不同颜色地膜和增施生物有机肥对地温、杂草生长和甜瓜产量的影响

摘    要：为探究不同颜色地膜和增施生物有机肥对甜瓜产量的调控效应，在大田条件下以甜瓜为试材，以覆透明膜不施生物有机肥为对照（CK），研究了3种不同颜色地膜覆盖[黑膜（B）、黑白相间膜（W）、上银下黑双色膜（S）］和3种生物有机肥施肥量［1800 kg·hm-2（H）、1200 kg·hm-2（M）、600 kg·hm-2（L）]对土壤热效应、杂草生长和甜瓜产量的影响。结果表明，与CK相比，3种不同颜色地膜在甜瓜整个生育期中早晚均能增加土壤温度，对农田土壤温度具有低温阶段增温和高温阶段降温的双重调节作用，增温效果为S膜>W膜>B膜，降温效果为S膜>B膜>W膜，降温和保温效应主要表现在甜瓜生育前期，增温效应表现为前期>中期>后期，保温效应为前期>后期>中期。3种不同颜色地膜覆盖对杂草的防效均高于CK，S膜覆盖的杂草株防效、鲜质量防效较B膜和W膜覆盖分别提高了6.5%、92.2%和7.0%、131.1%。产量方面，S膜、B膜覆盖较CK分别显著提高了20.5%、11.2%，不同增施有机肥施肥量下，S膜覆盖条件下的中施肥量较W、B膜处理（除BH处理）和CK显著提高了甜瓜的产量。在河西绿洲灌溉条件下充分考虑覆膜控草的栽培需求下，综合土温、甜瓜果实性状及产量因素，较优的地膜覆盖颜色为上银下黑双色膜，适宜增施生物有机肥施肥量为1200 kg·hm-2。

关键词：甜瓜；有色地膜；生物有机肥；土壤温度；杂草；产量

中图分类号：S652 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）03-094-09

Effects of different colors of film mulching and additional bio-organic fertilizer application on ground temperature and weed growth and melon yield

LIU Bin1， 2， KOU Yanyan1， 2， CHEN Liang2， 3， YANG Shimei2， XIE Jianming2

（1. Gansu Jingtaichuan Irrigation Water Resources Utilization Center， Jingtai 730400， Gansu， China; 2. College of Horticultural， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， Gansu， China; 3. Gansu Provincial Institute of Agricultural Engineering and Technology， Wuwei 733006， Gansu， China）

Abstract： This study aimed to explore different colors of mulch and bio-organic fertilizer application on melon yield. A filed experiment comprising of three different colors of mulch [black film（B）， black and white film（W）， silver on top and black on bottom（S）] and three bio-organic fertilizer application rates [1800 kg·hm-2（H）， 1200 kg·hm-2（M）， 600 kg·hm-2（L）] to study soil thermal effect， weed growth and melon yield. The results showed that three different colors of mulch films could increase soil temperature throughout the whole fertility period of melon， and had the dual effect of increasing temperature at low temperature stage and cooling at high temperature stage， and the effect of increasing temperature was S>W>B， and the effect of cooling was S>B>W， and the average soil temperature of 0-20 cm soil layer from seedling stage to ripening stage of melon showed that S film increased temperature by 1.11-2.14 ℃ and cooling 1.94-3.09 ℃， B film increased temperature 0.72-1.77 ℃ and cooling 1.44-2.81 ℃， W film increased temperature 0.68-1.90 ℃ and cooling 0.56-2.28 ℃. The soil temperature results of different fertility periods showed that the cooling and heat preservation effects of the three different colors of mulch films were mainly manifested in the early stage of melon fertility， and the warming effect was early > middle > late in the whole fertility period， and the heat preservation effect was early > late > middle. The effectiveness of weed control was significantly higher than that of CK， and the effectiveness of weed plant control and fresh mass control were 6.5%， 92.2% and 7.0%， 131.1% higher for S and W mulches， respectively， than that of B and W mulches， with significant differences. In terms of yield， S and B film mulching significantly increased 20.5% and 11.2%， respectively， compared to CK. Under different fertilization rates of organic fertilizers， the medium fertilization rate under the S-film mulching condition significantly increased melon yield compared with the other treatments （except the BH treatment） and CK. Under the irrigated conditions of the Hexi Oasis， taking into account the cultivation requirements of mulching and weed control， and integrating the factors of soil temperature， melon fruit traits and yield， the preferred mulch color was upper silver and lower black two-color film， and the appropriate fertilizer application rate of bio-organic fertilizer was 1200 kg·hm-2.

