深翻對設施黃瓜生長和產量的影響

胡 云，李 明，王利平，于翠玲

（內蒙古農業大學職業技術學院 內蒙古包頭 014109）

近年來，設施栽培在蔬菜周年供應中的地位日益重要[1]。絕大多數溫室由于環境條件所限，耕作厚度淺，造成土壤耕層變淺、蓄水保肥能力差、生產能力下降，影響植株生長、根系延伸及產量[2]。深翻可以打破犁底層、加厚熟化土層，為作物生長創造良好條件，為根系的伸展擴大范圍，增加根量及吸收面積[3-5]。崔建平等[6]通過對棉田深翻可以提高單株成鈴2.4個，得出深翻有利于提高棉田產量的結論；薩如拉等[7]認為在高寒灌溉農區連續2年進行玉米秸稈深翻措施，可以提高固氮菌數量157.61%，增高脲酶活性40.12%；而深翻對設施黃瓜生產的影響還未見報道。本試驗通過研究不同深翻深度處理及添加秸稈對設施黃瓜地下與地上生長特性及產量等方面的影響，探索設施黃瓜生產的最佳深翻深度，為該地區設施黃瓜高效生產提供一定的理論依據與技術支持。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗于2015年3—7月在內蒙古農業大學設施園藝基地進行，種植黃瓜日光溫室東西長50 m、南北寬7 m，試驗黃瓜品種為天津科潤黃瓜研究所提供的‘改良津春2號’，每m2秸稈添加量為1.20 kg。

1.2 方法

黃瓜3月8日育苗，4月12日定植，定植方式為單壟雙行，株距40 cm，行距60 cm，以添加秸稈不深翻為對照（CK），進行深翻 30、50、80 cm 的處理，每種處理均添加秸稈，依次簡記為SJ1、SJ2、SJ3，采用滴灌。在初花期（5月3日）、結果前期（5月25日）、結果中期（6月10日）和結果后期（7月2日）分別測定葉片數、葉面積、植株高度、莖粗度、葉片光合指標、根系數、根體積、根冠比，在結果盛期測定根分層，在結果后期測定單果質量、單株產量和總產量。葉片數采用計數法測定；葉面積采用葉形紙稱重法；黃瓜植株高度用卷尺測定植株莖基部至生長點長度；莖粗度用游標卡尺固定測定植株下部莖部直徑；黃瓜根系數為統計超過0.5 cm長的植株一級側根和二級側根的總和；根系體積是將根系均勻平鋪于Epson Perfv700掃描儀進行掃描，用Win-RHIZO Pro2009a軟件分析測得；根冠比稱量植株地上部和地下部干質量后計算比值測得；葉片凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率用美國產LI-6400便攜式光合測定儀測定；根分層是分別取不同深翻深度中0～20 cm、20～40 cm深度的根系，并用千分之一天平稱量測得；單果質量、單株產量和總產量用千分之一天平測定。試驗采用隨機區組設計，3次重復，小區面積12 m2，每個重復隨機選取3株進行測定。

1.3 數據處理及分析

試驗數據用Microsoft Excel 2003整理，用SPSS 19.0軟件進行方差分析和相關性分析。所得結果均為9次平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 不同處理對黃瓜葉片數、葉面積指數的影響

從表1可見，各處理的黃瓜葉片數均比對照多，在初花期，SJ3處理與對照差異極顯著，比對照高34.90%，SJ1和SJ2處理與對照無顯著差異；在結果前期各處理與對照無顯著性差異，SJ3、SJ2處理都比對照高4.21%；在結果中期，SJ2和SJ3處理均與對照呈顯著性差異，分別比對照高12.20%和3.57%，SJ1處理與對照無顯著差異；在結果后期，SJ2處理與對照存在極顯著差異，比對照高38.82%，SJ1和SJ3處理與對照無顯著性差異。各處理的葉面積指數均較對照高，與對照相比，在初花期各處理均差異極顯著，SJ2、SJ3和SJ1處理分別比對照高69.70%、39.39%和33.33%；在結果前期，SJ3和SJ2處理差異極顯著而SJ1處理差異不顯著，SJ2、SJ3處理分別比對照高35.82%、25.37%；在結果中期，SJ2處理差異顯著而其他處理無顯著差異，SJ2比對照高16.67%；在結果后期，SJ2處理差異顯著而其他處理無顯著差異，SJ2比對照高30.65%。

