不同颜色地膜和增施生物有机肥对甜瓜生长、光能利用效率及果实品质的影响
2024-12-31刘斌寇燕燕陈亮杨世梅颉建明
DOI:10.16861/j.cnki.zggc.2024.0208
摘""" 要:为探究不同颜色地膜和增施生物有机肥对甜瓜生长发育和光能利用效率的调控效应,在大田条件下以甜瓜为试材,研究了3种不同颜色地膜覆盖[黑膜(B)、黑白相间膜(W)、上银下黑双色膜(S)]和3种生物有机肥施肥量[1800 kg·hm-2(H)、1200 kg·hm-2(M)、600 kg·hm-2(L)]对甜瓜生长发育、产量和光能利用效率(PUE)的影响。结果表明,不同颜色地膜处理下,S膜处理甜瓜的平均生物产量、经济产量和PUE较覆透明膜不施生物有机肥(CK)分别显著提高了23.35%、20.50%、23.61%,且显著高于W膜和B膜。甜瓜生育前期,在提高甜瓜叶面积指数和比叶质量方面表现为S膜gt;W膜gt;B膜,生育后期为S膜gt;B膜gt;W膜。S膜覆盖甜瓜果实可溶性糖和维生素C含量较CK分别显著提高了13.52%和26.21%,可滴定酸含量显著降低了17.07%。在不同处理组合下,SM、SH较其他组合处理增加了甜瓜全生育期的蔓长和比叶质量、果实膨大期和成熟期的叶面积指数及成熟期的茎粗,提高了甜瓜果实可溶性糖和维生素C含量,降低了可滴定酸含量。在产量和光能利用效率方面,SM、SH处理的生物产量、经济产量和PUE较CK分别显著提高了24.54%、22.98%、23.61%和24.95%、21.74%、25.00%。综上,建议河西走廊沙漠绿洲灌区甜瓜种植地膜颜色为上银下黑双色膜,增施生物有机肥用量为1200 kg·hm-2。
关键词:甜瓜;有色地膜;生物有机肥;生长发育;光能利用效率
中图分类号:S652""""""""""""" 文献标志码:A""""""""""" 文章编号:1673-2871(2024)11-086-09
收稿日期:2024-03-27;修回日期:2024-07-08
基金项目:甘肃省青年科技基金项目(23JRRD0001);甘肃省水利科学试验研究及技术推广项目 (23GSLK041)
作者简介:刘""" 斌,男,工程师,主要从事农业水利工程建设管理与作物栽培技术研究。E-mail:347582892@qq.com
通信作者:颉建明,男,教授,主要从事蔬菜栽培生理与生态研究。E-mail:1067151505@qq.com
Effects of different colors of film mulching and additional application of bio-organic fertilizer on the growth , light energy use efficiency and fruit quality of melons
LIU Bin1, 2, KOU Yanyan1, 2, CHEN Liang2, 3, YANG Shimei2, XIE Jianming2
(1. Gansu Jingtaichuan Irrigation Water Resources Utilization Center, Jingtai 730400, Gansu, China; 2. College of Horticulture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu, China; 3. Gansu Provincial Institute of Agricultural Engineering and Technology, Wuwei 733006, Gansu, China)
