深翻對(duì)設(shè)施黃瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

胡 云，李 明，王利平，于翠玲

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古包頭 014109）

近年來(lái)，設(shè)施栽培在蔬菜周年供應(yīng)中的地位日益重要[1]。絕大多數(shù)溫室由于環(huán)境條件所限，耕作厚度淺，造成土壤耕層變淺、蓄水保肥能力差、生產(chǎn)能力下降，影響植株生長(zhǎng)、根系延伸及產(chǎn)量[2]。深翻可以打破犁底層、加厚熟化土層，為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好條件，為根系的伸展擴(kuò)大范圍，增加根量及吸收面積[3-5]。崔建平等[6]通過(guò)對(duì)棉田深翻可以提高單株成鈴2.4個(gè)，得出深翻有利于提高棉田產(chǎn)量的結(jié)論；薩如拉等[7]認(rèn)為在高寒灌溉農(nóng)區(qū)連續(xù)2年進(jìn)行玉米秸稈深翻措施，可以提高固氮菌數(shù)量157.61%，增高脲酶活性40.12%；而深翻對(duì)設(shè)施黃瓜生產(chǎn)的影響還未見報(bào)道。本試驗(yàn)通過(guò)研究不同深翻深度處理及添加秸稈對(duì)設(shè)施黃瓜地下與地上生長(zhǎng)特性及產(chǎn)量等方面的影響，探索設(shè)施黃瓜生產(chǎn)的最佳深翻深度，為該地區(qū)設(shè)施黃瓜高效生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)與技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2015年3—7月在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施園藝基地進(jìn)行，種植黃瓜日光溫室東西長(zhǎng)50 m、南北寬7 m，試驗(yàn)黃瓜品種為天津科潤(rùn)黃瓜研究所提供的‘改良津春2號(hào)’，每m2秸稈添加量為1.20 kg。

1.2 方法

黃瓜3月8日育苗，4月12日定植，定植方式為單壟雙行，株距40 cm，行距60 cm，以添加秸稈不深翻為對(duì)照（CK），進(jìn)行深翻 30、50、80 cm 的處理，每種處理均添加秸稈，依次簡(jiǎn)記為SJ1、SJ2、SJ3，采用滴灌。在初花期（5月3日）、結(jié)果前期（5月25日）、結(jié)果中期（6月10日）和結(jié)果后期（7月2日）分別測(cè)定葉片數(shù)、葉面積、植株高度、莖粗度、葉片光合指標(biāo)、根系數(shù)、根體積、根冠比，在結(jié)果盛期測(cè)定根分層，在結(jié)果后期測(cè)定單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量和總產(chǎn)量。葉片數(shù)采用計(jì)數(shù)法測(cè)定；葉面積采用葉形紙稱重法；黃瓜植株高度用卷尺測(cè)定植株莖基部至生長(zhǎng)點(diǎn)長(zhǎng)度；莖粗度用游標(biāo)卡尺固定測(cè)定植株下部莖部直徑；黃瓜根系數(shù)為統(tǒng)計(jì)超過(guò)0.5 cm長(zhǎng)的植株一級(jí)側(cè)根和二級(jí)側(cè)根的總和；根系體積是將根系均勻平鋪于Epson Perfv700掃描儀進(jìn)行掃描，用Win-RHIZO Pro2009a軟件分析測(cè)得；根冠比稱量植株地上部和地下部干質(zhì)量后計(jì)算比值測(cè)得；葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率用美國(guó)產(chǎn)LI-6400便攜式光合測(cè)定儀測(cè)定；根分層是分別取不同深翻深度中0～20 cm、20～40 cm深度的根系，并用千分之一天平稱量測(cè)得；單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量和總產(chǎn)量用千分之一天平測(cè)定。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積12 m2，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取3株進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003整理，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析。所得結(jié)果均為9次平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)黃瓜葉片數(shù)、葉面積指數(shù)的影響

