山西省高寒區(qū)棗樹設(shè)施栽培升溫保溫技術(shù)研究

郜慧萍

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

大同市位于山西省北部，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫約3.6 ℃～7.5 ℃，年平均降水量400 mm左右，年均無霜期約125 d，是山西省的高寒區(qū)。2012年4月，山西省林學(xué)會、山西省林業(yè)科學(xué)研究院立項在大同進(jìn)行“山西省高寒區(qū)棗樹設(shè)施栽培技術(shù)研究”，取得了巨大成效。近9年的研究表明，山西省高寒區(qū)磚墻結(jié)構(gòu)日光溫室棗樹設(shè)施促成栽培的關(guān)鍵技術(shù)是保證棚內(nèi)前期土壤不結(jié)凍、后期溫度穩(wěn)步提高的升溫保溫技術(shù)，也是研究攻關(guān)的重點和難點。筆者圍繞關(guān)鍵技術(shù)展開試驗，探索經(jīng)濟(jì)實用新技術(shù)，以期為高寒區(qū)棗樹設(shè)施栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地位于大同市云州區(qū)樺林背林場(2014年至2016年)。溫室類型為磚墻結(jié)構(gòu)日光溫室，長83 m，寬9 m.棗樹品種為駿棗1號和冬棗，樹齡2年生，樹形單干形不分枝，樹高1.7 m左右。

1.2 試驗方法

1.2.1 地面復(fù)合覆蓋+棚膜升溫保溫試驗

選擇1個磚墻結(jié)構(gòu)日光溫室，試驗設(shè)3個處理。處理1：地面至下而上覆蓋10 cm草層+菌肥(與草混合)+地膜；處理2：地面覆蓋地膜；處理3：地面至下而上覆蓋10 cm草層+地膜；對照：不覆蓋(ck)。菌肥是由山西大學(xué)應(yīng)用化學(xué)所提供的“腐菌酵素”，主要成分包括纖維素分解菌、芽孢桿菌、光合細(xì)菌、放線菌、酵母菌和乳酸菌。

試驗前，10月底灌水，不要深翻，以免傷害植株根系；灌水后，地面鋪1層羊糞。

2015年12月10日扣3/4棚膜，12月30日全部扣棚。

1.2.2 棉被+棚膜+地膜覆蓋升溫保溫試驗

共設(shè)2個處理，分別為棉被+棚膜+地面復(fù)合覆蓋和棚膜+地面復(fù)合覆蓋，地面復(fù)合覆蓋為10 cm厚草+菌肥+地膜。2015年12月10日扣棚膜，12日扣棉被。2015年12月16日至2016年2月10日棚膜始終全扣，白天打開棉被，夜間扣上棉被。3月至4月著重保溫調(diào)控技術(shù)，5月至6月著重高溫管理技術(shù)。當(dāng)棚內(nèi)溫度超過35 ℃時，及時打開棚膜，采取降溫、換氣等溫濕度調(diào)控措施。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤升溫效果的影響

2015年至2016年設(shè)施栽培不同處理的月平均地溫值見表1，2015年至2016年高寒區(qū)棗樹設(shè)施栽培不同處理的土壤升溫效果，見圖1.

由表1可知，12月31日覆蓋棚膜，11月至12月日均土溫、最高土溫和最低土溫均表現(xiàn)為處理1，處理2和處理3顯著高于不覆蓋對照(ck)。11月份處理1日均土溫8.82 ℃，比對照提高了96.00%；處理3為8.07 ℃，比對照提高了79.33%；處理2為6.00 ℃，比對照提高了33.33%.覆蓋處理之間也存在差異，基本趨勢是處理2顯著高于處理3；處理1顯著高于處理2，表明菌肥也起作用。到12月份，處理1日均土溫仍保持在5.43 ℃，比對照提高了269.39%；處理3為4.66 ℃，比對照提高了217%；處理2為66.67%.覆蓋處理之間也存在差異，處理1比處理2提高了121.63%，處理3比處理2提高了90.20%，表明覆蓋草層具有重要意義。地面覆蓋處理的保溫效應(yīng)，在棚膜覆蓋1個月至2個月后仍能反映出來，其意義在于可促進(jìn)棗樹萌芽和提早結(jié)果。2015年12月31日覆蓋棚膜，到2016年1月31日時，處理1日均土溫7.98 ℃，比不覆蓋對照提高了39.75%，處理3日均土溫8.47 ℃，比對照提高了48.34%，處理2比對照提高了29.60%.可見，扣棚膜升溫后，地面覆蓋地膜的效應(yīng)也能顯著增高。

表1 2015年至2016年設(shè)施栽培不同處理的月平均地溫 ℃

圖1 不同處理的土壤升溫效果

2.2 不同處理對土壤保溫效果的影響

2.2.1 土溫日變化

以2015年12月31日和2016年1月31日為例分析，地面覆蓋處理扣棚膜前后的地溫日變化規(guī)律見圖2和圖3.

