不同覆蓋方式對黃瓜生長發(fā)育及品質(zhì)的影響

閻世江 張繼寧 劉潔

摘? ? 要：為了研究秸稈覆蓋對黃瓜的生長發(fā)育及品質(zhì)的影響，采用了不覆蓋、地膜覆蓋、秸稈覆蓋3種處理方法調(diào)查株高、莖粗、株幅、葉面積、光合參數(shù)、產(chǎn)量及品質(zhì)。結(jié)果表明，地膜覆蓋、秸稈覆蓋有利于黃瓜生長發(fā)育，其株高、莖粗、株幅、葉面積值均較大，凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度上升，胞間CO2濃度下降，產(chǎn)量提高，品質(zhì)改善，其中秸稈覆蓋的效果最好。秸稈覆蓋處理后黃瓜單株產(chǎn)量最高達(dá)14 kg，干物質(zhì)含量（w，后同）為0.068 g·g-1，水分含量為0.932 g·g-1，纖維素含量為0.017 g·g-1，可溶性糖含量為0.010%，維生素C含量為16.060 mg·kg-1，可溶性蛋白質(zhì)含量為3.825 mg·g-1。不覆蓋處理黃瓜產(chǎn)量低、品質(zhì)差。相關(guān)分析表明，黃瓜的產(chǎn)量與莖粗呈顯著正相關(guān)。綜上所述，地膜覆蓋、秸稈覆蓋均利于改善品質(zhì)和提高產(chǎn)量，秸稈覆蓋處理效果最佳，值得推廣。

關(guān)鍵詞：黃瓜;秸稈覆蓋;生長發(fā)育;品質(zhì)

中圖分類號：S642.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）11-074-06

Effects of different mulching methods on growth and quality of cucumber

YAN Shijiang1， ZHANG Jining1， LIU Jie2

（1. College of Horticultural， Shanxi Agricultural University， Taiyuan 030031， Shanxi， China; 2. Shanxi Agricultural University， Taiyuan 030031， Shanxi， China）

Abstract： In order to study the effects of straw mulching methods on the growth， quality of wintering cucumber. A field experiment was conducted to investigate the influence of different mulching treatments （no mulching， plastic film mulching， corn straw mulching） on growth， yield， quality of cucumber. Plant height， stem thickness， plant width， leaf area， photosynthetic parameters and quality were investigated. The results showed that plastic film mulching treatment and corn straw mulching treatment were beneficial to the growth and development of cucumber， compared with no mulching. The height， stem diameter， plant height and leaf area were higher in straw mulching than that of others. And net photosynthetic rate， transpiration rate， stoma conductance were increased， intercellular CO2 concentration decreased， the yield and fruit quality were improved. Among them， straw mulching was best. After corn straw mulching treatment， the yield per plant was the highest， reaching 14 kg， dry matter weight is 0.068 g·g-1， water content is 0.932 g·g-1， cellulose content is 0.017 g·g-1， soluble sugar content is 0.010%， vitamin C content is 16.060 mg·kg-1， soluble protein content up to 3.825 mg·g-1. The yield of no mulching was low and the quality was poor. Correlation analysis showed that the yield per plant of cucumber was significantly positively correlated with stem diameter. It indicated that the plastic film mulching and corn straw mulching were beneficial to improve the quality and yield of cucumber， and the corn straw mulching treatment was the best and worth promoting.

