地膜不同覆蓋方式對設(shè)施辣椒生長及產(chǎn)量的影響

陳 亮，張肖凌，王翠麗，張想平，李彥榮，張 靖，楊世梅

(甘肅省農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究院，甘肅 武威 733006)

辣椒(CapsicumannuumL.)是茄科辣椒屬1年或有限多年生草本植物，原產(chǎn)于墨西哥等地，喜干怕澇[1]。辣椒富含維生素C和礦物質(zhì)，能充分滿足人體所需的多種營養(yǎng)元素，具有增強食欲、促進消化等功能，是重要的蔬菜調(diào)味品[2]。近些年來，世界辣椒種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，我國發(fā)展速度尤為突出[2]。據(jù)報道，截至目前我國辣椒種植面積超過133.33萬hm2，占世界辣椒種植面積的35%，平均年產(chǎn)量約2 800萬 t，占世界辣椒總產(chǎn)量的46%，每年產(chǎn)值超過700億元，占世界蔬菜總產(chǎn)值的16.67%，辣椒產(chǎn)業(yè)已成為國內(nèi)最大的蔬菜產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)民增收中發(fā)揮著重要作用[1]。

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)用水量約占全國總用水量的70%，全國農(nóng)業(yè)用水每年虧缺300億m3，甘肅省作為西北地區(qū)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省，平均每公頃水資源占有量5 505 m3，占全國平均水平的1/4，水資源嚴重短缺[3]。自20世紀(jì)70年代以來，地膜覆蓋栽培技術(shù)作為旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一種重要的栽培措施[4]，在提高作物產(chǎn)量和節(jié)水方面做出了重大貢獻[5]。地膜覆蓋栽培具有增溫保水、提高土壤水分和養(yǎng)分利用率、活化土壤養(yǎng)分、抑制土壤鹽堿、改善光照條件和提高光合強度等作用，進而促進作物生長發(fā)育，產(chǎn)量、品質(zhì)提高[6-11]。張紅梅等[6]研究表明，畦面畦溝全膜覆蓋顯著提高了大棚內(nèi)的土壤溫度，增產(chǎn)效果較好。董孔軍等[12]對谷子進行了4種不同地膜覆蓋方式比較，表明壟膜覆蓋溝播、全膜雙壟溝播、全膜平鋪穴播、全膜平鋪溝播種植方式明顯提高了谷子長勢，增產(chǎn)效果明顯。劉才宇等[13]研究表明，早春設(shè)施西瓜覆膜栽培土壤溫度高于不覆膜對照4.2 ℃，果實含糖量顯著提高，產(chǎn)量較不覆膜對照增產(chǎn)4.8%。而目前關(guān)于設(shè)施覆雙膜栽培模式在辣椒上的應(yīng)用卻鮮見報道。因此，以設(shè)施辣椒為研究材料，打破傳統(tǒng)覆膜方式，采用壟溝底覆單層地膜、壟上覆單層地膜和覆雙層地膜3種地膜覆蓋方式，以不覆膜為對照，采用溝灌水肥供給模式，研究地膜不同覆蓋方式對設(shè)施辣椒植株生長及產(chǎn)量的影響，旨在探索設(shè)施辣椒起壟栽培的最適宜地膜覆蓋方式，為設(shè)施辣椒高產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2018年4—8月在甘肅省農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究院試驗基地(37.67°N，102.85°E)全鋼架結(jié)構(gòu)塑料大棚內(nèi)進行。試驗區(qū)地處甘肅西部、河西走廊東端，屬于典型的西北綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，主要依靠石羊河地下水灌溉。平均海拔1 776 m，年均降雨量162.4 mm，主要集中在7—9月，年潛在蒸發(fā)量2 114 mm，該區(qū)地勢平坦，年均氣溫7.10 ℃，≥10 ℃的有效積溫2 955.2 ℃，年平均無霜期156 d。試驗地為砂壤土，土層深厚，肥力中等，0～20 cm土層內(nèi)的土壤有機質(zhì)含量154.26 g/kg，全氮含量1.31 g/kg，堿解氮含量89.7 mg/kg，速效磷含量9.04 mg/kg，速效鉀含量181.25 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試辣椒品種為隴椒3號，屬早熟品種，整個生育期132 d，生長勢中等，具有豐產(chǎn)性好、品質(zhì)較優(yōu)、抗病力強等優(yōu)點。種苗由甘肅省武威市百利種苗有限公司提供。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)覆膜方式1個因素，采用完全隨機區(qū)組試驗設(shè)計，試驗地前茬作物為茄子，共設(shè)置3個處理，分別為壟溝底覆單層地膜(XD)、壟上覆單層地膜(SD)和覆雙層地膜(S)，以不覆膜作為對照(CK)。試驗共分3個區(qū)組，每個區(qū)組4個處理，各處理種植順序隨機確定，共12個小區(qū)。為了防止灌溉水側(cè)滲，不同處理小區(qū)之間用垂直埋深70 cm的薄膜隔開。