圖2 地面覆蓋處理扣棚膜前的地溫日變化

圖3 地面覆蓋處理扣棚膜后的地溫日變化

由圖2和圖3可知，地面覆蓋初期，3種處理和對照30 cm土層處地溫日變化均相對較小。但隨著氣溫下降，差異逐漸顯現(xiàn)，到2016年1月31日時，處理1和處理3的日變化幅度仍然很小，但對照的變幅很大，說明對照日較差大。處理2雖然在覆蓋棚膜后地溫顯著升高，但同樣表現(xiàn)出日較差大的特性，地膜的保溫效果顯著低于處理1和處理3，低溫期間地溫迅速下降，見光后又迅速回升。

2.2.2 升溫關(guān)鍵時期內(nèi)土溫變化

扣棚升溫后，處理2(覆蓋地膜)和對照地溫曲線變化幅度大，證明地膜覆蓋在高寒區(qū)棗樹設(shè)施栽培升溫保溫階段不如處理1(10 cm草層+菌肥+地膜)和處理3(10 cm草層+地膜覆蓋)穩(wěn)定。升溫保溫階段，要求地溫穩(wěn)定升高，創(chuàng)造根系生長發(fā)育的良好環(huán)境，以促進(jìn)地上部分萌芽開花和提早結(jié)果。本試驗，扣棚升溫后處理3升溫效果好于處理1，主要原因與設(shè)施遮蔭和棚膜滴水有關(guān)。

2.3 覆蓋棚膜處理對棚內(nèi)氣溫提升效果的影響

覆蓋棚膜處理對棚內(nèi)氣溫的提升效果見表2，對棚內(nèi)1月份日平均氣溫、白天平均氣溫和夜間平均氣溫的影響見圖4至圖6.

由表2，圖4至圖6可知，2015年12月30日覆蓋棚膜，1月14日更換氣溫記錄儀，1月份后半月氣溫升溫效果顯著，至1月底，平均氣溫已達(dá)到6.67 ℃，相當(dāng)于大同市古店鎮(zhèn)圣水溝試驗區(qū)3月上旬的平均氣溫值和2015年2月下旬的平均氣溫值。由于有地面覆蓋，也促進(jìn)了棚內(nèi)氣溫的迅速回升。由此可見，通過地面覆蓋和適時扣棚升溫，可顯著提高增溫效果，且技術(shù)簡單易行，實用性強(qiáng)。

表2 覆蓋棚膜處理對棚內(nèi)氣溫的提升效果 ℃

圖4 覆蓋棚膜處理對棚內(nèi)1月份日平均氣溫的影響

圖5 覆蓋棚膜處理對棚內(nèi)1月份白天平均氣溫的影響

圖6 覆蓋棚膜處理對棚內(nèi)1月份夜間平均氣溫的影響

2.4 棉被+棚膜+地膜覆蓋對土壤升溫保溫的影響

2.4.1 對土壤升溫保溫的影響

2015年11月3日至4日覆蓋地膜，2015年至2016年棉被+棚膜+地膜覆蓋處理的土溫變化見圖7.

圖7 棉被+棚膜+地膜覆蓋處理的土溫變化

由圖7可知，30 cm深處的日均土溫、最高土溫和最低土溫相差不大。12月16日前土壤溫度是自然溫度，雖然沒有扣棚膜和棉被，但有磚墻結(jié)構(gòu)日光溫室，土壤溫度均保持在0 ℃以上。16日覆蓋棚膜和棉被，同時白天揭開棉被，夜間扣上棉被。但增溫效果是從12月25 日開始以較高的斜率直線上升，1月2日開始變?yōu)榉€(wěn)定和緩慢起伏狀態(tài)。表明進(jìn)入1月份后，設(shè)施栽培達(dá)到穩(wěn)定升溫階段，但因1月份是山西高寒區(qū)的最嚴(yán)寒時期，溫度起伏較大。

2.4.2 不同處理對地溫影響的比較

2015年11月3日至4日完成地膜覆蓋，12月12日，棉被+棚膜+地面復(fù)合覆蓋處理全部扣上棚膜升溫，同時白天揭開棉被，晚上扣上棉被。12月30日，棚膜+地面復(fù)合覆蓋處理全部扣上棚膜。兩者的地溫比較見圖8.

