保墑減蒸技術對半干旱地區玉米生長發育及產量的影響

杜江洪+景振舉+鄭偉

摘要：在全膜雙壟溝播的覆膜方式下，研究不同覆膜時間、覆蓋材料對土壤含水量、溫度和玉米生長發育和產量的影響。結果表明，覆膜時間以4月20日為宜，該處理下玉米產量最高；普通地膜、黑色地膜、生物降解膜處理均可提高土壤溫度，減少土壤水分蒸發，從而保證土壤水分含量，均比對照顯著增產；普通地膜處理優于其他2種地膜處理。

關鍵詞：覆膜時間；覆膜材料；旱地玉米；生長發育；產量；土壤溫度；土壤含水量

中圖分類號： S513.014 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0122-03

農田地膜覆蓋能有效抑制地表蒸發，減少土壤水分散失，提高水分利用效率，同時可以提高地溫，加速根系生長，有利于作物生長，是一項行之有效的農業節水抗旱增產措施[1-3]。目前生產上應用廣泛的覆蓋材料是地膜，有不同的覆膜方式[4-5]，據近幾年研究資料表明，全膜雙壟溝播的覆膜方式增產效果最好[6-10]。本研究探討了不同覆膜時間和覆蓋材料對土壤含水量、溫度以及玉米生長發育和產量的影響，從而確定半干旱地區全膜雙壟溝條件下玉米最適覆膜時間和覆蓋材料，旨在為農田覆蓋措施的應用及節水農業發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點設在內蒙古赤峰市喀喇沁旗小牛群鎮東卡拉村。該村位于內蒙古中部，海拔高度750 m，小牛群鎮屬溫帶半干旱大陸性季風氣候，冬長雪少，天氣寒冷，夏短濕熱，春季干旱多風，氣候干燥。初霜期一般在9月中下旬，終霜期一般在5月中旬，無霜期120 d左右，年平均氣溫6 ℃，年有效積溫2 600 ℃。降水主要集中在6—8月，年降水量350～400 mm，平均蒸發量1 500 mm，蒸發量是降水量的近4倍。土壤類型為沙壤土。

1.2 試驗品種

試驗玉米品種為天農九，種植密度為6.3萬株/hm2。

1.3 試驗處理

1.3.1 不同覆膜時間對玉米產量和地溫及土壤水分利用效率的影響 設5個處理，覆膜時間分別為3月30日、4月10日、4月20日、4月30日、不覆膜（對照）。于4月30日播種，即與最后1個覆膜期同1 d內完成。每小區面積50 m2，每個處理3次重復。

1.3.2 不同覆蓋材料對玉米產量和地溫及土壤水分利用效率的影響 設4個覆蓋材料處理，分別是普通地膜、黑色地膜、降解膜、露地（對照）。采用全膜雙壟溝方式覆膜，播種前10 d覆膜。每小區面積50 m2，每個處理3次重復。

1.4 測定項目

1.4.1 地溫 在玉米出苗期、四葉期、拔節期、大喇叭口期，于10：00—10：30，采用5點法測定各處理5、10、15、20 cm土壤深度地溫。

1.4.2 土壤含水量 在玉米播種前、出苗期、拔節期、大喇叭期、灌漿期，每個處理采用5點法取土樣（在膜上兩壟中間處取土樣），取樣分0～20、20～40、40～60 cm 3層，用烘干法測定土壤含水量。

1.4.3 產量性狀 小區實收計產，并折算成標準含水量（14%）的產量。每小區取10個樣穗干燥后考種，測定穗長、穗粗、禿尖、穗行數、行粒數、穗粒數、百粒質量等指標。

1.5 數據處理

采用Excel 2007和DPS軟件對試驗結果進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同覆膜時間對土壤溫度、含水量和玉米產量的影響

2.1.1 不同覆膜時間對土壤溫度的影響 由表1可知，出苗期不同覆膜時間下的土壤溫度差別不大，但均高于對照，土深5、10 cm下的平均土壤溫度分別比對照高3.03、2.53 ℃；4葉期不同覆膜時間下土壤溫度差別也不大，但均高于對照，土深5、10 cm下的平均土壤溫度分別比對照高4.00、3.75 ℃；拔節期大部分地表仍可被陽光照射，地表溫度較高，不同覆膜時間下的土壤溫度差別不大，但均高于對照，土深5、10 cm下的平均土壤溫度分別比對照高2.33、0.95 ℃；抽雄吐絲期不同覆膜時間下的土壤溫度與對照無明顯差別。

