綠豆覆膜栽培效應(yīng)研究

趙雪英 盧成達(dá) 張澤燕 張耀文

摘 ?要：在綠豆鼓粒期，選取晴朗無云天氣，對不同覆膜方式處理下的綠豆進(jìn)行光合指標(biāo)采集，結(jié)合成熟期與綠豆產(chǎn)量有關(guān)的表型性狀，研究不同地膜覆蓋方式對綠豆產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：地膜覆蓋能增溫、保濕、保持養(yǎng)分、增加光效。用140 cm滲水地膜覆蓋處理的綠豆持綠度高，葉片葉綠素含量明顯高于露地平播（對照），凈光合速率高，干物質(zhì)積累時間長，綠豆產(chǎn)量有明顯增加。140 cm滲水地膜覆蓋綠豆產(chǎn)量2691 kg/hm2，較露地平播和窄幅地膜處理分別增加了20.9%和6.3%。

關(guān)鍵詞：綠豆;地膜覆蓋;光合指標(biāo);高產(chǎn)

中圖分類號：S-3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ?論文編號：2014-0310

The Effect of Plastic Film Mulching on Mung Bean

Zhao Xueying， Lu Chengda， Zhang Zeyan， Zhang Yaowen

（Crop Research Institute， Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Taiyuan 030031， Shanxi， China）

Abstract： In order to study the effect of plastic film mulching dealt with different way on mung bean yield， the author chose the cloudless fine weather to measure the photosynthetic indexes in the seed filling period of mung bean， and measured the phenotypic traits relating to mung bean yield in the mature period. The results showed that the plastic film mulching could increase soil temperature， retain moisture， keep nutrient， and increase photosynthetic efficiency， the mung bean had higher green degree， net photosynthetic rate， and its chorophyll content was significantly higher than no-covered （contrast）， so its photosynthetic matter accumulation time was long， the yield had obviously increased. The mung bean yield was 2691 kg/hm2 with 140 cm water-osmosis plastic membrane covered， which increased by 20.9% to no-covered and 6.3% to narrow membrane treatment.

Key words： Mung Bean; Plastic Film Munlching; Photosynthetic Indexes; High Yield

0 ?引言

在20世紀(jì)中葉，隨著塑料工業(yè)的興起，地膜覆蓋技術(shù)逐步發(fā)展起來。中國自1978年開始引進(jìn)地膜覆蓋栽培技術(shù)，開展地膜栽培多點試驗，并逐步進(jìn)入大面積推廣階段[1-2]。在國內(nèi)干旱半干旱地區(qū)，地膜覆蓋技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，已成為一項重要的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)手段，并從生態(tài)效應(yīng)、植物生理生態(tài)、耕層土壤效應(yīng)、水肥利用、蓄水保土等方面揭示了地膜覆蓋的生產(chǎn)應(yīng)用規(guī)律，進(jìn)而形成比較完善的耕作栽培制度[3]。在地膜栽培技術(shù)研究中，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)溫祥珍等針對地膜覆蓋后不透氣、不透水的特點，研制并在晉中、太原、內(nèi)蒙古等地進(jìn)行了微孔膜試驗。近年來山西省農(nóng)科院研制出了具有滲水、保水、增溫、調(diào)溫、微通氣等作用的滲水地膜，并廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[4]。紀(jì)曉玲[5]研究了不同覆蓋方式對綠豆水分利用效率的影響，發(fā)現(xiàn)田間地膜覆蓋率越大，提高地溫的效果越明顯，并可能進(jìn)一步影響作物的生長和經(jīng)濟性狀。國內(nèi)對綠豆覆蓋栽培的研究較少，筆者利用不同地膜覆蓋處理試驗，結(jié)合綠豆光合特性及與產(chǎn)量有關(guān)的主要農(nóng)藝性狀，研究不同地膜覆蓋效應(yīng)，旨在篩選出高效益的地膜類型。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗區(qū)概況

試驗于2010年在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽試驗基地進(jìn)行。0～20 cm耕層含有機質(zhì)14.17 g/kg、堿解氮為47.4 mg/kg、速效磷16.3 mg/kg、速效鉀131.6 mg/kg、土壤pH 8.5。供試品種為“晉綠豆1號”。試驗用地膜為普通地膜（幅寬80 cm，厚度0.007 mm），滲水地膜（幅寬140 cm，厚度0.007 mm）。

