贠民政，韓玉娥，張 毅，張銀樂，馬躍峰，趙春會，王建林

(西藏農(nóng)牧學(xué)院植物科學(xué)學(xué)院，西藏林芝 860000)

青稞是青藏高原主要糧食作物，其產(chǎn)量高低對該地區(qū)的農(nóng)民增產(chǎn)增收和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1-2]。迄今為止，國內(nèi)外有關(guān)青稞的研究主要集中在育種和品質(zhì)方面[3-4]，而對青稞高產(chǎn)栽培的研究則十分薄弱，尤其是青稞栽培的生理生態(tài)研究。研究表明，青稞品質(zhì)與環(huán)境因子有密切關(guān)系[5-7]，說明環(huán)境條件對青稞品質(zhì)形成有重要的影響。

西藏全年降水量僅350～450 mm。在3-5月份，西藏越冬作物正值返青、拔節(jié)期，春播作物開始播種或出苗，農(nóng)田用水集中、量大，但多數(shù)地區(qū)降水只占全年的4.00%～8.00%，而同期蒸發(fā)量卻比降水量大20～40倍，致使農(nóng)田缺水嚴(yán)重、春旱頻發(fā)，甚至冬、春、夏連旱(最長連旱日數(shù)達(dá)156～228 d)。西藏這種獨(dú)特的氣候環(huán)境造成許多農(nóng)田難以正常灌溉，致使土壤水分缺乏和青稞嚴(yán)重減產(chǎn)[8]。除了土壤干旱缺水外，缺乏適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件的種植技術(shù)也是西藏地區(qū)旱地青稞高產(chǎn)栽培發(fā)展的一個(gè)限制因素。目前，覆蓋栽培技術(shù)已在小麥、玉米等作物上得到深入研究和廣泛應(yīng)用，其在旱地青稞上的應(yīng)用效果尚未見報(bào)道。本研究以青藏高原青稞傳統(tǒng)種植為對照，比較分析了滲水地膜覆蓋穴播、降解地膜覆蓋穴播、普通地膜覆蓋穴播、壟膜條播、壟膜帶狀條播等5種覆膜種植方式下青稞光合特性、產(chǎn)量及其構(gòu)成的差異，以期了解覆膜種植對青稞生理特性和產(chǎn)量的影響，同時(shí)篩選出適合高原地區(qū)大面積推廣應(yīng)用的旱地青稞覆膜種植方式，為青藏高原青稞高產(chǎn)栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于西藏自治區(qū)日喀則市邊雄鄉(xiāng)(N29°，E89°)，海拔3 830 m，屬半干旱溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。該地區(qū)年平均氣溫6.3 ℃，無霜期118 d。年平均降水量為421.9 mm，其中5-8月為豐水期，降水量可達(dá)到390 mm，占全年降水量的96%。年均蒸發(fā)量為降水量的5～8倍，最高可達(dá)2 600 mm。全年日照時(shí)數(shù)3 231.2 h，日照百分率為73%，太陽總輻射值8 053.47 MJ·m-2。試驗(yàn)地土壤為典型的沙壤土，土質(zhì)松軟，質(zhì)地均勻，貯水性較好。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種為喜拉19號，種子由西藏自治區(qū)日喀則市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)常規(guī)條播(CK)、滲水地膜覆蓋穴播(SS)、降解地膜覆蓋穴播(JJ)、普通地膜覆蓋穴播(PT)、壟膜條播(LT)、壟膜帶狀播種(LD)等6種種植方式，小區(qū)面積為416 m2，3次重復(fù)。2017年4月28日整地施肥，各處理播前均每公頃施30 m3充分腐熟的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥、198 kg尿素、325.5 kg磷酸二銨、255 kg氯化鉀和15 kg硫酸鋅，播量均為195 kg·hm-2，均播種機(jī)播種。CK處理按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植習(xí)慣每小區(qū)條播種植5行，行距17 cm；JJ處理的地面平作，覆蓋厚度為0.008 mm的雙降解地膜，膜面覆土 1 cm,每小區(qū)穴播種植5行，行距24 cm，穴距12 cm；SS處理的地面平作并覆蓋山西農(nóng)科院研發(fā)的滲水地膜，膜面覆土1 cm,每小區(qū)穴播種植5行，行距 24 cm，穴距12 cm；PT處理在春季播種前(2017年4月27日)地面平作并覆蓋厚度為 0.008 mm普通地膜，膜面覆土 1 cm，每小區(qū)穴播種植5行，行距 24 cm，穴距 12 cm；LD處理在春季播種前(2017年4月27日)地面起壟并覆蓋厚度為0.008 mm普通地膜，膜面覆土1 cm，兩壟膜寬均為30 cm,兩壟膜間寬65 cm,中間種4行，行距13 cm，兩邊各種1行，行距15 cm，共條播種植6行；壟膜帶狀播種處理在春季播種前(2017年4月27日)地面起壟并覆蓋厚度為 0.008 mm普通地膜，膜面覆土1 cm，兩壟膜寬均為30 cm,兩壟膜間寬65 cm,中間種2帶，帶距 5 cm，帶寬15 cm，兩邊各種一帶，共條播種植 4行。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 各生育時(shí)期光合指標(biāo)的測定

