摘 要:为了探究麻地膜覆盖栽培在草莓上的应用效果,通过对比试验比较不同膜覆盖条件对草莓形态、糖度及产量的影响,进而为麻地膜在设施栽培中的应用提供理论依据。试验以“甜查理”为供试材料,设置麻地膜、塑料地膜和不覆膜3种种植方式,采用单因素随机区组排列方式开展田间试验。结果表明:相较于无膜,麻地膜覆盖能显著提高10cm土层处土壤温湿度,土壤温度提高6.00%~41.72%,土壤湿度提高12.81%~77.25%;同时提高了草莓果实大小、单果重量及产量,其中果长提高0.37%~27.45%,果宽提高10.16%~39.27%,果厚提高1.70%~25.75%,单果重量提高2.56%~54.93%,且其糖度显著增加,达到2.66%~57.44%,产量增幅达到34.6%。
关键词:大棚;麻地膜;草莓形态;糖度
草莓(Fragaria×ananassa Duch.)是蔷薇科草莓属多年生浆果类草本果树,营养价值高,浆果柔软多汁,素有“水果皇后”的美称[1-2]。其生产周期短、见效快、经济效益高,是优质高效的农业典范[3-4]。地膜覆盖因具有良好的保温、保湿、防草效果,已成为农业生产中的一项常用措施,被誉为农业栽培领域内的一场“白色革命”[5],同时有数据显示,我国玉米生产中使用地膜覆盖技术后每年增产超100亿kg[6]。为了解决塑料地膜带来的“白色污染”问题[7-11],中国农业科学院麻类研究所以苎麻落麻、黄麻为主要原料研制成超薄、较高强度的农用环保型麻地膜[12],其具有较好的保水保温性能,能增强土壤的储水能力,减少土壤水分的蒸发,提高作物的水分利用效率[13],在白菜、辣椒种植和水稻育秧等试验示范及推广中效果良好[14-15]。
草莓外观品质的好坏会影响其商品价值,单产的高低、口感的优劣与品种、栽培条件及其管理水平等诸多因素有关[16]。“甜查理”为河南省草莓主栽品种,其风味口感偏淡,酸甜适中[17-18],本试验针对不同类型地膜覆盖对草莓形态、糖度、产量及经济效益的影响进行了分析,旨在为麻地膜覆盖栽培在草莓生产上的推广应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验安排在与信阳市农业科学院植物营养与资源环境研究所合作的万德草莓种植专业合作社进行,当地属亚热带向暖温带过渡性气候,年平均气温15.3℃,年均降雨量900~1400mm,试验地土质为黄褐土,墒情足,肥力中等。使用的地膜分别为中国农业科学院麻类研究所研制的可降解麻地膜和市售农用塑料地膜,供试草莓品种为“甜查理”,试验小区处于同一大棚中。
1.2 试验方法
在大棚内设麻地膜覆盖(T)、塑料地膜覆盖(PE)和无覆盖(CK)3个处理,3次重复,随机排列,小区面积4m2(5m×0.8m),种植密度105000株/hm2,施农家肥(猪粪)30000kg/hm2,复合肥(m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=15∶15∶15)750kg/hm2,生物菌肥(枯草芽孢杆菌3×108cfu/g)2400kg/hm2。
试验数据采集工作于测量日的上午10:00进行,在生长度一致的植株中随机摘取10颗果实表面着色达到80%以上的草莓,分别进行测量,每隔7d为一个测量点(对应测量点如表1)。
1.2.1 土壤温湿度测定
使用TA290探针式温湿度计测量10cm土层温湿度。
1.2.2 果长( 纵径) 、果宽( 横径) 、果厚测量
使用成量CL050型高精度数显游标卡尺分别测量草莓果长、果宽、果厚,具体测量位点见图2。
果长:草莓去除果柄和萼片后,顶端至尖端的距离;
果宽:俯视草莓果实,图2中所示最宽处距离;
果厚:俯视草莓果实,图2中所示最窄处距离。
1.2.3 糖度测定
选取10个成熟度一致的草莓榨汁后过滤备用,使用力辰手持折射仪(0~32% Brix)测量草莓糖度。
1.2.4 单果重和产量测定
使用浦春JE2002型电子天平测量草莓单果重和产量。
1.3 数据处理
试验数据采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0软件进行处理与统计学分析。
2 结果与分析
2.1 大棚内不同地膜覆盖对土壤温湿度的影响