Key words： Cucumber; Straw mulching; Growth; Quality

黃瓜屬喜溫植物，在正常條件下只能在夏秋季露地栽培[1]，隨著我國人民生活水平的提高，對設(shè)施黃瓜的需求量越來越大。目前在我國設(shè)施蔬菜栽培過程中多采用地膜覆蓋的方法，這項(xiàng)技術(shù)有一定的優(yōu)越性，能起到保溫保濕的作用，但同時(shí)會造成“白色污染”、破壞農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。秸稈覆蓋是新興的一項(xiàng)技術(shù)，是指將玉米、小麥、高粱的秸稈經(jīng)過粉碎后覆蓋在土壤表面替代塑料地膜。該方法能促進(jìn)土壤微生物的生長，改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，對作物有一定的增產(chǎn)效果[2-7]。該技術(shù)已在棉花[8]、小麥[9-11]、辣椒[12]上應(yīng)用，效果明顯。有關(guān)秸稈覆蓋技術(shù)在黃瓜上應(yīng)用的研究少見報(bào)道，為此，筆者在前人研究基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)施黃瓜的栽培特點(diǎn)，在栽培過程中采用不覆蓋、地膜覆蓋、秸稈覆蓋等方法研究不同覆蓋方式對黃瓜生長發(fā)育及品質(zhì)的影響，為秸稈綜合利用及設(shè)施農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用的黃瓜品種為中農(nóng)116號，在當(dāng)?shù)胤N子市場購買。該品種是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所育成的一代雜交種，屬華北型保護(hù)地品種，植株生長勢中等，秋季延遲栽培生長期約150 d。皮深綠色、有光澤，瘤小，刺密，棱溝不明顯;果肉淺綠色，風(fēng)味品質(zhì)好。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)從2019年10月至2020年6月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽試驗(yàn)示范基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行。2019年10月采用50孔穴盤育苗，11月定植，小區(qū)寬1.2 m，長8 m，面積9.6 m2。定植時(shí)行距60 cm，株距45 cm，每小區(qū)28株，定植緩苗后按試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行地面覆蓋處理，設(shè)3個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)。處理1：不覆蓋，處理2：地膜覆蓋，地膜厚度0.01 mm，覆膜后四周用土壓實(shí);處理3：秸稈覆蓋，將玉米秸稈采用粉碎機(jī)粉碎為長度為10 cm的碎屑，均勻鋪撒在小區(qū)畦面上，并適當(dāng)壓實(shí)，厚度約5 cm，用量為4500 kg·hm-2。其他管理方法相同。

1.3 指標(biāo)測定

分別于黃瓜的結(jié)果初期（2019年12月10日）、盛果期（2020年3月10日） 和結(jié)果末期（2020年6月15日）在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5株測量株高、莖粗、株幅、葉面積（等腰三角形法）[13]，凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度（光合參數(shù)采用LI-6400便攜式光合作用儀，于晴天11：40—14：30測定植株上部展開葉片）。試驗(yàn)結(jié)束后核算單株產(chǎn)量。在盛果時(shí)每小區(qū)采收5個(gè)果實(shí)，調(diào)查干物質(zhì)質(zhì)量、果實(shí)水分含量、纖維素含量（酸性洗滌法）[14]、可溶性糖含量（蒽酮比色法）[14]、維生素C含量（2，6-二氯酚靛酚滴定法）[14]、可溶性蛋白質(zhì)含量（考馬斯亮藍(lán)G-250 法）[14]等品質(zhì)性狀。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用DPS 7.05軟件進(jìn)行，采用Microsoft Excel 2007繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆蓋方式對黃瓜農(nóng)藝性狀指標(biāo)的影響

由圖1可以看出，3種處理黃瓜株高均呈現(xiàn)出隨生長時(shí)間延長而上升趨勢，在相同時(shí)期內(nèi)各處理間株高差異極顯著，且在各個(gè)時(shí)期均以秸稈覆蓋處理為最高，而不覆蓋處理為最低。在結(jié)果初期，在不覆蓋、地膜覆蓋、秸稈覆蓋情況下黃瓜株高分別為80、90、100 cm;在盛果期、結(jié)果末期，在盛果期3種處理的株高分別為110、150、180 cm，在進(jìn)入結(jié)果末期時(shí)，上升速度漸緩，株高分別為130、185、210 cm。

由圖2可以看出，3種處理黃瓜莖粗呈現(xiàn)出隨生長時(shí)間延長而上升趨勢，且在各個(gè)時(shí)期均以秸稈覆蓋處理為最高，而不覆蓋處理為最低。在結(jié)果初期3種處理的黃瓜莖粗在6.0～7.5 mm之間，且處理2和處理3間莖粗差異不顯著，但二者均與處理1差異極顯著。隨著黃瓜的生長發(fā)育，各處理間莖粗差異逐漸增大，在盛果期3種處理間黃瓜莖粗差異極顯著，分別達(dá)8.3、9.4、10.1 mm。在進(jìn)入結(jié)果末期時(shí)，3種處理莖粗上升趨勢漸緩，分別達(dá)9.1、9.8、10.3 mm。