Abstract: In order to investigate the regulatory effects of different colors of mulch and additional application of bio-organic fertilizer on the growth, development and light energy use efficiency of melons, the effects of 3 different colors of mulch [black mulch(B), black and white mulch(W), and top silver and bottom black mulch(S)] and 3 kinds of bio-organic fertilizers [1800 kg·hm-2(H), 1200 kg·hm-2(M), and 600 kg·hm-2(L)] on the growth, development, yield and light energy use efficiency(PUE)were investigated under field conditions. The results showed that under different colors of film treatment, the average biological yield, economic yield, and PUE of melons treated with S film were significantly increased by 23.35%, 20.50%, and 23.61%, respectively, compared to those treated with transparent film without bio-organic fertilizer (CK), and were significantly higher than that of W film and B film. The improvement of leaf area index and specific leaf mass showed S filmgt;W filmgt;B film in the early stage, and it was S filmgt;B filmgt;W film in the late stage. The soluble sugar content and vitamin C of melon fruits covered with S film were significantly increased by 13.52% and 26.21%, respectively, while the content of titratable acid was significantly reduced by 17.07%, compared to that of CK. Under different treatment combinations, SM and SH increased the vine length, specific leaf mass, and leaf area index throughout the entire growth period of melon, as well as the stem thickness during fruit enlargement and maturity. They also increased the soluble sugar and vitamin C content of melon fruits, while reducing the titratable acid content. In terms of yield and light energy use efficiency, SM and SH treatment significantly increased