麻地膜對(duì)鐵把瓜生長發(fā)育和土壤理化性質(zhì)的影響

劉軒溢，鄒浩然，張 豪，陳曉峰

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙臺(tái)研究院，山東 煙臺(tái) 264670)

“鐵把瓜”是山東省招遠(yuǎn)市的優(yōu)良薄皮甜瓜品種，由于果柄堅(jiān)硬，無“瓜熟蒂落”現(xiàn)象，由此稱其為“鐵把瓜”。該品種風(fēng)味佳、品質(zhì)優(yōu)，深受消費(fèi)者青睞，因此栽培面積逐年擴(kuò)大，成為當(dāng)?shù)卮杭驹O(shè)施栽培的主要甜瓜品種[1]，也是其地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品。該品種在實(shí)際生產(chǎn)中多采用地膜覆蓋以提高其產(chǎn)品質(zhì)量，但隨著塑料地膜使用年數(shù)的增多，土壤中的塑料殘留物逐年增多，造成主栽區(qū)出現(xiàn)土壤板結(jié)，地力下降等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了作物品質(zhì)以及產(chǎn)量[2]。近年來，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，利用植物纖維生產(chǎn)的可完全降解的地膜已成為地膜覆蓋的主要發(fā)展趨勢(shì)，麻地膜具有較好的保濕、保溫和促進(jìn)作物生長發(fā)育的作用，同時(shí)降解后的麻地膜還可改良培肥土壤，減少環(huán)境污染[3, 4]。目前麻地膜主要用于白菜種植、辣椒種植等試驗(yàn)或推廣示范中[5]。研究通過對(duì)比試驗(yàn)，進(jìn)一步探究麻地膜覆蓋對(duì)瓜類作物生長發(fā)育和土壤理化性狀的影響，并以鐵把瓜為試驗(yàn)對(duì)象，以期對(duì)該品種瓜的無公害設(shè)施栽培起到一定的指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概括

試驗(yàn)在山東省招遠(yuǎn)市楊揚(yáng)家庭農(nóng)場進(jìn)行，試驗(yàn)拱棚面積為210 m2(70 m×3 m)，試驗(yàn)地在整地前施充分腐熟發(fā)酵的雞糞4 m3作基肥，鐵把瓜定植前測(cè)得拱棚內(nèi)0～40 cm土壤理化性狀為：有機(jī)質(zhì)11.4 g·kg-1，速效氮93.2 mg·kg-1，速效磷42.5 mg·kg-1，速效鉀124.2 mg·kg-1全氮0.85 g·kg-1，全磷0.82 g·kg-1，全鉀16.4 g·kg-1，pH為6.17。

1.2 試驗(yàn)材料

供試鐵把瓜種苗由農(nóng)場自行育苗，嫁接砧木為白籽南瓜。麻地膜采用以苧麻纖維等為主要原料制成的淺白色膜，厚度1.6 mm，聚乙烯農(nóng)用地膜(PE地膜)采用厚度為0.1 mm的黑色地膜。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

鐵把瓜種苗于2020年4月11日定植，高畦單行栽培，株行距50 cm×90 cm，種植密度為1 600株·667 m-2。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)面積12 m2，每小區(qū)栽25株，植株采用多次摘心的整枝方式栽培，即主蔓長出4～5片真葉后摘心，保留所有子蔓，子蔓長至8～10節(jié)摘心促進(jìn)孫蔓生長，孫蔓留瓜后保留2葉摘心，整個(gè)生長期摘心3次。幼瓜長至雞蛋大小時(shí)進(jìn)行留瓜，每株留4～6個(gè)，其余的要及時(shí)疏去。揭棚后植株進(jìn)入伸蔓期，可結(jié)合澆水沖施一次化肥，每667 m2施磷酸二銨15 kg。除處理不同，所有田間管理與常規(guī)生產(chǎn)管理均相同[6]。

