覆膜對日光溫室壟嵌及溝嵌基質(zhì)栽培根區(qū)溫度和甜椒幼苗生長的影響.pdf

山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 收 稿 日 期 基 金 項 目 河 北 省 重 點 研 發(fā) 計 劃 項 目 設(shè) 施 蔬 菜 內(nèi) 嵌 式 基 質(zhì) 栽 培 機(jī) 械 化 生 產(chǎn) 關(guān) 鍵 技 術(shù) 與 裝 備 研 發(fā) 十 三 五 國 家 重 點 研 發(fā) 計 劃 課 題 作 者 簡 介 李 寶 石 男 在 讀 碩 士 研 究 生 主 要 從 事 設(shè) 施 作 物 根 區(qū) 環(huán) 控 技 術(shù) 研 究 通 信 作 者 劉 文 科 男 河 北 孟 村 人 博 士 研 究 員 博 士 生 導(dǎo) 師 主 要 從 事 設(shè) 施 作 物 環(huán) 控 技 術(shù) 及 生 理 研 究 覆 膜 對 日 光 溫 室 壟 嵌 及 溝 嵌 基 質(zhì) 栽 培 根 區(qū) 溫 度 和 甜 椒 幼 苗 生 長 的 影 響 李 寶 石 李 浩 王 奇 劉 文 科 邵 明 杰 周 成 波 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能與廢棄物處理重點實驗室 北京 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 河北保定 摘 要 為了探究覆膜對日光溫室中壟嵌與溝嵌基質(zhì)栽培根區(qū)溫度和甜椒幼苗生長的影響 以土壟栽培 為對照 設(shè)置 個壟嵌及溝嵌基質(zhì)處理進(jìn)行田間試驗 其中處理 為起壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培 其下底 寬 高度 內(nèi)嵌槽深 處理 為不覆膜起壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培 處理 為內(nèi)嵌槽全嵌 入 地表面的土壤溝嵌基質(zhì)栽培 高度為 處理 為不覆膜土壤溝嵌基質(zhì)栽培 結(jié)果表明 與 相比 處理能夠提高夜間根區(qū)溫度均值 左右 不同月份的最高溫與最低溫差值 的平均值表現(xiàn)結(jié)果有所不同 但以 處理的根區(qū)穩(wěn)定性較強(qiáng) 壟嵌與溝嵌對根區(qū)溫度的影響表現(xiàn)為 壟嵌 基質(zhì)栽培抗低溫能力要優(yōu)于溝嵌基質(zhì)栽培 但根區(qū)溫度穩(wěn)定性較弱 覆膜處理能夠提高根區(qū)溫度 和 處理甜椒幼苗的株高 莖粗和 值顯著高于 且 處理促進(jìn)幼苗生長的效果最顯著 和 處理的莖粗和 值有顯著差異 株高無顯著差異 綜上所述 覆膜條件下 壟嵌與溝嵌基質(zhì)栽 培能夠提高根區(qū)溫?zé)嵝?yīng) 尤以壟嵌基質(zhì)栽培更優(yōu) 同時更利于促進(jìn)甜椒幼苗的生長 關(guān) 鍵 詞 日光溫室 壟嵌與溝嵌基質(zhì)栽培 甜椒幼苗 根區(qū)溫度 株高 地膜覆蓋 中 圖 分 類 號 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 號 文 章 編 號 在北方日光溫室蔬菜生產(chǎn)中 起壟覆膜栽培 是一種常見的栽培方式 有利于保水保墑 加厚活 土層 增強(qiáng)土壤蓄水 保肥和抗旱能力 起壟 具有節(jié)水增產(chǎn)等優(yōu)勢 且起壟后增加田間通風(fēng)透 光和光輻射面積 有利于提高植株葉片的光合速 率 起壟栽培還能夠有效提高作物根區(qū)溫度 有利于作物根系抵御低溫危害 這一特點對冬季 日光溫室蔬菜栽培極為有利 覆蓋地膜則通 