地膜不同覆盖方式对设施辣椒生长及产量的影响

陈 亮，张肖凌，王翠丽，张想平，李彦荣，张 靖，杨世梅

(甘肃省农业工程技术研究院，甘肃 武威 733006)

辣椒(CapsicumannuumL.)是茄科辣椒属1年或有限多年生草本植物，原产于墨西哥等地，喜干怕涝[1]。辣椒富含维生素C和矿物质，能充分满足人体所需的多种营养元素，具有增强食欲、促进消化等功能，是重要的蔬菜调味品[2]。近些年来，世界辣椒种植产业发展较快，我国发展速度尤为突出[2]。据报道，截至目前我国辣椒种植面积超过133.33万hm2，占世界辣椒种植面积的35%，平均年产量约2 800万 t，占世界辣椒总产量的46%，每年产值超过700亿元，占世界蔬菜总产值的16.67%，辣椒产业已成为国内最大的蔬菜产业，在农民增收中发挥着重要作用[1]。

我国是农业大国，农业用水量约占全国总用水量的70%，全国农业用水每年亏缺300亿m3，甘肃省作为西北地区传统的农业大省，平均每公顷水资源占有量5 505 m3，占全国平均水平的1/4，水资源严重短缺[3]。自20世纪70年代以来，地膜覆盖栽培技术作为旱地农业生产一种重要的栽培措施[4]，在提高作物产量和节水方面做出了重大贡献[5]。地膜覆盖栽培具有增温保水、提高土壤水分和养分利用率、活化土壤养分、抑制土壤盐碱、改善光照条件和提高光合强度等作用，进而促进作物生长发育，产量、品质提高[6-11]。张红梅等[6]研究表明，畦面畦沟全膜覆盖显著提高了大棚内的土壤温度，增产效果较好。董孔军等[12]对谷子进行了4种不同地膜覆盖方式比较，表明垄膜覆盖沟播、全膜双垄沟播、全膜平铺穴播、全膜平铺沟播种植方式明显提高了谷子长势，增产效果明显。刘才宇等[13]研究表明，早春设施西瓜覆膜栽培土壤温度高于不覆膜对照4.2 ℃，果实含糖量显著提高，产量较不覆膜对照增产4.8%。而目前关于设施覆双膜栽培模式在辣椒上的应用却鲜见报道。因此，以设施辣椒为研究材料，打破传统覆膜方式，采用垄沟底覆单层地膜、垄上覆单层地膜和覆双层地膜3种地膜覆盖方式，以不覆膜为对照，采用沟灌水肥供给模式，研究地膜不同覆盖方式对设施辣椒植株生长及产量的影响，旨在探索设施辣椒起垄栽培的最适宜地膜覆盖方式，为设施辣椒高产栽培提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验区概况

试验于2018年4—8月在甘肃省农业工程技术研究院试验基地(37.67°N，102.85°E)全钢架结构塑料大棚内进行。试验区地处甘肃西部、河西走廊东端，属于典型的西北绿洲灌溉农业区，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，年潜在蒸发量2 114 mm，该区地势平坦，年均气温7.10 ℃，≥10 ℃的有效积温2 955.2 ℃，年平均无霜期156 d。试验地为砂壤土，土层深厚，肥力中等，0～20 cm土层内的土壤有机质含量154.26 g/kg，全氮含量1.31 g/kg，碱解氮含量89.7 mg/kg，速效磷含量9.04 mg/kg，速效钾含量181.25 mg/kg。

1.2 试验材料

供试辣椒品种为陇椒3号，属早熟品种，整个生育期132 d，生长势中等，具有丰产性好、品质较优、抗病力强等优点。种苗由甘肃省武威市百利种苗有限公司提供。

1.3 试验设计

试验设覆膜方式1个因素，采用完全随机区组试验设计，试验地前茬作物为茄子，共设置3个处理，分别为垄沟底覆单层地膜(XD)、垄上覆单层地膜(SD)和覆双层地膜(S)，以不覆膜作为对照(CK)。试验共分3个区组，每个区组4个处理，各处理种植顺序随机确定，共12个小区。为了防止灌溉水侧渗，不同处理小区之间用垂直埋深70 cm的薄膜隔开。

