種植方式和密度對(duì)旱地土壤環(huán)境和甘藍(lán)產(chǎn)量的影響

張冬梅，劉恩科，李海金，陳 瓊，韓彥龍，池寶亮

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究中心，山西太原030006）

我國(guó)北方十年九旱，充分利用當(dāng)?shù)毓?、熱、降雨等自然資源，大力發(fā)展旱地蔬菜已經(jīng)成為解決旱區(qū)蔬菜供需矛盾的重要途徑[1，2]。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，旱地蔬菜的種植面積不斷擴(kuò)大，一些地區(qū)旱地蔬菜已經(jīng)成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[3，4]。旱地生產(chǎn)的甘藍(lán)由于其具有病蟲(chóng)害少、品質(zhì)上乘、耐貯運(yùn)等特點(diǎn)[5]，深受各地消費(fèi)者歡迎。但是，有關(guān)旱地甘藍(lán)研究[5～7]的報(bào)道較少，尤其是針對(duì)旱區(qū)甘藍(lán)如何獲得高產(chǎn)高效的研究更少。

本研究針對(duì)目前旱區(qū)甘藍(lán)生產(chǎn)中存在的地表徑流較大、降水利用率較低以及種植密度范圍較大等問(wèn)題，采用裂區(qū)設(shè)計(jì)進(jìn)行了沿等高線起壟后種植方式（壟上種植和溝內(nèi)種植）和密度二因素的試驗(yàn)，以期通過(guò)研究不同處理對(duì)旱地土壤環(huán)境和甘藍(lán)生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)的影響，最終為該區(qū)域?qū)で蠛档馗仕{(lán)生產(chǎn)較為合理的耕作種植方式和密度，充分提高當(dāng)?shù)刈匀唤邓寐?，最終達(dá)到旱地甘藍(lán)高產(chǎn)高效的目的。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2008年在山西省陽(yáng)曲縣旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)河村示范基地進(jìn)行。該區(qū)位于山西省中部，屬典型的半干旱區(qū)，海拔1 270 m，無(wú)霜期120 d左右，年平均降水量450mm，年均蒸發(fā)量1995 mm，年平均氣溫6～7℃，晝夜溫差較大，≥10℃年活動(dòng)積溫2 600℃。前茬作物為架豆。

土壤為黃土質(zhì)淡褐土性土，0～20 cm土壤養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)14.32 g/kg，全氮0.81 g/kg，堿解氮49.22 mg/kg，速效鉀124.66 mg/kg，速效磷6.52 mg/kg。耕翻前施肥量為：N 225 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 150 kg/hm2。供試作物為甘藍(lán)，品種為世農(nóng)鐵將軍。4月20日小拱棚育苗，6月5日點(diǎn)水定植，9月2日收獲。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為耕作種植方式處理，即沿等高線起小高壟，分壟種和溝種2種模式，壟高10～15 cm，壟距35 cm；副區(qū)為密度處理，設(shè) 3個(gè)水平，分別為67 500，82 500和97 500株/hm2。6個(gè)處理，3次重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為5 m×6 m，品字形種植。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目與測(cè)定方法

每小區(qū)中部定點(diǎn)埋設(shè)1個(gè)TDR探頭，定期用6050X1Trase系統(tǒng)測(cè)定0～20 cm土壤含水量（壟種測(cè)定壟上，溝種測(cè)定溝里），分別于定植前和收獲后用烘干法測(cè)定20～200 cm土壤含水量（間隔20 cm）；用地溫計(jì)于甘藍(lán)蓮座期連續(xù)3 d（晴天）定時(shí)測(cè)定壟種和溝種5，10，20 cm土層溫度；觀測(cè)記錄生育期內(nèi)每次降雨量；收獲時(shí)測(cè)定甘藍(lán)植株性狀和產(chǎn)量。

土壤貯水量（mm）=土層厚度（cm）×土壤容積含水率×10

土壤水分利用率（kg/（mm·hm2））=甘藍(lán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（kg/hm2）/（播前土壤貯水量（mm）+生育期總降水量（mm）-成熟期土壤貯水量（mm））

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤環(huán)境的影響

2.1.1 對(duì)土壤溫度的影響 蓮座期（7月7—9日）壟種和溝種5，10，20 cm土壤溫度動(dòng)態(tài)變化如圖1所示。

壟種和溝種由于改變了地表形狀，所以相同層次的地溫明顯不同，壟種5，10，20 cm土壤溫度分別較同一層次溝種日平均增加2.08，1.61和0.50℃。而且壟種由于土壤容重降低，孔隙度增加，所以早晚土壤溫差較大，壟種5，10 cm早晚土壤溫差分別為22.4，15.3℃，而溝種5，10 cm早晚土壤溫差分別僅為11.1，6.8℃。早晚溫差大有益于甘藍(lán)的養(yǎng)分積累和葉球充實(shí)。

2.1.2 對(duì)土壤水分的影響

2.1.2.1 0～20 cm土壤含水量 2008年甘藍(lán)生長(zhǎng)期降雨量及壟種和溝種0～20 cm土壤含水量動(dòng)態(tài)變化如圖2所示。