從表1可見，各處理的黃瓜葉片數(shù)均比對(duì)照多，在初花期，SJ3處理與對(duì)照差異極顯著，比對(duì)照高34.90%，SJ1和SJ2處理與對(duì)照無(wú)顯著差異；在結(jié)果前期各處理與對(duì)照無(wú)顯著性差異，SJ3、SJ2處理都比對(duì)照高4.21%；在結(jié)果中期，SJ2和SJ3處理均與對(duì)照呈顯著性差異，分別比對(duì)照高12.20%和3.57%，SJ1處理與對(duì)照無(wú)顯著差異；在結(jié)果后期，SJ2處理與對(duì)照存在極顯著差異，比對(duì)照高38.82%，SJ1和SJ3處理與對(duì)照無(wú)顯著性差異。各處理的葉面積指數(shù)均較對(duì)照高，與對(duì)照相比，在初花期各處理均差異極顯著，SJ2、SJ3和SJ1處理分別比對(duì)照高69.70%、39.39%和33.33%；在結(jié)果前期，SJ3和SJ2處理差異極顯著而SJ1處理差異不顯著，SJ2、SJ3處理分別比對(duì)照高35.82%、25.37%；在結(jié)果中期，SJ2處理差異顯著而其他處理無(wú)顯著差異，SJ2比對(duì)照高16.67%；在結(jié)果后期，SJ2處理差異顯著而其他處理無(wú)顯著差異，SJ2比對(duì)照高30.65%。

表1 不同處理對(duì)黃瓜葉片數(shù)、葉面積指數(shù)的影響

2.2 不同處理對(duì)黃瓜植株高度、莖粗度的影響

從表2可見，對(duì)于黃瓜植株高度：在初花期，SJ1、SJ2和SJ3處理均低于對(duì)照；在結(jié)果前期，只有SJ1處理高于對(duì)照但差異不顯著；在結(jié)果中期，SJ1、SJ2和SJ3處理均高于對(duì)照，SJ2處理與對(duì)照呈極顯著差異，比對(duì)照高22.98%；在結(jié)果后期，SJ1、SJ2和SJ3處理均高于對(duì)照，SJ2處理與對(duì)照呈極顯著差異，比對(duì)照高19.63%。對(duì)于黃瓜莖粗度：在初花期和結(jié)果前期SJ1、SJ2和SJ3處理均低于對(duì)照；在結(jié)果中期，SJ1、SJ2和SJ3處理均高于對(duì)照，SJ2和SJ3與對(duì)照差異極顯著，分別比對(duì)照高10.00%和9.17%；在結(jié)果后期，SJ1、SJ2和SJ3處理均高于對(duì)照，SJ2和SJ3與對(duì)照差異顯著，分別比對(duì)照高6.52%和5.43%。隨著植物生育期的加長(zhǎng)，深翻深度對(duì)植株高度和莖粗度的影響逐漸加大。

表2 不同處理對(duì)黃瓜植株高度、莖粗度的影響 cm

2.3 不同處理對(duì)黃瓜葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率的影響

從表3可見，對(duì)于葉片凈光合速率：在初花期，各處理均低于對(duì)照；在結(jié)果前期，各處理都高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ2差異顯著，高于對(duì)照12.14%；在結(jié)果中期，各處理均高于對(duì)照，且均與對(duì)照呈極顯著差異，SJ1、SJ2和SJ3分別比對(duì)照高20.48%、50.33%和65.79%；在結(jié)果后期，各處理均高于對(duì)照，且均與對(duì)照呈極顯著差異，SJ1、SJ2和SJ3分別比對(duì)照高23.62%、55.03%和54.52%。對(duì)于葉片氣孔導(dǎo)度：在初花期，各處理都低于對(duì)照；在結(jié)果前期各處理均高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ2處理差異極顯著，高于對(duì)照26.92%；在結(jié)果中期，各處理均高于對(duì)照，SJ3與對(duì)照差異極顯著，高于對(duì)照50%；在結(jié)果后期，各處理均高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ2和SJ3處理差異極顯著而SJ1處理差異顯著，SJ1、SJ2和SJ3分別比對(duì)照高20.63%、44.44%和25.40%。對(duì)于胞間CO2濃度，4個(gè)時(shí)期各處理都高于對(duì)照，與對(duì)照相比：在初花期，SJ2和SJ3差異極顯著，分別較對(duì)照高出36.52%好30.34%；在結(jié)果前期，SJ1、SJ2和SJ3差異極顯著，分別比對(duì)照高23.62%、29.78%和18.86%；在結(jié)果中期，SJ2和SJ3處理差異極顯著，分別比對(duì)照高30.47%和53.87%；在結(jié)果后期，SJ2和SJ3處理差異極顯著，分別較對(duì)照高出29.88%和27.88%。對(duì)于蒸騰速率：在初花期，各處理均低于對(duì)照，SJ2和SJ3處理與對(duì)照無(wú)顯著差異；在結(jié)果前期，各處理均低于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ1著差異極顯著，SJ2無(wú)顯著差異，SJ3差異顯著；在結(jié)果中期，各處理都高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ2和SJ3差異極顯著，SJ1差異顯著，SJ2和SJ3分別高出25.97%和47.40%；在結(jié)果后期，各處理均高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ3差異極顯著，SJ1和SJ2差異顯著，SJ1、SJ2和SJ3分別比對(duì)照高14.58%、31.35%和36.71%。

