不同地膜覆蓋對(duì)大棚西瓜生長發(fā)育和土壤性狀的影響

中圖分類號(hào)：S651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.13.002

西瓜是一種重要的水果，深受消費(fèi)者喜愛。大棚西瓜栽培作為一種新型的栽培方式，具有產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、市場供應(yīng)靈活優(yōu)勢。近年來，隨著人們對(duì)西瓜品質(zhì)和供應(yīng)的要求不斷提高，大棚西瓜栽培得到了越來越廣泛的應(yīng)用。地膜覆蓋作為一種重要的農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)，在大棚西瓜生產(chǎn)中也發(fā)揮了顯著作用。通過提高地溫、保水保、抑制雜草生長等功能，地膜有效地促進(jìn)了西瓜的生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)提升[1-2]。隨著農(nóng)業(yè)科技的不斷發(fā)展，地膜的種類和應(yīng)用技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和改進(jìn)。因此，研究不同種類地膜在大棚西瓜生產(chǎn)上的應(yīng)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)大棚西瓜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培具有重要意義。

研究表明，早春使用無色透明PE地膜后，土壤溫度比未覆蓋地膜的地塊提高了 3～5‰ ，幼苗生長更加健壯，但其對(duì)雜草抑制能力較弱，需結(jié)合除草劑共同使用[3]。此外，西瓜收獲后，需及時(shí)撿拾回收殘膜，否則殘膜留在土壤中，會(huì)對(duì)土壤造成污染，這將增加田間用工量。近年來，國家和地方政府出臺(tái)法規(guī)政策加強(qiáng)農(nóng)膜使用回收管理，并提倡使用高強(qiáng)度易回收地膜（厚度 gt;0.010mm ）或者全生物可降解地膜。許多地膜生產(chǎn)企業(yè)開始改進(jìn)工藝，提高地膜厚度和強(qiáng)度，在保持原有效果的基礎(chǔ)上，增加了可回收性。而全生物降解地膜主要由天然高分子材料如淀粉、纖維素等經(jīng)微生物作用而降解[4-]。前人研究發(fā)現(xiàn)，使用可降解地膜的西瓜生長發(fā)育較快，產(chǎn)量比使用傳統(tǒng)地膜或不覆蓋地膜的地塊提高了 5%～10%^[7] 。但關(guān)于上述新型地膜的引進(jìn)和應(yīng)用在江蘇省揚(yáng)州市還鮮有報(bào)道。揚(yáng)州市廣陵區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心與揚(yáng)州大學(xué)聯(lián)合引進(jìn)易回收地膜和全生物降解地膜，開展地膜科學(xué)使用及回收的相關(guān)技術(shù)研究，以期為當(dāng)?shù)氐啬じ咝Ю锰峁┘夹g(shù)指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2024年在揚(yáng)州飛悅高效農(nóng)業(yè)科技有限公司的大棚（ 119.4868^°E ， 32.3030^°N ）進(jìn)行，設(shè)施類型為塑料大棚，寬度 6m ，長度 90m 。選擇“美都”西瓜為供試品種，采用育苗移栽種植方式，于3月15日穴盤播種育苗，3月21日覆膜，3月23日移栽，一棚雙行，株距 40cm 。供試地膜包括加厚高強(qiáng)度地膜、高堡膜、全生物降解地膜、普通PE地膜，分別用JH（CK）、GB、JJ、PE表示，相關(guān)信息如表1所示。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每種地膜為1個(gè)處理，3次重復(fù)。小區(qū)面積 24m² L 3m×8m， 。其他田間措施按當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)水平進(jìn)行管理。

表1試驗(yàn)地膜種類

1.2 取樣及測定項(xiàng)目

1.2.1產(chǎn)量

6月11日西瓜成熟采收，收獲時(shí)測量密度，記載單瓜重、瓜藤質(zhì)量比等，并計(jì)算理論產(chǎn)量。

1.2.2 西瓜品質(zhì)