1.4 種苗定植及管理

辣椒種植方式采用土壤起壟覆膜栽培模式(圖1)。壟面寬70 cm，壟高15～20 cm，每壟種植2行，每壟中間開一小溝，溝口寬25 cm，溝深18 cm，在小溝底覆膜打孔，孔間距30 cm，壟上覆單膜不打孔。灌溉水源為自來水，輸水方式采用小水泵加壓的管道輸水，進水口加裝精度為0.001 m3的水表計量灌水量，植株灌溉方式為壟上小溝灌，施肥方式采用文丘里施肥器隨水沖施。

每個處理種植1壟(栽植2行)，株距30 cm，行距55 cm，小區(qū)面積6.3 m×1.4 m，辣椒苗呈“品”字形錯位種植。另選塑料大棚邊上2行作為保護行，不采樣，在其余種植行進行采樣。辣椒于4月28日定植，8月1日拉秧，基肥施用商品有機肥15 000 kg/hm2、硫酸鉀型(15-15-15)三元復(fù)合肥450 kg/hm2、過磷酸鈣375 kg/hm2、硫酸鉀225 kg/hm2，撒施于土壤中，拖拉機耕翻。追肥在開花坐果后進行，施用波美濃復(fù)合型速效水溶肥，果實膨大前期追施平衡型(20-20-20+TE)水溶肥，果實膨大后期和成熟期追施超鉀型(13-6-40+TE)水溶肥，追施次數(shù)依據(jù)植株生長情況而定。全生育期管理措施與當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)溫室種植模式管理相同，并使各個處理保持一致。

1.5 測定項目與方法

1.5.1 辣椒植株生長指標(biāo) 分別于辣椒生長的苗期(5月7日)、開花坐果期(5月21日)、成熟期(7月25日)，各小區(qū)連續(xù)選取5株完整的辣椒植株測定生長指標(biāo)。

采用鋼卷尺和游標(biāo)卡尺測定辣椒的株高、莖粗、葉片縱橫徑和主根長。采用SPAD502型葉綠素儀測定葉片葉綠素含量；另外在3個時期各處理連續(xù)選取5株健康的辣椒植株進行破壞性取樣，測定辣椒地上部和地下部的鮮質(zhì)量，然后分別裝于牛皮紙袋中，置于烘箱105 ℃殺青30 min，之后70 ℃烘干至恒定質(zhì)量，用千分之一電子天平測定地上部和地下部干質(zhì)量，并計算根冠比，根冠比=地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量。選取從植株頂部往下數(shù)第3片功能葉測定指標(biāo)，取其平均值。

1.5.2 產(chǎn)量 在辣椒果實成熟期，分次采收果實，每次采收測定各小區(qū)實際產(chǎn)量，匯總后得出總產(chǎn)量，最后按照各個處理分別折算成每公頃的總產(chǎn)量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行差異顯著性分析(Duncan氏新復(fù)極差法，P<0.05)，利用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)記錄和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜不同覆蓋方式對辣椒株高及莖粗的影響