過改變土壤能量平衡來改變作物小氣候 研究表明 覆蓋地膜有利于提高根區(qū) 溫度 促進(jìn)花椰菜生長和產(chǎn)量提高 近年來 隨著無土栽培技術(shù)的發(fā)展 基質(zhì)栽培 研究受到廣泛關(guān)注 然而大部分無土基質(zhì)由于高 有機(jī)質(zhì)含量和低堆密度導(dǎo)致較低的表觀熱容量 以及高導(dǎo)熱率等物理特性 致使根區(qū)溫度環(huán)境 穩(wěn)定性差 不利于抵抗冬季低溫脅迫 等 研究表明 根區(qū)溫度波動大對草 莓植株生長和葉面積有負(fù)面影響 針對上述問 題 本研究提出一種新型栽培方式 起壟內(nèi)嵌 式基質(zhì)栽培 即將基質(zhì)嵌入到土壟中進(jìn)行栽 培 新型栽培方法將土壤栽培與無土栽 培結(jié)合 不但可充分發(fā)揮無土栽培的高產(chǎn)高效優(yōu) 勢 還可充分利用土壟的蓄熱保溫性能 且不同于 傳統(tǒng)的地上筑槽基質(zhì)栽培 操作方便 節(jié)省建材成 本 前期試驗表明 低溫環(huán)境下 栽培能夠有 效提高根區(qū)溫度的穩(wěn)定性 增強(qiáng)根區(qū)溫度的緩沖 能力 并能提高甜椒產(chǎn)量 在此基礎(chǔ)上 本 試驗以土壟覆膜栽培為對照 研究壟嵌和溝嵌基 質(zhì)栽培覆膜或不覆膜四種栽培方式對甜椒幼苗生 長的影響 比較各栽培方式實際的生產(chǎn)效果 為新 型栽培方式的開發(fā)提供理論依據(jù) 材 料 與 方 法 試 驗 材 料 試驗在北京市順義區(qū)大孫各莊鎮(zhèn)中國農(nóng)業(yè)科 學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所試驗基地的節(jié) 能型日光溫室中進(jìn)行 試驗地塊面積 距 溫室南端 離西側(cè)山墻 日光溫室采用覆 蓋保溫被方式維持夜間溫度 保溫被開閉時間分 別為 和 供試作物為甜椒 品種為海 豐 號 采取穴盤育苗 兩葉一心時 年 月 日 定植 試 驗 設(shè) 計 采用土壟栽培 起壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培 土壤溝嵌基質(zhì)栽培 共三種栽培方式 栽培甜椒 的構(gòu)建 首先將特制的鐵絲網(wǎng)槽 沿南北方向放置在平整的地面上 將打孔后的塑 料薄膜放置在網(wǎng)槽內(nèi) 然后將草炭 蛭石 珍珠 巖 體積比 的三者均勻混合基質(zhì)倒入網(wǎng) 槽內(nèi) 之后用土壤沿著鐵絲網(wǎng)槽起壟 最后栽培壟 覆膜 的構(gòu)建與 相似 首先在地平面上挖 溝 深度 然后將鐵絲網(wǎng)槽放置到溝內(nèi) 再 放置塑料薄膜 再將草炭 蛭石 珍珠巖 體 積比 的三者均勻混合基質(zhì)倒入網(wǎng)槽內(nèi) 最后覆 膜 本試驗以土壟栽培 為對照 再設(shè)置 個 處理 其中處理 為起壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培 處 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷 理 為不覆膜起壟內(nèi)嵌基質(zhì)栽培 處 理 為土壤溝嵌基質(zhì)栽培 處理 為不覆膜 土壤溝嵌基質(zhì)栽培 每處理重復(fù) 次 壟長均為 每壟種植甜椒 株 各處理 設(shè)施具體尺寸見表 本試驗采用全營養(yǎng)液滴灌 施肥 苗期灌水施肥量為每天 表 覆 膜 條 件 下 壟 嵌 與 溝 嵌 基 質(zhì) 栽 培 設(shè) 施 規(guī) 格 處理 上底寬 下底寬 壟高 內(nèi)嵌尺寸 長 寬 高 覆膜 是 是 無 是 無 測 定 方 法 整個生長季采用美國產(chǎn) 數(shù)據(jù)采集器 