成熟后每處理隨機(jī)選擇3個(gè)西瓜，采用折光糖度計(jì)分別測量中心和邊際可溶性固形物含量，并用游標(biāo)卡尺測量瓜皮厚度。

1.2.3地膜降解速率

每個(gè)小區(qū)設(shè)置1個(gè)固定觀測點(diǎn)，每隔15d觀測各地膜降解速率。降低階段劃分：階段A一一誘導(dǎo)期，即從覆膜到壟（畦）面地膜出現(xiàn)多處（每 1m 長地膜出現(xiàn)3處及以上） ≤2cm 自然裂縫或孔洞（直徑）的時(shí)間；階段B——開裂期，即壟（畦）面地膜出現(xiàn) 122cm 、lt;20cm 自然裂縫或孔洞（直徑）的時(shí)間；階段C-大裂期，即壟（畦）面地膜出現(xiàn) ?20cm 自然裂縫或孔洞（直徑）的時(shí)間；階段D一碎裂期，即壟（畦）面地膜出現(xiàn)碎裂，最大地膜殘片面積 ?16cm² 的時(shí)間；階段E——無膜期，壟（畦）面基本見不到地膜殘片。

1.2.4表土層 0cm 1 10cm 溫度

區(qū)內(nèi)3點(diǎn)法在薄膜中央位置插1支地溫計(jì)，每15d測定1次。

1.2.5土壤理化指標(biāo)測定

于西瓜收獲后每小區(qū)中央位置取土樣，分別測定土壤容重、有機(jī)質(zhì)、全單、全磷、全鉀、速效氮磷鉀含量和pH值等。

1.2.6生長發(fā)育狀況

定植后，每小區(qū)選擇長相一致的10株西瓜植株，每隔15d監(jiān)測記載莖長、莖粗和葉片SPAD值。

1.3 數(shù)據(jù)處理分析

使用SPSS22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用LSD法檢驗(yàn)各處理間在 plt;0.05 水平差異的顯著性，用MicrosoftExcel2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1不同地膜處理對(duì)西瓜產(chǎn)量的影響

由表2可知，不同種類地膜對(duì)西瓜產(chǎn)量有顯著影響，其中JJ處理產(chǎn)量最高、GB其次、PE第三，分別比JH增產(chǎn) 22.6% 、 3.7% 和 1.8% ，JJ與JH產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平。按西瓜價(jià)格4元·kg^-1 計(jì)，JJ比JH處理增收65832.00元 ?hm^-2 。說明應(yīng)用可降解地膜對(duì)大棚西瓜“美都”有較好的增產(chǎn)增收效果。

表2不同農(nóng)膜處理對(duì)美都西瓜產(chǎn)量的影響

注：PE為普通地膜，JH為加厚高強(qiáng)度膜，GB為高堡膜，JJ為全生物降解膜；不同小寫字母表示在 plt;0.05 水平差異顯著，下同。西瓜單價(jià)按4元 ?kg^-1 計(jì)。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，JJ處理的單瓜重顯著高于其他地膜，達(dá) 8.28kg ，比JH增加 26.5% （見圖1）。回歸分析進(jìn)一步表明，產(chǎn)量與單瓜重呈極顯著線性正相關(guān)0 Φ_r=0.964… ）（見圖2）。此外，JJ和GB還具有較高的瓜藤質(zhì)量比，分別比JH處理高1.9和1.7，說明JJ和GB處理加速了瓜藤中干物質(zhì)向果實(shí)中轉(zhuǎn)運(yùn)，這可能是其單瓜重和產(chǎn)量較高的重要原因。

圖1不同地膜處理西瓜果實(shí)品質(zhì)變化

圖2單瓜重與產(chǎn)量的回歸分析

2.2不同地膜處理對(duì)西瓜品質(zhì)的影響

表3表明，不同種類地膜對(duì)西瓜品質(zhì)也有較大影響。JJ處理可提高中心可溶性固形物含量，比JH處理增加 3.6% 。瓜皮厚度是衡量西瓜品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，它直接關(guān)系到西瓜的外觀、口感、儲(chǔ)存性和運(yùn)輸過程中的損耗。PE膜處理瓜皮最厚，JJ膜處理其次，說明全生物降解地膜覆蓋有增加皮厚的趨勢。