biological yield, economic yield and PUE by 24.54%, 22.98%, 23.61% and 24.95%, 21.74% and 25.00%, respectively, compared with CK. In conclusion, it is recommended that the color of the ground film for melon cultivation in the desert oasis irrigation area of the Hexi Corridor is upper silver and lower black bi-color film, and the fertilizer application rate of additional bio-organic fertilizer is 1200 kg·hm-2.
Key words: Melon; Colored mulch; Bio-organic fertilizer; Growth and development; Light energy use efficiency
地膜覆盖栽培是旱地农业高效节水用水和作物高产、稳产的关键实用技术[1]。研究表明,地膜覆盖能节水抗旱、保墒增墒,降低土壤水分的热能消耗,在一定程度上减少地表径流和肥料的挥发、淋溶和流失,可营造抑制杂草、增光提温及改善作物生长的非生物环境,提高作物水肥光利用效率,进一步促进作物生长发育,提质增产,广泛推广应用于小麦、玉米等粮食作物和蔬菜、果树等经济作物[2-5]。研究表明,透明地膜和白色地膜白天增温效果明显,但夜间保温性较差,膜下杂草丛生,不利于作物生长,且容易造成白色污染[6]。覆盖白色地膜可以显著促进作物生育前期的生长,但是土壤水肥过早的消耗会导致作物生长后期土壤水肥水平低下,出现早衰减产的现象[7]。为了改善和解决透明地膜和白色地膜覆盖的缺点及造成的生态问题,有色地膜[8]、除草地膜[9]、可降解地膜[10]、液态地膜和营养地膜[6]等不同功能和材质的地膜得到了开发和应用。
有色地膜是根据不同颜色染料对太阳光谱的透射、吸收和反射及作物、害虫对颜色的反应规律,在普通地膜中加入不同颜色的染料制成的[11]。研究表明,有色地膜不仅可以改善土壤环境,抑制田间杂草的发生和生长,还可以通过吸收和反射不同光线从而影响作物对光敏色素的吸收,进一步影响作物生长发育和产量[12]。研究表明,不同作物对不同颜色地膜的反应存在较大差异,青椒覆盖银灰色、无色及黑色地膜的产量均显著提高[13]。在果树行间铺设银灰色地膜能有效增加梨、苹果树冠下部叶片的光照,促进叶片的光合作用和花芽的形成,从而提高果实的成熟度和可溶性固形物含量,并且果实着色较好[14]。
研究表明,生物有机肥与无机化肥相比,养分长效、全面、均衡,施用后可以显著提高土壤中有机碳的含量,有效改善作物的品质和提高作物产量[15]。生物有机肥增施底肥或追肥,可显著改善作物光合特性,促进养分均衡吸收,提高作物的产量和品质[16]。王玉红等[17]研究表明,增施生物有机肥能有效促进黄瓜植株生长,显著提高了株高、茎粗、果实纵径及横径,增产率为10.5%。张昆等[18]研究表明,增施有机肥可以提高茶叶氨基酸、咖啡碱和水浸出物的含量,进而提高茶叶产量与口感品质。