Key words： Melon; Colored mulch; Bio-organic fertilizer; Soil temperature; Weeds; Yield

地膜覆盖栽培是干旱和半干旱农业地区高效节水用水和作物高产、稳产的关键技术[1]。有研究表明，地膜覆盖能节水抗旱、保墒增墒，降低土壤水分的热能消耗，在一定程度上减少地表径流和肥料的挥发、淋溶和流失，还具有抑制杂草、增光提温及改善作物生长的非生物环境因素，从而促进作物生长发育、提高作物产量和品质、提高水分利用效率和肥料利用效率等，广泛推广应用于小麦、玉米等粮食作物和蔬菜、果树等经济作物，显著提高了旱作农业地区的农业生产效率[2-8]。近年来，随着地膜覆盖技术的不断研究和实践，人们发现普通透明地膜和白色地膜对光的透过率较高，反射较少，因此白天增温效果明显，但夜间保温性较差，膜下杂草丛生，不利于作物生长，且容易造成白色污染，而且在一定程度上会造成作物出现早衰现象[9]，透明地膜和白色地膜带来的作物生长问题和环境问题严重制约着作物生长和农业的可持续发展。

有色地膜是根据不同颜色染料对太阳光谱的透射、吸收和反射以及作物、害虫对颜色的反应规律，在普通地膜中加入不同颜色的染料制成的[10]。研究表明，有色地膜对不同波长的太阳光谱吸收和反射具有不同的规律，因此具有不同的光效应和特殊效应，不同作物生长发育、杂草发生和生长、土壤水热环境及光环境对不同颜色地膜的响应也不一样[11-13]。有研究表明，覆盖黑膜后，花生全生育期0～15 cm土壤温度增加4.0～5.0 ℃[14]，马铃薯根系集中区域的土层土壤湿度显著提高[15]。在越冬洋葱上试验发现，银灰膜覆盖相比黑膜、白膜或透明膜，其增温、保墒、保温综合效果更优，在强光环境中，较其他色膜表现出更好的“降温”效果，避免高温造成根系损伤[16]。杨世佳等[17]研究发现，覆黑膜玉米整个生育期无杂草发生，黑白相间配色地膜白色带下面可充分吸收太阳光，促进增长，黑色带下面可抑制杂草生长。花生覆盖黑白配色地膜和浅银灰色地膜花生叶片的叶绿素含量均有不同程度的提高，显著提高了花生叶片光合效率和荧光参数，饱果率、单果质量和产量均显著提高[18]。

生物有机肥是指以动、植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆等）为基质，加入一种或多种有益微生物，经发酵、腐熟、除臭、干燥后加工而成的一种含有氮、磷、钾、微量元素等无机成分，有利于提高土壤肥力、促进作物吸收和元素释放等特定功能的微生物有机复合肥料[19]。研究表明，增施有机肥可显著提高土壤肥力，增强微生物活性，活化土壤养分，改良土壤结构和矿物组成等指标，有效促进农作物高产、优质和降低农产品成本等[20]。孔涛等[21]研究表明，生物有机肥能显著提高土壤有机质、总氮磷钾和速效氮磷钾含量。翟春花等[22]发现，增施生物有机肥可以显著减少稻田杂草的发生种类，对杂草的生长有显著的抑制作用。王玉红等[23]研究表明，增施生物有机肥能有效增大黄瓜的株高、茎粗和果实纵径、横径，显著提高甜瓜的产量。

