覆膜栽培對(duì)春大豆生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響

李明松，呂美琴，吳 俐，林文磊，康蓉蓉，曾紅英，施愛玲

(1.福建省泉州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 362212; 2.泉州出入境檢驗(yàn)檢疫局)

大豆是人類食用蛋白的主要來源，也是重要的油料作物和飼料作物，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位[1]。近年來，隨著人民生活水平的逐漸提高，我國(guó)大豆需求量持續(xù)增加，但國(guó)內(nèi)大豆生產(chǎn)發(fā)展緩慢，供需矛盾日益突出。大豆產(chǎn)量除受品種特性制約外，還受到栽培措施的影響。地膜覆蓋栽培技術(shù)作為一項(xiàng)高效的栽培技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于大豆[2-3]、甘薯[4-5]、玉米[6-7]、花生[8-9]、馬鈴薯[10-11]、小麥[12-13]等大田作物上。地膜覆蓋不僅能夠保墑增溫，提高土壤水分和養(yǎng)分利用率，而且能夠改善土壤物理性狀，起到抑制雜草、減輕土壤鹽堿化程度、提高土壤微生物活性等作用，為作物生長(zhǎng)提供適宜的水、肥、熱等條件，從而提高作物產(chǎn)量[14]。大豆覆膜栽培技術(shù)在山西省[2]、黑龍江省[3]等地得到推廣應(yīng)用，在福建省關(guān)于覆膜栽培技術(shù)在春大豆上的應(yīng)用研究還鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)以2015年通過福建省審定的春大豆高產(chǎn)新品種泉豆12為材料，設(shè)計(jì)黑膜覆蓋、白膜覆蓋和露地栽培3個(gè)處理，研究覆膜栽培對(duì)春大豆生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響，為福建省春大豆覆膜栽培技術(shù)的示范推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

大豆品種為泉州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的春大豆新品種泉豆12。黑色地膜和白色地膜的規(guī)格均為寬90 cm、厚0.006 mm，購(gòu)自泉州市洛江區(qū)雙陽街道農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在泉州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所紫帽試驗(yàn)地進(jìn)行。土壤為壤土，土壤基礎(chǔ)肥力：有機(jī)質(zhì)8 g/kg、堿解氮17 mg/kg、有效磷8 mg/kg、速效鉀60 mg/kg、pH值6.8。

試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置白色地膜覆蓋、黑色地膜覆蓋和露地栽培(CK)3個(gè)處理，3次重復(fù)，每個(gè)處理另設(shè)1個(gè)重復(fù)作為挖根考種區(qū)。小區(qū)寬1 m，長(zhǎng)12 m，面積12 m2。于2016年3月8日播種，窄畦雙行穴播，在大豆播種當(dāng)天進(jìn)行地膜覆蓋，大豆子葉出土?xí)r于午后進(jìn)行人工破膜。播種前每667 m2施復(fù)合肥(15-15-15)20 kg作基肥，后期不再追肥，其他田間管理措施均按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)生產(chǎn)進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

株高：每個(gè)小區(qū)選取有代表性的植株3株掛牌測(cè)量株高。采用打孔稱重法測(cè)定葉面積。葉面積指數(shù)：調(diào)查各處理小區(qū)的實(shí)際株數(shù)，計(jì)算平均單株葉面積。葉面積指數(shù)=平均單株葉面積(m2)×每667 m2株數(shù)。葉綠素含量：用SPAD-502型葉綠素儀測(cè)定倒3葉中間的相對(duì)葉綠素含量(SPAD值)，每小區(qū)定點(diǎn)3株測(cè)量，求其平均值。干重：在挖根考種區(qū)選取有代表性的植株5株，將葉片、葉柄、莖和莢分開裝入紙袋，于烘箱105℃殺青30 min，80℃烘干至恒重，稱干重。品質(zhì)測(cè)定：參照GB/T 24870-2010的方法，采用近紅外谷物分析儀檢測(cè)粗蛋白質(zhì)含量和粗脂肪含量。

成熟時(shí)每個(gè)小區(qū)選取有代表性的植株10株，考察株高、底莢高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)及百粒重等性狀，各小區(qū)單獨(dú)收獲計(jì)產(chǎn)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用EXCEL 2003 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜覆蓋對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.1.1地膜覆蓋對(duì)大豆植株主要性狀的影響 由表1可見，黑膜覆蓋大豆株高均比白膜覆蓋和露地栽培要高，而且差異達(dá)到極顯著水平。覆膜栽培大豆底莢高、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)和百粒重較露地栽培有所增加，但差異未達(dá)顯著水平。黑膜覆蓋大豆有效結(jié)莢數(shù)顯著高于白膜覆蓋，極顯著高于露地栽培。黑膜覆蓋大豆單株粒重與白膜覆蓋差異不顯著，顯著高于露地栽培。表明覆蓋地膜對(duì)大豆生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，且以黑膜覆蓋的效果尤佳。這與陳艷秋等[15]的研究結(jié)果一致。

表1 地膜覆蓋大豆植株主要性狀表現(xiàn)

2.1.2地膜覆蓋對(duì)大豆生育期和出苗率的影響 從表2可以看出，與對(duì)照相比，黑膜覆蓋和白膜覆蓋的出苗期均提早了2 d，開花期提早了3 d；黑膜覆蓋栽培生育期最短，為93 d，比露地栽培提早3 d；白膜覆蓋次之，為94 d，比露地提早2 d。出苗率表現(xiàn)為黑膜(96.66%)>白膜(93.03%)>露地(85.64%)。表明地膜覆蓋有利于大豆提早出苗，生長(zhǎng)整齊，加快大豆的生育進(jìn)程，且覆蓋黑膜效果較優(yōu)。這與陳艷秋[15]、王榮堂等[16]、顏景波等[17]的研究結(jié)果一致。