表2表明,各测量日土壤温度均表现为塑料地膜处理的高于麻地膜和无膜的,差值范围分别在0.14~3.28℃和1.30~6.28℃,而麻地膜覆盖比无膜覆盖的温度高出1.12~3.88℃。除第10测量日外,各测量日无膜覆盖条件下的土壤温度与塑料地膜、麻地膜覆盖条件下的土壤温度差异均达到显著水平。从麻地膜和塑料地膜温度差异上看,在第1~4和第8~9测量日差异不显著,第5~7和第10测量日差异显著。
各测量日土壤湿度均表现为麻地膜高于塑料地膜和无膜的,差值范围分别在0.4%~10.2%和7.2%~32.6%,塑料地膜高出无膜的湿度范围在4.6%~32.0%。除第2测量日外,各测量日麻地膜和塑料地膜间土壤湿度差异均不显著,除第6、7、10测量日外,无膜覆盖与麻地膜、塑料地膜土壤湿度差异均达到显著水平。
2.2 大棚内不同地膜覆盖对草莓果实形态的影响
表3表明,除第9测量日出现无膜处理果长大于麻地膜处理果长的情况外,麻地膜和塑料地膜处理在各测量日的果长均高于无膜的,差值范围分别在0.15~10.40mm和2.51~3.65mm,且分别在第1、2、4、8、10测量日和第2、6、8、9测量日差异达到显著;在第1~4和第10测量日,麻地膜果长较塑料地膜果长高出0.07~7.01mm,且在第4测量日差异达到显著水平,其余测量日则表现为塑料地膜果长高于麻地膜果长,差值范围在0.04~5.12mm,且在第9测量日差异达到显著水平。
从草莓果宽上看,除第5、9测量日出现无膜处理的高于麻地膜的外,其余测量日均表现为麻地膜和塑料地膜处理高于无膜的,差值范围在2.42~11.21mm和2.66~3.89mm,且分别在第1~4、6测量日和第2、6、8、9测量日差异达到显著水平;在第1~4、6测量日表现为麻地膜处理的果宽高于塑料地膜的,差值范围在1.75~8.00mm,且在第3、4测量日差异达到显著水平,其余测量日则表现为塑料地膜处理的果宽高于麻地膜的,差值范围在0.02~3.70mm,且在第9测量日差异达到显著水平。
从草莓果厚上看,除第9测量日出现无膜处理的高于麻地膜的外,其余测量日均表现为麻地膜和塑料地膜处理的高于无膜的,差值范围在0.45~6.48mm和2.58~3.78mm,且分别在第2~4、6、8、10测量日和第2~10测量日差异达到显著水平;在第2~4、6、8、10测量日表现为麻地膜处理的果厚高于塑料地膜的,差值范围在0.61~3.20mm,且在第4测量日差异达到显著水平,其余测量日则表现为塑料地膜处理的果厚高于麻地膜的,差值范围在0.98~4.13mm,且在第9测量日差异达到显著水平。
2.3 大棚内不同地膜覆盖对草莓果重、糖度和产量的影响
表4表明,在第2~5、8~10测量日果重表现为麻地膜处理的高于无膜的,差值范围在0.41~5.31g,且在第2、4、8~10测量日差异达到显著水平;在第2~10测量日塑料地膜处理的果重均高于无膜的,差值范围在2.69~3.32g,且在第2、4和第8~10测量日差异达到显著水平;在第2~4和第9~10测量日表现为麻地膜处理的果重高于塑料地膜的,差值范围在0.52~2.33g,差异未达显著水平;第5~8测量日表现为塑料地膜处理的果重高于麻地膜的,差值范围在0.60~6.34g,且在第6测量日差异达到显著水平。
从草莓糖度上看,在第2~10测量日麻地膜和塑料地膜处理的高于无膜的,差值范围分别在0.20%~3.01%和0.60%~0.90%,且分别在第2~4、6~8、10和第2~4、10测量日差异达到显著水平;在第6~8测量日表现为麻地膜处理的糖度高于塑料地膜的,差值范围在0.77%~2.31%,且差异均达到显著水平;在第2~5、9、10测量日表现为塑料地膜处理的糖度高于麻地膜的,差值范围在0.05%~0.45%,高出0.77%~5.50%,且在第3测量日差异达到显著水平。
表5表明,在各测量日麻地膜和塑料地膜处理的产量都较无膜的高,在第3~4、9~10测量日麻地膜处理产量比塑料地膜的高,其余测量日则表现为塑料地膜处理产量高于麻地膜的,在总产量上两者基本保持一致,塑料地膜处理的较之麻地膜的高出1.9%,且二者产量均高于无膜覆盖的,其中麻地膜处理较之无膜的增产34.6%。
2.4 大棚内不同地膜覆盖条件下草莓果长、果宽、果厚与果重的相关性
从图3、表6可以看出,在麻地膜覆盖条件下草莓果长、果宽、果厚与果重的相关系数分别为0.6837、0.7633、0.6667,塑料地膜覆盖条件下上述指标相关系数分别为0.8133、0.8886、0.7588,无膜覆盖条件下分别为0.7943、0.8452、0.7224,各处理均表现出一定的强相关性。其中以塑料地膜覆盖条件下果宽与果重的相关性最高,达到0.8886,最低的是麻地膜覆盖条件下果厚与果重的相关性,为0.6667。3种覆盖条件下均表现为果宽与果重的相关性最高,分别为麻地膜的0.7633,塑料地膜的0.8886和无膜覆盖的0.8452。