隨著生育期的推進，各處理辣椒株高和莖粗均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，覆膜處理下的株高和莖粗顯著高于不覆膜對照(表1)。苗期、開花坐果期、成熟期3個時期，覆雙膜方式下的株高和莖粗均為最高，除壟溝底覆單膜在開花坐果期的株高和苗期的莖粗外，其均顯著高于覆單膜方式和不覆膜對照，株高依次表現(xiàn)為覆雙膜>壟溝底覆單膜>壟上覆單膜>不覆膜，覆雙膜方式顯著高于不覆膜對照87.85%、57.48%和18.67%，壟溝底覆單膜和壟上覆單膜方式下的株高無顯著差異，成熟期覆雙膜方式分別顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜9.46%和5.82%。3個時期下，覆雙膜的莖粗分別顯著高于不覆膜對照53.28%、62.77%和46.72%，在苗期和開花坐果期莖粗依次表現(xiàn)為覆雙膜>壟溝底覆單膜>壟上覆單膜>不覆膜，壟溝底覆單膜的莖粗顯著高于壟上覆單膜25.79%、10.91%，成熟期覆雙膜方式顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜9.13%和11.82%，2種覆單膜方式無顯著差異。

2.2 地膜不同覆蓋方式對辣椒葉片長寬的影響

隨著生育期的推進，各處理辣椒葉長和葉寬均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，除苗期葉長外，覆雙膜方式的葉長和葉寬均顯著高于不覆膜對照(表2)。除開花坐果期的葉長外，其余各時期覆雙膜方式下的葉長和葉寬均為最高，除壟上覆單膜在苗期的葉寬外，覆雙膜方式的葉寬均顯著高于覆單膜方式和不覆膜對照，3個時期分別顯著高于不覆膜對照24.74%、81.30%和49.37%，成熟期覆雙膜方式葉寬顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜27.57%和34.47%，大小表現(xiàn)為覆雙膜>覆單膜>不覆膜。葉長在3個生育時期覆雙膜方式與覆單膜方式無顯著差異，在開花坐果期和成熟期，覆雙膜方式顯著高于不覆膜對照37.18%和24.34%。

表1 地膜不同覆蓋方式下辣椒的株高及莖粗Tab.1 The plant height and stem diameter of capsicum under different plastic film mulching methods

注：同列不同小寫字母表示在不同覆膜方式處理間差異顯著(P<0.05)，表2—5同。

Note: The different lowercase letters in the same column indicate that the differences between differents plastic film mulching methods reach a significant level(P<0.05),Tab.2—5 is the same.

表2 地膜不同覆蓋方式下辣椒葉片的長度及寬度Tab.2 The length and width of capsicum leaves under different plastic film mulching methods

2.3 地膜不同覆蓋方式對辣椒葉片葉綠素含量的影響

隨著生育期的推進，各處理辣椒葉片葉綠素含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。3個生育時期，覆雙膜方式下的葉綠素含量均為最高，除壟溝底覆單膜在開花坐果期的葉綠素含量外，其均顯著高于覆單膜方式和不覆膜對照(表3)，覆雙膜方式分別較壟上覆單膜和不覆膜對照高出9.81%、12.03%、7.74%和12.18%、6.98%、9.13%，差異顯著。在苗期和開花坐果期，壟溝底覆單膜方式顯著高于壟上覆單膜方式5.66%和8.47%；在成熟期，覆雙膜方式顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜7.74%和6.91%，2種覆單膜方式無顯著差異。

表3 地膜不同覆蓋方式下辣椒葉片葉綠素含量(SPAD)Tab.3 The chlorophyll content of capsicum leaves under different plastic film mulching methods

