劉曉光范 燕趙雪飛陳 志苗秉義陳勝萍

(1.唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,河北 唐山 063001;2.開平區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,河北 唐山 063021)

地膜覆蓋作為一種農(nóng)作物增產(chǎn)、增收的重要措施,可提高水肥利用效率,有顯著的保墑作用[1-3]。然而地膜覆蓋在生產(chǎn)上的大量使用,給農(nóng)田環(huán)境帶來污染問題,制約作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[4]。為此,研究者們從覆膜替代品[5-7]、膜厚度[8]、覆蓋方式[9]及地膜材質(zhì)[10-11]等不同角度開展了地膜覆蓋對作物生長及土壤水分利用效率的研究。 白麗婷等[12]在覆蓋不同地膜與冬小麥生長及水分利用效率關(guān)系研究中表明,生物降解膜較普通地膜覆蓋栽培冬小麥株高、干物質(zhì)積累量、產(chǎn)量及水分利用效率均顯著提高。 采用黑色地膜覆蓋栽培的馬鈴薯薯塊光滑整齊,秧苗素質(zhì)好、草害輕、品質(zhì)好、產(chǎn)量高,大薯率＞80%,較透明地膜覆蓋增產(chǎn)11.8%[13]。 地膜加秸稈覆蓋能明顯改善旱作玉米土壤環(huán)境,促進(jìn)玉米的生長發(fā)育[13]。 黑色地膜覆蓋的小麥田耕層土壤含水量較白色地膜提高了5.3%[14]。 關(guān)于地膜覆蓋在花生應(yīng)用的報道主要在不同覆蓋方式下花生植株光合性能、土壤含水量、產(chǎn)量及品質(zhì)的研究[15-17],對地膜覆蓋在花生生理性狀方面研究報道較少。

花生是河北省特色經(jīng)濟作物,是河北省優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),開發(fā)潛力較大。 因此,筆者在冀東地區(qū)較為特殊的氣候特征前提條件下,以本地區(qū)主栽花生品種為研究對象,研究不同覆膜處理對花生生理性狀和產(chǎn)量的影響,為本地花生增產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018 年4 月-2019 年10 月在唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗地進(jìn)行。 供試土壤為壤土,容重1.2 g/cm3,土壤飽和體積含水率45.2%,肥力中等,土壤堿解氮、速效鉀、速效磷含量分別為81.03、185.12、46.24 mg/kg,全氮含量2.45 g/kg,有機質(zhì)含量為23.6g/kg,土壤p H 值6.82。 全年降雨量變化:2018年月平均降雨量43.2 mm,最大降雨量出現(xiàn)在9月,2019年月平均降雨量44.2 mm。最大降雨量出現(xiàn)在8月份 (圖1)。

圖1 全年降雨量情況Fig.1 Annual rainfall

1.2 試驗設(shè)計

供試花生品種為唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的唐花9號。 共設(shè)4個處理:分別為白膜I(白膜厚度0.001 mm)、白膜II(白膜厚度0.05 mm)、黑膜(黑膜厚度0.01 mm)和不覆膜處理(CK)。三次重復(fù),小區(qū)面積100 m2。 2018年4月15日播種,8月30 日收獲;2019 年4 月20 日播種,9月5日收獲。 底施奧磷丹復(fù)合肥(N:P2O5:K2O=17:17:17)750 kg/hm2,結(jié)莢期葉面噴尿素(N含量46%)4500 g/hm2+P2O51200 g/hm2,常規(guī)栽培管理。

1.3 測定方法

自5月25日起每隔20 d隨機取樣,各選取10株測定其生長指標(biāo)(包括株高、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)量)。 花生收獲后測定小區(qū)莢果產(chǎn)量。 分別于4月19日和9月6日兩次測定土壤含水率(土層深度20 cm),并計算葉面積指數(shù)、土壤貯水量、水分蒸發(fā)量、水分利用效率。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Excel 2019軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆膜處理對花生株高的影響

由圖2可知,不同覆膜處理與對照比較,花生株高存在明顯差異,其中在開花下針期和莢果膨大期,覆膜處理的花生株高極顯著高于對照,黑膜和白膜I和白膜II處理的花生成熟期平均株高較不覆膜依次增加23.78%、8.52%和12.13%。 黑膜處理株高顯著高于其他兩個白膜處理,其中黑膜處理在成熟期兩年平均株高比白膜I和白膜II分別增加13.60%、9.94%,白膜II處理與白膜I處理兩者間無明顯差異。

