高海拔旱作農業區地膜種植蠶豆增產效應分析

郭興蓮　劉玉皎

摘 要：將蠶豆‘青海13號有效地整合到青海旱作農業系統，并配套地膜覆蓋種植技術提高旱作農業系統蠶豆的綜合生產能力，對有效擴大青海蠶豆種植區域具有重要意義。在旱作農業區通過地膜覆蓋和裸地種植2個處理分析了地膜覆蓋種植對‘青海13號蠶豆的增產作用。結果表明：地膜覆蓋后明顯改善了耕作層的土壤溫度和土壤濕度，平均土壤溫度提高了2.4℃，土壤濕度提高了14.1%，有利于旱作農業區蠶豆的出苗，促進了蠶豆生長發育，生育進程提前了約1周；同時，地膜覆蓋種植蠶豆后，株高、干物質積累明顯提高，成熟期干物質積累增加了148.14%。單株莢數、單株粒數、單株產量分別提高了121.7%、87.4%、90.4%，從而使‘青海13號蠶豆在地膜覆蓋種植后產量增加了23.55%。

關鍵詞：蠶豆；地膜覆蓋；增產效應

中圖分類號：S316 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0441

Abstract： This technology of plastic film mulching was applied in faba bean， to effectively integrated ‘Qinghai No.13 into the rained agricultural system， and improving the production capacity. It is important for effectively expanding the broad bean planting area in Qinghai. In arid agricultural areas plastic mulching and bareness planting was used and analyses the yield-increasing effect of ‘Qinghai No.13 plastic mulching. The results was showed that the plastic mulching improved significantly soil temperature and soil moisture in plough player， the average soil temperature increased 2.4℃， soil moisture increased by 14.1%. It is good for cultivating strong seedling and growth， made growth period earlier about 1 week. The dry matter accumulation was increased significantly by 148.14% in maturity of ‘Qinghai No.13. Number of pods per plant， grain number per plant and yield increased respectively by 121.7%， 87.4% and 87.4%， so that the yields of ‘Qinghai No.13 was increased by 23.55% after plastic mulching cultivation.

Key words： Faba Bean； Plastic Film-Mulching； Effect of Increasing Yield

0 引言

蠶豆是青海省重要的糧經兼用的商品作物，主要集中在灌溉農業區，種植面積穩定在2.67×104 hm2，年產量達7.0×104～8.0×104 t，是青海省區域農民增收的優勢作物之一，年種植效益達4000萬元以上。然而，青海省農業區70%分布于旱作區，這些區域作物種植結構單一，常年種植小麥、馬鈴薯、油菜等，多年出現連作，土壤結構和肥力越來越差，農作物持續增產的潛力較小。隨著青海區域經濟結構調整和蠶豆多元化產業發展對蠶豆需求的增加，蠶豆的優勢區域逐步由灌溉農業區向雨養型旱作農業區拓展和延伸[1]。地膜覆蓋是一項重要的農業增產技術，日本是應用地膜覆蓋技術最早的國家，開始研究于1948年，中國地膜覆蓋技術研究開始于1978年，但覆蓋面積和應用作物種類非常迅速。已廣泛應用于旱作農業區蔬菜、糧食、油菜、果木等領域的高產栽培[2-3]，同時，開展了不同作物地膜覆蓋后的水溫效應、水分生態效應和增產效應的相關研究，地膜覆蓋具有保墑增溫、抗旱和促進生長、提高光合效率，從而具有顯著的增產作用[4-21]，同時具有改善品質[10]和抗病蟲作用[11，21]。袁祖培等[17]研究了遼寧地區地膜覆蓋對不同蠶豆品種的增產效應。陳安茹[18]研究了四川甘孜地區不同蠶豆品種的地膜覆蓋增產效應、楊和團等[19]和楊家貴等[20]分別研究了云南保山地區透心綠品種的地膜覆蓋增產效果和抗病性，均表明地膜覆蓋對蠶豆的增產效果明顯，且具有一定的抗病性。劉效瑞[21]從栽培技術的角度通過品種、密度、施肥等因素研究優化了蠶豆地膜覆蓋的高產配套技術。雷發林等[22]從生產的角度總結了旱作農業區蠶豆地膜覆蓋高產栽培技術。地膜覆蓋技術作為旱作農業區增產的重要措施之一，在青海旱作農業區蠶豆地膜覆蓋技術的增產效果尚未見報道，本研究從增產效果角度分析青海旱作農業區的‘青海13號蠶豆地膜覆蓋增產效應。旨在通過地膜覆蓋技術對青海旱作農業區主栽蠶豆品種‘青海13號的增產效應分析，為在青海省旱作農業區推廣‘青海13號蠶豆地膜覆蓋配套技術的推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

