張澤錦，王力明，雷曉葵，唐麗*，李躍建

（1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，蔬菜種質(zhì)與品種創(chuàng)新四川省重點實驗室，成都610066；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，成都610066；3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，成都610066）

0 引言

【研究意義】地膜覆蓋不僅能夠改善土壤溫度，提高土壤對水分的保蓄能力，并且能夠減少水土流失，為作物生長提供適宜的水熱等條件，從而提高作物產(chǎn)量[1]。地膜在棉花、玉米、小麥、水果和蔬菜的增產(chǎn)中起著重要作用，因此，地膜是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中僅次于化肥和農(nóng)藥的第三大農(nóng)業(yè)資材[2]?！狙芯窟M展】由于不同顏色地膜對短波和長波輻射的吸收、反射和透射的作用不一樣，因此不同顏色的地膜通過改變土壤溫度來影響作物的生長[3-4]。梁傳靜[5]研究表明，不同地膜覆蓋均可以提高辣椒根區(qū)溫度，黑色膜增溫最高可達10℃，但是農(nóng)夫一品地膜覆蓋的根區(qū)溫度升高較緩慢，增溫在0.7～2.0℃，其可以保證辣椒根部溫度，同時又透氣散熱，不會造成辣椒根部溫度過高，從而促進辣椒生長。劉莉莎等[6]研究了地膜覆蓋對甘薯土層溫度的影響，發(fā)現(xiàn)黑膜覆蓋在08:00—14:00 能有效提高0～30 cm 土層的土壤溫度，有利于甘薯根系的早期發(fā)育，促進甘薯植株的生長，有利于產(chǎn)量提高和提前收獲。楊世佳等[7]研究發(fā)現(xiàn)，白色地膜和黑色地膜處理均能夠增加玉米土壤溫度，黑色地膜增溫1.08～1.66℃，白色地膜增溫2.02～2.49℃，均提高了玉米產(chǎn)量。目前，關(guān)于不同顏色（黑、白、紅、銀、銀灰色等）的塑料薄膜對黃瓜生長的影響已有一定的研究報道，與不覆蓋相比，覆蓋黑色薄膜和透明薄膜促進了黃瓜提早成熟，并且提高了產(chǎn)量[8-10]。【切入點】但是，已有報道的地膜覆蓋試驗大多在春季和夏季進行，其光照和溫度均適合黃瓜生長，然而秋季弱光條件下地膜覆蓋對黃瓜的生長和產(chǎn)量的研究鮮有報道。在四川秋季生產(chǎn)黃瓜會增加其市場供應(yīng)，從而增加農(nóng)民的收入。【擬解決的關(guān)鍵問題】因此，本試驗選用四川常用的透明膜、黑色膜和銀灰色膜為覆蓋材料，研究其對土壤溫度、黃瓜生長和產(chǎn)量的影響，以期為四川秋季弱光條件下黃瓜生產(chǎn)中地膜選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以“川翠3 號”黃瓜品種為試驗材料，地膜（透明膜、黑色膜、銀灰膜）寬為1.4 m，厚為0.025 mm。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2014年7—12月在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院新都現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園的塑料大棚中進行。2014年7月，選擇籽粒飽滿的黃瓜種子，浸種催芽，2～3 d 后露白播種于32 孔育苗穴盤中。8月12日，挑選長勢一致的黃瓜幼苗定植于塑料大棚試驗小區(qū)中，小區(qū)長3.6 m，寬1.5 m，每個小區(qū)種植18 株，行距40 cm，株距40 cm。定植前按照667 m2施復(fù)合肥50 kg、磷酸二氫鉀50 kg 作為底肥并覆膜，后期追肥4 次，每次667 m2施入尿素4 kg，中微量元素2 kg。采用水肥一體化進行水肥灌溉，通過自動灌溉系統(tǒng)進行，土壤含水率控制在田間持水率的60%～70%之間。試驗共4個處理：透明膜（T1）、黑色膜（T2）、銀灰膜（T3），以不覆蓋（CK）為對照，每個處理完全隨機排列，重復(fù)3 次。

1.3 測定項目與方法

測定土壤表面以下5、10 cm 和15 cm 處的土壤溫度。數(shù)據(jù)記錄儀（RC-4HC，精創(chuàng)，徐州）每5 min 記錄1 次，并存儲每日最高，最低和平均土壤溫度（從2014年10月21日—11月22日）。土壤溫度日積累度（DDsoil）的計算式為：DDsoil=（Tmax+Tmin）/2-Tbase[11-12]，Tmax和Tmin是每日的最高和最低土壤溫度，Tbase是基準溫度（10℃）。利用光照測量儀（UA-002-64，HOBO，USA）每5 min 記錄1 次大棚內(nèi)的光照強度。