和 型熱電偶線采集根區(qū)土壤或基質(zhì)的溫度 室 內(nèi)外氣溫 根區(qū)測點位于壟中心位置 深處 室內(nèi)外氣溫測點位于試驗小區(qū)上方 高處 測 點置于防輻射罩內(nèi) 避免太陽直射 數(shù)據(jù)采集時 間間隔為 選取苗期 月 日 月 日 連續(xù) 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 取連續(xù) 平均值作為測定溫度 以減小天氣突變造成的 誤差 根據(jù)覆蓋棉被時間將 定為白 天 至次日 定為夜間 于定植 月 日 時采用游標(biāo)卡尺測 定甜椒莖粗 用直尺測定株高 用 葉綠素儀 測定葉片葉綠素含量 每處理選取 株甜椒測 定 數(shù) 據(jù) 分 析 采用 和 進(jìn)行 數(shù)據(jù)分析和作圖 結(jié) 果 與 分 析 日 光 溫 室 月 和 月 室 內(nèi) 外 氣 溫 變 化 由圖 可知 年 月室內(nèi)外氣溫變 化趨勢相同 且室內(nèi)氣溫滯后于室外氣溫的變化 說明室內(nèi)氣溫變化受外界氣溫的影響 月 日 個晝夜中白天室內(nèi)氣溫平均為 夜間室內(nèi)氣溫平均為 室內(nèi)最 高氣溫平均為 最低氣溫平均 白天室外氣溫平均為 夜間室外氣溫平均 為 室外最高氣溫的平均值為 最 低氣溫的平均值 月 日 個晝夜室內(nèi)氣溫平均值為 室外氣溫平均值為 個晝夜中 白天室內(nèi)氣溫平均為 夜間室內(nèi)氣溫平 均為 室內(nèi)最高氣溫的平均值為 最低氣溫平均 白天室外氣溫 平均為 夜間室外氣溫平均為 室 外最高氣溫的平均值為 最低氣溫的平 均值 由此說明日光溫室具有一定的增 溫作用 圖 日 光 溫 室 室 內(nèi) 外 氣 溫 變 化 日 光 溫 室 五 種 栽 培 方 式 甜 椒 根 區(qū) 平 均 溫 度 由表 可知 月 日連續(xù) 白天甜 椒根區(qū)平均溫度以 處理最高 以 處 理最低 表明 處理白天蓄溫能力較強(qiáng) 處理蓄溫能力較弱 夜間時段 處理也 能夠較好地維持根區(qū)溫度 處理保溫能 力也較差 相比于 盡管 處理對高溫的緩沖能力較弱 但卻能很好地抵御 夜間低溫環(huán)境 個晝夜中 和 處理最低溫度平均值分別為 和 其中覆 膜的 處理均比不覆膜的 第 期 李 寶 石 等 覆 膜 對 日 光 溫 室 壟 嵌 及 溝 嵌 基 質(zhì) 栽 培 根 區(qū) 溫 度 和 甜 椒 幼 苗 生 長 的 影 響 處理的根區(qū)溫度有所提升 處理的抗 低溫能力較弱 比 處理抵抗低溫的能力要 強(qiáng) 各處理最高溫與最低溫差值的平均值分別為 和 即 說明 處理的根區(qū) 溫度波動較大 處理波動較小 表 不 同 處 理 月 日 甜 椒 根 區(qū) 平 均 溫 度 處理 白天平 均溫度 夜間平 均溫度 最高溫 最低溫 最高溫與最低 溫差值 由表 可知 月 日 內(nèi)五種栽培 方式甜椒根區(qū)溫度有一定差異 個晝夜中 和 處理夜間根區(qū)溫 度平均值分別為 和 即 說明 處理夜間保溫能力較強(qiáng) 處理夜間保溫能力較弱 起壟栽培 抵御低溫的能力也較強(qiáng) 各處理 的最低溫平 均值分別為 和 即 說明基質(zhì)栽培能夠較好地提高根區(qū)溫度 最 高溫與最低溫差值的平均值分別為 和 即 說明 處理的根區(qū)溫度波動 較大 處理波動較小 日 光 溫 室 五 種 栽 培 方 式 對 甜 椒 形 態(tài) 及 生 理 指 標(biāo) 的 影 響 由表 可知 相比 處 理均顯著提高甜椒幼苗株高 分別提高 和 這三種處理之間無顯著差 異 處理也促進(jìn)幼苗生長 但未達(dá)到顯著 水平 相比 其它各處理均顯著提高甜椒莖 粗 以 處理莖粗最高 相比 處理均顯著促進(jìn)莖粗生長 與 與 