1.2 ?試驗設(shè)計

試驗設(shè)3個處理：①CK露地平播;②80 cm普通地膜覆蓋;③140 cm滲水地膜覆蓋，每個處理重復(fù)3次，采用隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積為30 m2（5 m×6 m），所有肥料均在綠豆播種前一次性施入，綠豆生長期間，不再進(jìn)行追肥和澆水。施行膜上點播，每穴留苗2株，3種處理行株距一致，行距30 cm，株距20 cm，80 cm地膜上點播2行，140 cm膜上點播3行，調(diào)整膜間距，保證各種處理的種植密度均達(dá)1.65萬株/hm2。5月12日播種，8月14日采收完畢。

1.3 ?測定項目與方法

于綠豆鼓粒盛期，使用CB21102型光合蒸騰作用測定系統(tǒng)進(jìn)行光合指標(biāo)采集，相關(guān)指標(biāo)項目包括凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）、氣孔導(dǎo)度（Cleaf）、胞間CO2濃度等。所有指標(biāo)的測量均采用25 mm×25 mm葉室，于晴朗無云天氣在綠豆試驗田進(jìn)行，測定時間為2010年7月20日上午9：30—10：30，每次測定2 min左右，重復(fù)3次，均采用手動開路測量方式。

在成熟期，每小區(qū)隨機選取10株進(jìn)行考種，記錄株高、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、單株產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀，測定小區(qū)產(chǎn)量。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?不同覆膜處理對綠豆農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.1.1 ?生育期 ?在相同水肥條件下，綠豆覆膜栽培處理較露地平播出苗早、生育期短，說明地膜覆蓋的保墑、保水效果好，對前期出苗有增溫效果（表1）。

2.1.2 ?小區(qū)產(chǎn)量比較 ?不同地膜處理綠豆小區(qū)產(chǎn)量比對照均有增加，且差異明顯（見表2）。滲水地膜處理的小區(qū)產(chǎn)量比對照增產(chǎn)最高，達(dá)到20.8%，普通窄膜處理的小區(qū)比對照增產(chǎn)12.1%。地膜處理小區(qū)產(chǎn)量與露地平播小區(qū)產(chǎn)量均達(dá)到顯著性差異水平，滲水地膜處理的與露地平播處理的小區(qū)產(chǎn)量達(dá)到極顯著性差異水平。

2.1.3 ?綠豆單株主要農(nóng)藝性狀比較 ?地膜覆蓋處理的小區(qū)綠豆植株表型發(fā)生變化，通過對綠豆產(chǎn)量形成期的葉片葉綠素含量分析，發(fā)現(xiàn)用滲水地膜覆蓋處理的綠豆持綠度高，葉片葉綠素含量明顯高于露地平播。在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、單株產(chǎn)量均有差異，株高增高、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)和單株產(chǎn)量增加，每公頃產(chǎn)量增產(chǎn)明顯（見表3）。經(jīng)過覆蓋滲水地膜處理的綠豆產(chǎn)量優(yōu)勢比較顯著，每公頃產(chǎn)量較覆蓋常規(guī)地膜處理和露地平播對照分別增加6.3%和20.9%，可見地膜對綠豆產(chǎn)量的形成有明顯的效果。

2.2 ?不同覆膜處理對綠豆葉片光合參數(shù)的影響

2.2.1 ?凈光合速率（Pn） ?不同覆膜方式處理下綠豆凈光合速率存在顯著差異（表4），其中以140 cm滲水寬膜處理最高，為19.94 μmol/（m2·s），與其他2個處理的Pn均達(dá)到極顯著性差異。普通窄膜處理與露地平播處理的Pn差異性不顯著，但普通窄膜處理的Pn比露地平播高20.8%。由此可見，地膜覆蓋處理與露地平播相比，能顯著提高綠豆植株的凈光合速率，從而提高植株產(chǎn)量。

