达显著水平。说明覆膜栽
培能够早建立地下块根的生长优势, 从而有效地牵
制地上茎叶的生长, 协调中、后期茎叶生长与块根
膨大的关系, 提高块根产量(表 7)。
4 结论
覆膜栽培促进幼根的发生、生长发育和分化根
初生形成层的活动, 利于块根早分化形成; 促进块
根膨大初期次生形成层的活动和薄壁细胞中淀粉的
积累, 利于块根迅速膨大; 显著提高封垄期前后单
株有效薯块数和单株鲜薯重, 利于协调甘薯生长中
后期茎叶生长与块根膨大的关系, 显著提高块根产
量。其中, 覆黑色膜处理效果最好、块根产量最高。
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