表3不同地膜處理對(duì)西瓜品質(zhì)的影響

2.3不同地膜處理對(duì)土層溫度的影響

表4表明，土層 0cm 處溫度總體高于土層 10cm 處，在生育前期差異更為顯著。如在4月6日，JH處理王層 0cm 溫度比土層 10cm 高 11.0^°C 。但在5月2日后，土層 0cm 與 10cm 溫度差異逐漸變小。這可能是由于“美都”西瓜植株個(gè)體變大，葉片已覆蓋整個(gè)地面，地膜接收的光照逐漸減少，增溫效率下降。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，不同地膜處理的土壤溫度差異顯著。其中GB整個(gè)生育期均保持較高的土壤溫度，JH膜其次，PE膜第三，JJ第四。如4月6日，GB處理土層 10cm 溫度比JH高 0.5°C ，而PE、JJ處理分別比JH低1.3、 3.0^qC 。JJ處理整個(gè)生育期均保持較低土層溫度，可能是因?yàn)槿锝到饽楹谏∧ぃ鰷匦Ч^差所致。

單位：℃

表4西瓜整個(gè)生育期土層溫度變化

2.4不同地膜處理對(duì)大棚西瓜生長發(fā)育的影響

2.4.1莖長

由圖3可見，不同地膜處理的西瓜莖長呈逐漸增加趨勢，但前期增加速度較快，后期增加速度較慢。不同地膜間相比，4月6—20日，JJ處理的莖長較短，且顯著低于其他3種地膜。這可能是由于前期外部溫度較低，全生物降解膜為黑色地膜前期增溫效果較差所致（見表4）。

4月20日至5月2日，隨著氣溫升高，JJ處理的土壤溫度更適宜西瓜生長，莖的生長速度明顯加快，達(dá)14.7cm?d^-1 。至5月2日，JJ與其他3種地膜莖長已無顯著差異。5月20日和6月4日，JJ處理莖長甚至顯著大于JH和GB，與普通地膜無顯著差異。

注：不同小寫字母表示各時(shí)期在 plt;0.05 水平差異顯著。下圖同。

圖4不同地膜處理西瓜莖粗變化

2.4.3 SPAD值

由圖5可見，不同地膜處理的西瓜葉片SPAD值呈先上升再下降趨勢，于5月20日達(dá)峰值。5月20日前，各地膜處理的葉片SPAD值無顯著差異，但5月20日后，全生物降解膜SPAD值下降較緩慢，至6月20日，顯著高于JH和GB。

圖3不同地膜處理西瓜莖長變化

圖5不同地膜處理西瓜葉片SPAD值變化

2.5 不同地膜降解監(jiān)測

由表5可知，PE、JH和GB全生育期內(nèi)未出現(xiàn)明顯降解情況，JJ在地膜有效覆膜期內(nèi)僅出現(xiàn)誘導(dǎo)期，且出現(xiàn)在覆膜75d后。在大棚西瓜成熟收獲后，仍保持較完整的狀態(tài)。

2.4.2莖粗

不同地膜對(duì)西瓜莖粗的影響與莖長基本一致（見圖4）。JJ處理在4月6日至4月20日莖粗較小，低于其他3種地膜。至5月2日，全生物降解膜與其他3種地膜莖粗已無顯著差異。5月20日和6月4日，全生物降解膜莖粗已顯著大于其他3種地膜。

2.6對(duì)試驗(yàn)后土壤性狀的影響

表6表明，不同地膜處理對(duì)土壤容重?zé)o顯著影響，但對(duì)土壤化學(xué)物質(zhì)含量有明顯影響。與JH相比，JJ處理試驗(yàn)后土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮含量均顯著降低，但全磷、全鉀、速效磷、速效鉀含量卻顯著提高。說明在大棚種植西瓜條件下，使用全生物降解地膜時(shí)，應(yīng)注意補(bǔ)充氮肥，防正因土壤供氮量不足限制產(chǎn)量進(jìn)一步提升。

表5地膜降解期監(jiān)測記載

注：階段A——誘導(dǎo)期，即從覆膜到壟（畦）面地膜出現(xiàn)多處（每 1m 長地膜出現(xiàn)3處及以上） ?2cm 自然裂縫或孔洞（直徑）的時(shí)間。

表6不同地膜處理對(duì)試驗(yàn)后土壤性狀的影響

3討論與結(jié)論

3.1在設(shè)施大棚種植條件下，黑色全生物降解膜可調(diào)節(jié)西瓜生長發(fā)育，提高最終產(chǎn)量和品質(zhì)，增加瓜農(nóng)收益