3 讨论与结论
3.1 麻地膜覆盖提高土壤温度、湿度
适宜的温度、湿度能够促进草莓植株生长和坐果,麻地膜覆盖下的温度显著高于无膜覆盖的,温差达1.12~3.88℃,高出6.00%~41.72%;湿度在坐果前中期也显著高于无膜覆盖的,湿度差达4.6%~32.0%,高出9.62%~75.83%,这对气温偏低的坐果前期较为有利。
随着温度的升高,草莓幼苗光合曲线参数受到显著影响,其最大净光合速率呈降低趋势,暗呼吸速率呈上升趋势,影响草莓生长[19],相较于塑料地膜,空气透过性好的麻地膜增温平稳,不会造成烧苗,不会有膜下结水珠现象[12],可减少作物病害发生[20]。有研究[21]表明,上午的高温管理及夜间的低温管理,可促进草莓形成大果及高糖度果实。本试验中的麻地膜在白天有提高土壤温度的作用,促进草莓植株根系营养的吸收,且相较于塑料地膜,夜间又能够更高效地降低土壤温度,更有利于草莓糖分的积累,提高糖度。
3.2 麻地膜覆盖提高果实大小、重量
通过对不同地膜覆盖条件下草莓果实形态和重量相关性的分析,发现麻地膜覆盖下果宽与果重的相关系数达到0.7633,呈强相关,同时塑料地膜、无膜覆盖下也表现为果宽与果重的相关性最高,分别达到0.8886和0.8452,说明果宽对果重的影响较果长、果厚要大。
作为直观反映草莓品质的指标,几乎所有测量日麻地膜覆盖下的果实大小和重量都比无膜覆盖要大,单果长、宽、厚分别比无膜覆盖高出0.37%~27.45%、10.16%~39.27%和1.70%~25.75%,且在结果前期麻地膜覆盖也比塑料地膜覆盖的果实要大、要重,单果长、宽、厚分别比塑料地膜覆盖高出0.15%~17.00%、5.88%~25.17%和2.01%~10.91%,果重高出2.01%~10.91%,这和草莓上市前期较高的市场价格契合,能够在一定程度上提高果农收入,显示出麻地膜在草莓覆盖栽培上的优势。
3.3 麻地膜覆盖增加草莓糖度
麻地膜覆盖能够显著提高草莓糖度,增加草莓含糖量,相较于无膜覆盖,糖度高出0.20%~3.01%,增幅达2.66%~57.44%,除第5、第9测量日外,其余测量日均达到差异显著水平。
本研究中各测量日麻地膜覆盖下的草莓糖度均高于无膜的,并在前期和后期高出塑料地膜覆盖的草莓,增幅达0.77%~5.50%,从品质上显示出更强的竞争力。
3.4 麻地膜覆盖提高草莓产量和经济效益
从产量数据上来看,相较于无膜覆盖,塑料地膜和麻地膜覆盖在草莓总产量上有较大幅度的提高,升幅分别为37.2%和34.6%,达到20026.30kg/hm2和19649.16kg/hm2,增收约10.86~16.28万元/hm2和10.10~15.15万元/hm2。从节本方面考虑,相较于塑料地膜1500~2000元/hm2的成本和2400~3000元/hm2的撤膜成本,麻地膜的市售价格约为2750元/hm2,无须撤膜、回收,可节省成本1150~2250元/hm2,节本作用明显。
通过试验发现,覆盖栽培能显著提高土壤温湿度,适宜的温湿度条件必然对作物生长发育产生积极的影响[15]。试验表明,麻地膜和塑料地膜覆盖两种方式对草莓生长发育均有明显促进效果,在提高草莓经济效益方面,两种栽培方式之间差别并不显著,但二者均优于无膜覆盖栽培,这得益于二者对草莓单果重和甜度的提高,该结果同麻地膜覆盖栽培黄瓜、柑橘的研究结果相似[22-23]。同时,覆盖栽培能够促进草莓对土壤养分的吸收,进而导致土壤速效养分含量的显著下降,但这一养分亏缺问题可由麻地膜还田解决[24],这是其相较于塑料地膜的一大优势。
综上所述,麻地膜在草莓栽培应用中表现良好,其覆盖栽培能显著提高土壤温度、湿度,提高草莓果实大小,并以果宽为主要影响因素提高单果重量,进而提高草莓产量,同时显著增加其糖度,在提高果农收益的同时降低了用膜成本,是一种无公害的环境友好型地膜,为设施栽培中麻地膜的应用提供了理论依据。
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文章摘自:史鹏飞,张丽霞,郭晓彦等.塑料大棚草莓麻地膜覆盖效应研究[J].中国麻业科学,2023,45(03):106-113.