2.4 地膜不同覆蓋方式對辣椒植株鮮質(zhì)量及主根長的影響

隨著生育期的推進，各處理辣椒植株鮮質(zhì)量和主根長均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，覆膜處理下的植株鮮質(zhì)量和主根長顯著高于不覆膜對照(表4)。3個生育時期下，覆雙膜方式的植株鮮質(zhì)量和主根長均為最高，顯著高于覆單膜方式和不覆膜對照，植株地上、下部鮮質(zhì)量在苗期依次表現(xiàn)為覆雙膜>壟溝底覆單膜>壟上覆單膜>不覆膜，在開花坐果期和成熟期依次表現(xiàn)為覆雙膜>壟上覆單膜>壟溝底覆單膜>不覆膜。在成熟期，覆雙膜方式的地上部鮮質(zhì)量顯著高于壟溝底覆單膜和不覆膜對照21.31%、147.86%，與壟上覆單膜無顯著差異，地下部鮮質(zhì)量在成熟期顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜和不覆膜對照1.30%、1.53%和86.70%，壟上覆單膜與壟溝底覆單膜方式無顯著差異。在成熟期，3種覆膜方式的主根長差異均顯著，依次表現(xiàn)為覆雙膜>壟上覆單膜>壟溝底覆單膜>不覆膜，覆雙膜方式的主根長顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜和不覆膜對照4.13%、7.26%和61.10%。

2.5 地膜不同覆蓋方式對辣椒植株干質(zhì)量及根冠比的影響

隨著生育期的推進，各處理辣椒植株干質(zhì)量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，根冠比呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，覆膜處理下的植株干質(zhì)量顯著高于不覆膜對照，根冠比顯著低于不覆膜對照(表5)。3個生育時期下，覆雙膜方式的植株干質(zhì)量均為最高，顯著高于覆單膜方式和不覆膜對照，植株地上、下部干質(zhì)量在苗期依次表現(xiàn)為覆雙膜>壟溝底覆單膜>壟上覆單膜>不覆膜，在開花坐果期和成熟期依次表現(xiàn)為覆雙膜>壟上覆單膜>壟溝底覆單膜>不覆膜。在成熟期，覆雙膜方式的地上部干質(zhì)量分別顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜和不覆膜對照0.83%、22.67%和126.72%，3種覆膜方式之間差異均顯著，地下部干質(zhì)量分別顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜和不覆膜對照13.96%、16.23%和36.58%，壟上覆單膜與壟溝底覆單膜方式無顯著差異。

表4 地膜不同覆蓋方式下辣椒植株鮮質(zhì)量及根系主根長Tab.4 The fresh weight and main root length of capsicum plant under different plastic film mulching methods

表5 地膜不同覆蓋方式下辣椒植株干質(zhì)量及根冠比Tab.5 The dry weight and root-shoot ratio of capsicum plant under different plastic film mulching methods

2.6 地膜不同覆蓋方式對辣椒產(chǎn)量的影響

地膜覆蓋方式顯著影響了辣椒的產(chǎn)量，覆膜處理的辣椒產(chǎn)量顯著高于不覆膜對照，覆雙膜處理辣椒產(chǎn)量顯著高于覆單膜處理，2種覆單膜處理之間辣椒產(chǎn)量差異不顯著(圖2)。覆雙膜處理辣椒產(chǎn)量分別顯著高于壟上覆單膜、壟溝底覆單膜和不覆膜14.58%、12.75%和28.18%。壟上覆單膜辣椒產(chǎn)量顯著高于不覆膜對照11.87%，壟溝底覆單膜辣椒產(chǎn)量顯著高于不覆膜13.68%，辣椒產(chǎn)量依次表現(xiàn)為覆雙膜>壟溝底覆單膜>壟上覆單膜>不覆膜。

不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)The different lowercase letters indicate that the differences between different methods reach a significant level(P<0.05)圖2 地膜不同覆蓋方式下辣椒的產(chǎn)量Fig.2 The yield of capsicum under different plastic film mulching methods

