曲 杰,龐建新,程 亮,王素蘭,高建強(qiáng)*,張智猛
(1. 菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,山東 菏澤 274047; 2. 山東省花生研究所,山東 青島 266100)
花生地膜覆蓋栽培較露地栽培有利于提高莢果產(chǎn)量,促進(jìn)干物質(zhì)積累、分配與轉(zhuǎn)移,更好地協(xié)調(diào)營養(yǎng)生長和生殖生長[1-3]。花生起壟覆膜可以改善土壤結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)[4],減少水分蒸發(fā)提高土壤的保水能力;利于排出過量的降水,減少因降水而造成的土壤板結(jié)。 目前花生使用的地膜主要包括普通白色地膜[5]、黑色除草地膜、雙色地膜[6]、生物或光可降解地膜[7],以及全降解液態(tài)地膜[8]等。吳金桐等[9]對比了白色地膜、黑色地膜及液態(tài)地膜三種材質(zhì)的地膜,結(jié)果表明黑色地膜和白色地膜的增產(chǎn)效果最好,兩者間無顯著差異。黃少輝等[10]研究地膜對花生產(chǎn)量的影響發(fā)現(xiàn),四種處理的增產(chǎn)效果依次是:普通白膜>可降解地膜>黑色地膜>露地栽培,但發(fā)現(xiàn)6種優(yōu)控增塑劑在土壤中的總含量依次是:可降解地膜處理>黑色地膜處理>白色地膜處理。郝四平[11]研究表明,不同材質(zhì)地膜覆蓋增溫保水效應(yīng)及其對花生生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響均優(yōu)于不覆膜處理,白色地膜的增溫作用大于黑色地膜,且增溫效果隨花生生育進(jìn)程逐漸變小,黑色地膜可降低花生主莖高和側(cè)枝長。本試驗采用不同材質(zhì)地膜覆蓋研究其對土壤溫度、含水量及花生產(chǎn)量形成的影響,以期為花生輕簡精準(zhǔn)高效栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。
試驗設(shè)在菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田,土壤為壤土、微堿性,地力均勻,肥力中等,排灌方便,前茬作物小麥,生長良好?;ㄉ贩N為花育25號。
表1 試驗地土壤養(yǎng)分基本組成
設(shè)降解地膜、黑色地膜、普通白色地膜和不覆膜四個處理,以不覆膜為對照,三壟三重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列。壟寬0.87cm,壟長5.0m,小區(qū)面積13.05m2,雙粒點播,播種密度10000穴/666.7m2。三種材質(zhì)地膜均購自壽光市冠龍橡塑有限公司。每666.7m2施復(fù)合肥(NPK≥48%)50kg、鈣鎂磷肥25kg,尿素25kg,整地時均勻撒施作為基肥。播種后覆膜,整個生育期灌水2次。病蟲防治:防蟲不防病,用10%吡蟲啉1500倍液、20%氯蟲苯甲酰胺3000倍液防治蚜蟲、斜紋夜蛾等害蟲。
自播種后第2天開始每天于14:00時調(diào)查土壤0~5 cm地溫、土壤含水量連續(xù)40 d。同時調(diào)查出苗期、開花期。連續(xù)10株取樣,調(diào)查出苗后20、30、40、50 d主莖高。每小區(qū)選取長勢基本一致植株40株掛牌,每次連續(xù)取樣10株,摘取莢果部分以排水法測定開花后20、30、40、50 d莢果體積,同時烘干稱量莢果干重。收獲時梅花5點取樣,統(tǒng)計單株結(jié)果數(shù)、飽果數(shù)、單株綠葉數(shù)。曬干后,隨機(jī)取樣,調(diào)查百果重、百仁重、公斤果數(shù)、公斤仁數(shù)、出米率。三重復(fù)平均計算小區(qū)產(chǎn)量。
采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Microsoft excel軟件進(jìn)行處理。
由圖1可知, 四種不同處理對起壟覆膜花生0~5 cm土壤溫度影響差異較為明顯,0~5 cm土壤溫度高低依次是:普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜>不覆膜,前期不同材質(zhì)地膜覆蓋0~5 cm土壤溫度差異較大。0~5 cm土壤溫度變化總體趨勢為:先逐漸升高然后降低,至播種后40 d地膜覆蓋與不覆蓋處理的土壤溫度趨于相同。由此可知,破膜前由于植株較小,對地膜無遮蓋作用,0~5 cm土壤溫度主要取決于地膜材質(zhì),不同材質(zhì)地膜的增溫效果差異明顯;植株破膜后,植株逐漸變大,對壟面起到一定的遮蓋作用,且膜下與外界空氣流動加強(qiáng),造成不同材質(zhì)地膜0~5 cm土壤溫度差異逐漸縮小。圖中6月15日地溫低,是因為6月14日至16日有個降雨降溫過程。
圖1 不同材質(zhì)地膜覆蓋對5 cm土層土壤溫度的影響 Fig.1 Effects of different material plastic film mulching on soil temperature of 5 cm depth
6月5日播種并滴灌出苗水,每666.7 m2滴灌15 m3,使得不同處理土壤相對含水量均達(dá)到飽和狀態(tài)。圖2可以看出,四種不同處理0~5 cm土壤含水量大小是:普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜>不覆膜;且隨著時間的推移,不同材質(zhì)地膜覆蓋土壤含水量差異逐漸變大??芍?,三種材質(zhì)地膜均具有一定的保水性能,而普通白色地膜保水效果最好,黑色地膜和降解地膜次之。6月14~16日有明顯降水過程,造成6月15日含水量的增加。
圖2 不同材質(zhì)地膜覆蓋對5 cm土壤含水量的影響Fig.2 Effects of different material plastic film mulching on soil water content of 5 cm depth
表2可看出,不同處理間出苗時間和開花時間存在顯著性差異。就出苗時間而言,普通白色地膜早于黑色地膜和降解地膜,早于不覆蓋處理,黑色地膜和降解地膜處理出苗時間無差異;開花時間普通白色地膜早于黑色地膜,早于降解地膜,早于不覆蓋處理。主莖高調(diào)查表明,普通白色地膜主莖高始終最高;黑色地膜第20 d主莖高低于降解地膜和不覆膜處理,30 d后高于降解地膜和不覆膜,差異達(dá)到顯著水平。結(jié)合圖1和圖2可知,不同材質(zhì)地膜覆蓋影響土壤溫度和土壤含水量,引起花生主莖生長的差異。
表2 不同材質(zhì)地膜覆蓋對夏花生植株發(fā)育的影響
注:表中小寫字母表示顯著性差異水平(p<0.05)。下同。
Note: Lowercase letters in the table represent the significance level atp<0.05. The same as below.