1.4 种苗定植及管理

辣椒种植方式采用土壤起垄覆膜栽培模式(图1)。垄面宽70 cm，垄高15～20 cm，每垄种植2行，每垄中间开一小沟，沟口宽25 cm，沟深18 cm，在小沟底覆膜打孔，孔间距30 cm，垄上覆单膜不打孔。灌溉水源为自来水，输水方式采用小水泵加压的管道输水，进水口加装精度为0.001 m3的水表计量灌水量，植株灌溉方式为垄上小沟灌，施肥方式采用文丘里施肥器随水冲施。

每个处理种植1垄(栽植2行)，株距30 cm，行距55 cm，小区面积6.3 m×1.4 m，辣椒苗呈“品”字形错位种植。另选塑料大棚边上2行作为保护行，不采样，在其余种植行进行采样。辣椒于4月28日定植，8月1日拉秧，基肥施用商品有机肥15 000 kg/hm2、硫酸钾型(15-15-15)三元复合肥450 kg/hm2、过磷酸钙375 kg/hm2、硫酸钾225 kg/hm2，撒施于土壤中，拖拉机耕翻。追肥在开花坐果后进行，施用波美浓复合型速效水溶肥，果实膨大前期追施平衡型(20-20-20+TE)水溶肥，果实膨大后期和成熟期追施超钾型(13-6-40+TE)水溶肥，追施次数依据植株生长情况而定。全生育期管理措施与当地高产温室种植模式管理相同，并使各个处理保持一致。

1.5 测定项目与方法

1.5.1 辣椒植株生长指标 分别于辣椒生长的苗期(5月7日)、开花坐果期(5月21日)、成熟期(7月25日)，各小区连续选取5株完整的辣椒植株测定生长指标。

采用钢卷尺和游标卡尺测定辣椒的株高、茎粗、叶片纵横径和主根长。采用SPAD502型叶绿素仪测定叶片叶绿素含量；另外在3个时期各处理连续选取5株健康的辣椒植株进行破坏性取样，测定辣椒地上部和地下部的鲜质量，然后分别装于牛皮纸袋中，置于烘箱105 ℃杀青30 min，之后70 ℃烘干至恒定质量，用千分之一电子天平测定地上部和地下部干质量，并计算根冠比，根冠比=地下部干质量/地上部干质量。选取从植株顶部往下数第3片功能叶测定指标，取其平均值。

1.5.2 产量 在辣椒果实成熟期，分次采收果实，每次采收测定各小区实际产量，汇总后得出总产量，最后按照各个处理分别折算成每公顷的总产量。

1.6 数据处理

试验数据采用SPSS 19.0数据处理系统进行差异显著性分析(Duncan氏新复极差法，P<0.05)，利用Excel 2007软件进行数据记录和作图。

2 结果与分析

2.1 地膜不同覆盖方式对辣椒株高及茎粗的影响

随着生育期的推进，各处理辣椒株高和茎粗均呈现逐渐增加的趋势，覆膜处理下的株高和茎粗显著高于不覆膜对照(表1)。苗期、开花坐果期、成熟期3个时期，覆双膜方式下的株高和茎粗均为最高，除垄沟底覆单膜在开花坐果期的株高和苗期的茎粗外，其均显著高于覆单膜方式和不覆膜对照，株高依次表现为覆双膜>垄沟底覆单膜>垄上覆单膜>不覆膜，覆双膜方式显著高于不覆膜对照87.85%、57.48%和18.67%，垄沟底覆单膜和垄上覆单膜方式下的株高无显著差异，成熟期覆双膜方式分别显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜9.46%和5.82%。3个时期下，覆双膜的茎粗分别显著高于不覆膜对照53.28%、62.77%和46.72%，在苗期和开花坐果期茎粗依次表现为覆双膜>垄沟底覆单膜>垄上覆单膜>不覆膜，垄沟底覆单膜的茎粗显著高于垄上覆单膜25.79%、10.91%，成熟期覆双膜方式显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜9.13%和11.82%，2种覆单膜方式无显著差异。

2.2 地膜不同覆盖方式对辣椒叶片长宽的影响

随着生育期的推进，各处理辣椒叶长和叶宽均呈现逐渐增加的趋势，除苗期叶长外，覆双膜方式的叶长和叶宽均显著高于不覆膜对照(表2)。除开花坐果期的叶长外，其余各时期覆双膜方式下的叶长和叶宽均为最高，除垄上覆单膜在苗期的叶宽外，覆双膜方式的叶宽均显著高于覆单膜方式和不覆膜对照，3个时期分别显著高于不覆膜对照24.74%、81.30%和49.37%，成熟期覆双膜方式叶宽显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜27.57%和34.47%，大小表现为覆双膜>覆单膜>不覆膜。叶长在3个生育时期覆双膜方式与覆单膜方式无显著差异，在开花坐果期和成熟期，覆双膜方式显著高于不覆膜对照37.18%和24.34%。