甜瓜（Cucumis melo）是甘肃河西绿洲地区重要的经济作物。近年来，随着甜瓜产业的快速发展和种植面积的逐年增加，瓜农为了获得高产高效益，大肥大水的栽培习惯导致土壤理化性状变差等问题，导致河西绿洲的优势气候资源和优良土壤结构对甜瓜增产增效的潜力得不到充分有效发挥，甜瓜产量和品质逐年下降，农民收入和甜瓜经济效益明显下降。长期以来，关于甜瓜增产提质技术的研究大多集中在间套作[24]、水肥调控[25]、改良剂及改良方法[26]等方面，而利用不同颜色地膜覆盖和增施生物有机肥对土壤热效应和甜瓜产量的影响鲜有报道。因此笔者在大田试验条件下设定不同颜色地膜覆盖和增施生物有机肥施肥量，比较分析不同颜色地膜和增施生物有机肥施肥量对土温、杂草生长和甜瓜产量及品质的影响，探索适合河西绿洲地区甜瓜种植的地膜颜色与增施生物有机肥施肥量，为优化甜瓜高产高效、优质栽培关键技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在甘肃省民勤县农业技术推广中心试验站进行。试验区位于甘肃河西内陆东段的民勤绿洲，为半封闭内陆荒漠区，温带大陆性极干旱气候，年均降水量115 mm，且多为低于5 mm的无效降水，年蒸发量2644 mm。冬冷夏热、光照充足、昼夜温差25.2 ℃，年均气温7.8 ℃、日照时数3073 h、无霜期162 d。

1.2 材料

供试甜瓜品种为民勤绿洲灌区主栽品种金红宝，由甘肃宇海农业科技有限公司选育；供试生物有机肥为沃华农生物有机肥，以乳酸菌及酵母菌为主体，其中有效菌数为5000万·g-1以上，氮+磷+钾≥5%（w，后同），有机质含量45%，由山东沃华农业科技股份有限公司提供；供试地膜为黑膜、黑白相间膜、上银下黑双色膜和透明膜，由甘肃省武威市大和塑业有限公司提供。

1.3 设计与处理

试验采用二因素裂区试验设计。设地膜覆盖颜色为主区，增施生物有机肥施肥量为副区。地膜覆盖颜色设3个水平，分别为黑膜（B）、黑白相间膜（W）、上银下黑双色膜（S）；增施生物有机肥施肥量设3个水平，分别为高（1800 kg·hm-2、H）、中（1200 kg·hm-2、M）、低（600 kg·hm-2、L），共9个处理组合，分别为BH、BM、BL、WH、WM、WL、SH、SM、SL，以覆透明膜不施生物有机肥为对照（CK）（见表1）。试验共10个处理组合，3次重复，30个小区，小区面积为2 m×20 m=40 m2。甜瓜于2021年5月2日种植，8月8日收获。

甜瓜采用水旱塘栽培方式，水旱塘宽2 m，水沟宽70 cm，旱塘宽130 cm，株距45 cm，保苗数为22 000株·hm-2，双蔓整枝方式，每株留1果。播种开沟时生物有机肥与传统基肥（当地施肥习惯为不施用生物有机肥）一次性集中施入，基肥为磷酸二铵[64%（含N18%；含P2O5 46%），云南三环中化化肥有限公司生产]150 kg·hm-2、尿素[含N≥46.4%，甘肃刘化（集团）有限责任公司生产）300 kg·hm-2、过磷酸钙（含P2O5≥12%，山东科达化肥有限责任公司生产）750 kg·hm-2。坐瓜后追施尿素150 kg·hm-2、硫酸钾[含K2O≥52%，甘肃刘化（集团）有限责任公司生产]75 kg·hm-2、果实膨大期追施尿素75 kg·hm-2。果实膨大期用尼龙网垫垫瓜，其他田间管理按常规进行。