2.1.2 不同覆膜時間對土壤含水量的影響 由表2可知，覆膜處理下玉米出苗期土壤含水量明顯高于對照，土深0～20、20～40、40～60 cm下的土壤含水量分別比對照高2.20、2.451.39百分點，以4月20日覆膜處理下的土壤含水量最高。在拔節期，土深0～20、20～40、40～60 cm下的土壤含水量分別比對照高2.47、1.28、1.26百分點。在吐絲期，土深 0～20、20～40、40～60 cm下的土壤含水量分別比對照高0.37、0.31、0.12百分點。在灌漿期，土深0～20、20～40、40～60 cm 下的土壤含水量分別比對照高1.59、1.05、0.77百分點。

從整個生育期看，不同覆膜時間下的土壤含水量均高于對照，覆膜處理有效地保證了玉米生長發育的需要，本研究結果與本試驗區（半干旱地區）的降水情況也是吻合的。在灌漿期降水量很少的情況下，全膜雙壟溝播的覆膜方式充分利用了很少的降雨將水分聚集到作物根部，提高了土壤水分利用率，保證了玉米生長發育的需要。

2.1.3 不同覆膜時間對玉米產量的影響 由表3可知，4月20日覆膜處理下玉米產量最高，為12 200.0 kg/hm2，較對照極顯著增產33.2%；3月30日覆膜處理下玉米產量較對照增產24.1%，4月10日覆膜處理下玉米產量較對照增產24.7%，4月30日覆膜處理下玉米產量較對照增產23.8%，這3個覆膜時間處理下的玉米產量差異不顯著，但較對照差異極顯著。

2.2 不同覆蓋材料對土壤溫度、含水量和玉米產量的影響

2.2.1 不同覆蓋材料對土壤溫度的影響 從表4可知，在出苗期普通地膜、黑色地膜、生物降解膜處理下的土壤溫度均高于對照（不覆膜），上述3種覆膜處理下土深5 cm的土壤溫度分別比對照高2.7、1.3、2.6 ℃，土深10 cm的土壤溫度分別比對照高1.5、0.5、2.0 ℃。在4葉期，普通地膜、黑色地膜、生物降解膜處理下的土壤溫度均高于對照，上述3種覆膜處理下土深5 cm的土壤溫度分別比對照高2.1、0.9、1.3 ℃，土深10 cm的土壤溫度分別比對照高3.0、1.3、2.4 ℃。在拔節期，仍有部分陽光直接照射至地面，上述3種覆膜處理下土壤溫度高于對照。在抽雄吐絲期，上述3種覆膜處理下土壤溫度略高于對照。

2.2.2 不同覆蓋材料對土壤含水量的影響 由表5可見，在出苗期、拔節期普通地膜、黑色地膜、生物降解膜處理下的土壤含水量均高于對照。在抽雄吐絲期，上述3種覆膜處理下土壤含水量略高于對照；到灌漿期，上述3種覆膜處理下土壤含水量與對照基本一致。地膜覆蓋可有效減少土壤水分的無效蒸發，提高作物水分利用效率。

2.2.3 不同覆膜材料對玉米產量的影響 從表6可以看出，普通地膜處理下玉米產量最高，黑色地膜、生物降解膜處理下玉米產量無較大差別，3種覆膜處理下的玉米產量均顯著高于對照。

3 結論

在半干旱地區適期覆膜可增高土壤溫度，減少土壤水分蒸發，提高土壤含水量，從而保證玉米適期播種，提高出苗率，覆膜時間以4月20日為宜。普通地膜、黑色地膜、生物降解膜均可提高土壤溫度，減少土壤水分蒸發，從而保證土壤水分含量，使玉米顯著增產，從整體上看，普通地膜處理效果優于其他2種地膜。黑色地膜處理的除草效果較好，生物降解膜處理后期地膜降解較好，有利于減少土壤污染。

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