不同覆膜处理对唐山地区花生生理性状和产量的影响

刘晓光范 燕赵雪飞陈 志苗秉义陈胜萍

(1.唐山市农业科学研究院,河北 唐山 063001;2.开平区农业农村局,河北 唐山 063021)

地膜覆盖作为一种农作物增产、增收的重要措施,可提高水肥利用效率,有显著的保墒作用[1-3]。然而地膜覆盖在生产上的大量使用,给农田环境带来污染问题,制约作物产量和品质的提高[4]。为此,研究者们从覆膜替代品[5-7]、膜厚度[8]、覆盖方式[9]及地膜材质[10-11]等不同角度开展了地膜覆盖对作物生长及土壤水分利用效率的研究。 白丽婷等[12]在覆盖不同地膜与冬小麦生长及水分利用效率关系研究中表明,生物降解膜较普通地膜覆盖栽培冬小麦株高、干物质积累量、产量及水分利用效率均显著提高。 采用黑色地膜覆盖栽培的马铃薯薯块光滑整齐,秧苗素质好、草害轻、品质好、产量高,大薯率＞80%,较透明地膜覆盖增产11.8%[13]。 地膜加秸秆覆盖能明显改善旱作玉米土壤环境,促进玉米的生长发育[13]。 黑色地膜覆盖的小麦田耕层土壤含水量较白色地膜提高了5.3%[14]。 关于地膜覆盖在花生应用的报道主要在不同覆盖方式下花生植株光合性能、土壤含水量、产量及品质的研究[15-17],对地膜覆盖在花生生理性状方面研究报道较少。

花生是河北省特色经济作物,是河北省优势产业,开发潜力较大。 因此,笔者在冀东地区较为特殊的气候特征前提条件下,以本地区主栽花生品种为研究对象,研究不同覆膜处理对花生生理性状和产量的影响,为本地花生增产提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018 年4 月-2019 年10 月在唐山市农业科学研究院试验地进行。 供试土壤为壤土,容重1.2 g/cm3,土壤饱和体积含水率45.2%,肥力中等,土壤碱解氮、速效钾、速效磷含量分别为81.03、185.12、46.24 mg/kg,全氮含量2.45 g/kg,有机质含量为23.6g/kg,土壤p H 值6.82。 全年降雨量变化:2018年月平均降雨量43.2 mm,最大降雨量出现在9月,2019年月平均降雨量44.2 mm。最大降雨量出现在8月份 (图1)。

图1 全年降雨量情况Fig.1 Annual rainfall

1.2 试验设计

供试花生品种为唐山市农业科学研究院选育的唐花9号。 共设4个处理:分别为白膜I(白膜厚度0.001 mm)、白膜II(白膜厚度0.05 mm)、黑膜(黑膜厚度0.01 mm)和不覆膜处理(CK)。三次重复,小区面积100 m2。 2018年4月15日播种,8月30 日收获;2019 年4 月20 日播种,9月5日收获。 底施奥磷丹复合肥(N:P2O5:K2O=17:17:17)750 kg/hm2,结荚期叶面喷尿素(N含量46%)4500 g/hm2+P2O51200 g/hm2,常规栽培管理。

1.3 测定方法

自5月25日起每隔20 d随机取样,各选取10株测定其生长指标(包括株高、叶面积指数、干物质量)。 花生收获后测定小区荚果产量。 分别于4月19日和9月6日两次测定土壤含水率(土层深度20 cm),并计算叶面积指数、土壤贮水量、水分蒸发量、水分利用效率。

1.4 数据统计与分析

采用DPS数据处理系统和Excel 2019软件对试验数据进行整理、统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆膜处理对花生株高的影响

由图2可知,不同覆膜处理与对照比较,花生株高存在明显差异,其中在开花下针期和荚果膨大期,覆膜处理的花生株高极显著高于对照,黑膜和白膜I和白膜II处理的花生成熟期平均株高较不覆膜依次增加23.78%、8.52%和12.13%。 黑膜处理株高显著高于其他两个白膜处理,其中黑膜处理在成熟期两年平均株高比白膜I和白膜II分别增加13.60%、9.94%,白膜II处理与白膜I处理两者间无明显差异。