河西走廊沙漠绿洲灌区是我国西北地区重要的旱作农业区,具有光热资源丰富、土壤结构疏松等特性,是优质甜瓜的生产基地[19]。但近年来,民勤绿洲降水较少且为短时强降雨,土壤水分蒸发强烈,农业生产水分利用率低,瓜农为了获得高产和高效益,长期大量施用化肥导致的土壤理化性状降低等问题日益凸显,造成甜瓜产量和品质明显下降,农民收入和经济效益显著降低。长期以来,甜瓜增产提质的栽培措施大多集中在间套作[20]、水肥调控[21]等方面,而利用不同颜色地膜和增施生物有机肥等综合栽培措施对甜瓜生长发育、产量、品质和光能利用效率影响的研究鲜有报道。因此,笔者以甜瓜为试料,选用3种不同颜色地膜和增施不同生物有机肥施肥量,研究不同颜色地膜覆盖和增施生物有机肥量对甜瓜生长发育、产量、品质和光能利用效率的影响,探索适宜河西走廊沙漠绿洲灌区甜瓜种植较佳的地膜颜色和生物有机肥增施量,以期为优化甜瓜高产高效、优质栽培关键技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验在甘肃省民勤县农业技术推广中心试验站进行。试验区位于甘肃河西内陆东段的民勤绿洲,为半封闭内陆荒漠区,温带大陆性极干旱气候,年均降水量115 mm,且多为低于5 mm的无效降水,年蒸发量2644 mm。冬冷夏热,光照充足,昼夜温差25.2 ℃,年均气温7.8 ℃,日照时数3073 h,无霜期162 d。
1.2 材料
供试甜瓜品种为民勤绿洲灌区主栽的早熟品种金红宝,由甘肃宇海农业科技有限公司选育。供试生物有机肥为沃华农生物有机肥,以乳酸菌及酵母菌为主体,其中有效菌数为5000万·g-1以上,活性成分:(氮+磷+钾)含量(w,后同)≥5%,有机质含量45%,由山东沃华农业科技股份有限公司提供;供试地膜为黑膜、黑白相间膜、上银下黑双色膜和透明膜,由甘肃省武威市大和塑业有限公司提供。
1.3 试验设计
试验采用二因素裂区试验设计。设地膜覆盖颜色为主区,增施生物有机肥施肥量为副区。地膜覆盖颜色设3个水平,分别为黑膜(B)、黑白相间膜(W)、上银下黑双色膜(S);增施生物有机肥施肥量设3个水平,分别为高(1800 kg·hm-2,H)、中(1200 kg·hm-2,M)、低(600 kg·hm-2,L),共9个处理组合,分别为BH、BM、BL、WH、WM、WL、SH、SM、SL,以覆透明膜不施生物有机肥为对照(CK)(表1)。试验共10个组合处理,3次重复,30个小区,小区面积为2 m×20 m=40 m2。甜瓜于2021年5月2日种植,8月8日收获。
甜瓜采用水旱塘栽培方式,水旱塘宽2 m,水沟宽70 cm,旱塘宽130 cm,株距45 cm,保苗数为22 000株·hm-2,双蔓整枝,每株留1果。播种开沟时,将生物有机肥与传统基肥(当地施肥习惯为不施用生物有机肥)一次性集中施入,基肥为磷酸二铵[64%(w,后同)(N含量18%;P2O5含量46%),云南三环中化化肥有限公司生产]150 kg·hm-2、尿素[N含量≥46.4%,甘肃刘化(集团)有限责任公司生产]300 kg·hm-2、过磷酸钙(P2O5含量≥12%,山东科达化肥有限责任公司生产)750 kg·hm-2。坐瓜后追施尿素150 kg·hm-2、硫酸钾[K2O含量≥52%,甘肃刘化(集团)有限责任公司生产]75 kg·hm-2,在果实膨大期追施尿素75 kg·hm-2。果实膨大期用尼龙网垫垫瓜,其他田间管理按常规进行。
1.4 测定指标与方法
蔓长、茎粗测定:在甜瓜开花坐果期(7月3日)、果实膨大期(7月16日)、成熟期(8月8日),每个小区选长势一致的10株分别用钢卷尺、游标卡尺测定蔓长、茎粗。
比叶质量、叶面积测定:叶面积采用相关系数法测定,叶面积=长×宽×0.68[22]。在甜瓜开花坐果期、果实膨大期、成熟期,每个小区选取长势均匀的3株,测定每株叶片总数,并取1片功能叶片测定叶面积,将叶片于105 ℃下杀青0.5 h后,然后在80 ℃下烘至恒质量,用于计算比叶质量。比叶质量/(mg·cm-2)=叶干质量/叶面积。叶面积指数(LAI)= 绿叶面积/土地面积。
生物产量:在甜瓜成熟时,每个小区选取5株,整株于105 ℃杀青30 min,80 ℃烘干至恒质量,测定干物质量。
经济产量:在甜瓜成熟时,每个小区采收全部果实计产。
选取5个果实测定果实品质。采用WYT-A型手持糖度折光仪测定可溶性固形物含量;采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[23];采用2,6二氯靛酚法测定维生素C含量[23]。采用GMK-855F型酸度计测定可滴定酸含量[23]。