表1 地膜不同覆盖方式下辣椒的株高及茎粗Tab.1 The plant height and stem diameter of capsicum under different plastic film mulching methods

注：同列不同小写字母表示在不同覆膜方式处理间差异显著(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 地膜不同覆盖方式下辣椒叶片的长度及宽度Tab.2 The length and width of capsicum leaves under different plastic film mulching methods

2.3 地膜不同覆盖方式对辣椒叶片叶绿素含量的影响

随着生育期的推进，各处理辣椒叶片叶绿素含量呈现先增加后降低的趋势。3个生育时期，覆双膜方式下的叶绿素含量均为最高，除垄沟底覆单膜在开花坐果期的叶绿素含量外，其均显著高于覆单膜方式和不覆膜对照(表3)，覆双膜方式分别较垄上覆单膜和不覆膜对照高出9.81%、12.03%、7.74%和12.18%、6.98%、9.13%，差异显著。在苗期和开花坐果期，垄沟底覆单膜方式显著高于垄上覆单膜方式5.66%和8.47%；在成熟期，覆双膜方式显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜7.74%和6.91%，2种覆单膜方式无显著差异。

表3 地膜不同覆盖方式下辣椒叶片叶绿素含量(SPAD)Tab.3 The chlorophyll content of capsicum leaves under different plastic film mulching methods

2.4 地膜不同覆盖方式对辣椒植株鲜质量及主根长的影响

随着生育期的推进，各处理辣椒植株鲜质量和主根长均呈现逐渐增加的趋势，覆膜处理下的植株鲜质量和主根长显著高于不覆膜对照(表4)。3个生育时期下，覆双膜方式的植株鲜质量和主根长均为最高，显著高于覆单膜方式和不覆膜对照，植株地上、下部鲜质量在苗期依次表现为覆双膜>垄沟底覆单膜>垄上覆单膜>不覆膜，在开花坐果期和成熟期依次表现为覆双膜>垄上覆单膜>垄沟底覆单膜>不覆膜。在成熟期，覆双膜方式的地上部鲜质量显著高于垄沟底覆单膜和不覆膜对照21.31%、147.86%，与垄上覆单膜无显著差异，地下部鲜质量在成熟期显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜和不覆膜对照1.30%、1.53%和86.70%，垄上覆单膜与垄沟底覆单膜方式无显著差异。在成熟期，3种覆膜方式的主根长差异均显著，依次表现为覆双膜>垄上覆单膜>垄沟底覆单膜>不覆膜，覆双膜方式的主根长显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜和不覆膜对照4.13%、7.26%和61.10%。

2.5 地膜不同覆盖方式对辣椒植株干质量及根冠比的影响

随着生育期的推进，各处理辣椒植株干质量呈现逐渐增加的趋势，根冠比呈现逐渐下降的趋势，覆膜处理下的植株干质量显著高于不覆膜对照，根冠比显著低于不覆膜对照(表5)。3个生育时期下，覆双膜方式的植株干质量均为最高，显著高于覆单膜方式和不覆膜对照，植株地上、下部干质量在苗期依次表现为覆双膜>垄沟底覆单膜>垄上覆单膜>不覆膜，在开花坐果期和成熟期依次表现为覆双膜>垄上覆单膜>垄沟底覆单膜>不覆膜。在成熟期，覆双膜方式的地上部干质量分别显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜和不覆膜对照0.83%、22.67%和126.72%，3种覆膜方式之间差异均显著，地下部干质量分别显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜和不覆膜对照13.96%、16.23%和36.58%，垄上覆单膜与垄沟底覆单膜方式无显著差异。

表4 地膜不同覆盖方式下辣椒植株鲜质量及根系主根长Tab.4 The fresh weight and main root length of capsicum plant under different plastic film mulching methods

表5 地膜不同覆盖方式下辣椒植株干质量及根冠比Tab.5 The dry weight and root-shoot ratio of capsicum plant under different plastic film mulching methods