圖2 不同處理株高變化Fig.2 Plant height changes under different treatments

2.2 不同覆膜處理對花生葉面積指數(shù)的影響

整個生育期內(nèi),覆膜處理的葉面積指數(shù)均極顯著大于不覆膜(圖3),從6月15日到7月5日葉面積指數(shù)的增速最快,此時花生生長由苗期轉(zhuǎn)為開花下針期和莢果膨大期,在7月25日葉面積指數(shù)達(dá)到峰值,而后葉面積指數(shù)的下降趨于緩慢,逐漸減小,至7月5日后黑膜處理顯著高于其他兩個白膜處理,花生成熟及天氣干旱因素導(dǎo)致葉片開始轉(zhuǎn)黃枯萎,葉面積指數(shù)下降。 在5月25日到6月15日之間,白膜處理高于黑膜,這可能是前期氣溫低,白膜處理比黑膜的保溫效果好,促進(jìn)了植株更好的生長,但沒有達(dá)顯著水平,可能與中后期氣溫逐漸升高,黑膜吸熱比白膜效果好有關(guān)。 白膜II處理與白膜I比較,兩者在2018年白膜II處理高于白膜I,差異達(dá)到顯著水平,而2019年無明顯差異,可能與兩年降雨不同導(dǎo)致土壤干濕度不同有關(guān)。

圖3 不同處理葉面積指數(shù)變化Fig.3 Leaf area index changes under different treatments

2.3 不同覆膜處理對花生地上干物質(zhì)量的影響

試驗表明,在花生成熟期黑膜處理的干物質(zhì)積累量最高,比白膜I、白膜II和不覆膜處理依次高13.64%、11.87%、26.18%,差異極顯著,黑膜處理干物質(zhì)量高可能與后期夏季氣溫偏高,黑色地膜處理可緩解地溫過高有關(guān)。 白膜I與白膜II處理無明顯差異 (圖4)。

圖4 不同處理地上干物質(zhì)量變化Fig.4 The mass of dry matter on the ground changed under different treatments

2.4 不同覆膜處理對花生產(chǎn)量的影響

由圖5可知,2018 年和2019 年黑膜處理的花生產(chǎn)量極顯著高于白膜和不覆膜處理,兩年平均依次增產(chǎn)12.92%、7.71%、26.29%,達(dá)極顯著水平。 白膜I與白膜II無明顯差異。

圖5 不同處理產(chǎn)量變化Fig.5 The yield changes under different treatments

2.5 不同覆膜處理對花生水分利用效率的影響

兩年花生整個生育期內(nèi)地膜覆蓋的土壤水分蒸發(fā)量均極顯著低于不覆膜,其中黑膜處理又極顯著低于其他兩個白膜處理;水分利用率方面,黑膜處理高于白膜和不覆膜處理,且達(dá)到極顯著水平。 白膜II處理與白膜I處理比較,差異不明顯 (表1)。

表1 不同處理水分利用效率變化Table 1 Changes of water use efficiency under different treatments

3 結(jié)論與討論

不同覆膜處理對冀東地區(qū)花生生理性狀影響變化各不相同。 本試驗研究發(fā)現(xiàn),覆膜處理與對照不覆膜比較,花生株高和水分利用效率差異達(dá)到顯著水平,葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量均極顯著大于不覆膜;不同覆膜處理間比較,黑膜覆蓋處理的生理性狀指標(biāo)均顯著高于白膜處理,白膜II與白膜I兩者間無明顯差異。 這與李彥強等[19]研究不同膜色及覆膜方式對旱地馬鈴薯生長的影響結(jié)論一致。 采用厚度為0.05 mm 的白色地膜促進(jìn)花生生長比厚度為0.001 mm 的白色地膜效果好,但兩者差異沒有達(dá)顯著水平。

花生因地下結(jié)果的特性,對于土壤水分要求相對較高,是其獲得高產(chǎn)的主要因素。 曲杰等[20]在不同材質(zhì)地膜覆蓋對夏播起壟覆膜花生產(chǎn)量影響研究結(jié)果為,普通白色地膜覆蓋和黑色地膜比不覆膜處理分別增產(chǎn)17.0%、14.3%。 本試驗研究結(jié)果表明,不同地膜覆蓋對冀東地區(qū)花生的產(chǎn)量具有顯著影響,在灌溉總量一定的條件下,地膜覆蓋的花生產(chǎn)量極顯著高于不覆膜處理,采用黑色地膜和白色地膜覆蓋分別比不覆膜處理分別增產(chǎn)26.29%、13.51%,可見采用黑色地膜覆蓋的產(chǎn)量增加比白色地膜覆蓋效果更明顯,與曲杰等結(jié)論不一致,這可能與花生播種茬口、栽培模式、試驗土壤含水量、土壤肥力特征及天氣降雨量不同有關(guān)。

綜合上述各項指標(biāo)分析結(jié)果,不同地膜覆蓋的株高、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量、水分利用效率和產(chǎn)量大小依次為:黑膜＞白膜II＞白膜I。 在冀東地區(qū),在灌溉總量一定的條件下,覆膜處理的花生產(chǎn)量極顯著高于不覆膜處理,黑膜處理水分利用效率顯著高于白膜,選用黑膜覆蓋在開花下針期和莢果膨大期的生長速度較白膜高。 本試驗是在壤土條件下得出的結(jié)論,對于其他土壤質(zhì)地條件下不同地膜覆蓋對花生生理性狀和產(chǎn)量的影響還有待深入研究。