覆膜對旱地冬小麥產量與土壤水分動態(tài)的影響

高慧洲，謝英荷，李廷亮，趙曉東，余高，岳麗，加武斌

（山西農業(yè)大學資源環(huán)境學院，山西太谷030801）

覆膜對旱地冬小麥產量與土壤水分動態(tài)的影響

高慧洲，謝英荷，李廷亮，趙曉東，余高，岳麗，加武斌

（山西農業(yè)大學資源環(huán)境學院，山西太谷030801）

通過大田試驗研究了不同覆膜措施對旱地冬小麥產量和土壤水分動態(tài)的影響，試驗設測控施肥、壟膜溝播+測控施肥和平膜穴播+測控施肥3種方式。結果表明，平膜穴播+測控施肥處理可顯著提高產量，產量高達12 823.33 kg/hm2，在產量構成因素中，穗數(shù)和穗粒數(shù)是增產的主要因素；夏閑期土壤水分得到補充與恢復，播種時平膜穴播+測控施肥處理下2 m土壤貯水量顯著提高，尤其是0～140 cm土層保水效果較好；平膜穴播+測控施肥處理耗水較多，較其他處理水分利用效率提高0.66%～7.37%。因此，平膜穴播+測控施肥是最適宜山西晉南地區(qū)的覆膜栽培模式。

覆膜；旱地；冬小麥；產量；土壤水分

水資源匱乏且降雨分布不均是旱地冬小麥生產的主要限制因素，因此，充分利用有限自然降水條件，提高土壤水庫蓄水量，是旱作雨養(yǎng)農田區(qū)小麥增產的關鍵。目前，在旱作區(qū)地膜覆蓋技術已得到大面積推廣應用[1]，可有效保墑、增溫和增產[2]，前人研究表明，地膜覆蓋減少了土壤水分蒸發(fā)，蓄積降水，提高土壤貯水量，具有明顯的保溫效應，增加穗長、穗數(shù)和穗粒數(shù)，顯著提高小麥水分利用效率和產量[3-7]。此外，適量施肥及氮、磷、鉀肥合理配施有利于冬小麥吸收深層土壤水分和養(yǎng)分，提高水分利用效率和作物產量[8-10]，而大量研究表明，施肥與秸稈覆蓋和壟覆溝播等相結合，改善了土壤水分含量和產量[11-12]。由于在不同環(huán)境條件下具有差異性，本試驗在晉南雨養(yǎng)旱作區(qū)研究不同覆膜方式與測控施肥下冬小麥產量和土壤水分狀況的變化，旨在為旱地冬小麥栽培施肥技術提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2014—2015年在山西省臨汾市洪洞縣劉家垣鎮(zhèn)東梁村旱塬麥區(qū)進行，該區(qū)屬暖溫帶大陸性季風氣候，年平均日照時數(shù)2 419 h左右，有效積溫3 326.9℃，年均氣溫12℃，無霜期180～210 d，年平均降雨量為500 mm左右，其中，7—9月降水量占全年降水量的60%以上，冬小麥生育期降雨量為95.9mm。供試土壤為石灰性褐土，質地為中壤土，pH值7.84，耕層土壤有機質平均含量14.52 g/kg，全氮0.77 g/kg，硝態(tài)氮8.63 mg/kg，速效磷12.23 mg/kg，速效鉀198.14mg/kg，陽離子交換量（CEC）48.27cmol/kg。

1.2 試驗設計

采用隨機區(qū)組排列，4次重復，小區(qū)面積210～520 m2。設3個處理：測控施肥（當?shù)販y土配方施肥量）、壟膜溝播+測控施肥（在壟覆溝播基礎上采取測控施肥）、平膜穴播+測控施肥（在平膜穴播基礎上采取測控施肥）。各處理具體操作如表1所示。播前將全部肥料一次性均勻撒入相應小區(qū)，生育期不灌溉。冬小麥供試品種為長8744，播量為150kg/hm2，于2014年9月30日至10月1日播種，2015年6月7日收獲，2014年7—9月為夏閑期。

表1 旱地冬小麥試驗方案

1.3 測定項目及方法

1.3.1 土壤水分的測定2014—2015年生長季分別于播前和收獲后采集2m深土壤樣品，每20cm為一層，用烘干法測定土壤含水量。耗水量ET（mm）＝播前2 m土壤貯水量-收獲時2 m土壤貯水量+生育期有效降水量

1.3.2 小麥產量的測定小麥成熟時，在各小區(qū)收獲3個2 m2的小麥脫粒計產，并對每小區(qū)所標記的3個1 m長小麥樣段，調查穗數(shù)、粒數(shù)、千粒質量等指標。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均用Excel和DPS數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 覆膜對冬小麥產量及構成因素的影響

從表2可以看出，平膜穴播+測控施肥的生物產量、經(jīng)濟產量分別較壟膜溝播+測控施肥增加10.81%，12.1%（P＜0.05），分別較測控施肥增加25.44%，20.06%（P＜0.05），壟膜溝播+測控施肥的生物產量、經(jīng)濟產量分別較測控施肥增加13.2%，7.1%。因此，平膜穴播+測控施肥較其他處理增產效果顯著，生物產量和經(jīng)濟產量均最高，分別達到12 823.33，5 662.15 kg/hm2。