甜瓜生育期总辐射用HOBO气象观测系统(H21型)自动获取。甜瓜生育期(5月2日至8月8日)总日射量累积为1.72×1013 J·hm-2。光能利用效率(PUE)/%=(H×M)/E×100。式中:H为单位干物质所放出热量,一般采用平均值1.779×104 J·g-1;M为单位面积上平均物质收获量(g·hm-2);E为农作物生育期间的总日射量累计值(J·hm-2)[24]。
1.5 数据处理
采用SPSS 19.0 软件进行数据统计分析,基于试验设计,因地膜覆盖比增施生物有机肥对甜瓜生产和产量的影响显著,以地膜覆盖颜色进行主因素分析,采用新复极差法(Duncan)比较不同处理间的差异显著性,采用Excel 2007 软件制图。
2 结果与分析
2.1 不同颜色地膜覆盖和生物有机肥施肥量对甜瓜植株生长的影响
2.1.1 蔓长 在甜瓜的果实膨大期和成熟期,与CK相比,有色地膜覆盖均能促进蔓的生长,随着生育期的推进,增长速率呈下降的趋势(表2)。不同颜色地膜覆盖下,S膜、W膜平均蔓长较CK在甜瓜开花坐果期、果实膨大期、成熟期分别显著增长了21.85%、18.31%、13.47%和10.47%、12.29%、8.59%。S膜和W膜的平均蔓长在甜瓜开花坐果期和果实膨大期均显著高于B膜,处理效果为S膜gt;W膜gt;B膜。同一颜色地膜不同有机肥施肥量下,甜瓜各生育期的蔓长均无显著差异。
不同组合处理下,在甜瓜开花坐果期,各处理水平下SH处理的蔓长最大,为79.67 cm,与SM、SL处理差异不显著,但显著高于其他处理,较CK(60.56 cm)显著增长31.56%;WH(68.13 cm)、WL(67.24 cm)的蔓长均显著高于CK,CK的蔓长高于BH、BM、BL处理,与BH处理差异显著,与BM、BL处理差异不显著。在甜瓜果实膨大期,各处理水平下SH的蔓长(96.87 cm)分别显著高于BH、BM、BL、WM、WL和CK 18.50%、17.21%、15.01%、11.05%、10.66%和23.53%,与其他处理差异不显著;WM(87.23 cm)、WL(87.54 cm)处理的蔓长显著高于CK,与除SH外的其他处理差异不显著。在甜瓜成熟期,各处理水平下SM的蔓长最大,为93.67 cm,较CK显著增长14.85%,与其他处理差异不显著,SH的蔓长显著大于CK,其他处理与CK差异不显著。以上结果表明,SH、SM、SL较其他处理可以促进甜瓜开花坐果期、果实膨大期蔓的伸长生长,SH、SM较其他处理可以促进甜瓜成熟期蔓的伸长生长。
2.1.2 茎粗 由表3可以看出,在甜瓜的各生育期,与CK相比,有色地膜覆盖均能促进茎的增粗,随着生育期的推进,增长速率呈下降的趋势。不同颜色地膜覆盖下,S膜的平均茎粗在甜瓜开花坐果期、果实膨大期、成熟期分别显著高于CK18.99%、17.35%、13.46%,但与B膜、W膜差异不显著。B膜和W膜的平均茎粗在甜瓜开花坐果期与CK差异不显著,但在甜瓜成熟期均显著高于CK。以上结果表明不同颜色地膜覆盖有利于甜瓜生育后期茎的加粗生长,处理效果为S膜gt;B膜gt;W膜,同一颜色地膜不同有机肥施肥量下,开花坐果期SH、SL处理茎粗显著高于SM,果实膨大期BH茎粗显著高于BL,成熟期WH处理茎粗显著高于WM。
