生物降解地膜覆盖对黄瓜生长发育和光合作用的影响

摘要 为明确生物降解地膜颜色及厚度对黄瓜生长和生理代谢的影响，以普通白色地膜为对照（CK），研究白色和黑色及2种厚度（0.8丝、1丝）生物降解地膜对设施栽培黄瓜生长、叶绿素、光合作用、产量及品质的影响。结果表明，与CK相比，黑色生物降解地膜可以提高土壤温度，而白色生物降解地膜更容易降解，T4处理比黑色生物降解地膜提前20 d。黑色生物降解地膜处理（T3）显著增加黄瓜茎粗，而生物降解地膜显著降低黄瓜叶片数，与CK相比，分别下降了15.29%、9.71%和6.96%。生物降解地膜T3和T5处理显著增加黄瓜叶片蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE），与CK相比，分别提高了34.75%、31.66%和40.63%、34.38%。加厚地膜和不同颜色及厚度生物降解地膜覆盖对黄瓜叶绿素、净光合速率（Pn）、可溶性固形物和单果重等无显著影响。表明白色生物降解地膜综合性能优于黑色生物降解地膜，可以替代传统地膜用于设施黄瓜栽培生产。

关键词 生物降解膜；黄瓜；生长；光合作用；降解率

中图分类号 S627.2 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2025）06-0048-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.06.012

Effect of Biodegradable Plastic Film Covering on the Growth， Development， and Photosynthesis of Cucumber

SHI  Zhen-wei LI  Shuai2，YI Qing2  et al

（1.Wuxi Xishan District Agricultural Development Service Center， Wuxi， Jiangsu   214000;2.College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing， Jiangsu  210095）

Abstract In order to clarify the effects of color and thickness of biodegradable plastic film on the growth and physiological metabolism of cucumber， two colors and two thicknesses （0.8 silk and 1 silk） of biodegradable plastic film were selected to investigate the effects on the growth， chlorophyll， photosynthesis， yield and quality of greenhouse cultivated cucumber.The results showed that compared with CK， black biodegradable film could increase soil temperature， while white biodegradable film was more easily degraded， and T4 treatment was 20 days earlier than black biodegradable film.The black biodegradable film treatment （T3） significantly increased cucumber stem thickness， while the biodegradable film significantly reduced the number of cucumber leaves， which decreased by 15.29%， 9.71%， and 6.96% compared to CK， respectively.The treatment with biodegradable film T3 and T5 significantly increased the transpiration rate （Tr） and water use efficiency （WUE） of cucumber leaves， with an increase of 34.75%，31.66%，40.63% and 34.38% compared to CK， respectively.Thickened plastic film and different colors and thicknesses of biodegradable film cover have no significant effects on cucumber chlorophyll， net photosynthetic rate （Pn）， soluble solids， and single fruit weight.The above results indicate that the comprehensive performance of white biodegradable film is better than that of black biodegradable film， and it can replace traditional plastic film for greenhouse cucumber cultivation and production.

Key words Biodegradable plastic film;Cucumber;Growth;Photosynthesis;Degradation rate

地膜覆盖栽培技术作为蔬菜生产上一种广泛应用的技术，对蔬菜作物具有良好的增温保墒作用，可有效提高作物产量、改善土壤肥力以及控制草害等［1-2］。由于普通地膜成本低，没有回收利用价值，生产上多是直接翻耕于土壤中或者收集后集中填埋、焚烧，造成土壤和空气污染，给环境带来了严重的污染问题。传统地膜材料为聚乙烯（PE），自然条件下降解周期长，能够在土壤中残存百年以上，间接破坏土壤结构，影响植株根系吸收水分和养分，阻碍作物正常生长发育，导致蔬菜作物产量和品质明显下降［3］。

为减少塑料地膜污染，研究地膜减量或地膜替代成为当前作物栽培生产较为热门的领域之一。生物降解地膜是一种具有降解性能的新型农用地膜，自然条件下能在微生物作用下降解为CO2和H2O［4］。白色生物降解膜与传统地膜相比，能缩短大白菜的生育期并提高产量［5］。生物降解膜覆盖对樱桃番茄农艺性状和产量以及土壤的保温保湿功能、理化性质等无明显影响，但有助于促进番茄前期的生长［6］。杨雅等［7］研究湿润气候下不同材质生物降解地膜的降解特性以及对辣椒生长发育的影响，发现富含聚羟基脂肪酸酯（PHA）地膜提高辣椒成熟期茎粗、茎高和干物质量的效果接近或者优于普通地膜。

