不同麦茬处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄的生态生理效应研究

冯治磊,马富裕,王谊,石宏刚,林凤

(石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,石河子 832003)

不同麦茬处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄的生态生理效应研究

冯治磊,马富裕,王谊,石宏刚,林凤

(石河子大学农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,石河子 832003)

为探求适合滴灌小麦麦茬移栽种植加工番茄的可行方式,提高复种指数,采用小区试验,探讨了茬高0 cm(平茬)、10 cm(低茬)、20 cm(高茬)3种麦茬处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄的生理生态效应。结果表明:在气温为23℃以下时,平茬处理平均土壤温度高于低茬和高茬处理;气温升高至23℃后,低茬和高茬在0 cm和5 cm土层的地温大于平茬处理;在10 cm和20 cm土层,平茬处理温度高于低茬和高茬处理。加工番茄移栽成活率依次为高茬>低茬>平茬,30 d苗龄>45 d苗龄>60 d苗龄。产量方面,平茬>低茬>高茬,30 d苗龄>45 d苗龄>60 d苗龄。30 d苗龄平茬产量比低茬和高茬分别提高3.4%和10.3%;45 d苗龄平茬产量比低茬和高茬分别提高4.6%和7.1%;60 d苗龄平茬产量比低茬和高茬分别提高7.3%和15.5%。

麦茬处理;温室穴盘育苗;移栽;加工番茄

秸秆覆盖可以蓄水保墒[1-2],改变农田下垫面的性质和能量平衡[3-6],调节土壤温度和改善土壤水分状况[7-9]。多年来此方法受到国内外学者的重视。保留一定高度的麦茬直接播种或移栽后茬作物是秸秆覆盖种植的一种特殊形式。

麦茬移栽加工番茄是北疆地区进行农业种植业结构调整,提高复种指数,增加农民收入的一项重要措施。麦茬移栽加工番茄成熟晚,正值加工番茄原料收购淡季,因此可以延长加工番茄成熟交售期和提高加工厂的设备使用率,解决目前新疆加工番茄成熟交售过于集中,大量原料积压浪费等问题。但此期种植的加工蕃茄生长在高温的季节,往往容易造成死苗率高、座果率低、病害加重、后期坐果不能成熟等后果,而影响了果农的经济效益。目前,关于麦茬处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄的生态生理效应的研究还鲜见报道。为此,本文研究了不同麦茬高度的处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄的生态生理效应,以期为确定北疆地区温室穴盘育苗移栽加工番茄生产的适宜麦茬处理高度提供理论与技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

试验于2009年在石河子大学农学试验站进行。试验地前茬作物为棉花,土质为沙壤土。土壤有机质含量 4.88,全氮 0.75 g/kg、速效磷 P2O542.6 mg/kg、速效钾 K2O 205 mg/kg、碱解氮70 mg/kg。小麦7月10日人工收获,产量6400 kg/hm2左右。

试验采用50穴的穴盘进行育苗[10],育苗分3个播期(5月10日、5月25日、6月10日)进行,3种苗龄(30 d、45 d、60 d)7月 10日同时移栽;设平茬(0 cm茬:小麦收割后茬高20 cm,秸秆从根部剪掉后平铺地面并移栽加工番茄)、低茬(10 cm茬:小麦收割后茬高20 cm,减掉10 cm秸秆覆盖于地面后在麦茬行间移栽加工番茄)、高茬(20 cm茬:小麦收割后茬高20 cm,在麦茬行间直接移栽加工番茄)3种麦茬高度处理。

加工番茄品种为里格尔87-5,直接延用滴灌小麦的滴灌设施,距滴灌带两侧20 cm处进行移栽,株距35 cm,移栽密度 69000株/hm2,小区面积 36 m2,重复3次。于7月10日下午进行人工移栽,移栽后及时灌缓苗水,灌溉量300 m3/hm2,以后每隔7 d灌溉1次,次灌溉量157.5 m3/hm2,灌溉期间共滴施尿素120 kg/hm2、KH2PO460 kg/hm2。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 土壤温度观测

于茄苗缓苗期过后2周内,选择晴天调查地温温度日变化,从北京时间8:00-20:00,2 h调查一次。用地温计观测0、5、10和20 cm处土壤温度。

1.2.2 移栽成活率调查

移栽后2周统计各处理移栽成活率。

成活率=移栽后度过缓苗期进入正常生长的茄株/移栽株数×100%。

1.2.3 植株性状调查

分别测定株高(从子叶节至生长中心点)、单株干重和叶面积等。单株干重测定方法:每个处理小区均匀取样3株,沿植株子叶结处剪去植株根部,将茎(包括主茎、分枝、叶柄、花蕾、花序梗)、叶、果实分开,置于105℃烘箱中杀青30 min,然后在80℃恒温烘干至恒重,分别测定其干物质重量。叶面积采用LI-3000C叶面积仪进行测定。