由圖2可知，不論是溝種還是壟種，土壤含水量都隨降水量的變化而變化。壟種由于蒸發(fā)面大，0～20 cm土壤含水量始終低于溝種，并且前期壟種和溝種差別較大，而后期由于甘藍(lán)已封壟，溝種和壟種0～20 cm土壤含水量差別變小。整個(gè)生長(zhǎng)期溝種0～20 cm土壤含水量較壟種平均高1.9%。該試驗(yàn)期為降雨偏少的年份，雖然6月份降雨量比多年平均值偏多，但7，8月份較多年平均降雨量共減少100.8 mm，且7月下旬至8月中旬幾乎沒(méi)有有效降水，0～20 cm土壤含水量降到了整個(gè)生育期的最低值，低于土壤萎蔫系數(shù)，對(duì)甘藍(lán)吸收水分和養(yǎng)分造成了很大的困難，以至甘藍(lán)結(jié)球期由于吸鈣困難造成了“干燒心”，對(duì)最終產(chǎn)量的形成造成了一定的影響。

2.1.2.2 甘藍(lán)收獲后0～200 cm土壤貯水量 從表1可以看出，甘藍(lán)收獲后壟種和溝種的0～200 cm土壤貯水量基本沒(méi)有差別，但不論是壟種還是溝種都以密度為82 500株/hm2的處理0～200 cm土壤貯水量最大。這主要是由于密度為67 500株/hm2處理從定植至收獲地面一直有裸露，土壤蒸發(fā)較大；密度為82 500，97 500株/hm2的處理在進(jìn)入包球期后，甘藍(lán)已經(jīng)封壟，地面蒸發(fā)較少；但97 500株/hm2處理由于密度較大，耗水較多，所以其土壤貯水量在3個(gè)密度處理中最小。不同處理收獲后0～200 cm土壤貯水量以82 500株/hm2處理最大，97 500株/hm2處理最小。由于甘藍(lán)在包球期，即需水量最大時(shí)期遭遇了近1個(gè)月沒(méi)有有效降水的干旱，所以不同處理土壤耗水深度都較大，達(dá)到了100 cm以上，以處理97 500株/hm2土壤的耗水深度最大，達(dá)到了140 cm左右。

表1 不同處理甘藍(lán)收獲后土壤含水量 %

2.2 不同處理對(duì)甘藍(lán)生長(zhǎng)的影響

2.2.1 對(duì)甘藍(lán)植株性狀的影響 從不同處理甘藍(lán)收獲時(shí)植株的性狀表現(xiàn)（表2）可以看出，不同處理由于改變了土壤水分和土壤溫度狀況，所以對(duì)甘藍(lán)植株性狀的影響也明顯不同。從種植方式來(lái)看，壟種0～20 cm土壤含水量雖然低于溝種，但是壟種地溫較溝種顯著增加，且早晚溫差較大，甘藍(lán)生長(zhǎng)期內(nèi)地溫占主導(dǎo)因素，所以壟種的球徑、單株地上部質(zhì)量、單株球體產(chǎn)量均顯著大于溝種。另外，不論是溝種還是壟種，單株的球高、球徑、株幅、株高以及產(chǎn)量都隨著密度的增大而顯著減小。

表2 不同處理甘藍(lán)收獲時(shí)植株性狀表現(xiàn)

2.2.2 對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量和水分利用效率的影響 不同處理土壤水分和土壤溫度的不同，最終對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量和水分利用效率的影響也明顯不同（表3）。壟種由于改善了甘藍(lán)生長(zhǎng)的環(huán)境，地溫增加，早晚溫差加大，更適宜甘藍(lán)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，所以不論是單株植株表現(xiàn)還是最終的產(chǎn)量均顯著大于溝種，且壟種產(chǎn)量較溝種平均增加4 526.2 kg/hm2。不同密度處理中均以密度為82 500株/hm2處理的耗水量最小，并且該密度處理的產(chǎn)量均較大，水分利用效率均顯著大于其他處理。因此，所有處理組合中以種植方式為壟種、密度為82 500株/hm2的處理產(chǎn)量最大、水分利用效率最高，并且水分利用效率顯著大于其他處理。

表3 不同處理對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量和水分利用效率的影響

3 結(jié)論與討論

（1）沿等高線起壟的壟種地溫明顯高于溝種，壟種5，10，20 cm土壤溫度分別較同一層次的溝種平均增加2.08，1.61和0.50℃，并且早晚土壤溫差較大，壟種5，10 cm早晚土壤溫差分別為22.4，15.3℃，而溝種 5，10 cm分別為 11.1，6.8 ℃。

（2）整個(gè)生長(zhǎng)期，溝種較壟種0～20 cm土壤含水量平均高1.9%。甘藍(lán)收獲后0～200 cm土壤貯水量壟種和溝種基本沒(méi)有差別，但不論是壟種還是溝種都以密度為82 500株/hm2處理最大，97 500株/hm2處理最小。所有處理甘藍(lán)耗水深度都達(dá)到了100cm以上，密度為97500株/hm2處理的耗水深度最大，達(dá)到了140 cm。

（3）不論是甘藍(lán)單株植株性狀還是甘藍(lán)最終的產(chǎn)量和水分利用效率，都是壟種顯著大于溝種。其中壟種產(chǎn)量較溝種增加4 526.2 kg/hm2。所有處理以種植方式為壟種、密度為82500株/hm2的處理組合產(chǎn)量最大、水分利用效率最高（顯著大于其他處理）。研究結(jié)果表明，該地適宜的甘藍(lán)種植方式為壟種、密度為82 500株/hm2。

（4）試驗(yàn)結(jié)果是在降水較少的年份取得的，但結(jié)果仍為沿等高線起壟后在壟上種植效果最好。所以，在平水和雨水較多的年份，旱地甘藍(lán)種植也應(yīng)選擇沿等高線起壟后在壟上定植，以防止甘藍(lán)結(jié)球后期雨水多而造成爛根和葉球腐爛[8]。

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