不同组合处理下,在甜瓜开花坐果期,各处理水平下SH的茎粗最大,为0.98 cm,与BL、SL差异不显著,显著高于其他处理,较CK(0.79 cm)显著增长24.05%;BM、WH、WM和SM处理分别显著高于CK10.13%、10.13%、8.86%和12.66%,与BH、BL、WL处理差异不显著。在甜瓜果实膨大期,各处理水平下BH的茎粗(1.21 cm)显著高于BL、WM、WL和CK,与其他处理差异不显著;BL较CK显著增长12.24%,除与BH和CK呈显著差异外,与其他处理差异不显著;WM、WL和CK之间差异不显著。在甜瓜成熟期,各处理水平下SH、BH、WH和SM的茎粗均显著高于WM、CK,与其他处理之间差异不显著,分别较WM显著增长12.04%、9.26%、8.33%、9.26%,分别较CK显著增长16.35%、13.46%、12.50%、13.46%;WM、CK与BM、BL、WL、SL处理之间差异不显著。以上结果表明,SH、SL较其他处理可以促进甜瓜开花坐果期茎的加粗生长,BH、SH、SM、WH较其他处理可以有效促进甜瓜果实膨大期和成熟期茎的加粗生长。
2.1.3 比叶质量 由表4可以看出,在甜瓜的各生育期,与CK相比,有色地膜覆盖能有效提高叶片的比叶质量。不同颜色地膜覆盖下,S膜甜瓜的平均比叶质量在开花坐果期、果实膨大期、成熟期均最高,较CK分别显著增长20.78%、16.89%、18.61%。与W膜、B膜相比,S膜显著提高了甜瓜开花坐果期和成熟期叶片的平均比叶质量,果实膨大期显著高于W膜,但与B膜差异不显著。与CK相比,W膜可以显著提高甜瓜开花坐果期的平均比叶质量,而B膜可以显著提高甜瓜果实膨大期和成熟期的平均比叶质量。同一颜色地膜在不同有机肥施肥量下,除甜瓜开花坐果期BM与BL处理呈显著差异外,其他各生育期的比叶质量均无显著差异。
不同组合处理下,在甜瓜开花坐果期,各处理水平下SH、SM、SL的比叶质量除与WH差异不显著外,均显著高于其他处理,其中SM的比叶质量最大,为7.38 mg·cm-2;BM、 WL显著高于BL,与B膜、W膜其他处理及CK差异不显著。在甜瓜果实膨大期,SM的比叶质量(8.05 mg·cm-2)最高,与SH、SL差异不显著,但显著高于其他处理;BH、BM、WH的比叶质量均显著高于CK,与除SM处理外的其他处理差异不显著;CK的比叶质量最小,为6.75 mg·cm-2。在甜瓜成熟期,SM的比叶质量最大,为8.86 mg·cm-2,与SH、SL差异不显著,但显著高于其他处理;BH、BM、WH的比叶质量均显著高于CK,与除SM处理外的其他处理差异不显著。以上结果表明,SH、SM、SL处理增加甜瓜各生育期比叶质量的效果优于其他处理。
2.1.4 叶面积指数 由表5可以看出,在甜瓜的各生育期,与CK相比,有色地膜覆盖能提高甜瓜的叶面积指数。不同颜色地膜覆盖下,S膜甜瓜的平均叶面积指数在开花坐果期、果实膨大期、成熟期均最高,较CK分别显著增长13.92%、16.47%、32.61%。与W膜相比,S膜显著提高了甜瓜成熟期的叶面积指数;与B膜相比,S膜显著提高了甜瓜开花坐果期和果实膨大期的叶面积指数。与CK相比,W膜可以有效提高甜瓜开花坐果期和果实膨大期的叶面积指数,而B膜可以有效提高甜瓜成熟期的叶面积指数。同一颜色地膜在不同有机肥施肥量下,除甜瓜成熟期SH与SL处理呈显著差异外,其他各生育期的叶面积指数均无显著差异。
不同组合处理下,在甜瓜开花坐果期,各处理水平下SH(0.94)、SL(0.90)甜瓜的叶面积指数分别显著高于BH、BM、BL、WL、CK 20.51%、17.50%、11.90%、14.63%、18.99%和15.38%、12.50%、7.14%、9.76%、13.92%,与其他处理差异不显著;CK与除SH、SL处理外的其他处理差异不显著。在甜瓜果实膨大期,SH甜瓜的叶面积指数最大,为1.02,显著高于BH、BM、BL、WM、WL和CK,与其他处理差异不显著;WH、WM、SH、SM和SL甜瓜的叶面积指数分别显著高于CK10.59%、8.24%、20.00%、14.12%和14.12%,CK与BH、BM、BL、WL处理差异不显著。在甜瓜成熟期,SH甜瓜的叶面积指数与SM处理差异不显著,显著高于其他处理;BH、BM、BL和SL处理均显著高于WH、WM和CK;CK的叶面积指数(0.92)最低,显著低于其他处理。以上结果表明,SH、SM、SL处理增加甜瓜各生育期叶面积指数的效果优于其他处理。