表3 不同處理對(duì)葉片光合特性的影響

2.4 不同處理對(duì)黃瓜根系數(shù)、根體積的影響

從表4可見，對(duì)于根系數(shù)：在初花期，各處理均低于對(duì)照；在結(jié)果前期，SJ1處理高于對(duì)照且與對(duì)照呈極顯著差異，比對(duì)照高12.16%；在結(jié)果中期SJ2和SJ3處理均高于對(duì)照且與對(duì)照呈極顯著差異，SJ2和SJ3分別較對(duì)照高48.01%和48.55%；在結(jié)果后期，各處理均高于對(duì)照，SJ2和SJ3處理與對(duì)照差異極顯著，分別比對(duì)照高35.30%和69.46%。對(duì)于根體積：在初花期，各處理均低于對(duì)照但差異不顯著；在結(jié)果前期，SJ1處理高于對(duì)照且呈極顯著差異，比對(duì)照高29.28%，其他處理雖低于對(duì)照但差異不顯著；在結(jié)果中期，各處理均高于對(duì)照且呈極顯著差異，SJ1、SJ2和SJ3分別比對(duì)照高38.72%、25.85%和56.53%；在結(jié)果后期，SJ3處理高于對(duì)照61.35%，且差異極顯著，其他處理與對(duì)照無(wú)顯著差異。隨著植物生育期的加長(zhǎng)，深翻深度對(duì)根系數(shù)和根體積的影響逐漸加大。

表4 不同處理對(duì)根系數(shù)、根體積的影響

2.5 不同處理對(duì)黃瓜根冠比的影響

從表5可見，在初花期，各處理都高于對(duì)照，與對(duì)照相比，各處理均差異極顯著，SJ1、SJ2和SJ3分別提高了25.00%、50.00%和75%；在結(jié)果前期，各處理都高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ1、SJ2差異極顯著，SJ3差異不顯著，SJ1和SJ2分別提高了75.00%和50.00%；在結(jié)果中期，各處理都低于對(duì)照，但與對(duì)照相比差異不顯著；在結(jié)果后期各處理與對(duì)照根冠比相等，無(wú)差異。在結(jié)果前期深翻根冠比的影響較大，隨著生育期的延長(zhǎng)，深翻對(duì)根冠比影響很小，到了結(jié)果后期深翻對(duì)根冠比沒(méi)有影響。

表5 不同處理對(duì)根冠比的影響

2.6 不同處理對(duì)黃瓜根分層及產(chǎn)量的影響

從表6可見，對(duì)于根的分層，0～20 cm土層中，各處理根重的比例都低于對(duì)照，與對(duì)照相比SJ2和SJ3差異顯著，SJ1差異不顯著，20～40 cm土層中，各處理根重的比例都高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ1、SJ2和SJ3分別提高了29.41%，35.29%和47.06%，其中SJ2和SJ3差異顯著，SJ1差異不顯著。對(duì)于產(chǎn)量，各處理的單果質(zhì)量都比對(duì)照增高，其中SJ1和SJ2與對(duì)照差異不顯著，SJ3與對(duì)照差異顯著，各處理的單株產(chǎn)量都高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ1、SJ2和SJ3分別提高15.38%、23.05%和26.70%，且均具有極顯著差異，各處理的總產(chǎn)量都高于對(duì)照，與對(duì)照相比，SJ1、SJ2和SJ3分別提高11.25%、17.62%和18.32%，且均具有極顯著差異。