2.2.2 ?蒸騰速率（E） ?植物的蒸騰速率不僅受植物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生理性狀的調(diào)節(jié)，也受外界因子的影響，其中光照和土壤水分是蒸騰速率的主要外界因子。在不同的地膜覆蓋處理下，綠豆植株的蒸騰速率雖沒有顯著性差異，但以140 cm滲水寬膜處理最高，分別較普通地膜處理和露地平播對照高出6.1%和7.4%，而普通窄膜和露地平播處理的綠豆蒸騰速率相差不大（見表4）。

2.2.3 ?氣孔導(dǎo)度（Cleaf） ?不同覆膜方式處理下的綠豆氣孔導(dǎo)度存在顯著性差異，其中以140 cm滲水寬膜處理最高，為289.10 mmol/（m2·s），分別較普通地膜處理和露地平播高出26.9%和35.4%，均達(dá)到顯著性差異。普通窄膜處理與露地平播處理的綠豆氣孔導(dǎo)度無顯著性差異，但普通窄膜處理的氣孔導(dǎo)度略高于露地平播。

2.2.4 ?胞間CO2濃度（Ci） ?不同覆膜方式處理下的綠豆細(xì)胞間隙CO2濃度差異性不顯著，其中140 cm滲水地膜最高，分別比普通地膜處理和露地平播高8.7%和12.9%（見表4）。

3 ?討論

（1）近年來，國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者通過對玉米[6-8]、小麥[9-11]等大宗作物進(jìn)行不同類型地膜覆蓋，研究了覆膜對土壤溫度、水分、根系及籽粒灌漿等方面的影響。根據(jù)杜社妮等[12]在研究覆膜處理對玉米地土壤效應(yīng)的結(jié)果，即在玉米生育前期，地膜覆蓋有明顯的增溫效果，5～25 cm土層的土壤日平均溫度可比對照提高2.2～3.0℃。本研究發(fā)現(xiàn)，在相同水肥條件、地溫較低的情況下，覆膜具有的增溫效果，不僅滿足了綠豆前期出苗所急需的活動積溫，而且促進(jìn)了根系的發(fā)育，加快了植株地上部分的生長，明顯縮短了綠豆的生育期，植株高度明顯增加，提高了綠豆凈光合速率，有利于綠豆籽粒光合產(chǎn)物的積累及產(chǎn)量的形成。

（2）不同覆膜處理對土壤增溫、保墑的效果不同，滲水地膜可有效地接納小雨、變無效水為有效水、從而可提高土壤蓄水保墑這一特性[13-14]。作物產(chǎn)量的高低取決于作物光合效率的高低和光合產(chǎn)物的積累，而光合性能的優(yōu)劣最終體現(xiàn)在凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、胞間CO2濃度等光合特性上[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，140 cm滲水地膜與普通窄膜相比，有明顯的保墑、增溫、保苗效果，有利于促進(jìn)苗期綠豆根部和冠層的生長速度，加快營養(yǎng)生長速度，同時能夠延長生殖生長周期和干物質(zhì)積累時間。由于滲水膜覆蓋對土壤溫度、水分的改善作用，提高了綠豆持綠度，其凈光合速率高于其他處理，高光合速率為滲水膜覆蓋綠豆的最終增產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。但由于其保水效果明顯，在一定程度上影響了綠豆根系下扎深度，對于大株型品種而言，容易導(dǎo)致中期根冠比變小，造成連片倒伏。同時幼苗破土階段如果春雨富足，容易在種穴處積雨，造成土壤局部板結(jié)，阻止幼苗破土，影響人工放苗。所以在選用滲水地膜時，要根據(jù)作物品種和土壤板結(jié)程度，及時疏松種穴處土壤，保證正常出苗。

4 ?結(jié)論

筆者發(fā)現(xiàn)地膜覆蓋處理對綠豆植株生育期及表型性狀影響較大，能縮短綠豆生育期，加快植株生長，使株高增加，單株莢數(shù)增加，從而提高綠豆產(chǎn)量。試驗針對覆膜處理后綠豆植株光合作用變化規(guī)律做了詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)覆膜處理后，綠豆葉片的凈光合速率明顯提高，氣孔導(dǎo)度增大，胞間CO2增加，這也是提高綠豆產(chǎn)量的根本原因。總之，在干旱、寒冷地區(qū)采用地膜覆蓋，尤其是滲水地膜，能夠有效地提高綠豆產(chǎn)量，緩解干旱造成的脅迫。

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