2.2 不同颜色地膜和生物有机肥施肥量对甜瓜产量和光能利用效率的影响
由表6可以看出,不同颜色地膜覆盖下,S膜甜瓜的平均生物产量、经济产量分别显著高于B膜、W膜和CK 9.42%、13.92%、23.35%和8.84%、13.01%、20.50%。B膜、W膜甜瓜的平均生物产量较CK分别显著提高了12.73%、8.28%,B膜甜瓜的平均经济产量较CK显著提高了11.18%,而W膜与CK之间差异不显著。B膜、W膜甜瓜的平均生物产量和经济产量之间均无显著差异。不同组合处理下,SH、SM和SL甜瓜的生物产量均显著高于BM、BL、WH、WM、WL和CK,较CK分别显著提高了24.95%、24.54%、20.56%,3个处理之间差异不显著。除WH处理外,其他组合处理甜瓜的生物产量均显著高于CK。SM、SH组合处理甜瓜的经济产量显著高于BM、BL、WH、WM、WL,较CK分别显著提高了22.98%、21.74%。BM、BL、WL甜瓜的经济产量显著高于CK,但与BH、WH、WM、SL处理之间差异不显著。以上结果表明,3种颜色地膜均可以显著提高甜瓜的生物产量,S膜和B膜均可以显著提高甜瓜的经济产量,SM、SH较其他组合处理提高甜瓜的生物产量和经济产量的效果更好。
不同颜色地膜覆盖下,S膜、B膜的平均PUE较CK分别显著提高了23.61%、12.50%,W膜与CK之间差异不显著(表6)。S膜较B膜、W膜分别显著提高了9.88%、14.10%。在不同有机肥施肥量下,3种颜色地膜甜瓜的PUE无显著差异。不同组合处理下,SH、SM和SL甜瓜的PUE均显著高于BM、BL、WH、WM、WL和CK,较CK分别显著提高了25.00%、23.61%、20.83%,3个处理之间差异不显著。除WH和WM外,其他组合处理甜瓜PUE均显著高于CK。以上结果表明,S膜、B膜可以显著提高甜瓜的PUE。SH、SM、SL较其他组合处理(BH除外)可以显著提高甜瓜的PUE。
2.3 不同颜色地膜和生物有机肥施肥量对甜瓜果实品质的影响
由表7可以看出,不同颜色地膜甜瓜果实可溶性固形物含量与CK无显著差异,但S膜、W膜甜瓜果实可溶性固形物含量均显著高于B膜。在不同组合处理下,BL甜瓜果实可溶性固形物含量显著低于其他组合处理和CK。在可溶性糖含量方面,S膜、W膜均显著高于B膜和CK,较CK分别显著提高了13.52%、13.11%,B膜和CK之间差异不显著。在不同组合处理下,BL甜瓜果实可溶性糖含量最低,为9.08%,CK次之,为9.69%,二者均显著低于其他处理。SH、SM甜瓜果实可溶性糖含量均显著高于BM、BL和CK,与其他组合处理差异不显著。不同颜色地膜甜瓜果实维生素C含量均显著高于CK,其中S膜最高,为11.04 mg·100 g-1,W膜次之,B膜为9.88 mg·100 g-1,较CK分别显著提高26.21%、23.45%、12.87%。在不同组合处理下,CK甜瓜维生素C含量最低,除与BH差异不显著外,显著低于其他组合处理。甜瓜果实维生素C含量位居前三的组合处理表现为SMgt;WHgt;SH,均显著高于BM、BH,但与其他组合处理差异不显著,较CK分别显著提高30.47%、29.94%和28.91%。在可滴定酸含量方面,S膜、B膜均显著低于W膜和CK,较CK分别显著降低了17.07%、10.98%,W膜和CK之间差异不显著。在不同组合处理下,BM、SH、SM、SL组合处理的可滴定酸含量显著低于WH、WL和CK,与其他组合处理差异不显著,CK与WH和WL之间无显著差异。
以上结果表明,与CK相比,S膜、W膜、B膜可以显著提高甜瓜果实维生素C含量,S膜、W膜可以显著提高甜瓜果实可溶性糖含量,S膜、B膜可以显著降低甜瓜果实可滴定酸含量;BL显著降低了甜瓜果实可溶性固形物含量;除BH外,其他组合处理均显著提高甜瓜果实维生素C含量,SM、WH和SH较其他组合处理效果更优;BM、SH、SM、SL可显著降低甜瓜果实的可滴定酸含量,较其他组合处理效果更优。