由圖3可以看出，隨著黃瓜的生長3種處理株幅均呈現(xiàn)出逐漸上升趨勢，且在各個(gè)時(shí)期均以秸稈覆蓋處理為最高，而不覆蓋處理為最低，在各個(gè)時(shí)期處理2和處理3間差異不顯著，但處理1與其他2個(gè)處理之間差異極顯著。秸稈覆蓋處理黃瓜株幅在結(jié)果初期、盛果期、結(jié)果末期均保持最高水平，分別達(dá)50、64、70 cm，不覆蓋處理處于最低水平，在3個(gè)時(shí)期分別為45、55、61 cm，地膜覆蓋處理處在中間位置。

由圖4可以看出，在葉面積這個(gè)指標(biāo)中，3個(gè)處理所表現(xiàn)出的變化趨勢與株幅類似，均是秸稈覆蓋處理的較高，不覆蓋處理較低，地膜覆蓋處理的居中。

通過比較不同地面覆蓋方式對黃瓜株高、莖粗、株幅、葉面積的影響，可以看出，地面覆蓋與不覆蓋處理相比，黃瓜農(nóng)藝性狀指標(biāo)升高，對黃瓜的生長有利，且秸稈覆蓋處理后黃瓜株高、莖粗、株幅、葉面積值最大，表明秸稈覆蓋有利于黃瓜的生長發(fā)育，是一種最佳覆蓋方式。

2.2 覆蓋方式對黃瓜葉片光合參數(shù)的影響

由圖5可以看出，3種處理黃瓜葉片凈光合速率呈現(xiàn)出隨生長時(shí)間延長而上升趨勢，且在各個(gè)時(shí)期均以秸稈覆蓋處理為最高，而不覆蓋處理為最低。在結(jié)果初期3個(gè)處理黃瓜葉片凈光合速率為13.670～19.536 μmol·m-2·s-1，且處理1和處理2之間差異不顯著，但二者均與處理3差異極顯著;在盛果期凈光合速率為16.333～25.590 μmol·m-2·s-1，在結(jié)果末期為22.598～36.595 μmol·m-2·s-1，且3個(gè)處理之間差異達(dá)到極顯著水平。

由圖6可以看出，在結(jié)果初期秸稈覆蓋處理的黃瓜葉片蒸騰速率達(dá)2.477 mmol·m-2·s-1，顯著高于其他2個(gè)處理;在盛果期蒸騰速率繼續(xù)上升，3個(gè)處理分別上升至1.325、1.814、3.120 mmol·m-2·s-1;在結(jié)果末期上升速度加快，分別達(dá)1.930、3.562、8.515 mmol·m-2·s-1，且3個(gè)處理間差異達(dá)極顯著水平。

由圖7可以看出，隨著黃瓜的生長，氣孔導(dǎo)度出現(xiàn)先上升隨后逐漸減緩趨勢，且秸稈覆蓋處理一直保持最高水平，并且與地膜覆蓋、不覆蓋處理差距不斷擴(kuò)大，不覆蓋處理后氣孔導(dǎo)度一直處于最低水平。在結(jié)果初期，秸稈覆蓋處理后，黃瓜葉片氣孔導(dǎo)度為0.096 mol·m-2·s-1，極顯著高于其他2個(gè)處理;在結(jié)果末期黃瓜葉片氣孔導(dǎo)度分別達(dá)0.056、0.144、0.518 mol·m-2·s-1，且3個(gè)處理間差異極顯著。