3 結(jié)論與討論

地膜覆蓋是一項用人工方法改善農(nóng)作物生長環(huán)境的栽培技術(shù)[14]。本試驗通過探究地膜不同覆蓋方式對設(shè)施辣椒植株生長和產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)地膜覆蓋條件下辣椒根系生長旺盛，地上部長勢及產(chǎn)量均較好，雙層地膜覆蓋促進辣椒的生長效應(yīng)更為明顯，這可能是由于地膜覆蓋提升了土壤溫濕度，保墑保溫效果顯著，為辣椒根系的生長提供了良好的根域環(huán)境，這與張紅梅等[15]對大棚秋季黃瓜畦面畦溝全膜覆蓋栽培的試驗結(jié)果具有一致性，也與多數(shù)地膜覆蓋研究結(jié)果相一致。而關(guān)于單雙膜覆蓋方式的對比試驗未見報道。本試驗中壟上覆單膜方式和壟溝底覆單膜方式，辣椒植株的生長指標(biāo)均顯著高于不覆膜對照，這說明辣椒的促生效應(yīng)與地膜鋪設(shè)的位置無直接關(guān)系，雙層地膜覆蓋辣椒的長勢及產(chǎn)量均顯著高于單層地膜覆蓋，說明地膜覆蓋層數(shù)與辣椒植株生長有一定相關(guān)性，但關(guān)于地膜覆蓋層數(shù)、地膜鋪設(shè)位置與土壤溫濕度以及辣椒生長之間的關(guān)系有待進一步研究。

地膜覆蓋能夠促進作物生長，改善作物小氣候環(huán)境，提升作物品質(zhì)。本研究表明，在辣椒的苗期、開花坐果期和成熟期，壟面覆蓋地膜辣椒的株高、莖粗、主根長、地上下部干鮮質(zhì)量及產(chǎn)量均顯著高于不覆膜對照，這與劉傳和等[16]的研究結(jié)果相似，說明地膜覆蓋有效改善了根際土壤水熱條件，根系生長環(huán)境適宜，養(yǎng)分水分得到充分利用，促進了辣椒植株生長。本試驗中還發(fā)現(xiàn)，辣椒植株根冠比顯著低于不覆膜對照，這與王毅等[17]的研究結(jié)果相似，表明地膜覆蓋顯著促進了辣椒植株地上部的生長，對地上部的促進效應(yīng)大于地下部。在成熟期，覆雙膜方式辣椒的株高、莖粗、葉寬、葉綠素含量、地下部鮮質(zhì)量、主根長、地上下部干質(zhì)量和產(chǎn)量顯著高于2種覆單膜方式，2種覆單膜方式之間的辣椒產(chǎn)量無顯著差異，這說明雙層地膜覆蓋促進了辣椒植株的生長，增加了產(chǎn)量，其促進效應(yīng)顯著優(yōu)于單膜覆蓋方式，另外，灌溉水肥通過壟溝下滲到根系有效吸收部位，雙層地膜覆蓋可有效減少膜內(nèi)水分蒸發(fā)，水肥供應(yīng)能夠較好地滿足辣椒全生育期所需的水分和養(yǎng)分，這與李浩然等[18]的研究結(jié)果相似。2種單膜覆蓋方式辣椒產(chǎn)量接近，表明辣椒產(chǎn)量的增加與地膜鋪設(shè)位置無直接關(guān)系，而與地膜在壟上的覆蓋層數(shù)有一定關(guān)聯(lián)，至于壟上覆蓋地膜的層數(shù)、地膜顏色及地膜鋪設(shè)位置三因素與辣椒產(chǎn)量之間的關(guān)系有待進一步深入研究。

本試驗結(jié)果表明，整個生育期壟面覆蓋地膜辣椒的株高、莖粗、主根長、地上下部干鮮質(zhì)量及產(chǎn)量均顯著高于不覆膜對照，根冠比顯著低于不覆膜對照；在成熟期，覆雙膜方式辣椒的株高、莖粗、葉寬、葉綠素含量、地下部鮮質(zhì)量、主根長、地上下部干質(zhì)量和產(chǎn)量顯著高于2種覆單膜方式，2種覆單膜方式之間的辣椒產(chǎn)量無顯著差異。綜合分析，設(shè)施辣椒起壟覆蓋雙層地膜是一種能夠促進辣椒植株生長、增加產(chǎn)量的地膜覆蓋方式，適宜在河西綠洲灌區(qū)設(shè)施辣椒高產(chǎn)栽培中推廣應(yīng)用。