處理之間無顯著差異 處理莖粗顯著高于 處理 說明壟嵌栽培要比溝嵌栽培更能促進(jìn)甜椒 幼苗生長 從各處理 值可以看出 壟嵌和 溝嵌基質(zhì)栽培均比土壟栽培更能提高葉片葉綠素 含量 尤以 處理數(shù)值最高 且顯著高于其它 三種栽培方式 表 不 同 處 理 月 日 甜 椒 根 區(qū) 平 均 溫 度 處理 白天平 均溫度 夜間平 均溫度 最高溫 最低溫 最高溫與最低 溫差值 表 不 同 處 理 月 日 甜 椒 的 株 高 莖 粗 及 值 處理 株高 莖粗 值 注 同列數(shù)值后不同小寫字母表示處理間差異顯著 由圖 可知 和 處理的葉 片繁茂 較 均能夠提高甜椒幼苗的葉片 數(shù)和冠層尺寸 分別為 和 栽培處理的幼苗冠層 圖 五 種 栽 培 方 式 移 栽 后 的 甜 椒 幼 苗 冠 層 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷 討 論 與 結(jié) 論 本試驗結(jié)果表明 日光溫室對室內(nèi)氣溫具有 明顯的提升作用 當(dāng)室外環(huán)境不利于甜椒生長的 情況下 室內(nèi)仍然能夠較好地提供甜椒生長所需 的環(huán)境溫度 說明日光溫室在秋冬季具有較好的 增溫效果 本試驗結(jié)果表明 處理相比于未覆膜 的 處理均能夠有效提高根區(qū) 溫度 且對于最低溫的提高作用大于最高溫 這與 朱秋穎等 的研究結(jié)果一致 說明覆膜具有明顯 的增溫作用 地膜覆蓋后隔絕土壤或基質(zhì)與外界 環(huán)境的水分交換 抑制潛熱和顯熱交換 削弱膜下 長波反輻射 使夜間溫度下降減緩 進(jìn)而提高根區(qū) 溫度 與 相比 處理對于高溫的抵 御能力較弱 但是抗低溫的能力較強(qiáng) 其主要原 因為 基質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差 溫度變化受 外界氣溫影響較大 外界氣溫較高時基質(zhì)溫度上 升較快 而良好的結(jié)構(gòu)特性使土壤對氣溫變化具 有較好的緩沖性能 因此土壤溫度變化滯后于外 界氣溫變化 而在夜間低溫階段 由于基質(zhì)在 白天能夠蓄積更多的熱量 又由于覆蓋地膜 使基 質(zhì)內(nèi)熱量與外界交換減弱 進(jìn)而能提高夜間的根 區(qū)溫度 有研究表明 起壟能夠有效提高作物根區(qū)環(huán) 境溫度 本研究結(jié)果表明 無論是否覆膜 壟 嵌基質(zhì)栽培的根區(qū)溫度均比土壤溝嵌基質(zhì)栽培有 所提升 尤其是在白天蓄熱階段 導(dǎo)致這一現(xiàn)象 的原因可能是因為白天增溫階段 起壟栽培能增 加其受熱面積 對根區(qū)接受太陽輻射有利 然 而溝嵌基質(zhì)栽培的根區(qū)溫度穩(wěn)定性較好 雖然白 天升溫較為遲緩 但夜間也能夠減緩熱量的散失 進(jìn)而維持了一個相對穩(wěn)定的根區(qū)環(huán)境 劉景霞等 研究表明 基質(zhì)栽培因其根區(qū)特 性及水肥特點相對于土壤栽培能夠促進(jìn)作物的生 長發(fā)育 本試驗結(jié)果表明 相比于土壟栽培 壟嵌 與溝嵌基質(zhì)栽培均顯著促進(jìn)甜椒幼苗生長 在水 肥條件一致的前提下導(dǎo)致這種差異的原因可能是 受根區(qū)溫度的影響 也可能是由于壟嵌與溝嵌基 質(zhì)栽培底部封閉而使養(yǎng)分更為集中 而土壟栽培 沒法將養(yǎng)分截留在根區(qū) 營養(yǎng)液中的養(yǎng)分會向更 深土層淋溶 導(dǎo)致根區(qū)養(yǎng)分不足而弱化了生殖生 長 唐永金等 研究表明 壟栽會影響甘薯的生 長發(fā)育 本研究中 壟嵌基質(zhì)栽培對甜椒幼苗生 長的促進(jìn)作用要優(yōu)于溝嵌基質(zhì)栽培 盡管兩者的 株高無顯著差異 但莖粗和 