覆膜处理对生姜萌芽与生长的影响

朱书兴, 缪才凌, 柯 丹, 夏 颖, 杜孝田, 庞 敏, 黄 科

(1.重庆三峡学院生物与食品工程学院, 重庆 万州 404120;2.重庆文理学院园林与生命科学学院, 重庆 永川 402160)

生姜(ZingiberofficinaleRosc)药食同源,在国内外都有大量种植。对块茎植物的栽培研究结果表明,其生长发育与水分、温度相关。比如,半夏块茎在土壤湿度为70%～85%时,生长发育较好,各种糖、蛋白质等物质也迅速累积[1]。

对我国农作物种植方式的研究表明,覆膜种植能有效提高土壤的水热利用率[2-4],且覆膜处理有较好的增温作用[5]。此外,覆膜栽培方式也对农作物生长发育有一定影响,对玉米生长发育与农艺性状研究发现,覆膜条件下玉米的出苗期显著早于露地栽培的出苗期,株高和叶数也优于露地栽培模式[6-7]。可见,覆膜栽培模式对土壤温度、湿度和农作物的生长发育有一定影响,但覆膜栽培对生姜生长发育影响研究鲜见报道,因此,本研究通过覆膜的方式研究土壤温度、湿度对生姜生长发育的影响,为进一步提高生姜的田间生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

实验栽培的生姜为四川、重庆等地主要栽培的竹根姜群体品种。

1.2 试验设计

试验地点为重庆文理学院园林与生命科学学院教学科研基地。定植时间为2022年3月6日,在直径、高度为36 cm×36 cm的营养钵中定植,姜种选择无病虫危害的健康姜块,试验土壤为田园土。

取18个营养钵,每个营养钵中先加入约10 cm的田园土,2个姜种,再加入15 cm的田园土。设2个处理:覆膜处理组(F),对照组(ck),第1天浇水使土壤湿度到60%,后期不浇水。分别测定两处理组的土壤温度、湿度及生姜萌芽率、株高、叶面积和鲜重等。

1.3 测定方法

1.3.1测定土壤温度

采用酒精温度计测量两处理组的土壤温度,3次重复,共统计60 d。

1.3.2测定土壤湿度

将土壤酸度湿度测试仪的探针插入4 cm的土层中,分别测量覆膜与未覆膜的土壤湿度,3次重复。

1.3.3生姜株高、叶面积的测量

待生姜出芽后,分别测定两处理组中生姜的株高,叶面积,5月23日—6月23日每隔15 d测量生姜的株高,5月23日、6月8日、6月23日测定生姜第2片展开叶叶面积,3次重复。

1.3.4称量姜块鲜重

于2022年7月2日测量生姜的姜块鲜重,用电子天平称量每个营养钵姜块鲜重,3次生物学重复。

1.4 数据处理

数据统计采用Microsoft office Excel 2013软件分析,方差分析利用SPSS 17.0软件中的One-way ANOVA进行。

2 结果与分析

2.1 覆膜下土壤温度变化

温度观察天数为60 d,生姜定植前20 d内ck与F处理组土壤温度较为接近,覆膜后平均温度比不覆膜高1～2 ℃。定植20～35 d,覆膜后平均温度比不覆膜高2～3 ℃,具有显著差异;定植35 d后,覆膜后温度明显升高,与不覆膜处理差异极显著,后期覆膜温度明显升高到36 ℃(图1)。

图1 覆膜下土壤温度变化

2.2 覆膜下土壤湿度变化

湿度观察天数为60 d,F处理组土壤湿度均保持在60%左右,其湿度变化范围为55%～67%,ck土壤湿度随着时间推移呈下降趋势,土壤湿度最低为19.5%。3月6日至4月5日,F处理组与ck组的土壤湿度无显著差异;而4月11日至5月5日ck组的土壤湿度呈下降趋势,且与ck组差异显著(图2)。

图2 覆膜下土壤湿度变化

2.3 覆膜对生姜萌芽率的影响

对生姜进行覆膜处理, 探求覆膜处理对生姜萌芽率的影响,试验结果表明(图3),覆膜处理后生姜的萌芽率为60.1%,ck组的生姜萌芽率为40.1%,二者差异显著,表明覆膜处理可促进生姜萌芽,显著提高生姜的萌芽率。

注:不同小写字母为差异显著(p <0.05)。下同。

2.4 覆膜对生姜株高、叶面积及鲜重的影响

2.4.1对生姜叶面积的影响

测定期间,F、ck组生姜叶面积大小均随着时间延长逐渐增大,F处理组的叶面积平均为29.1 cm2,ck组叶面积平均为23.4 cm2,且二者差异显著。说明覆膜处理能促进生姜的叶面积生长(图4)。

图4 覆膜处理对生姜叶面积的影响

2.4.2对生姜株高的影响

测定期间,F、ck组生姜株高均呈升高趋势,F处理组的平均株高为38.5 cm,ck的平均株高为29.5 cm,且F处理组株高均显著大于ck。说明覆膜处理能促进生姜株高生长(图5)。

图5 覆膜处理对生姜株高的影响

2.4.3对姜块鲜重的影响

7月2日测定生姜鲜重,F处理姜块鲜重平均为163.5 g,ck姜块鲜重平均为110.2 g,二者差异显著,说明覆膜处理可促进生姜后期生长,鲜重增加(图6)。

图6 覆膜处理对生姜鲜重的影响

3 讨论与结论

覆膜能有效提高土壤温度、湿度,土壤温度升高能促进种子萌发和后期的生长发育[8],而较高的温度会抑制作物生长,导致作物枯萎或者死亡。温度过高时会影响农作物根系吸收养分,导致农作物早衰[9],光合特性指标下降和叶绿素含量降低[10]。本研究结果表明,覆膜处理后,处理组的土壤平均温度比对照组高1～3 ℃;此外,覆膜处理组土壤湿度保持在一个较高水平(60%左右),对照组土壤湿度随着时间推移下降;与此同时,覆膜处理组的生姜萌芽率显著高于对照组生姜的萌芽率。覆膜处理可通过调节土壤中温度、湿度的变化来促进生姜萌芽。有研究表明,合适的土壤温度能提高黑心菊根系吸收量,有助于植物地上部分的成长和发育[12]。对覆膜后期生姜的株高、叶面积和鲜重研究发现,覆膜处理能提高后期生姜的株高、叶面积和姜块的鲜重,推测可能是由于覆膜处理后,土壤温度的升高和土壤湿度维持在60%左右,形成适宜姜种发芽的生态微环境,使得萌发的姜芽与对照组相比更加健壮,从而影响生姜后期长势及产量。