1.2.4 加工番茄收获计产方法

加工番茄红熟时每小区随机选取5株标记后进行计产。从红熟期开始,每7 d采摘直径>3 cm以上的成熟果1次,直至拉秧期结束。单株产量为几次采摘红果重量相加之和。单株产量:

上式中,C为每次采摘重量,N为采摘次数。

2 结果与分析

2.1 不同麦茬处理方式对土壤日平均温度的影响

结果见图1。

图1 不同麦茬处理土壤5、10和20 cm处土壤温度日变化Fig.1 Daily changes of soil temperature of soil layer at 0 cm,5 cm,10cm and 20cm depth among different treatments of spring wheat residue conditions

由图1可见,3种处理土壤日最高温度均出现在16:00后。在10:00以前,气温23 ℃以下时,平茬处理土壤日平均温度高于低茬和高茬处理;当气温升高至23℃后,低茬和高茬的在0 cm和5 cm土层温度逐渐升高分别大于平茬处理;在10 cm和20 cm土层,平茬处理温度高于低茬和高茬处理。由此可见,秸秆覆盖尤其是平茬处理能较好地平衡和缓冲地温的变化,当土壤温度低于23℃时具有保温作用,高于23℃时具有降温作用,这种调控作用对加工番茄根系生长有利。

2.2 不同麦茬处理对温室穴盘育苗移栽加工番茄成活率的影响

不同麦茬处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄成活率有很大的影响(表1)。

表1 不同麦茬高度处理对温室穴盘育苗移栽加工番茄成活率的影响Tab.1 Effect of spring wheat residue treatments on survival rate of processing tomato under greenhouse plug seedling transplantation

由表1可见:总体来说,由于立茬的遮阳效应,麦茬高度越高,对移栽苗的遮阳效应越好,3个麦茬处理的成活率依次为高茬>低茬>平茬。但3种苗龄移栽苗成活率也存在不同差异,其成活率依次为30 d苗龄>45 d苗龄茬>60 d苗龄。20 cm茬30 d苗龄的加工番茄在所有处理中成活率最高。

2.3 不同麦茬处理对温室穴盘育苗移栽加工番茄植株性状的影响

研究结果(表2)表明:移栽2周时,不同苗龄平茬处理的加工番茄株高、单株叶面积和单株干重均高于10 cm茬和20 cm茬,株高和单株干重差异不显著,单株叶面积差异显著;移栽4周时,不同苗龄平茬处理的株高、单株叶面积和单株干重均显著大于10 cm茬和20 cm茬处理。可见,平茬处理有利于加工番茄植株生长。在不同苗龄方面,30 d苗龄加工番茄生长速度较快,45 d苗龄次之,60 d苗龄最慢。根据田间观察,60 d苗龄移栽后出现明显的长势较弱的现象,植株叶片较小,茎杆较细,生长速度缓慢,其原因可能是育苗时间过长,使其过早完成营养生长,植株发育受阻。由此可见,麦茬移栽加工番茄茄苗育苗时间不宜过长。

表2 不同麦茬处理对温室穴盘育苗移栽加工番茄移栽后2周和4周时素质比较Tab.2 Seedling quality comparison of different spring wheat residue treatments of processing tomato under greenhouse plug seedling transplantation after two weeks and four weeks

2.4 不同麦茬处理对温室穴盘育苗移栽加工番茄产量的影响

由于不同麦茬处理对温室穴盘育苗移栽加工番茄生态生理效应不同,导致加工番茄最终的产量也有所差别(图2)。不同苗龄的3种麦茬处理均表现为平茬产量最高,20 cm茬产量最低;不同麦茬处理的3种苗龄中,30 d苗龄产量最高,60 d苗龄最低。30 d苗龄平茬产量比10 cm茬和20 cm茬分别提高了3.4%和10.3%;45 d苗龄平茬产量比10 cm茬和20 cm茬分别提高4.6%和7.1%;60 d苗龄平茬产量比10 cm茬和20 cm茬分别提高了7.3%和15.5%。

图2 不同麦茬处理方式对温室穴盘育苗移栽加工番茄产量的影响Tab.2 E ffects of different spring wheat residue treatments on yield of processing tomato under greenhouse plug seedling transplantation