表1 不同處理對黃瓜葉片數、葉面積指數的影響

2.2 不同處理對黃瓜植株高度、莖粗度的影響

從表2可見，對于黃瓜植株高度：在初花期，SJ1、SJ2和SJ3處理均低于對照；在結果前期，只有SJ1處理高于對照但差異不顯著；在結果中期，SJ1、SJ2和SJ3處理均高于對照，SJ2處理與對照呈極顯著差異，比對照高22.98%；在結果后期，SJ1、SJ2和SJ3處理均高于對照，SJ2處理與對照呈極顯著差異，比對照高19.63%。對于黃瓜莖粗度：在初花期和結果前期SJ1、SJ2和SJ3處理均低于對照；在結果中期，SJ1、SJ2和SJ3處理均高于對照，SJ2和SJ3與對照差異極顯著，分別比對照高10.00%和9.17%；在結果后期，SJ1、SJ2和SJ3處理均高于對照，SJ2和SJ3與對照差異顯著，分別比對照高6.52%和5.43%。隨著植物生育期的加長，深翻深度對植株高度和莖粗度的影響逐漸加大。

表2 不同處理對黃瓜植株高度、莖粗度的影響 cm

2.3 不同處理對黃瓜葉片凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率的影響

從表3可見，對于葉片凈光合速率：在初花期，各處理均低于對照；在結果前期，各處理都高于對照，與對照相比，SJ2差異顯著，高于對照12.14%；在結果中期，各處理均高于對照，且均與對照呈極顯著差異，SJ1、SJ2和SJ3分別比對照高20.48%、50.33%和65.79%；在結果后期，各處理均高于對照，且均與對照呈極顯著差異，SJ1、SJ2和SJ3分別比對照高23.62%、55.03%和54.52%。對于葉片氣孔導度：在初花期，各處理都低于對照；在結果前期各處理均高于對照，與對照相比，SJ2處理差異極顯著，高于對照26.92%；在結果中期，各處理均高于對照，SJ3與對照差異極顯著，高于對照50%；在結果后期，各處理均高于對照，與對照相比，SJ2和SJ3處理差異極顯著而SJ1處理差異顯著，SJ1、SJ2和SJ3分別比對照高20.63%、44.44%和25.40%。對于胞間CO2濃度，4個時期各處理都高于對照，與對照相比：在初花期，SJ2和SJ3差異極顯著，分別較對照高出36.52%好30.34%；在結果前期，SJ1、SJ2和SJ3差異極顯著，分別比對照高23.62%、29.78%和18.86%；在結果中期，SJ2和SJ3處理差異極顯著，分別比對照高30.47%和53.87%；在結果后期，SJ2和SJ3處理差異極顯著，分別較對照高出29.88%和27.88%。對于蒸騰速率：在初花期，各處理均低于對照，SJ2和SJ3處理與對照無顯著差異；在結果前期，各處理均低于對照，與對照相比，SJ1著差異極顯著，SJ2無顯著差異，SJ3差異顯著；在結果中期，各處理都高于對照，與對照相比，SJ2和SJ3差異極顯著，SJ1差異顯著，SJ2和SJ3分別高出25.97%和47.40%；在結果后期，各處理均高于對照，與對照相比，SJ3差異極顯著，SJ1和SJ2差異顯著，SJ1、SJ2和SJ3分別比對照高14.58%、31.35%和36.71%。

表3 不同處理對葉片光合特性的影響

2.4 不同處理對黃瓜根系數、根體積的影響

從表4可見，對于根系數：在初花期，各處理均低于對照；在結果前期，SJ1處理高于對照且與對照呈極顯著差異，比對照高12.16%；在結果中期SJ2和SJ3處理均高于對照且與對照呈極顯著差異，SJ2和SJ3分別較對照高48.01%和48.55%；在結果后期，各處理均高于對照，SJ2和SJ3處理與對照差異極顯著，分別比對照高35.30%和69.46%。對于根體積：在初花期，各處理均低于對照但差異不顯著；在結果前期，SJ1處理高于對照且呈極顯著差異，比對照高29.28%，其他處理雖低于對照但差異不顯著；在結果中期，各處理均高于對照且呈極顯著差異，SJ1、SJ2和SJ3分別比對照高38.72%、25.85%和56.53%；在結果后期，SJ3處理高于對照61.35%，且差異極顯著，其他處理與對照無顯著差異。隨著植物生育期的加長，深翻深度對根系數和根體積的影響逐漸加大。

表4 不同處理對根系數、根體積的影響

2.5 不同處理對黃瓜根冠比的影響

從表5可見，在初花期，各處理都高于對照，與對照相比，各處理均差異極顯著，SJ1、SJ2和SJ3分別提高了25.00%、50.00%和75%；在結果前期，各處理都高于對照，與對照相比，SJ1、SJ2差異極顯著，SJ3差異不顯著，SJ1和SJ2分別提高了75.00%和50.00%；在結果中期，各處理都低于對照，但與對照相比差異不顯著；在結果后期各處理與對照根冠比相等，無差異。在結果前期深翻根冠比的影響較大，隨著生育期的延長，深翻對根冠比影響很小，到了結果后期深翻對根冠比沒有影響。

