多功能環保型土壤膜化劑對玉米生長的影響

潘丕克

(1.遼寧省森林經營研究所,遼寧 丹東 118002;2.遼寧遼東半島森林生態系統國家定位觀測研究站,遼寧丹東 118002)

地膜具有良好的保溫增熵作用。發達國家從20 世紀50 年代開始就已經將塑料地膜應用于農業生產中。我國也從80 年代開始應用塑料地膜,且增長速度非常快。雖然塑料地膜改變了農業生產方式以及提高了農業生產力,但是其殘留物的污染問題也日趨嚴重。殘留地膜不僅改變了土壤的理化性質,而且阻礙了植物根系的生長和發育,較大地影響了農作物的產量[1～2]。為改變普通地膜的污染問題,現今各國著力研制和推廣可降解地膜。可降解地膜主要分為光降解地膜、生物降解地膜和光/生物雙降解地膜。現代發展的液態地膜是一種可降解地膜,其降解性能好,噴施方便。在其中加入農藥或化肥,不僅能夠具備地膜的功能,更可以增加農藥或肥料的緩釋功能,增加有效利用率[3]。遼寧省森林經營研究所研制的多功能環保型土壤膜化劑是一種新型的土壤成膜材料。本文初步研究了其對玉米生長的影響,為其農業應用技術開發提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地及試驗材料概況

試驗地位于遼寧省本溪市本溪滿族自治縣草河口鎮,遼寧省森林經營研究所的試驗苗圃內。年平均溫度為6～8 ℃,年降水量800～1 000 mm,無霜期156～172 d。

試驗所用多功能環保型土壤膜化劑為遼寧省森林經營研究所自制產品,普通聚乙烯農用地膜和玉米種子為市售產品。

1.2 試驗設計

試驗于2020 年進行,玉米播種密度3 500 株/667m2,不施加任何肥料。試驗分以下3 種覆蓋方式,3 次重復,且每種覆蓋方式之間設3 排緩沖帶。

多功能環保型土壤膜化劑(簡稱膜化劑,下同):玉米播種后立刻在土壤表面噴施稀釋1 倍的土壤膜化劑,稀釋后的噴施量為1.0 kg/m2。

普通聚乙烯地膜(簡稱PE 膜,下同):玉米播種后立刻在土壤表面噴水,噴施量為1.0 kg/m2,并立刻覆蓋上PE 膜。

對照(簡稱CK,下同):玉米播種后立刻在土壤表面噴水,噴施量為1.0 kg/m2。

1.3 測定方法

分別在播種后10、24、47、110 d 測定玉米的株高、調查出苗數或死亡數。在110 d 時收獲玉米,并立刻稱量玉米質量,同時測定玉米距地面5 cm 處徑粗。

1.4 數據處理

記錄的數據以Excel 2007 和origin 9.0 軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 覆蓋方式對玉米出苗率及保存率的影響

圖1 表示的不同覆蓋方式作用下玉米出苗率及保存率的變化情況。由圖可知,玉米在播種10 d 時出苗較少,覆蓋膜化劑、PE 膜和對照的出苗率分別為20.6%、47.0%和12.9%。PE 膜明顯高于膜化劑和對照。24 d 時玉米基本出齊,出苗率分別達到了95.6%、95.5%和97.1%。3種覆蓋方式差別不大。110 d 玉米收獲時,玉米保存率分別為95.6%、87.9%和95.7%。膜化劑和對照變化不大,PE 膜有明顯的降低。

圖1 不同覆蓋物玉米出苗率及保存率

2.2 覆蓋方式對玉米株高的影響

圖2 表示的不同覆蓋方式作用下玉米株高生長變化情況。由圖可知,玉米在播種10 d 時株高均較小。47 d時株高產生較明顯的差別,覆蓋膜化劑、PE 膜和對照的玉米株高分別達到了57.4、62.3 和53.4 cm。膜化劑和PE 膜的株高分別比對照提高了的7.5%和16.7%。110 d玉米收獲時,株高產生了更加明顯的差異。3 種覆蓋物的玉米株高分別達到了268.9、307.2 和258.5 cm。膜化劑和PE 膜的株高分別比對照提高了4.0%和18.8%。方差分析結果表明,PE 膜與膜化劑及對照的差異均極顯著(P<0.01),膜化劑和對照的差異不顯著(P>0.05)。

圖2 不同覆蓋物玉米株高

2.3 覆蓋方式對玉米徑粗的影響

圖3 表示的不同覆蓋方式作用下玉米收獲時徑粗對比情況。由圖可知,110 d 玉米收獲時,玉米徑粗產生了顯著的差異。覆蓋膜化劑、PE 膜和對照的玉米徑粗分別達到了25.9、24.2 和22.2 mm。膜化劑和PE 膜的徑粗分別比對照提高了的16.7%和9.0%。方差分析結果表明,膜化劑、PE 膜與對照的差異均極顯著(P<0.01),膜化劑和PE 膜的差異顯著但不極顯著(0.01

圖3 不同覆蓋物玉米徑粗

2.4 覆蓋方式玉米產量的影響

圖4 表示的不同覆蓋方式作用下玉米單株產量的對比情況。由圖可知,110 d 玉米收獲時,玉米單株產量產生了顯著的差異。覆蓋膜化劑、PE 膜和對照的玉米單株產量分別達到了333.1、198.9 和169.0 g。膜化劑和PE膜的產量分別比對照提高了的97.1%和17.7%。方差分析結果表明,膜化劑、PE 膜和對照3 者之間的差異均極顯著(P<0.01)。

圖4 不同覆蓋物玉米產量

3 結論與討論

PE 膜能夠促進玉米較早出苗,膜化劑則能夠保證玉米最終保存率沒有明顯的降低。在玉米植株營養生長中,膜化劑更顯著地提高徑粗的生長量,而PE 膜則更顯著地提高株高的生長量。膜化劑和PE 膜均能夠顯著提升玉米產量,膜化劑能夠提升近1 倍的產量。其原因可能是自制的膜化劑中加入了腐植酸鉀作為主要原料。這種原料是一種較為新型的緩釋肥料,降解后對土壤和植物無不良影響。農業生產中,應用多功能環保型土壤膜化劑不僅能起到普通地膜的保溫保墑作用,而且不用施加任何肥料即可獲得較高的玉米產量。

前人的研究表明,普通地膜通過提高玉米生育期的土壤溫度和含水率而加快其株高、莖粗和地上部分干物質的積累[4],這也與本項研究結論較為一致。而降解地膜與普通地膜增產機理一樣,也是通過提高土壤水熱條件加快玉米生育進程,最終增產10%～35%[5～8]。腐植酸能夠顯著增加旱地作物的產量,是一種較為新型的液體地膜原料[9～10]。本膜化劑產品添加了腐植酸成分,在農業生產過程中不僅能保溫保墑,而且節約了施肥的步驟,極大地節約了農業生產中的人工和材料成本。