表6 不同處理對(duì)根分層及產(chǎn)量的影響

2.7 光合特性、地上生長(zhǎng)指標(biāo)與地下生長(zhǎng)指標(biāo)之間相關(guān)性分析

從表7分析可見，凈光合速率與葉面積指數(shù)、植株高度、莖粗度、葉片數(shù)、根系數(shù)和根體積呈極顯著正相關(guān)關(guān)系而與根冠比呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度呈顯著正相關(guān)關(guān)系；葉面積指數(shù)與植株高度、莖粗度、葉片數(shù)、根系數(shù)和根體積呈極顯著正相關(guān)關(guān)系而與根冠比呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；植株高度與莖粗度、葉片數(shù)、根系數(shù)、根體積呈極顯著正相關(guān)關(guān)系而與根冠比呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；莖粗度與葉片數(shù)、根系數(shù)和根體積呈極顯著正相關(guān)關(guān)系而與根冠比呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；葉片數(shù)與根系數(shù)和根體積呈極顯著正相關(guān)關(guān)系而與根冠比呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；根系數(shù)與根體積呈極顯著正相關(guān)關(guān)系而與根冠比呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；根體積與根冠比呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

表7 光合特性、地上生長(zhǎng)指標(biāo)與地下生長(zhǎng)指標(biāo)之間相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

深翻50cm后添加秸稈可顯著提高黃瓜結(jié)果前期、中期和后期的葉片數(shù)4.21%、12.20%和38.82%，可顯著提高黃瓜初花期、結(jié)果前期、中期和后期的葉面積指數(shù)69.70%、35.82%、16.67%和30.65%；可顯著提高黃瓜結(jié)果中期和后期的植株高度和莖粗度；可顯著提高黃瓜結(jié)果前期、中期和后期葉片光合特性；可顯著提高黃瓜結(jié)果中期和后期根系數(shù)；可顯著提高黃瓜20～40 cm根的分部，深翻可以增加土層深處的根的分配；可顯著提高黃瓜產(chǎn)量。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)與黃瓜植株地上部與地下部的生長(zhǎng)，認(rèn)為50 cm深翻并添加秸稈1.20 kg·m-2具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，在生產(chǎn)實(shí)踐中推廣價(jià)值較大。

張麗娟等[8]研究表明，深翻對(duì)春玉米生長(zhǎng)前期的干物質(zhì)積累顯著高于旋耕。李華偉等[9]研究冬小麥表明：深翻可顯著促進(jìn)拔節(jié)后15～60 cm土層根長(zhǎng)密度、根干質(zhì)量密度及30～75 cm土層根系總面積。戰(zhàn)秀梅等[10]發(fā)現(xiàn)深松和深翻可以顯著提高花后干物質(zhì)的積累量及產(chǎn)量，促進(jìn)根系的發(fā)育，尤其有利于30～60 cm土層根系的發(fā)育，使根系在玉米生育后期保持相對(duì)較高的活力。郄春鵬等[11]發(fā)現(xiàn)深翻40 cm可以顯著提高三島柴胡的根長(zhǎng)、主根粗、根重和根平均干質(zhì)量/地上部分平均干質(zhì)量。對(duì)于根的分部，我們只研究了0～20 cm和20～40 cm 2個(gè)梯度，沒(méi)有對(duì)40～60 cm進(jìn)行研究，以期今后進(jìn)行補(bǔ)充。本試驗(yàn)3種處理均可不同程度提高黃瓜植株地上與地下的生長(zhǎng)，并且可增加黃瓜產(chǎn)量，與前人對(duì)玉米和小麥的研究結(jié)果一致。在本試驗(yàn)中，未進(jìn)行40 cm和60 cm深翻處理，沒(méi)有得到這2個(gè)處理與50 cm處理的比較，后期試驗(yàn)將進(jìn)一步探明40、50、60 cm深翻對(duì)設(shè)施黃瓜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響。本試驗(yàn)是在篩選不同秸稈添加量的試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，我們僅就最優(yōu)秸稈添加量進(jìn)行了深翻處理，未對(duì)不同秸稈添加量結(jié)合不同深翻深度進(jìn)行綜合處理，后期試驗(yàn)將進(jìn)一步探明。