由表3可知,莢果體積的變化以普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜>不覆膜;同期莢果干重大小是:普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜>不覆膜;第20 d時,黑色地膜與降解地膜莢果體積和莢果干重差異不顯著。因此,不同材質(zhì)地膜覆蓋改變了夏花生0~5 cm的土壤溫度和含水量,影響了花生植株的生長及莢果的發(fā)育。
由表4四種處理的夏花生莢果產(chǎn)量性狀統(tǒng)計分析結(jié)果可知,普通白色地膜覆蓋與降解地膜覆蓋處理之間,各產(chǎn)量性狀差異均達(dá)到顯著性水平;普通白色地膜覆蓋與黑色地膜覆蓋,兩處理間百果重、百仁重、公斤果數(shù)、出米率、產(chǎn)量等性狀均未到顯著性水平,僅公斤仁數(shù)差異顯著;黑色地膜覆蓋與降解地膜覆蓋之間百果重、公斤果數(shù)、公斤仁數(shù)、出米率、產(chǎn)量等性狀均未到顯著性水平,僅百仁重差異顯著;三種材質(zhì)地膜覆蓋處理與不覆膜處理間差異顯著。不同材質(zhì)地膜覆蓋比不覆膜增產(chǎn)幅度的大小是:普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜。普通白色地膜覆蓋增產(chǎn)達(dá)17.0%,降解地膜覆蓋增產(chǎn)達(dá)10.1%。
表3 不同材質(zhì)地膜覆蓋對夏花生莢果發(fā)育的影響
表4 不同材質(zhì)地膜覆蓋對夏花生產(chǎn)量性狀的影響
四種不同處理對起壟覆膜花生0~5 cm土壤溫度影響差異較為明顯,0~5 cm土壤溫度高低依次是:普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜>不覆膜,前期不同材質(zhì)地膜覆蓋0~5 cm土壤溫度差異較大。0~5 cm土壤溫度變化總體趨勢為:先逐漸升高然后降低,至播種后40 d地膜覆蓋與不覆蓋處理的土壤溫度趨于相同。三種材質(zhì)地膜均具有一定的保水性能,而普通白色地膜保水效果最好,黑色地膜和降解地膜次之。因此,不同處理間出苗時間和開花時間存在顯著性差異。莢果體積的變化是:普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜>不覆膜;同期莢果干重大小是:普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜>不覆膜;不同材質(zhì)地膜覆蓋改變了夏花生0~5 cm的土壤溫度和含水量,影響了花生植株的生長及莢果的發(fā)育。不同材質(zhì)地膜覆蓋比不覆膜增產(chǎn)幅度的大小是:普通白色地膜>黑色地膜>降解地膜。普通白色地膜覆蓋增產(chǎn)達(dá)17.0%,降解地膜覆蓋增產(chǎn)達(dá)10.1%。
不同研究資料表明,夏直播起壟覆膜較不覆膜增產(chǎn)較明顯[12],達(dá)到莢果20.0%,籽仁31.1%。影響地膜覆蓋效果的主要因素是地膜的增溫保水性能,即使同一類型地膜由于生產(chǎn)廠家不同,其地膜質(zhì)量也會存在差異,地膜的增溫保水性能也不同。吳正峰等[5]研究了4種生物降解地膜,與普通地膜相比,降解地膜A和B覆蓋花生出葉速度放緩、側(cè)枝數(shù)減少、莢果飽滿度下降、產(chǎn)量降低,而C1和C2與普通地膜無顯著差異。苗建利等[8]研究認(rèn)為,普通地膜和液態(tài)地膜均能增加莢果產(chǎn)量,兩者間差異不顯著。尹光華等[13]研究發(fā)現(xiàn)液態(tài)生物降解膜與聚乙烯膜覆蓋后,0~30 cm土層苗期貯水量分別較對照增加64%和91%。張貴國等[14]研究認(rèn)為,黑色地膜較普通地膜出苗晚1 d,但增產(chǎn)6.08%,與本試驗有差異,可能與所用黑色地膜質(zhì)地有關(guān)。不同的地膜增溫作用不同,郝四平[11]發(fā)現(xiàn)覆蓋白色地膜的增溫作用最大,覆蓋黑色1層地膜次之。林萌萌等[15]研究了4種降解地膜,其中Q1、Q2地膜效果差于普通地膜,Q4效果與普通地膜相近,只有Q3效果優(yōu)于普通地膜。