3 讨论与结论

3.1 讨论

各种土壤耕作措施都是通过改善土壤性状而对作物生长发育产生作用。本试验结果表明,在3种麦茬高度处理中,由于秸秆的遮光和对地面逆辐射的阻挡作用,可有效缓冲土壤温度的升降,从而在一定程度上减轻高温对加工番茄的影响。平茬在3种处理中,对地温降温效果最好,虽然移栽成活率低于其它2个处理,但是平茬处理移栽加工番茄植株株高、单株叶面积和干重最高,在加工番茄生长发育期间为其提供较好的生态条件,所以最终产量也最高。

另外,由于2009年新疆石河子地区4-9月的日平均气温较2008年降低了3.1℃,在10月14日开始降霜,番茄植株和1/2以上果实被冻死和冻烂,造成很大的损失,最终导致产量很低。因此,建议在今后的试验中使用特早熟春小麦和加工番茄品种,可提高复种收获效益。

3.2 结论

在相同气温条件下,不同麦茬高度对土壤温度的影响不同。在气温23℃以下时,平茬处理土壤日平均温度高于低茬和高茬处理,起到了一定的保温作用;当温度升高至23℃后,低茬和高茬的在0 cm和5 cm土层地温逐渐升高分别大于平茬处理,这时平茬处理表现出了一定的降温作用;此结果与前人研究结果[11-12]基本一致。在加工番茄移栽初期,高茬可以直接遮挡太阳对番茄幼苗的直射,较少幼苗被晒死的几率,所以加工番茄移栽成活率依次为高茬>低茬>平茬;同时苗龄越小,水分蒸发越少,移栽成活率也越高。移栽后随着加工番茄的生长,3种苗龄平茬处理株高、单株叶面积和单株干重均显著大于低茬和高茬处理。其中,30 d苗龄加工番茄生长速度最快,长势最好,较适合麦茬移栽。3种苗龄加工番茄不同麦茬高度移栽中,30 d苗龄平茬产量最高,60 d苗龄高茬产量最低。

综合以上可知,平茬处理不仅具有良好的生理生态效应,经济效益也最高。此外,平茬与低茬和高茬相比,克服了较长麦秸对播种机的缠绕阻碍作用,有利于提高加工番茄机械化移栽,同时平茬兼有更好的保护土壤、抑制土壤水分蒸发等生态效益,因此,无论是从直接经济效益,还是长期的生态效益考虑,平茬处理均值得在生产中推广应用。

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Effects of Spring Wheat Residue Treatments on Eco-Physiological Character of Processing Tomato under Greenhouse plug Seedling Transplant

FENG Zhelei,MA Fuyu,WANG Yi,SHI Honggang,LIN Feng
(College of Agriculture,Shihezi University/The Key Laboratory of Oasis Eco-Agriculture,Shihezi 832003,China)

To seek a suitable planting way of processing tomato so as to improve multiple cropping index,effect of spring wheat residue treatments(high stubble:20 cm;low stubble:10 cm;residue incorporation:0cm)on eco-physiological character of processing tomato with greenhouse plug seedling transplantation was studied.Results showed that average soil temperature of residue incorporation treatment was higher than that of high stubble and low stubble treatments when air temperature was below 23℃.The temperature of soil layer at 0 cm and 5 cm residue incorporation was lower than that of high stubble and low stubble treatments,while the temperature of soil layer of residue incorporation at 10 cm and 20 cm was higher than that of high and low stubble treatments when air temperature was above 23℃.The survival rate of transplanted processing tomato plant was:high stubble>low stubble>residue incorporation,and seedling age 30 d>seedling age 45 d>seedling age 60 d.And the yield of transplanted processing tomato was:residue incorporation>low stubble>high stubble,30 d seedling age>45 d seedling age>60 d seedling age.The yield of seedling age 45 d at residue incorporation was 4.6%and 7.1%higher than that of low stubble and high stubble.And the yield of seedling age 60 d at residue incorporation was 7.3%and 15.8%higher than that of low stubble and high stubble respectively.

spring wheat residue treatments;greenhouse plug seedling;transplantation;processing tomato

S604.7;S641.2

A

1007-7383(2011)02-0169-04

2010-03-05

国家自然科学基金项目(30560068),国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA100218-6)

冯治磊(1982-),男,硕士生,专业方向为作物生理生态;e-mail:fengzhilei@sohu.com。

马富裕(1967-),男,教授,从事作物生理生态研究;e-mail:mfy㊦agr@shzu.edu.cn。