覆膜處理對生姜萌芽與生長的影響

朱書興, 繆才凌, 柯 丹, 夏 穎, 杜孝田, 龐 敏, 黃 科

(1.重慶三峽學院生物與食品工程學院, 重慶 萬州 404120;2.重慶文理學院園林與生命科學學院, 重慶 永川 402160)

生姜(ZingiberofficinaleRosc)藥食同源,在國內外都有大量種植。對塊莖植物的栽培研究結果表明,其生長發育與水分、溫度相關。比如,半夏塊莖在土壤濕度為70%～85%時,生長發育較好,各種糖、蛋白質等物質也迅速累積[1]。

對我國農作物種植方式的研究表明,覆膜種植能有效提高土壤的水熱利用率[2-4],且覆膜處理有較好的增溫作用[5]。此外,覆膜栽培方式也對農作物生長發育有一定影響,對玉米生長發育與農藝性狀研究發現,覆膜條件下玉米的出苗期顯著早于露地栽培的出苗期,株高和葉數也優于露地栽培模式[6-7]?？梢?覆膜栽培模式對土壤溫度、濕度和農作物的生長發育有一定影響,但覆膜栽培對生姜生長發育影響研究鮮見報道,因此,本研究通過覆膜的方式研究土壤溫度、濕度對生姜生長發育的影響,為進一步提高生姜的田間生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

實驗栽培的生姜為四川、重慶等地主要栽培的竹根姜群體品種。

1.2 試驗設計

試驗地點為重慶文理學院園林與生命科學學院教學科研基地。定植時間為2022年3月6日,在直徑、高度為36 cm×36 cm的營養缽中定植,姜種選擇無病蟲危害的健康姜塊,試驗土壤為田園土。

取18個營養缽,每個營養缽中先加入約10 cm的田園土,2個姜種,再加入15 cm的田園土。設2個處理:覆膜處理組(F),對照組(ck),第1天澆水使土壤濕度到60%,后期不澆水。分別測定兩處理組的土壤溫度、濕度及生姜萌芽率、株高、葉面積和鮮重等。

1.3 測定方法

1.3.1測定土壤溫度

采用酒精溫度計測量兩處理組的土壤溫度,3次重復,共統計60 d。

1.3.2測定土壤濕度

將土壤酸度濕度測試儀的探針插入4 cm的土層中,分別測量覆膜與未覆膜的土壤濕度,3次重復。

1.3.3生姜株高、葉面積的測量

待生姜出芽后,分別測定兩處理組中生姜的株高,葉面積,5月23日—6月23日每隔15 d測量生姜的株高,5月23日、6月8日、6月23日測定生姜第2片展開葉葉面積,3次重復。

1.3.4稱量姜塊鮮重

于2022年7月2日測量生姜的姜塊鮮重,用電子天平稱量每個營養缽姜塊鮮重,3次生物學重復。

1.4 數據處理

數據統計采用Microsoft office Excel 2013軟件分析,方差分析利用SPSS 17.0軟件中的One-way ANOVA進行。

2 結果與分析

2.1 覆膜下土壤溫度變化

溫度觀察天數為60 d,生姜定植前20 d內ck與F處理組土壤溫度較為接近,覆膜后平均溫度比不覆膜高1～2 ℃。定植20～35 d,覆膜后平均溫度比不覆膜高2～3 ℃,具有顯著差異;定植35 d后,覆膜后溫度明顯升高,與不覆膜處理差異極顯著,后期覆膜溫度明顯升高到36 ℃(圖1)。

圖1 覆膜下土壤溫度變化

2.2 覆膜下土壤濕度變化

濕度觀察天數為60 d,F處理組土壤濕度均保持在60%左右,其濕度變化范圍為55%～67%,ck土壤濕度隨著時間推移呈下降趨勢,土壤濕度最低為19.5%。3月6日至4月5日,F處理組與ck組的土壤濕度無顯著差異;而4月11日至5月5日ck組的土壤濕度呈下降趨勢,且與ck組差異顯著(圖2)。

圖2 覆膜下土壤濕度變化

2.3 覆膜對生姜萌芽率的影響

對生姜進行覆膜處理, 探求覆膜處理對生姜萌芽率的影響,試驗結果表明(圖3),覆膜處理后生姜的萌芽率為60.1%,ck組的生姜萌芽率為40.1%,二者差異顯著,表明覆膜處理可促進生姜萌芽,顯著提高生姜的萌芽率。

注:不同小寫字母為差異顯著(p <0.05)。下同。

2.4 覆膜對生姜株高、葉面積及鮮重的影響

2.4.1對生姜葉面積的影響

測定期間,F、ck組生姜葉面積大小均隨著時間延長逐漸增大,F處理組的葉面積平均為29.1 cm2,ck組葉面積平均為23.4 cm2,且二者差異顯著。說明覆膜處理能促進生姜的葉面積生長(圖4)。

圖4 覆膜處理對生姜葉面積的影響

2.4.2對生姜株高的影響

測定期間,F、ck組生姜株高均呈升高趨勢,F處理組的平均株高為38.5 cm,ck的平均株高為29.5 cm,且F處理組株高均顯著大于ck。說明覆膜處理能促進生姜株高生長(圖5)。

圖5 覆膜處理對生姜株高的影響

2.4.3對姜塊鮮重的影響

7月2日測定生姜鮮重,F處理姜塊鮮重平均為163.5 g,ck姜塊鮮重平均為110.2 g,二者差異顯著,說明覆膜處理可促進生姜后期生長,鮮重增加(圖6)。

圖6 覆膜處理對生姜鮮重的影響

3 討論與結論

覆膜能有效提高土壤溫度、濕度,土壤溫度升高能促進種子萌發和后期的生長發育[8],而較高的溫度會抑制作物生長,導致作物枯萎或者死亡。溫度過高時會影響農作物根系吸收養分,導致農作物早衰[9],光合特性指標下降和葉綠素含量降低[10]。本研究結果表明,覆膜處理后,處理組的土壤平均溫度比對照組高1～3 ℃;此外,覆膜處理組土壤濕度保持在一個較高水平(60%左右),對照組土壤濕度隨著時間推移下降;與此同時,覆膜處理組的生姜萌芽率顯著高于對照組生姜的萌芽率。覆膜處理可通過調節土壤中溫度、濕度的變化來促進生姜萌芽。有研究表明,合適的土壤溫度能提高黑心菊根系吸收量,有助于植物地上部分的成長和發育[12]。對覆膜后期生姜的株高、葉面積和鮮重研究發現,覆膜處理能提高后期生姜的株高、葉面積和姜塊的鮮重,推測可能是由于覆膜處理后,土壤溫度的升高和土壤濕度維持在60%左右,形成適宜姜種發芽的生態微環境,使得萌發的姜芽與對照組相比更加健壯,從而影響生姜后期長勢及產量。