研究田間試驗于2012年在青海省互助縣林川鄉尕寺加村進行。海拔2650 m，年平均氣溫3～4℃，年降雨量395 mm。

1.2 試驗材料

選用早熟耐旱小粒蠶豆品種‘青海13號。‘青海13號是2009年12月10日通過青海省第7屆農作物品種審定委員會審定的糧飼兼用型蠶豆新品種，該品種具有籽粒小、白臍、成熟早、耐旱等特征，適于在青海省海拔2500～2900 m的山旱地種植。

1.3 試驗方法

試驗設地膜覆蓋和裸地種植2個處理。采用對比法，不設重復，種植密度為22.5萬株/hm2，小區面積666.67 m2。于2012年4月20日播種前人工覆膜，于2012年4月20日人工點播，田間管理與旱作農業區蠶豆的栽培技術相同。于不同的生育階段田間按“Z”字型取點利用土壤水分速測儀測定土壤20 cm的溫度和濕度，求平均值。成熟后，隨機取30株對株高、分枝數、單株莢數、單株粒數和百粒重等性狀進行觀測，取平均值。統計小區實際產量，并折合為標準單位產量。

2 結果與分析

2.1 地膜覆蓋對土壤溫度和水分的影響

地膜覆蓋后對蠶豆種植土壤的溫度和濕度的影響，結果見表1。結果顯示地膜覆蓋后對旱作農業區蠶豆生長的土壤溫度和濕度有所改善，但在蠶豆生長的不同時期因大氣溫度和自然降水的變化影響，土壤溫度和土壤濕度變化不一，蠶豆生長前期即6月22日以前，大氣溫度還比較低時，蠶豆株體較小，田間蠶豆植株沒有封行，田間裸露面積較大時，地膜覆蓋后具有明顯的增溫作用，5月22日至6月22日平均增溫2.5℃，隨著氣溫快速回升和田間的遮蔭，地膜覆蓋與裸地種植的土壤溫度沒有顯著差異。而地膜覆蓋后的土壤濕度一直高于裸地種植，整個生育期平均濕度提高了14.1%，尤其在苗期增溫保墑效果，更有利于蠶豆出苗，為培育壯苗奠定了基礎。

2.2 地膜覆蓋對‘青海13號蠶豆的生長發育影響

2.2.1 地膜覆蓋對‘青海13號生育期的影響 覆膜種植后提高了土壤溫度和土壤濕度，有利于促進‘青海13號蠶豆的生長發育，出苗提前了9天，開花期提前10天，成熟期提前了7天，整個生育期提前了7天。

2.2.2 地膜覆蓋對‘青海13號株高的影響 ‘青海13號蠶豆的株高動態見表2。從表2可以看出，地膜覆蓋后‘青海13號蠶豆的生長加快，苗期株高增加了4.90 cm，進入開花期株高明顯加快，株高增加了15.3 cm，提高了45.0%，進入生長后期地膜覆蓋后對株高的增加相對一致。

2.2.3 地膜覆蓋對‘青海13號干物質的影響 ‘青海13號蠶豆的干物質積累動態分析見圖1。從圖1可以看出，地膜覆蓋后‘青海13號蠶豆的生長加快，苗期干物質積累較少，平均單株增加了0.71 g/株，進入開花期干物質積累明顯加快，平均單株干物質積累增加了2.45 g/株，分別提高了45.00%和65.33%，進入生長后期隨著種子形成地膜覆蓋后的干物質積累明顯高于對照，平均單株凈增加65.67g/株，較對照提高了148.14%，為創造蠶豆高產奠定了物質基礎。