2.6 地膜不同覆盖方式对辣椒产量的影响

地膜覆盖方式显著影响了辣椒的产量，覆膜处理的辣椒产量显著高于不覆膜对照，覆双膜处理辣椒产量显著高于覆单膜处理，2种覆单膜处理之间辣椒产量差异不显著(图2)。覆双膜处理辣椒产量分别显著高于垄上覆单膜、垄沟底覆单膜和不覆膜14.58%、12.75%和28.18%。垄上覆单膜辣椒产量显著高于不覆膜对照11.87%，垄沟底覆单膜辣椒产量显著高于不覆膜13.68%，辣椒产量依次表现为覆双膜>垄沟底覆单膜>垄上覆单膜>不覆膜。

不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)The different lowercase letters indicate that the differences between different methods reach a significant level(P<0.05)图2 地膜不同覆盖方式下辣椒的产量Fig.2 The yield of capsicum under different plastic film mulching methods

3 结论与讨论

地膜覆盖是一项用人工方法改善农作物生长环境的栽培技术[14]。本试验通过探究地膜不同覆盖方式对设施辣椒植株生长和产量的影响，发现地膜覆盖条件下辣椒根系生长旺盛，地上部长势及产量均较好，双层地膜覆盖促进辣椒的生长效应更为明显，这可能是由于地膜覆盖提升了土壤温湿度，保墒保温效果显著，为辣椒根系的生长提供了良好的根域环境，这与张红梅等[15]对大棚秋季黄瓜畦面畦沟全膜覆盖栽培的试验结果具有一致性，也与多数地膜覆盖研究结果相一致。而关于单双膜覆盖方式的对比试验未见报道。本试验中垄上覆单膜方式和垄沟底覆单膜方式，辣椒植株的生长指标均显著高于不覆膜对照，这说明辣椒的促生效应与地膜铺设的位置无直接关系，双层地膜覆盖辣椒的长势及产量均显著高于单层地膜覆盖，说明地膜覆盖层数与辣椒植株生长有一定相关性，但关于地膜覆盖层数、地膜铺设位置与土壤温湿度以及辣椒生长之间的关系有待进一步研究。

地膜覆盖能够促进作物生长，改善作物小气候环境，提升作物品质。本研究表明，在辣椒的苗期、开花坐果期和成熟期，垄面覆盖地膜辣椒的株高、茎粗、主根长、地上下部干鲜质量及产量均显著高于不覆膜对照，这与刘传和等[16]的研究结果相似，说明地膜覆盖有效改善了根际土壤水热条件，根系生长环境适宜，养分水分得到充分利用，促进了辣椒植株生长。本试验中还发现，辣椒植株根冠比显著低于不覆膜对照，这与王毅等[17]的研究结果相似，表明地膜覆盖显著促进了辣椒植株地上部的生长，对地上部的促进效应大于地下部。在成熟期，覆双膜方式辣椒的株高、茎粗、叶宽、叶绿素含量、地下部鲜质量、主根长、地上下部干质量和产量显著高于2种覆单膜方式，2种覆单膜方式之间的辣椒产量无显著差异，这说明双层地膜覆盖促进了辣椒植株的生长，增加了产量，其促进效应显著优于单膜覆盖方式，另外，灌溉水肥通过垄沟下渗到根系有效吸收部位，双层地膜覆盖可有效减少膜内水分蒸发，水肥供应能够较好地满足辣椒全生育期所需的水分和养分，这与李浩然等[18]的研究结果相似。2种单膜覆盖方式辣椒产量接近，表明辣椒产量的增加与地膜铺设位置无直接关系，而与地膜在垄上的覆盖层数有一定关联，至于垄上覆盖地膜的层数、地膜颜色及地膜铺设位置三因素与辣椒产量之间的关系有待进一步深入研究。

本试验结果表明，整个生育期垄面覆盖地膜辣椒的株高、茎粗、主根长、地上下部干鲜质量及产量均显著高于不覆膜对照，根冠比显著低于不覆膜对照；在成熟期，覆双膜方式辣椒的株高、茎粗、叶宽、叶绿素含量、地下部鲜质量、主根长、地上下部干质量和产量显著高于2种覆单膜方式，2种覆单膜方式之间的辣椒产量无显著差异。综合分析，设施辣椒起垄覆盖双层地膜是一种能够促进辣椒植株生长、增加产量的地膜覆盖方式，适宜在河西绿洲灌区设施辣椒高产栽培中推广应用。