由圖8可以看出，黃瓜葉片胞間CO2濃度的變化趨勢與前述3個(gè)光合參數(shù)趨勢相反，不覆蓋處理最高，而秸稈覆蓋處理最低，地膜覆蓋處理所表現(xiàn)的胞間CO2濃度處于中間水平。在結(jié)果初期分別為96.230、62.822、53.549 μmol·m-2·s-1，在盛果期分別為119.680、86.240、67.734 μmol·m-2·s-1，在結(jié)果末期分別達(dá)190.531、119.875、81.801 μmol·m-2·s-1，且3個(gè)處理間差異極顯著。

2.3 覆蓋方式對黃瓜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

由表1可以看出，各處理間黃瓜單株產(chǎn)量、纖維素含量、可溶性糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量均達(dá)極顯著差異水平。其中，不覆蓋處理單株產(chǎn)量最低，秸稈覆蓋最高，達(dá)14.0 kg。地膜覆蓋、秸稈覆蓋處理黃瓜干物質(zhì)含量、水分含量均相同，且2個(gè)處理干物質(zhì)含量均顯著高于不覆蓋處理，含水量均顯著低于不覆蓋處理。不覆蓋處理纖維素含量最高，可溶性糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量最低，品質(zhì)最差。秸稈覆蓋則表現(xiàn)相反，果實(shí)纖維素含量最低，可溶性糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量均最高，分別為0.017 g·g-1、0.010%、16.060 mg·kg-1、3.825 mg·g-1。

這表明采用秸稈覆蓋、地膜覆蓋后，均較不覆蓋處理能改善黃瓜的品質(zhì)，在秸稈覆蓋、地膜覆蓋中尤以秸稈覆蓋的效果最好，因此這種方式對改善黃瓜的品質(zhì)有利，值得推廣。

2.4 秸稈覆蓋下各指標(biāo)的相關(guān)分析

產(chǎn)量是黃瓜栽培過程中最重要的指標(biāo)，在本項(xiàng)研究中測定的指標(biāo)較多，為進(jìn)一步明確各指標(biāo)間的關(guān)系，分別將單株產(chǎn)量與秸稈覆蓋下的農(nóng)藝性狀指標(biāo)、光合參數(shù)、品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析。由表2～4可以看出，單株產(chǎn)量與莖粗呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與其他農(nóng)藝性狀指標(biāo)的相關(guān)性未達(dá)顯著水平;單株產(chǎn)量與干物質(zhì)質(zhì)量、可溶性糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度呈正相關(guān)關(guān)系，與水分含量、胞間CO2濃度、纖維素含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)顯著水平。這表明黃瓜的產(chǎn)量與莖粗關(guān)系密切。

3 討論與結(jié)論

有關(guān)地面覆蓋與作物株高、莖粗、株幅、葉面積等指標(biāo)關(guān)系的研究已有報(bào)道，多認(rèn)為地面覆蓋后使生長指標(biāo)、產(chǎn)量同時(shí)上升。趙麗麗等[15]以番茄為研究對象，指出與不覆蓋相比較，地面覆蓋促進(jìn)番茄株高、莖粗的增長，其中秸稈覆蓋的效果顯著。許寧等[16]研究地面覆蓋物對水青樹幼苗生長發(fā)育的影響，表明地面覆蓋灌草叢后，水青樹幼苗葉面積增加。

筆者研究認(rèn)為，秸稈覆蓋、地膜覆蓋促進(jìn)了黃瓜株高、莖粗、株幅、葉面積的增加，對其生長發(fā)育有利，秸稈覆蓋處理后的株高、莖粗、株幅、葉面積均高于地膜覆蓋處理，這與上述學(xué)者的結(jié)論一致。其可能的原因是秸稈覆蓋能減少土壤水分蒸發(fā)、減少水分無效消耗，穩(wěn)定土層溫度，不會導(dǎo)致黃瓜植株在溫度快速上升或下降時(shí)引起器官衰竭，為黃瓜生長提供較好的生長環(huán)境。同時(shí)土壤養(yǎng)分充足，促進(jìn)了黃瓜生長，使產(chǎn)量提高。地膜覆蓋或不覆蓋條件下升溫或降溫的速度過快，且養(yǎng)分流失較多，不利于黃瓜的生長。地膜覆蓋雖然使田間持水量升高，但水分含量過高不利于蔬菜的生長，容易引起病蟲害的發(fā)生，對黃瓜生長不利。