2.2.4 地膜覆蓋對‘青海13號蠶豆產量的影響 地膜覆蓋后有利于促進生長發育，分枝數和產量構成因素均有所增加。從表3看出，平均單株有效分枝數增加了0.6個，單株莢數、單株粒數、單株產量分別增加了121.7%、87.4%、90.4%，從而使‘青海13號蠶豆在地膜覆蓋種植后產量增加了23.55%。

3 結論

3.1 地膜覆蓋有利于改良青海旱作農業區土壤水溫條件

地膜覆蓋后可以改良旱作農業區的土壤溫濕度，在蠶豆生長前期即播種到結莢期對土壤增效效果較明顯，有利于蠶豆提前出苗，培育壯苗；在蠶豆全生育期均具有提墑保墑作用，均有利于蠶豆的生長發育。

3.2 地膜覆蓋后對旱作農業區蠶豆生長具有促進作用

在青海旱作農業區蠶豆地膜覆蓋后，促進了‘青海13號蠶豆的生長發育，有利于植株生長和干物質積累，接近成熟期‘青海13號蠶豆在覆蓋地膜種植與裸地種植的的干物質分別為110.0和45.33 g，覆膜后能提高142.7%；對‘青海13號蠶豆的產量構成因素有明顯提高，其中單株莢數、粒重和百粒重以及單株產量分別提高了121.7%、87.4%、4.7%和90.3%，覆膜較對照的平均產量提高了23.5%。

3.3 地膜覆蓋后可以有效擴大青海蠶豆種植區域

地膜覆蓋具有增產保墑、促進蠶豆生長發育，提高蠶豆產量，對于青海蠶豆生產優勢區域向旱作農業區或半干旱農業區轉移提供了技術保障，通過地膜覆蓋技術可有效地將青海蠶豆種植區域擴大到極度干旱地區和高海拔冷涼地區。

4 討論

4.1 關于地膜覆蓋的水、熱效應

地膜覆蓋明顯改善了土壤耕作層的溫度和濕度[4-8，24]。筆者研究表明，地膜覆蓋的增溫效應與大氣溫度和蠶豆田間遮蔽情況有關，大氣溫度低、田間裸露面積較大時，對地溫增效更加明顯。張德奇等[2-3]研究也表明，地膜覆蓋改善了土壤的水、熱狀況，影響了土壤微生物活動和酶活性，并有利于土壤養分地有效利用。白麗婷等[6]認為，地膜覆蓋不僅具有保墑作用，而且提高了小麥水分的利用率。

4.2 地膜覆蓋對農作物的增產作用

筆者研究表明地膜覆蓋對‘青海13號蠶豆具有顯著的增產效果，與袁祖培、陳安茹、楊和團和楊家貴等[17-20]通過地膜覆蓋對蠶豆增產效應的結果一致，同時，也認為不同蠶豆品種的增產效果具有顯著差異。馬樹慶等[23]通過東北地區玉米地膜覆蓋增溫增產效應的地域性變化規律研究表明，地膜覆蓋的增溫增產具有地域性差異，有些地區基本無增收作用，推廣地膜覆蓋技術要因地制宜。青海農業具有立體特點，為了推廣地膜覆蓋技術在蠶豆生產的中應用，要進一步摸清其地域性。

4.3 地膜覆蓋對蠶豆生產的增效問題

畢繼業等[25]研究表明，地膜覆蓋對農作物增產的正效應小于地膜殘留對農作物減產的負效應或增產不增收。蠶豆是青海的商品化優勢作物，市場需求量大，平均價格在5000.0元/t左右，實踐表明，在青海旱作農業區蠶豆地膜覆蓋的增產幅度在20%～100%，因此，地膜覆蓋不僅能保障蠶豆的供給需求，同時，也能達到增產增收的目的。

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