表2 覆膜對冬小麥產量及構成因素的影響

從冬小麥產量構成三要素來看，壟膜溝播＋測控施肥、平膜穴播＋測控施肥的穗數(shù)顯著高于測控施肥（P＜0.05），各處理之間穗粒數(shù)、千粒質量無顯著差異，而平膜穴播+測控施肥的穗粒數(shù)、千粒質量高于其他處理，產量與穗粒數(shù)呈極顯著正相關（r＝0.999 7）。不同處理之間，穗粒數(shù)變異系數(shù)最大（5.77%），千粒質量變異系數(shù)最小（1.86%），穗數(shù)變異系數(shù)居中（2.87%）。說明穗數(shù)和穗粒數(shù)對旱地冬小麥產量調控效應較大。

2.2 覆膜對2 m土層土壤貯水量的影響

從圖1可以看出，播前2 m土層土壤貯水量，平膜穴播＋測控施肥處理顯著高于其他處理，不同處理播前較收獲后土壤貯水量均增加，測控施肥、壟膜溝播+測控施肥、平膜穴播＋測控施肥分別增加139.18，170.40，181.79 mm，表明夏閑期土壤水分得到補充與恢復，播種時覆膜土壤貯水量較高，且平膜穴播+測控施肥顯著高于其他處理。土壤水分主要集中在140 cm以上土層，其中，20～120 cm土層貯水量較多，平膜穴播+測控施肥較壟膜溝播+測控施肥增加27.68%，平膜穴播+測控施肥較測控施肥增加36.87%，140～200 cm土層因水分入滲較少，土壤貯水量較少，表明旱地麥田覆膜后提高了0～140 cm土層土壤貯水量，平膜穴播+測控施肥保水效果較好。

2.3 覆膜對土壤耗水量及水分利用效率的影響

由表3可知，覆膜后土壤耗水量平膜穴播＋測控施肥較其他處理均增加，較壟膜溝播＋測控施肥增加11.39 mm，較測控施肥顯著增加42.61 mm，表明平膜穴播+測控施肥處理耗水較多，水分被冬小麥吸收利用。各處理之間的水分利用效率差異均不顯著，且以平膜穴播＋測控施肥處理最高，較測控施肥、壟膜溝播＋測控施肥處理提高0.66%～7.37%，表明平膜穴播+測控施肥能夠有效增加播前底墑，提高水分利用效率。

表3 覆膜對土壤耗水量及水分利用效率的影響

3 討論與結論

地膜覆蓋技術能有效增溫保墑，具有良好的增產效應[13-14]。柴守璽等[15]研究表明，覆膜后土壤水分狀況得到改善，冬小麥產量和水分利用效率明顯增加；王紅麗等[16]研究表明，半干旱地區(qū)全膜覆土穴播較裸地單株干物質量增加，產量增加49%～858%；張平良等[17]研究表明，在全膜覆土穴播條件下，合理配方施肥能顯著提高小麥籽粒產量。本研究表明，在山西晉南旱區(qū)覆膜促進冬小麥生長發(fā)育，尤其平膜穴播＋測控施肥較其他處理增產效果顯著，產量高達5 662.15 kg/hm2。趙海幀等[18]研究表明，地膜覆蓋對小麥穗數(shù)影響最大，其次是穗粒數(shù)，對千粒質量影響最小，這與本研究結果相一致，穗數(shù)和穗粒數(shù)是旱地小麥增產的關鍵。

張永濤等[19]研究表明，覆膜可有效減少水分虧缺，降低蒸散量，提高土壤貯水量。本試驗結果表明，平膜穴播+測控施肥處理下2 m土壤貯水量顯著提高，尤其是0～140 cm土層保水效果較好。楊長剛等[20]研究表明，不同覆膜方式下土壤耗水量增加，水分利用效率提高，這與本研究結果一致，覆膜能有效蓄水保墑，增加耗水量，提高水分利用效率，而平膜穴播+測控施肥效果更好。

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Effects of Plastic Film Mulching on Grain Yield and Soil Moisture Dynamics in Dryland Winter Wheat

GAOHuizhou，XIE Yinghe，LI Tingliang，ZHAOXiaodong，YUGao，YUE Li，JIAWubin
（College ofResources and Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

A field experiment was conducted to study the effects of different film nulching measures on dryland winter wheat yield and soil moisture dynamics.Three experimental designs were measurement-control fertilize,ridge film furrow sowing with measurement-control fertilize and flat film dibbling with measurement-control fertilize.The results showed that the flat film dibbling with measurement-control fertilize could significantly increase the yield up to 12 823.33 kg/hm2,spike and grain number were main factors to increase production.Soil moisture in summer fallowperiod was supplemented and restored.Flat film dibbling with measurement-control fertilize significantly increased 2 m soil water storage in sowing stage,especially 0-140 cm soil water retaining effect was better.Flat film dibbling with measurement-control fertilize had more water consumption increased 0.66%-7.37%water use efficiency compared with other treatments.Therefore,flat film dibbling with measurement-control fertilize is the most suitable film cultivation mode in Jinnan area ofShanxi.

film;dryland;winter wheat;yield;soil moisture

S512.1＋1

A

1002-2481（2016）12-1793-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.12.13

2016-09-16

國家公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項（201303104）；山西省青年科技基金項目（2013021027-1）

高慧洲（1994-），男，山西朔州人，在讀碩士，研究方向：土壤與環(huán)境。謝英荷為通信作者。