凈光合速率指光合作用產(chǎn)生的糖類減去呼吸作用消耗的糖類（即凈光合作用產(chǎn)生的糖類）的速率，可以直接用來表征光合作用強(qiáng)弱[17]。蒸騰速率是指植物在一定時(shí)間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量，通過水分間接用來表征光合作用強(qiáng)弱[17]。氣孔是植物葉片與外界進(jìn)行氣體交換的主要通道，它在控制水分損失和獲得碳素即生物量產(chǎn)生之間的平衡中起著關(guān)鍵的作用。氣孔導(dǎo)度表示的是氣孔張開的程度，它是影響植物光合作用的主要因素[17]。胞間CO2濃度指生物體細(xì)胞間的二氧化碳的濃度，CO2使植物進(jìn)行光合作用的原料之一，其濃度與光合作用呈正相關(guān)關(guān)系[17]。有關(guān)地面覆蓋對黃瓜光合參數(shù)影響的研究報(bào)道較少，李宏建等[18]研究地面覆蓋對蘋果樹體生長和果實(shí)品質(zhì)的影響，指出采用農(nóng)用地毯、碎木屑、園藝地布等地面覆蓋后與不覆蓋相比較，有效提高凈光合速率，這與本項(xiàng)研究的結(jié)論類似。筆者認(rèn)為，采用地面覆蓋后，能起到保溫保濕的作用，對黃瓜的生長尤其是對黃瓜根系的生長有利，如在地面不覆蓋的情況下，水分散發(fā)過快，不利于黃瓜的光合作用，光合參數(shù)值較低。秸稈覆蓋與地膜覆蓋相比較，秸稈具有良好的滲水性和透氣性，在黃瓜結(jié)果盛期，天氣炎熱，受太陽輻射的影響，地溫和氣溫升高速度較快，秸稈覆蓋升溫降溫的速度慢，而地膜覆蓋溫度的持續(xù)升高反而會抑制根系活力，抑制光合作用，從而影響植株地上部生長。

單株產(chǎn)量、纖維素含量、可溶性糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量是描述產(chǎn)量與品質(zhì)的重要性狀，有關(guān)地面覆蓋物對黃瓜產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)影響的報(bào)道較少。周翠等[19]、吳衛(wèi)華等[20]、杜榮州[21]、王福琪等[22]的研究表明，覆蓋稻草、玉米秸稈使馬鈴薯可增產(chǎn)20.2%以上。張曉霞等[23]報(bào)道，秸稈覆蓋改善了葡萄的品質(zhì)。上述的研究結(jié)論與筆者研究類似。秸稈覆蓋提高黃瓜產(chǎn)量的原因是土壤溫度較高、養(yǎng)分充足、光合作用旺盛，促進(jìn)了產(chǎn)量的提升。呂家龍等 [24]認(rèn)為蔬菜果實(shí)中如纖維素含量較低，可溶性糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量較高，則品質(zhì)較好。筆者研究表明，采用秸稈覆蓋后黃瓜的纖維素含量降低，可溶性糖含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量升高，品質(zhì)得到改善，表現(xiàn)較好。其原因是地面覆蓋后能保溫、保水、保肥，較不覆蓋能促進(jìn)黃瓜品質(zhì)的提升，而秸稈覆蓋與地膜覆蓋相比較，除了可改善土壤的水、氣、熱條件之外，還增強(qiáng)了土壤微生物活性，提高有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀含量、改善土壤理化性質(zhì)，進(jìn)一步改善了果實(shí)的產(chǎn)量與品質(zhì)。

綜上所述，秸稈覆蓋有效利用了農(nóng)田的廢棄物——玉米秸稈，使其得到無害化的處理，節(jié)約了地膜，降低了白色污染，改善了土壤環(huán)境，提高了蔬菜產(chǎn)量與品質(zhì)，是值得推廣的一項(xiàng)技術(shù)。

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