圖8 2個處理的地溫比較

由圖8可知，12月12日前棉被+ 棚膜+地面復(fù)合覆蓋處理處于露天栽培狀態(tài)，但由于日光溫室設(shè)施結(jié)構(gòu)+地膜的保溫性，11月30 cm處平均地溫為5.51 ℃，而此時棚膜+地面復(fù)合覆蓋處理還沒有覆蓋棚膜，處理的增溫效益來源于地面復(fù)合覆蓋，11月平均地溫8.82 ℃，提高了60.07%.12月份棚膜+棉被+地面復(fù)合覆蓋處理的平均地溫為2.42 ℃，而棚膜+地面復(fù)合覆蓋處理平均為5.43 ℃，提高了124.38%.表明地面復(fù)合覆蓋效果良好。到12日至29日，棉被 +棚膜+地面復(fù)合覆蓋處理的地溫仍低于棚膜+地面復(fù)合覆蓋處理。

到1月份，棚膜+棉被+地面復(fù)合覆蓋處理的升溫保溫效果得到了充分體現(xiàn)，月均溫10.10 ℃，比棚膜+地面復(fù)合覆蓋處理提高了26.69%.試驗結(jié)果表明，這2種模式均能用在高寒區(qū)棗樹設(shè)施栽培模式中，差異是成熟期不同。棚膜+棉被+地面復(fù)合覆蓋模式能使萌芽期提前至2月8日，成熟期提前到6月份至7月份；而棚膜+ 地面復(fù)合覆蓋模式只能用在2月上旬的升溫模式中，使成熟期提前20 d～30 d，應(yīng)根據(jù)栽培模式選擇配套措施。如果將兩者結(jié)合，促早栽培的效果會更好。

2.5 棚外大田土壤30 cm處地溫變化趨勢

棚外大田土壤30 cm處日均地溫變化，見圖9.

圖9 棚外大田土壤30 cm處日均地溫

由圖9可知，高寒區(qū)棗樹設(shè)施栽培棚外大田土壤30 cm處地溫表現(xiàn)出了直線下降的趨勢。12月16日時日均溫0.16 ℃，仍在0 ℃以上。表明磚墻結(jié)構(gòu)日光溫室，棚內(nèi)地面覆蓋的最佳時期是11月1日(開始休眠)至12月中旬以前，且越早越能體現(xiàn)出保溫效果。2015年至2016年冬春季節(jié)具有代表性，1月份平均溫度顯著低于1955年至2008年間的平均值；30 cm土溫最低達(dá)到-13 ℃，表明試驗?zāi)攴莞吆畢^(qū)的嚴(yán)寒程度大，項目研究具有代表性和實用性。且與大田溫度相比，日光溫室設(shè)施結(jié)構(gòu)也具有保溫性。

3 結(jié)論與討論

篩選出了山西省高寒區(qū)磚墻結(jié)構(gòu)日光溫室地面復(fù)合覆蓋土壤升溫保溫關(guān)鍵技術(shù)2種，即10 cm草層+菌肥(與草混合)+地膜處理和10 cm草層+地膜處理。在山西省高寒區(qū)，棚膜+棉被+地膜模式能使萌芽期提前至2月8日，成熟期提前到6月至7月；而棚膜+地面復(fù)合覆蓋模式只能用在2月上旬的升溫模式之中，使成熟期提前20 d～30 d，應(yīng)根據(jù)栽培模式選擇配套措施。

地面復(fù)合覆蓋除了可以升溫保溫外，對于冬棗、金絲小棗等需冷量大的品種更有實際意義，地面復(fù)合覆蓋處理，既能使土壤保持較高溫度，又能在低氣溫(7.2 ℃以下)下成功破眠，達(dá)到提早結(jié)果的目的。