目前有关不同厚度和颜色降解地膜覆盖对作物生长发育影响的研究较少。为此，笔者以普通地膜为对照，研究降解地膜厚度及颜色对蔬菜生长发育、产量等的影响以及地膜降解程度，为地膜减量和替代技术在蔬菜作物上的应用提供理论和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验地点位于江苏省无锡市锡山区五稼农庄内。生物降解地膜由苏州中达航材料科技有限公司提供。

1.2 试验设计

当黄瓜两叶一心时，开始覆膜定植，设6个处理：CK，普通白色地膜（1丝）；T1，白色加厚膜（1.5丝）；T2，黑色降解膜60 d（0.8丝）；T3，黑色降解膜90 d（1丝）；T4，白色降解膜60 d（0.8丝）；T5，白色降解膜90 d（1丝）。黄瓜定植后，所有处理设施环境控制和水肥管理条件一致。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生长指标。

黄瓜幼苗节间长用直尺测定；用游标卡尺测量与子叶展开方向平行的子叶节或子叶节下0.5 cm 处的粗度；叶面积采用数字图像处理技术，利用已知参照物的实际面积与被测叶面积对比，使用手机软件“数图”进行分析计算。

1.3.2 SPAD值。

选取叶位一致、完全展开的功能叶，采用手持式SPAD-502叶绿素仪测量叶片表面的SPAD值，以该值反映叶绿素含量。

1.3.3 光合作用。

选取叶位一致、完全展开的功能叶，选择晴天09：00—11：00 进行光合参数测定，采用便携式光合测定系统（Li-6400，美国 LI-COR 公司）测定净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）。测定时叶室温度控制在25 ℃，光强设置为1 000 μmol/（m2·s），参比室 CO2 浓度（Ca）为（400±10）μmol/mol，相对湿度（RH）为 60%～75%。参考Farquhar等［8］的方法计算气孔限制值（Ls）：Ls 1-Ci/Ca，水分利用效率（WUE）：WUE=Tr/Pn。

1.3.4 单果重。选取节位一致的黄瓜果实，用电子秤测定单瓜重，每处理取3 次重复。

1.3.5 品质。黄瓜果实纵径、横径使用直尺测定。每个处理随机选取同一节位的果实，用折射仪测定可溶性固形物含量［9］。

1.3.6 地膜降解情况调查。

采用田间目测法，将地膜降解过程分为3个时期：诱导期，覆膜到出现≤2 cm小裂缝的时间；开裂期，畦面地膜出现2 cm＜裂缝或孔洞＜20 cm的时间；大裂期，畦面地膜出现≥20 cm 裂缝或孔洞的时间。

1.4 数据分析 所有数据采用 SAS软件 Duncan’s多重比较法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 生物降解地膜对土壤温度的影响 由图1可知，T2和T3处理不同程度地提高地温，而T2处理能显著提高土壤5和10cm处地温，与CK相比，分别提高了7.83%和8.83%。加厚地膜和其他生物降解地膜处理对地温的影响不显著。

2.2 生物降解地膜降解情况

由表1可知，不同种类地膜覆盖时间为2月26日，黄瓜定植时间为2月28日。不同颜色生物降解地膜覆盖后，白色生物降解地膜更容易提前降解，0.8丝白色生物降解地膜（T4）于4月6日开始出现裂缝，比同厚度黑色生物降解地膜提前了19 d。T4处理开裂期、大裂期分别出现在4月23日、5月10日，比同厚度的黑色生物降解地膜（T2）分别早出了17和12 d。较厚的黑色生物降解地膜（T3）开裂期、大裂期分别出现在5月15日、6月7日，降解程度明显低于同厚度的白色生物降解地膜。

2.3 生物降解地膜对黄瓜生长的影响

由表2可知，生物降解地膜覆盖显著降低黄瓜节间长，而增加叶面积，T2、T3、T4和T5处理与CK相比，节间长分别下降了11.21%、12.99%、13.84%和14.30%，叶面积分别提高了24.01%、19.33%、13.27%和21.04%。T3处理显著增加黄瓜茎粗，与CK相比提高了11.63%，而其他处理与CK相比茎粗无显著差异。T1处理显著增加黄瓜叶片数，而生物降解地膜降低黄瓜叶片数，其中T2、T3和T5与CK相比，显著下降了15.29%、9.71%和6.96%。T2、T3、T5处理显著增加黄瓜叶长和叶宽，与CK相比，分别提高了9.04%、6.79%、8.46%和13.86%、11.85%、11.75%。

2.4 生物降解地膜对黄瓜SPAD值的影响