于拔節(jié)、抽穗、灌漿和成熟期，各小區(qū)隨機(jī)選取旗葉10片，用便攜式葉綠素儀(SPAD-502)測定其SPAD值；同時(shí)于晴天9:30-11:00用LI-6400便攜式光合測定儀測定旗葉凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率。

1.4.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測定

青稞收獲期前，各小區(qū)分別選取長勢較有代表性的樣區(qū)1 m2，調(diào)查穗數(shù)和穗粒數(shù)，并收割長勢相當(dāng)?shù)臉訁^(qū)進(jìn)行人工脫粒，測千粒重和產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2016與Origin 8.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理繪制，采用SPSS 18.0進(jìn)行方差分析統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆膜種植對青稞葉片葉綠素(SPAD值)的影響

各處理的青稞葉片SPAD值隨生育進(jìn)程的推進(jìn)均先升后降，且均在灌漿期達(dá)到最高，成熟期最低(圖1)。各覆膜處理的SPAD值均高于CK，其中LD處理在各時(shí)期均最高。與CK相比，LD處理的SPAD值在拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和成熟期分別增加10.5%、10.16%、7.49%和 6.21%，差異均顯著。LD處理從拔節(jié)期到灌漿期也保持較高的SPAD值，且與CK差異均顯著。其余覆膜處理從拔節(jié)期到灌漿期均與CK差異不顯著，說明覆膜有助于提高青稞的葉綠素含量，尤以LD處理效果最優(yōu)。

圖柱上不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下圖同。

2.2 覆蓋種植對青稞葉片光合特性的影響

各覆膜處理(JJ、LD、PT、SS和LT)的青稞葉片凈光合速率在不同生育時(shí)期均高于CK，且差異基本上均達(dá)到顯著水平(圖2)。在拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，LD處理均顯著高于其余處理。在灌漿期，LD和SS處理間差異不顯著，但均顯著高于其他處理。在不同生育時(shí)期，不同覆膜處理對青稞葉片氣孔導(dǎo)度的影響不同，但LD處理始終保持較高的值，且與CK差異均顯著，其他處理互有高低(圖3)。不同處理間青稞胞間CO2濃度差異不顯著，說明覆膜對青稞胞間CO2濃度沒有影響(圖4)。在同一生育時(shí)期，各覆膜處理幾乎均高于對照，其中LD處理從拔節(jié)灌漿均顯著高于CK，成熟期與其他處理差異不顯著(圖5)?？傮w來看，在5種覆膜處理中，LD處理的光合特性表現(xiàn)最優(yōu)。

圖2 不同處理下青稞葉片凈光合速率變化

圖3 不同處理下青稞各生育期葉片氣孔導(dǎo)度變化

圖4 不同處理下青稞各生育期葉片胞間CO2濃度變化

圖5 不同處理下青稞各生育期葉片蒸騰速率變化

2.3 覆膜種植對青稞產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

從表1可以看出，JJ、SS、PT、LT、LD處理的平均產(chǎn)量分別達(dá)4 560、4 425、4 335、4 635和 4 740 kg·hm-2,較CK分別增加55.90%、51.28%、48.21%、58.46%和61.69%，差異均達(dá)到顯著水平。從產(chǎn)量構(gòu)成看，覆膜處理的單位面積穗數(shù)較CK均不同程度提高；JJ、SS、PT處理的穗粒數(shù)較CK有所降低，但是差異不顯著，而其他覆膜處理的穗粒數(shù)均不同程度提高；LD、SS、PT處理的千粒重均不同程度降低，其中PT處理與CK差異顯著。由此可見，覆膜對青稞的增產(chǎn)作用主要是因?yàn)閱挝幻娣e穗數(shù)顯著增加。