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，于拱棚內(nèi)分別設(shè)置麻地膜覆蓋(T1)、PE農(nóng)用薄膜覆蓋(T2)和無覆蓋(CK)3個(gè)處理進(jìn)行鐵把瓜栽培，每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)，隨機(jī)排列，共9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)選定長勢(shì)相同，具有代表性的5株植株作為測(cè)定植株，定植后及時(shí)調(diào)查記錄鐵把瓜的生育期(定植日期、授粉日期、采收日期)及單瓜重，采收結(jié)束后計(jì)算小區(qū)產(chǎn)量。

1.4 項(xiàng)目測(cè)定

1.4.1 甜瓜植株生物學(xué)性狀及物候期觀測(cè) 記錄各處理鐵把瓜的定植日期、授粉日期、采收日期。采收結(jié)束后采用趙云霞等[7]的方法測(cè)量主蔓長、主根長、莖粗和葉形指數(shù)。

1.4.2 果實(shí)產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定 在甜瓜果實(shí)達(dá)到商品成熟期后及時(shí)采摘，進(jìn)行果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)與產(chǎn)量的測(cè)定。每個(gè)試驗(yàn)處理隨機(jī)挑選10個(gè)鐵把瓜，使用電子天平稱量其單果重，可溶性固形物采用手持糖度計(jì)測(cè)定[8]，可溶性糖和維生素C含量的測(cè)定參考徐曉飛[9]等方法，每個(gè)樣品每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行3次平行重復(fù)檢測(cè)[10]。

1.4.3 土壤理化性質(zhì)測(cè)定 鐵把瓜采收結(jié)束后1周，采用5點(diǎn)取樣法采集定植行下0～40 cm土壤樣品，混樣后分成2份，分別用于土壤物理性狀和化學(xué)性狀的測(cè)定。其中，土壤容重、孔隙度和三相比例采用環(huán)刀法測(cè)定；土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷和速效鉀等均按照常規(guī)分析方法測(cè)定[11～12]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2018和SPSS 18.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并進(jìn)行LSD差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 麻地膜覆蓋栽培對(duì)鐵把瓜生長發(fā)育的影響

表1表明，覆膜栽培下(T1和T2)鐵把瓜的授粉日期分別比CK提前了2d和3d，采收日期均提前了10d左右，試驗(yàn)結(jié)果與梁武旺[13]等研究結(jié)果相符。可見，T1、T2處理均可縮短果實(shí)發(fā)育期，且兩種地膜覆蓋栽培對(duì)鐵把瓜物候期的影響并無顯著差異。果實(shí)發(fā)育期縮短有利于果實(shí)提早上市，提高銷售價(jià)格。兩種地膜覆蓋栽培均可增加植株主蔓長度、主根長度和莖粗，同時(shí)葉形指數(shù)相對(duì)減小，可見，兩種覆膜栽培均可使植株更加健壯。

表1 2020年不同處理對(duì)鐵把瓜生長發(fā)育的影響

2.2 麻地膜覆蓋栽培對(duì)鐵把瓜果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

表2表明，兩種地膜覆蓋栽培下的平均單瓜重?zé)o顯著差異，但均與CK有極顯著差異，T1和T2處理下的平均單瓜重較CK分別提高了17.9%和16.1%。各處理間的單株結(jié)果數(shù)無顯著差異。試驗(yàn)結(jié)果與安霞[5]等研究結(jié)果相符?？梢奣1處理可通過提高平均單瓜重來提高產(chǎn)量，且與T2處理增產(chǎn)效果無顯著差異。

表2 不同處理對(duì)鐵把瓜果實(shí)產(chǎn)量的影響

表3表明，兩種地膜覆蓋栽培處理均可提高鐵把瓜的可溶性糖含量、可溶性固形物含量以及Vc含量。與CK相比，T1處理可將果實(shí)可溶性糖含量提高5.9%，略高于T2處理；T1處理也可提高果實(shí)可溶性固形物以及Vc含量，但提高效果較T2處理較差。試驗(yàn)與郭元成[14]等研究結(jié)果相符?？梢奣1處理可提高果實(shí)品質(zhì)。

表3 不同處理對(duì)鐵把瓜果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.3 麻地膜覆蓋栽培對(duì)拱棚內(nèi)土壤理化性狀的影響