表5 不同處理對根冠比的影響

2.6 不同處理對黃瓜根分層及產量的影響

從表6可見，對于根的分層，0～20 cm土層中，各處理根重的比例都低于對照，與對照相比SJ2和SJ3差異顯著，SJ1差異不顯著，20～40 cm土層中，各處理根重的比例都高于對照，與對照相比，SJ1、SJ2和SJ3分別提高了29.41%，35.29%和47.06%，其中SJ2和SJ3差異顯著，SJ1差異不顯著。對于產量，各處理的單果質量都比對照增高，其中SJ1和SJ2與對照差異不顯著，SJ3與對照差異顯著，各處理的單株產量都高于對照，與對照相比，SJ1、SJ2和SJ3分別提高15.38%、23.05%和26.70%，且均具有極顯著差異，各處理的總產量都高于對照，與對照相比，SJ1、SJ2和SJ3分別提高11.25%、17.62%和18.32%，且均具有極顯著差異。

表6 不同處理對根分層及產量的影響

2.7 光合特性、地上生長指標與地下生長指標之間相關性分析

從表7分析可見，凈光合速率與葉面積指數、植株高度、莖粗度、葉片數、根系數和根體積呈極顯著正相關關系而與根冠比呈顯著負相關關系；蒸騰速率與氣孔導度和胞間CO2濃度呈顯著正相關關系；葉面積指數與植株高度、莖粗度、葉片數、根系數和根體積呈極顯著正相關關系而與根冠比呈極顯著負相關關系；植株高度與莖粗度、葉片數、根系數、根體積呈極顯著正相關關系而與根冠比呈極顯著負相關關系；莖粗度與葉片數、根系數和根體積呈極顯著正相關關系而與根冠比呈極顯著負相關關系；葉片數與根系數和根體積呈極顯著正相關關系而與根冠比呈顯著負相關關系；根系數與根體積呈極顯著正相關關系而與根冠比呈顯著負相關關系；根體積與根冠比呈極顯著負相關關系。

表7 光合特性、地上生長指標與地下生長指標之間相關性分析

3 討論與結論

深翻50cm后添加秸稈可顯著提高黃瓜結果前期、中期和后期的葉片數4.21%、12.20%和38.82%，可顯著提高黃瓜初花期、結果前期、中期和后期的葉面積指數69.70%、35.82%、16.67%和30.65%；可顯著提高黃瓜結果中期和后期的植株高度和莖粗度；可顯著提高黃瓜結果前期、中期和后期葉片光合特性；可顯著提高黃瓜結果中期和后期根系數；可顯著提高黃瓜20～40 cm根的分部，深翻可以增加土層深處的根的分配；可顯著提高黃瓜產量。結合實際生產與黃瓜植株地上部與地下部的生長，認為50 cm深翻并添加秸稈1.20 kg·m-2具有現實指導意義，在生產實踐中推廣價值較大。

張麗娟等[8]研究表明，深翻對春玉米生長前期的干物質積累顯著高于旋耕。李華偉等[9]研究冬小麥表明：深翻可顯著促進拔節后15～60 cm土層根長密度、根干質量密度及30～75 cm土層根系總面積。戰秀梅等[10]發現深松和深翻可以顯著提高花后干物質的積累量及產量，促進根系的發育，尤其有利于30～60 cm土層根系的發育，使根系在玉米生育后期保持相對較高的活力。郄春鵬等[11]發現深翻40 cm可以顯著提高三島柴胡的根長、主根粗、根重和根平均干質量/地上部分平均干質量。對于根的分部，我們只研究了0～20 cm和20～40 cm 2個梯度，沒有對40～60 cm進行研究，以期今后進行補充。本試驗3種處理均可不同程度提高黃瓜植株地上與地下的生長，并且可增加黃瓜產量，與前人對玉米和小麥的研究結果一致。在本試驗中，未進行40 cm和60 cm深翻處理，沒有得到這2個處理與50 cm處理的比較，后期試驗將進一步探明40、50、60 cm深翻對設施黃瓜生長及產量的影響。本試驗是在篩選不同秸稈添加量的試驗基礎上進行的，我們僅就最優秸稈添加量進行了深翻處理，未對不同秸稈添加量結合不同深翻深度進行綜合處理，后期試驗將進一步探明。