表1 不同覆膜方式對青稞產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

3 討 論

3.1 不同覆膜種植方式對青稞葉片葉綠素含量的影響

適宜的土壤環(huán)境是保證青稞葉片正常進(jìn)行光合作用的關(guān)鍵因素之一[11]。地膜覆蓋能大幅降低土壤水分的無效蒸發(fā)，提高水分利用效率，達(dá)到在作物需水較少時(shí)期保蓄水分，以供需水旺盛期使用的目的，從而協(xié)調(diào)土壤蓄水與作物生長用水間的矛盾，在一定程度上可有效地增大光合勢[11]。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，是反映葉片生理特性變化的重要指標(biāo)之一[12]。在一定范圍之內(nèi)，葉綠素含量的高低直接影響光合作用的強(qiáng)弱、植物對光能的利用和干物質(zhì)的積累[13]，進(jìn)而影響產(chǎn)量的提高。本研究表明，地膜覆蓋能不同程度提高青稞的葉片葉綠素含量，從而有利于青稞功能葉片光合作用，進(jìn)而促進(jìn)光合產(chǎn)物的合成與積累。這主要因?yàn)楦采w能提高土壤溫度，保墑和蓄墑，促進(jìn)作物根系生長，有助于氮素的吸收和利用，從而促進(jìn)葉片葉綠素的合成。

3.2 不同覆膜種植方式對青稞葉片光合特性的影響

青稞產(chǎn)量主要取決于光合作用及光合產(chǎn)物的生成與積累，凈光合速率的強(qiáng)弱決定了其光合作用的能力，從而影響產(chǎn)量的提高。環(huán)境及栽培措施都是為了改善葉片的光合性能，從而促進(jìn)光合產(chǎn)物的形成及積累。本研究表明，地膜覆蓋可以不同程度提高青稞各時(shí)期旗葉的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，胞間CO2濃度雖然有所提高，但是差異不顯著，這與前人研究結(jié)果覆膜可提高花生葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，并在一定程度上降低胞間 CO2濃度這一結(jié)論相反[14-16]。土壤水分虧缺將引起氣孔和非氣孔因素限制間接導(dǎo)致光合速率降低[11-13]。覆蓋地膜可減少土壤無效蒸發(fā)，提高水分利用效率，有利于作物生長發(fā)育，進(jìn)而影響葉片光合性能，這是地膜覆蓋能提高青稞光合速率和產(chǎn)量主要原因。

3.3 不同覆膜種植方式對青稞產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

青稞的產(chǎn)量是由單位面積穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重三個(gè)因素構(gòu)成[17]。研究發(fā)現(xiàn)[18-20]，較露地對照而言，覆膜栽培能使春小麥產(chǎn)量和地上部分生物量分別顯著提高38.5%和44.7%。Ren等[21]指出，與平作無覆蓋處理相比，壟溝集雨種植下耕層(0～5 cm)土壤溫度增加了1.0～1.2 ℃，春小麥籽粒產(chǎn)量提高了17.6%～72.8%。本研究結(jié)果表明，覆膜種植的產(chǎn)量較對照顯著提高，其中LD處理的產(chǎn)量最高，LT處理次之，與前人研究結(jié)果一致。產(chǎn)量提高主要是因?yàn)榍囡龁挝幻娣e穗數(shù)增加。

總之，覆膜種植可以顯著提高青稞葉片葉綠素含量，有效緩解葉片衰老，提高其凈光合速率，增加青稞葉片光合作用的強(qiáng)度，從而有利于光合產(chǎn)物的生產(chǎn)，顯著增加單位面積穗數(shù)，進(jìn)一步提高青稞產(chǎn)量。本試驗(yàn)由于條件所限,因此有關(guān)覆膜種植對青稞葉片光合性能及其產(chǎn)量的影響還有待于進(jìn)一步研究。