图2 不同处理株高变化Fig.2 Plant height changes under different treatments

2.2 不同覆膜处理对花生叶面积指数的影响

整个生育期内,覆膜处理的叶面积指数均极显著大于不覆膜(图3),从6月15日到7月5日叶面积指数的增速最快,此时花生生长由苗期转为开花下针期和荚果膨大期,在7月25日叶面积指数达到峰值,而后叶面积指数的下降趋于缓慢,逐渐减小,至7月5日后黑膜处理显著高于其他两个白膜处理,花生成熟及天气干旱因素导致叶片开始转黄枯萎,叶面积指数下降。 在5月25日到6月15日之间,白膜处理高于黑膜,这可能是前期气温低,白膜处理比黑膜的保温效果好,促进了植株更好的生长,但没有达显著水平,可能与中后期气温逐渐升高,黑膜吸热比白膜效果好有关。 白膜II处理与白膜I比较,两者在2018年白膜II处理高于白膜I,差异达到显著水平,而2019年无明显差异,可能与两年降雨不同导致土壤干湿度不同有关。

图3 不同处理叶面积指数变化Fig.3 Leaf area index changes under different treatments

2.3 不同覆膜处理对花生地上干物质量的影响

试验表明,在花生成熟期黑膜处理的干物质积累量最高,比白膜I、白膜II和不覆膜处理依次高13.64%、11.87%、26.18%,差异极显著,黑膜处理干物质量高可能与后期夏季气温偏高,黑色地膜处理可缓解地温过高有关。 白膜I与白膜II处理无明显差异 (图4)。

图4 不同处理地上干物质量变化Fig.4 The mass of dry matter on the ground changed under different treatments

2.4 不同覆膜处理对花生产量的影响

由图5可知,2018 年和2019 年黑膜处理的花生产量极显著高于白膜和不覆膜处理,两年平均依次增产12.92%、7.71%、26.29%,达极显著水平。 白膜I与白膜II无明显差异。

图5 不同处理产量变化Fig.5 The yield changes under different treatments

2.5 不同覆膜处理对花生水分利用效率的影响

两年花生整个生育期内地膜覆盖的土壤水分蒸发量均极显著低于不覆膜,其中黑膜处理又极显著低于其他两个白膜处理;水分利用率方面,黑膜处理高于白膜和不覆膜处理,且达到极显著水平。 白膜II处理与白膜I处理比较,差异不明显 (表1)。

表1 不同处理水分利用效率变化Table 1 Changes of water use efficiency under different treatments

3 结论与讨论

不同覆膜处理对冀东地区花生生理性状影响变化各不相同。 本试验研究发现,覆膜处理与对照不覆膜比较,花生株高和水分利用效率差异达到显著水平,叶面积指数、干物质积累量均极显著大于不覆膜;不同覆膜处理间比较,黑膜覆盖处理的生理性状指标均显著高于白膜处理,白膜II与白膜I两者间无明显差异。 这与李彦强等[19]研究不同膜色及覆膜方式对旱地马铃薯生长的影响结论一致。 采用厚度为0.05 mm 的白色地膜促进花生生长比厚度为0.001 mm 的白色地膜效果好,但两者差异没有达显著水平。

花生因地下结果的特性,对于土壤水分要求相对较高,是其获得高产的主要因素。 曲杰等[20]在不同材质地膜覆盖对夏播起垄覆膜花生产量影响研究结果为,普通白色地膜覆盖和黑色地膜比不覆膜处理分别增产17.0%、14.3%。 本试验研究结果表明,不同地膜覆盖对冀东地区花生的产量具有显著影响,在灌溉总量一定的条件下,地膜覆盖的花生产量极显著高于不覆膜处理,采用黑色地膜和白色地膜覆盖分别比不覆膜处理分别增产26.29%、13.51%,可见采用黑色地膜覆盖的产量增加比白色地膜覆盖效果更明显,与曲杰等结论不一致,这可能与花生播种茬口、栽培模式、试验土壤含水量、土壤肥力特征及天气降雨量不同有关。

综合上述各项指标分析结果,不同地膜覆盖的株高、叶面积指数、干物质积累量、水分利用效率和产量大小依次为:黑膜＞白膜II＞白膜I。 在冀东地区,在灌溉总量一定的条件下,覆膜处理的花生产量极显著高于不覆膜处理,黑膜处理水分利用效率显著高于白膜,选用黑膜覆盖在开花下针期和荚果膨大期的生长速度较白膜高。 本试验是在壤土条件下得出的结论,对于其他土壤质地条件下不同地膜覆盖对花生生理性状和产量的影响还有待深入研究。