前人研究表明，不同地膜覆蓋對(duì)大棚西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)影響不同，其中攸學(xué)松等發(fā)現(xiàn)與普通聚乙烯地膜（厚度 0.005mm ）相比，全生物降解地膜可以提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)8。本研究中，全生物降解地膜較普通PE地膜 （ 0.010mm ）和加厚高強(qiáng)度地膜（厚度 0.015mm ））顯著提高產(chǎn)量，收益增加達(dá) 20% 以上。同時(shí)，全生物降解地膜還提高了西瓜可溶性固形物含量。綜合而言，采用黑色全生物降解膜可以提高大棚西瓜產(chǎn)量、改善品質(zhì)，增加瓜農(nóng)收益，可在廣陵區(qū)大棚西瓜生產(chǎn)上進(jìn)行推廣應(yīng)用。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，全生物降解地膜大棚西瓜在生育期發(fā)育較慢，莖長和莖粗較小。這可能是由于其增溫效果不佳所致，但其SPAD值仍保持與其他地膜相似。坐果期（5月2日）后，普通PE地膜、加厚高強(qiáng)度地膜和高堡膜SPAD下降迅速，但全生物降解地膜仍能保持較高的SPAD值，甚至超過高堡膜和加厚高強(qiáng)度地膜，這可為西瓜果實(shí)發(fā)育提供更充足光合產(chǎn)物，這可能是全生物降解地膜最終單瓜重和產(chǎn)量較高的原因。

3.2充分利用生物降解膜無需人工撿拾的優(yōu)勢，生產(chǎn)中可在前茬西瓜收獲后及時(shí)種植后茬作物，提高單位面積生物降解膜產(chǎn)出農(nóng)產(chǎn)品收益

農(nóng)膜的主要作用是在生育初期增溫、保濕、提及抑制雜草。本試驗(yàn)在大棚種植條件下，全生物降解膜降解速度較慢，在西瓜成熟收獲時(shí)，即鋪膜105d后，僅進(jìn)入降解誘導(dǎo)期，仍能保持較為完好的狀態(tài)，功能基本保持不變。因此，考慮到生物降解膜售賣單價(jià)較高，為進(jìn)一步充分利用生物降解膜無須人工撿拾的優(yōu)勢，生產(chǎn)中可考慮前茬西瓜收獲后及時(shí)種植后茬作物，提高單位面積生物降解膜產(chǎn)出農(nóng)產(chǎn)品收益，減少農(nóng)民使用成本，從而利于生物降解膜在生產(chǎn)中推廣與利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王亭亭，李梅，江偉，等.聚乳酸地膜在大棚西瓜種植中的應(yīng)用研究[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2017，34（6）：536-542.

[2] HOUSHYAR E，BACENETTI J. Efficiency analysisof watermelon under plastic film mulching systems[J].Cleaner Environmental Systems，2023， 8： 100107.

[3] 江燕，史春余，王振振，等.地膜覆蓋對(duì)耕層土壤溫度水分和甘薯產(chǎn)量的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，22（6）：627-634.

[4] 嚴(yán)昌榮，何文清，薛穎昊，等.生物降解地膜應(yīng)用與地膜殘留污染防控[J].生物工程學(xué)報(bào)，2016，32（6）：748-760.

[5] 王博，梁月慧，王欣.全降解植物纖維地膜在農(nóng)業(yè)環(huán)境領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)[J].林產(chǎn)工業(yè)，2024，61（2）：80-84，92.

[6] 曹曉慶，李璐，張鋒偉，等.五種常見可降解地膜的研究應(yīng)用現(xiàn)狀和展望[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2023，37（5）：1076-1087.

[7] 張?jiān)ⅲd華，孫立軍，等.全生物降解地膜栽培西瓜應(yīng)用效果初探[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2022（10）：125-128.

[8] 攸學(xué)松，馬超，王廣世，等.不同生物降解膜在西瓜生產(chǎn)上的應(yīng)用分析[J].蔬菜，2023（11）：11-15.

[9] GULDEN D，BOZKURTC，METO O，et al. Theeffect of different irrigation programs on chlorophyllcontent in watermelon[J]. Mustafa Kemal UniversityJournal of Agricultural Sciences，2019，24：179-187.

（責(zé)任編輯：敬廷桃）