3 讨论与结论
良好的营养生长是作物实现高产的物质基础。多数研究表明,有色地膜覆盖和增施有机肥均能促进作物株高、茎粗、叶面积等农艺性状指标增大[25-26]。本研究结果表明,与CK相比,B膜、W膜、S膜较透明地膜覆盖均能够增加甜瓜全生育期的茎粗、比叶质量、叶面积指数,为甜瓜植株生长提供了良好的营养成分,从而达到了增加产量的目的,可能原因是S膜和B膜覆盖在甜瓜生育后期起到保温效果的同时也在高温条件下起到了降温的效果,为甜瓜根系提供了适宜的水热环境,促进了甜瓜根系对水分和营养物质的吸收与利用,加之增施生物有机肥的缓释作用,高施肥量和中施肥量处理在甜瓜生育后期缓释提供的养分水平高于低施肥量处理,在一定程度上缓解了土壤脱肥、脱水和早衰现象[27],这与本研究中B膜、W膜、S膜覆盖和生物有机肥施肥量处理的甜瓜经济产量增产效果一致,这可能与有色覆膜和增施生物有机肥从土壤水热综合效应、土壤营养水平和微生物活力等方面影响甜瓜生长发育和产量形成有关,还需对土壤湿度、土壤营养水平及微生物活力变化等方面进行研究。
可溶性固形物、可溶性糖和维生素C等是甜瓜果实重要的内含物,其含量高低直接决定着甜瓜的营养价值和口味[28]。前人研究表明,有色地膜和增施生物有机肥均能提高作物的品质[29-30]。本研究结果表明,与CK相比,有色地膜覆盖提高了甜瓜果实的可溶性固形物、可溶性糖和维生素C含量,降低了可滴定酸含量,这与前人的研究结果一致[14,31]。其中S膜覆盖在提高甜瓜果实可溶性糖和维生素C含量及降低可滴定酸含量方面优于W膜和B膜,这与张航等[7]的研究结果类似,银灰膜在提高作物产量和提高品质方面的综合效果较其他有色膜效果更优。本研究发现,生物有机肥高施肥量和中施肥量在提高品质方面优于低施肥量,可能原因是高施肥量和中施肥量处理在甜瓜生育后期缓释提供的养分水平高于低施肥量处理,进一步提高了甜瓜果实内含物含量,改善了营养品质及果实风味。
经济产量是衡量农业生产活动的重要指标,也是农业技术和产品在生产实际中能否推广应用的决定因素之一[32]。前人研究表明,地膜覆盖和增施生物有机肥作为重要的栽培措施,均能显著提高作物的产量[6-7,17,30]。本研究表明,与CK相比,有色地膜覆盖均能显著提高甜瓜的生物产量,S膜和B膜在经济产量方面增产显著,与其他研究结果类似[13,33]。光能是农业生产系统初级生产的主要驱动力,目前大田作物全年实际光能利用率为0.1%~1.0%,远低于太阳辐射利用理论值5%~6%,表明限制作物在大田条件下产量提高的主要因素不是光能不足,而是光能利用率低,因此提高作物光能利用效率(光能截获率×光能转化效率)是增产的根本途径[34]。本研究结果表明,S膜、B膜的光能利用效率显著高于CK,而W膜与CK差异不显著,并且S膜光能利用效率显著高于B膜和W膜,这与本研究中甜瓜的生物产量和经济产量均呈正相关,与李子梅等[35]的研究结果一致。而同一颜色地膜覆盖时,生物有机肥施肥量对产量影响差异不显著,说明了甜瓜产量的增加主要原因为覆膜,可能是有色地膜对不同波长的太阳光谱具有不同的透射、反射与吸收作用,因而改变了地表土壤的光辐射水平,进一步改变了土壤水热状况的时空分布,从而调节甜瓜植株生长发育和产量形成。
综上所述,与CK相比,有色地膜覆盖均能够增加甜瓜全生育期的茎粗、比叶质量、叶面积指数,提高甜瓜果实的可溶性糖含量和维生素C含量,降低可滴定酸含量,提高甜瓜的产量和光能利用效率。在不同组合处理下,SM、SH较其他组合处理增加了甜瓜全生育期的蔓长和比叶质量、果实膨大期和成熟期的叶面积指数及成熟期的茎粗,提高了甜瓜果实可溶性糖和维生素C含量与产量及光能利用效率,降低了可滴定酸含量。建议河西走廊沙漠绿洲灌区甜瓜种植地膜颜色为上银下黑双色膜,增施生物有机肥用量为1200 kg·hm-2。
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