2.1.3地膜覆蓋對(duì)大豆葉綠素含量的影響 由圖1可知，3種處理大豆功能葉的葉綠素含量均隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)呈先升后降的變化趨勢(shì)，且均在出苗后60 d達(dá)到最大值。黑膜覆蓋處理的大豆葉綠素含量最高，其次為白膜覆蓋處理。說明覆膜栽培可以提高葉綠素含量，促進(jìn)光合作用，為提高大豆產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。

表2 地膜覆蓋栽培下大豆生育進(jìn)程和出苗率的表現(xiàn)

圖1 地膜覆蓋栽培對(duì)大豆葉綠素含量的影響

2.1.4地膜覆蓋對(duì)大豆葉面積指數(shù)的影響 葉面積指數(shù)是反映作物群體大小的一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，在一定范圍內(nèi)，作物產(chǎn)量隨著葉面積指數(shù)的增加而提高。當(dāng)葉面積指數(shù)增加到一定程度后，田間郁閉，光照不足，光合效率減弱，產(chǎn)量反而下降[18]。3個(gè)處理的大豆葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)變化見圖2。葉面積指數(shù)均呈現(xiàn)前期逐漸上升，到達(dá)峰值后緩慢下降的趨勢(shì)。覆蓋黑膜和白膜栽培的大豆葉面積指數(shù)峰值出現(xiàn)在出苗后60 d，分別為3.45和2.49；露地栽培的大豆葉面積指數(shù)峰值出現(xiàn)在出苗后45 d，為2.25。整個(gè)生育期覆膜大豆的葉面積指數(shù)均比露地栽培高，這一結(jié)果與最終收獲的產(chǎn)量呈正相關(guān)。

圖2 地膜覆蓋對(duì)大豆葉面積指數(shù)的影響

2.1.5地膜覆蓋對(duì)大豆地上部干物質(zhì)積累的影響 大豆各生育期干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)變化見圖3，干物質(zhì)積累隨生育進(jìn)程呈逐漸增加的趨勢(shì)。在出苗后15 d和30 d，3個(gè)處理大豆干物質(zhì)積累量差異不明顯，后隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，覆膜與露地栽培大豆干物質(zhì)積累差異逐漸加大。出苗后75 d，大豆干物質(zhì)積累量黑膜覆蓋(29.76 g)>白膜覆蓋(25.83 g)>露地栽培(19.77 g)。說明覆膜栽培能夠促進(jìn)大豆?fàn)I養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累,較高的干物質(zhì)積累量是大豆獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

圖3 地膜覆蓋對(duì)大豆干物質(zhì)積累的影響

2.2 地膜覆蓋對(duì)大豆產(chǎn)量的影響

由表3可以看出，黑膜覆蓋的大豆每667 m2產(chǎn)量131.12 kg，較露地栽培增產(chǎn)10.90%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；白膜覆蓋的大豆每667 m2產(chǎn)量127.23 kg，較露地栽培增產(chǎn)7.61%，增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；黑膜覆蓋與白膜覆蓋大豆產(chǎn)量差異不顯著。

表3 地膜覆蓋大豆產(chǎn)量表現(xiàn)

2.3 地膜覆蓋對(duì)大豆籽粒品質(zhì)的影響

黑膜覆蓋和白膜覆蓋大豆粗蛋白質(zhì)含量(干基)分別為42.20%和42.50%，與露地栽培差異不顯著；黑膜覆蓋和白膜覆蓋大豆粗脂肪含量(干基)分別為19.60%和19.40%(表4)，與露地栽培差異不顯著。說明覆膜對(duì)大豆品質(zhì)影響不明顯，這與周寶庫等[19]，王海泉等[20]，李強(qiáng)等[21]的研究結(jié)果相一致。

表4 地膜覆蓋下大豆品質(zhì)表現(xiàn) (單位： %)

3 小結(jié)

福建省春大豆生育前期經(jīng)常遭遇低溫陰雨，后期經(jīng)常遭遇高溫干旱，導(dǎo)致早播爛苗、出苗率低等問題，造成大豆產(chǎn)量不高。本研究表明，與露地栽培相比，覆膜栽培促使春大豆早出苗，生育期縮短2、3 d，并且長(zhǎng)勢(shì)壯;提高葉片葉綠素含量和葉面積指數(shù)，增加植株高度、底莢高度、分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)和單株粒重，黑膜覆蓋和白膜覆蓋分別比露地栽培增產(chǎn)10.90%和7.61%。王榮堂等[16]認(rèn)為，覆膜栽培比露地栽培明顯提高作物產(chǎn)量，主要是由于地膜的增溫保濕及改善土壤結(jié)構(gòu)效果，使作物生育前期生長(zhǎng)旺盛，干物質(zhì)積累多，為作物的后期生長(zhǎng)打下物質(zhì)基礎(chǔ)，從而為高產(chǎn)創(chuàng)造條件。本研究結(jié)果還表明，覆蓋黑膜的大豆各性狀指標(biāo)均優(yōu)于覆蓋白膜的處理，且大豆增產(chǎn)效果更好，此結(jié)果與辛國(guó)勝等[22]的研究結(jié)果一致。因此，今后福建省大豆生產(chǎn)上可示范推廣覆蓋黑色地膜栽培技術(shù)。

本試驗(yàn)中所采用的地膜為普通塑料地膜，隨著塑料地膜的推廣和常年使用，廢棄地膜殘留增多，出現(xiàn)嚴(yán)重的“白色污染”問題。因此，國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)已研究出多種可降解地膜如生物降解地膜、光降解地膜、紙地膜等[23]。關(guān)于可降解地膜覆蓋栽培對(duì)春大豆生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響有待于進(jìn)一步的研究。

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