由表4可以看出，與CK相比，T1處理可降低土壤固相率和容重，增加土壤孔隙度，而T2處理的影響則相反。試驗(yàn)結(jié)果與王朝云[15]研究結(jié)果相符?？梢娐榈啬じ采w栽培處理下土壤結(jié)構(gòu)得以改善，進(jìn)而有利于作物生長發(fā)育。

表4 不同處理對(duì)土壤物理性狀的影響

由表5可以看出，兩種地膜覆蓋處理的pH均低于CK，且差異性并不顯著。這可能是由于覆膜提高了膜內(nèi)CO2濃度,導(dǎo)致土壤肥料轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的酸性離子不斷積累，從而導(dǎo)致pH降低，具體原因有待進(jìn)一步研究。與CK相比，兩種地膜覆蓋均可提高土壤速效養(yǎng)分含量，且T1處理的速效氮、速效磷和速效鉀含量比T2處理分別高6.81%、9.05%和3.83%；各處理間土壤全效養(yǎng)分含量變化并不顯著，兩種地膜覆蓋處理略低于CK。這可能是由于地膜覆蓋可加快土壤全效養(yǎng)分向速效養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，并且麻地膜降解后具有改良培肥土壤的作用，從而使T1處理的有效養(yǎng)分含量高于其他兩個(gè)處理，其具體原因需要進(jìn)一步研究。各處理間有機(jī)質(zhì)含量差別較大，表現(xiàn)為T1處理顯著高于其它兩個(gè)處理。這是由于隨著采收結(jié)束，T1處理中麻地膜已經(jīng)降解，因此T1處理中有機(jī)質(zhì)含量最高，而T2和CK處理相差不大。本研究結(jié)果與胡根生[16]和舒英杰[17]等研究結(jié)果相符?？梢奣1處理可提高土壤有效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量，有利于作物生長發(fā)育。

表5 不同處理對(duì)土壤化學(xué)性狀的影響

3 結(jié)論

目前，麻地膜覆蓋栽培主要應(yīng)用于水稻機(jī)插育秧盤以及茄果類作物種植的試驗(yàn)或推廣示范中[18]，在瓜果類作物栽培中的應(yīng)用相對(duì)較少。本研究發(fā)現(xiàn)在提高鐵把瓜經(jīng)濟(jì)效益方面，麻地膜處理與PE地膜處理差別并不顯著，且二者均優(yōu)于無地膜覆蓋處理。二者均可通過提高平均單瓜重來提高作物產(chǎn)量；通過提高果實(shí)可溶性糖含量、可溶性固形物含量和Vc含量來提高果實(shí)品質(zhì)；通過縮短果實(shí)發(fā)育期使果實(shí)提前上市來提高銷售價(jià)格。在對(duì)土壤理化性質(zhì)影響方面，本研究發(fā)現(xiàn)麻地膜處理效果顯著優(yōu)于PE地膜處理。麻地膜處理通過降低土壤固相率和容重，增加土壤孔隙度來改善土壤結(jié)構(gòu)。并且麻地膜還可通過其自身降解補(bǔ)充土壤速效養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量來提高土壤肥力，進(jìn)一步提高作物產(chǎn)量。另外，麻地膜處理和PE地膜處理均使土壤pH降低，導(dǎo)致土壤不斷酸化，如何克服此不良影響仍需進(jìn)一步研究[19]。

筆者研究還發(fā)現(xiàn)，鐵把瓜定植后約60 d左右，試驗(yàn)所用麻地膜開始降解。而此時(shí)氣溫較高，地膜在栽培中的作用明顯降低，麻地膜的降解并不影響作物生長發(fā)育，后續(xù)還需研究不同厚度的麻地膜對(duì)設(shè)施栽培作物的影響。試驗(yàn)表明麻地膜適用于設(shè)施鐵把瓜的無公害栽培，但麻地膜覆蓋栽培對(duì)其他瓜類作物生長發(fā)育的影響仍需進(jìn)一步研究。