9月中旬對植株第4 片至第6 片葉（從上到下）采樣用于光合參數(shù)和葉綠素量測定。葉綠素量用80%丙酮萃取，使用分光光度計在波長663 nm 和645 nm的吸光度水平下進行測定，然后根據(jù)Arnon 方程進行計算。使用具有標準葉室的便攜式光合作用系統(tǒng)（LI-6400）測量凈CO2交換率。在標準葉片室中，光強度、空氣溫度、氣流速度和CO2分別設(shè)置為800μmol/（m2?s）、20℃、500 μmol/s 和400 μmol/mol。根據(jù)楊勁峰等[13]的方法測定葉面積。

10月上旬，黃瓜盛期測量黃瓜果實單果質(zhì)量；12月試驗結(jié)束時，測量黃瓜的株高、兩果實節(jié)間距。果實質(zhì)量使用電子秤測量。黃瓜產(chǎn)量根據(jù)黃瓜成熟情況，實時進行采摘稱質(zhì)量記錄，于12月試驗結(jié)束時進行總產(chǎn)量的計算。

利用Excel 2007 和SPSS 18.0 軟件分析處理數(shù)據(jù)。在0.05 顯著性水平利用LSD 法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜覆蓋對根區(qū)溫度的影響

由表1 可知，3 種顏色地膜覆蓋土壤不同深度下根區(qū)溫度最大值、最小值和平均值均高于CK，但是3 種地膜覆蓋之間黃瓜的根區(qū)溫度基本相同。在5、10 和15 cm 的深度下，T1、T2 和T3 處理的平均根區(qū)溫度分別比CK 高0.8～0.9、0.5～0.6 和0.2～0.6℃。隨著土壤深度的增加，日根區(qū)溫度差值逐漸減小，在15 cm 深度下日根區(qū)溫度差值大概是1℃，與5cm 深度的值相比，T1、T2 和T3 處理分別降低了70.6%、66.7%和66.7%。不同顏色地膜覆蓋在5、10 和15cm深度土壤溫度日積累度均高于CK，且隨著土壤深度的加深，土壤溫度日積累度越大。其中，15cm 處T1、T2 和T3 處理的土壤溫度日積累度為175、179 和179，與CK 相比分別提高了12.18%、14.74%和14.74%?？傮w而言，地膜覆蓋增加了四川弱光條件下土壤深度為5～15cm 下的土壤溫度。

表1 地膜覆蓋下黃瓜的根區(qū)溫度Table 1 Theroot zone temperature of cucumbers by plastic film mulching

2.2 地膜覆蓋對黃瓜葉片葉綠素、葉面積和凈CO2 交換率的影響

表2 為地膜覆蓋下黃瓜的含葉綠素量、葉面積和凈CO2交換率。由表2 可知，與不覆蓋（CK）相比，T1 處理和T3 處理增加了黃瓜葉綠素a、葉綠素b 量和葉綠素總量，T2 處理降低了黃瓜葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素總量，但是3 種地膜覆蓋和露地間均無顯著差異。葉綠素a/葉綠素b 與葉綠素a 相反，T1和T3 處理降低了葉綠素a/葉綠素b，T2 處理增加了葉綠素a/b，4 個處理間也無顯著差異。T1、T2 處理和T3 處理對黃瓜葉面積影響較小，與CK 相比，T1和T2 處理降低了黃瓜葉面積，T3 處理增加了黃瓜葉面積，但所有處理間差異均不顯著。地膜覆蓋與不覆蓋間凈CO2交換率差異均不顯著。說明在秋季弱光條件下不同顏色薄膜覆蓋對黃瓜的光合作用沒有明顯影響。

表2 地膜覆蓋下黃瓜的葉含綠素量、葉面積和凈CO2 交換率Table 2 Chlorophyll content, leaf area, and net CO2 exchange rate of cucumbers by plastic film mulching

2.3 地膜覆蓋對黃瓜生長和產(chǎn)量的影響

表3 顯示了黃瓜株高、果實節(jié)間距、單株果實數(shù)和單果質(zhì)量。不同顏色地膜覆蓋均增加了黃瓜株高，果實節(jié)間距、單株果實數(shù)。與CK 相比，T1、T2 處理和T3 處理的黃瓜株高分別增加了6.9%、8.7%和15.3%，果實節(jié)間距分別增加了23.3%、11.0%和24.7%，單株果實數(shù)分別增加了20.6%、20.6%和8.8%。但是地膜覆蓋之間黃瓜株高，果實節(jié)間距、單株果實數(shù)均無顯著差異。地膜覆蓋（T1、T2 處理和T3 處理）和不覆蓋（CK）間均無顯著差異。節(jié)間距的改變和單株果實數(shù)的增加可能是由于株高的增加引起。與CK相比，地膜覆蓋對早期收獲（9月）和晚期收獲（12月）的黃瓜產(chǎn)量均無顯著差異。但是，中期10月和11月，地膜覆蓋顯著增加了黃瓜小區(qū)產(chǎn)量，與CK 相比，10月T1 處理和T3 處理的黃瓜小區(qū)產(chǎn)量分別增加了17.29%和13.32%。11月T1、T2 和T3 處理的黃瓜小區(qū)產(chǎn)量分別增加了35.82%、43.48%和43.06%，可能是地膜對土壤具有保溫升溫作用，促進了根系生長，從而促進了黃瓜產(chǎn)量的增加。地膜覆蓋均增加了試驗地塊黃瓜的總產(chǎn)量，與CK 相比，T1、T2 和T3處理分別增加了19.25%、7.18%和16.24%，但是3種地膜覆蓋之間總產(chǎn)量無顯著差異。該結(jié)果表明在秋季弱光條件下地膜覆蓋增加了黃瓜的產(chǎn)量，但是覆蓋地膜的顏色之間對黃瓜產(chǎn)量無顯著影響。

