山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 收 稿 日 期 基 金 項(xiàng) 目 河 北 省 重 點(diǎn) 研 發(fā) 計(jì) 劃 項(xiàng) 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(guó) 家 重 點(diǎn) 研 發(fā) 計(jì) 劃 課 題 作 者 簡(jiǎn) 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(duì) 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(zhǎng) 的 影 響 李 寶 石 李 浩 王 奇 劉 文 科 邵 明 杰 周 成 波 中國(guó)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(duì)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(zhǎng)的影響 以土壟栽培 為對(duì)照 設(shè)置 個(gè)壟嵌及溝嵌基質(zhì)處理進(jìn)行田間試驗(yàn) 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(duì)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(zhǎng)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(shí)更利于促進(jìn)甜椒幼苗的生長(zhǎng) 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(hào) 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 號(hào) 文 章 編 號(hào) 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(shì) 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(diǎn)對(duì)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(zhǎng)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(dòng)大對(duì)草 莓植株生長(zhǎng)和葉面積有負(fù)面影響 針對(duì)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(shì) 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(yàn)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(yàn)以土壟覆膜栽培為對(duì)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(duì)甜椒幼苗生 長(zhǎng)的影響 比較各栽培方式實(shí)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(yàn) 材 料 試驗(yàn)在北京市順義區(qū)大孫各莊鎮(zhèn)中國(guó)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(yàn)基地的節(jié) 能型日光溫室中進(jìn)行 試驗(yàn)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(shí)間分 別為 和 供試作物為甜椒 品種為海 豐 號(hào) 采取穴盤育苗 兩葉一心時(shí) 年 月 日 定植 試 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 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(yàn)以土壟栽培 為對(duì)照 再設(shè)置 個(gè) 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(zhǎng)均為 每壟種植甜椒 株 各處理 設(shè)施具體尺寸見表 本試驗(yàn)采用全營(yíng)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(zhǎng) 寬 高 覆膜 是 是 無 是 無 測(cè) 定 方 法 整個(gè)生長(zhǎng)季采用美國(guó)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(cè)點(diǎn)位于壟中心位置 深處 室內(nèi)外氣溫測(cè)點(diǎn)位于試驗(yàn)小區(qū)上方 高處 測(cè) 點(diǎn)置于防輻射罩內(nèi) 避免太陽(yáng)直射 數(shù)據(jù)采集時(shí) 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(cè)定溫度 以減小天氣突變?cè)斐傻?誤差 根據(jù)覆蓋棉被時(shí)間將 定為白 天 至次日 定為夜間 于定植 月 日 時(shí)采用游標(biāo)卡尺測(cè) 定甜椒莖粗 用直尺測(cè)定株高 用 葉綠素儀 測(cè)定葉片葉綠素含量 每處理選取 株甜椒測(cè) 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(shì)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(gè)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(gè)晝夜室內(nèi)氣溫平均值為 室外氣溫平均值為 個(gè)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(shí)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(duì)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(gè)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(duì) 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(zhǎng) 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(dòng)較大 處理波動(dòng)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(gè)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(dòng) 較大 處理波動(dòng)較小 日 光 溫 室 五 種 栽 培 方 式 對(duì) 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(zhǎng) 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(zhǎng) 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(zhǎng) 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(yàn)結(jié)果表明 日光溫室對(duì)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(zhǎng)的 情況下 室內(nèi)仍然能夠較好地提供甜椒生長(zhǎng)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(yàn)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(duì)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(zhǎng)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(duì)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?yàn)?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(shí)基質(zhì)溫度上 升較快 而良好的結(jié)構(gòu)特性使土壤對(duì)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?yàn)榘滋煸鰷仉A段 起壟栽培能增 加其受熱面積 對(duì)根區(qū)接受太陽(yáng)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(gè)相對(duì)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(diǎn)相對(duì)于土壤栽培能夠促進(jìn)作物的生 長(zhǎng)發(fā)育 本試驗(yàn)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(zhǎng) 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(yíng)養(yǎng)液中的養(yǎng)分會(huì)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(zhǎng) 唐永金等 研究表明 壟栽會(huì)影響甘薯的生 長(zhǎng)發(fā)育 本研究中 壟嵌基質(zhì)栽培對(duì)甜椒幼苗生 長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)較弱 但對(duì)于甜椒幼苗的生長(zhǎng)影響 不大 就甜椒幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)而言 以起壟內(nèi)嵌基 質(zhì)栽培的幼苗生長(zhǎng)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(guó)海 劉文科 日光溫室 種起壟覆膜方式對(duì)甜椒幼苗 生長(zhǎng)的影響 農(nóng)業(yè)工程 孫向輝 邵運(yùn)輝 任中信 等 起壟栽培對(duì)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(bào) 孫玉蓮 邊學(xué)軍 黃成秀 等 全膜雙壟溝播對(duì)旱區(qū)玉米田 土壤水分和溫度的影響 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象 傅國(guó)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(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 傅國(guó)海 楊其長(zhǎng) 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(zhǎng)比較 中國(guó)農(nóng) 業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 第 期 李 寶 石 等 覆 膜 對(duì) 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(zhǎng) 的 影 響 傅國(guó)海 楊其長(zhǎng) 劉文科 補(bǔ)光和根區(qū)加溫對(duì)日光溫室 起壟內(nèi)嵌式基質(zhì)栽培甜椒生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響 中國(guó)生 態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 朱秋穎 李振東 尚玲玲 等 黃瓜地面覆蓋對(duì)日光溫室土 壤溫度變化的影響 中國(guó)蔬菜 王樹森 鄧根云 地膜覆蓋增溫機(jī)制的研究 中國(guó)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(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng) 及光合參數(shù)的影響 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué) 版 劉景霞 劉志敏 朱亦赤 等 無土栽培基質(zhì)對(duì)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(bào) 周蘇玫 李潮海 常思敏 等 起壟栽培對(duì)夏玉米生態(tài)環(huán)境 及生長(zhǎng)發(fā)育的影響 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 馬忠明 白玉龍 薛亮 等 不同覆膜栽培方式對(duì)旱地土壤 水熱效應(yīng)及西瓜產(chǎn)量的影響 中國(guó)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(duì)冬小麥土 壤水分及水分利用效率的影響 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