值指標(biāo)優(yōu)于溝 嵌基質(zhì)栽培 出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是起壟栽 培具有改善田間小氣候 進(jìn)而促進(jìn)作物生長的作 用 綜上所述 覆膜條件下壟嵌與溝嵌基質(zhì)栽培 根區(qū)溫度均比不覆膜處理有所提升 且壟嵌基質(zhì) 栽培的根區(qū)環(huán)境要優(yōu)于溝嵌基質(zhì)栽培 盡管其根 區(qū)穩(wěn)定性相對較弱 但對于甜椒幼苗的生長影響 不大 就甜椒幼苗生長指標(biāo)而言 以起壟內(nèi)嵌基 質(zhì)栽培的幼苗生長最優(yōu) 故其在日光溫室的生產(chǎn) 中具有更好的應(yīng)用前景 參 考 文 獻(xiàn) 傅國海 劉文科 日光溫室 種起壟覆膜方式對甜椒幼苗 生長的影響 農(nóng)業(yè)工程 孫向輝 邵運輝 任中信 等 起壟栽培對不同基因型冬小 麥生理特性及子粒蛋白質(zhì)含量的影響 華北農(nóng)學(xué)報 孫玉蓮 邊學(xué)軍 黃成秀 等 全膜雙壟溝播對旱區(qū)玉米田 土壤水分和溫度的影響 中國農(nóng)業(yè)氣象 傅國海 劉文科 日光溫室甜椒起壟內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培根區(qū) 溫度日變化特征 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報 傅國海 楊其長 劉文科 日光溫室不同類型起壟內(nèi)嵌式基 質(zhì)栽培壟冬季溫?zé)嶙兓疤鸾访缙谏L比較 中國農(nóng) 業(yè)大學(xué)學(xué)報 第 期 李 寶 石 等 覆 膜 對 日 光 溫 室 壟 嵌 及 溝 嵌 基 質(zhì) 栽 培 根 區(qū) 溫 度 和 甜 椒 幼 苗 生 長 的 影 響 傅國海 楊其長 劉文科 補(bǔ)光和根區(qū)加溫對日光溫室 起壟內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培甜椒生長及產(chǎn)量的影響 中國生 態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報 朱秋穎 李振東 尚玲玲 等 黃瓜地面覆蓋對日光溫室土 壤溫度變化的影響 中國蔬菜 王樹森 鄧根云 地膜覆蓋增溫機(jī)制的研究 中國農(nóng)業(yè) 科學(xué) 馬英 尹淑蓮 設(shè)施栽培基質(zhì)理化性質(zhì)研究初探 北方 園藝 任志雨 王秀峰 魏珉 等 不同根區(qū)溫度對黃瓜幼苗生長 及光合參數(shù)的影響 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 自然科學(xué) 版 劉景霞 劉志敏 朱亦赤 等 無土栽培基質(zhì)對辣椒產(chǎn)量及 品質(zhì)的影響 南方園藝 唐永金 侯大斌 甘薯栽培適宜壟寬 壟高和壟形的理論探 討 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報 周蘇玫 李潮海 常思敏 等 起壟栽培對夏玉米生態(tài)環(huán)境 及生長發(fā)育的影響 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 馬忠明 白玉龍 薛亮 等 不同覆膜栽培方式對旱地土壤 水熱效應(yīng)及西瓜產(chǎn)量的影響 中國農(nóng)業(yè)科學(xué) 李儒 崔榮美 賈志寬 等 不同溝壟覆蓋方式對冬小麥土 壤水分及水分利用效率的影響 中國農(nóng)業(yè)科學(xué) 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