表3 地膜覆蓋下黃瓜的生長指標和產(chǎn)量Table 3 The growth parameters andyield of cucumber by plastic film mulching

3 討論

不同顏色地膜的保溫性能不同，黑色地膜吸收了96%的短波輻射，其幾乎不發(fā)生透射和反射[14]。前人研究表明，深色膜比淺色膜反射和透射的短波輻射少，其吸收的短波輻射比淺色膜的短波輻射多，因此，將深色膜用于覆蓋時，增加了表土的溫度[10,15]。本研究結(jié)果表明，在四川盆地秋季弱光條件下，與CK 相比，3 種顏色地膜覆蓋均增加了不同深度土壤的根區(qū)平均溫度、根區(qū)最高溫度、根區(qū)最低溫度、日根區(qū)溫度差值及土壤溫度日積累度，且隨著土壤深度增加，地膜對土壤溫度的影響逐漸降低，但是3 種顏色地膜覆蓋之間根區(qū)溫度無顯著差異。這與蘭印超等[16]研究結(jié)果一致。說明這3 種顏色地膜具有相似的保溫升溫作用。

有色覆蓋物主要通過改變植物周圍的光照環(huán)境來影響植物的生長和產(chǎn)量[17]。Ibarra-Jimenez 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，使用黑色覆蓋物會降低黃瓜葉片的凈CO2交換速率，使用銀色覆蓋物會提高黃瓜葉片的凈CO2交換率，到達地表的光被銀色覆蓋物部分反射，該反射光可以被葉片利用，從而增加黃瓜葉片的凈CO2交換率。本研究結(jié)果表明，T1、T2 和T3 處理對黃瓜光合作用影響較小，與CK 相比，葉綠素和凈光合速率均無顯著差異。產(chǎn)生這種不一致結(jié)果的原因有可能是秋季弱光條件的限制。前人研究表明，地膜覆蓋的株高顯著高于露地植物[18]。這可能是地膜覆蓋增加了土壤溫度，從而增加了植物莖葉的生長[19]。植物生長受植物激素如ABA（脫落酸），IAA（吲哚-3-乙酸），GA（赤霉素），CTK（細胞分裂素）等的調(diào)節(jié)，而激素水平會受到根區(qū)溫度的影響。當(dāng)根區(qū)溫度下降時，黃瓜根系中的GA 和IAA 降低，其抑制了植物生長[20]。本研究可能因為根區(qū)溫度的變化導(dǎo)致了植物激素水平發(fā)生改變，其可能導(dǎo)致露地的黃瓜株高和單株果實數(shù)量減少。前人研究表明，地膜覆蓋能夠增加玉米株高和莖粗，構(gòu)建高壯的高產(chǎn)株型，增加穗長、行粒數(shù)，降低禿尖長度，營造良好的產(chǎn)量構(gòu)成因素，從而達到增加產(chǎn)量的效果[7]。王磊等[21]研究結(jié)果表明，黑色地膜覆蓋增加了不同株型春玉米的產(chǎn)量。宗睿等[22]在地膜覆蓋對夏玉米產(chǎn)量的影響中也得到了相同的結(jié)果。本試驗中，覆蓋3 種顏色地膜均提高了黃瓜產(chǎn)量，這與黃淺等[23]在辣椒中的研究結(jié)果一致。說明這3 種顏色地膜對四川盆地秋季弱光條件下黃瓜的產(chǎn)量均有促進作用?？赡苁且驗榈啬じ采w提高土壤溫度，促進了根系生長，使根系吸收更多的營養(yǎng)，從而達到增產(chǎn)的效果。

4 結(jié)論

1）地膜覆蓋增加了四川弱光條件下土壤深度5～15cm 下的土壤溫度。

2）四川盆地秋季弱光條件下，地膜覆蓋與不覆蓋之間的黃瓜葉綠素量和凈CO2交換速率差異均不顯著。說明黃瓜光合作用受到了秋季弱光的限制。

3）地膜覆蓋均增加了黃瓜株高、單株果實數(shù)，總產(chǎn)量，但是3 種顏色地膜之間株高、果實數(shù)和總產(chǎn)量均無顯著差異。