不同地膜覆蓋對土壤水溫效應及玉米產量的影響

近年來，國內外學者開展了不同類型地膜覆蓋對土壤生態(tài)環(huán)境、作物生長、產量和水分利用效率等方面的影響研究。然而，在相同環(huán)境和種植方式下，普通地膜、滲水地膜、生物降解地膜3種地膜對寧夏回族自治區(qū)土壤水熱狀況、玉米生長發(fā)育和產量效應的研究還鮮有報道。因此，本文結合寧夏回族自治區(qū)氣候環(huán)境和土壤質地特點，通過田間試驗，分析不同覆膜條件下土壤水分含量、水分利用效率、土壤溫度等生化指標及不同類型覆膜方式對玉米生長和產量的影響，以期為該地區(qū)玉米地膜覆蓋栽培技術推廣應用提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2022年在寧夏農林科學院作物研究基地開展，研究區(qū)域屬中溫帶大陸性氣候，氣候干旱，降水少，年平均降水量186 mm。試驗區(qū)土質為粉沙質粘壤土，地勢平坦，具有中等肥力。

1.2試驗設計

供試玉米品種為先玉1225，采用隨機區(qū)組設計，設置無地膜覆蓋（CK）、普通地膜覆蓋（T1）、生物降解地膜覆蓋（T2）和滲水地膜覆蓋（T3）4個處理，每個處理重復3次，小區(qū)面積5 m×10 m，于2022年4月28日采用人工覆膜、膜上點播播種，種植行距50 cm，株距20 cm。各地膜成分及規(guī)格見表1。

1.3測定項目及方法

1.3.1土壤溫度

利用土壤溫度自動記錄儀監(jiān)測記錄玉米田土壤溫度變化，每1 h自動記錄1次，監(jiān)測玉米各生育期間24 h土壤溫度情況。

1.3.2土壤水分測定和水分利用率計算

在玉米播種前、關鍵生育期及收割期間，采集0～40 cm土層樣品，分析不同時期土壤含水量變化。

1.3.3玉米生長發(fā)育指標

在玉米生長發(fā)育的關鍵時期，對植株株高、葉面積指數(shù)及單株干物質含量進行測定。每個處理隨機選取3點，每點選取2株。

1.3.4產量及其構成因素

玉米收獲后，各處理選取10 m2區(qū)域進行測產，按14%的籽粒含水率計算百粒重和玉米單位面積產量。

1.3.5水分利用效率

玉米耗水量和水分利用效率計算公式如下：

式中，ET為生育期耗水量（mm），為播種和收獲時土壤貯水量之差（mm），P為生育期內降雨量（mm），I為生育期灌溉量（mm）；WUE為水分利用效率（kg/hm2/mm ），GY為玉米籽粒產量（kg/hm2）。

1.4數(shù)據(jù)處理

運用SPSS軟件對所得數(shù)據(jù)進行方差分析，并用Excel 2016、Sigma Plot等工具進行數(shù)據(jù)處理和圖表化。

2結果與分析

2.1不同地膜覆蓋對玉米各生育期土壤溫度的影響

在玉米苗期到拔節(jié)期間，T1和T2處理保溫效果相當，均較CK組土壤溫度高。這表明，在玉米生長過程中，生物降解地膜與普通地膜起到了很好的保溫作用。T2和T3處理下，5～25 cm深度土壤溫度顯著低于T1和CK處理，這表明滲水地膜與生物降解地膜對春播前土壤狀況有較好的調控作用。灌漿期內，在T1和T2處理下，5～25 cm土層地溫均比CK組高，說明普通地膜與生物降解地膜對玉米生育初期均有較好的隔熱效果。

2.2不同地膜覆蓋對玉米各生育期土壤水分的影響

與對照組相比，從苗期到拔節(jié)期，T2和T3處理下土壤含水量較高，并且在0～40 cm土層中差異顯著。抽雄吐絲期后，由于土壤耗水量較大，而生物降解覆膜又出現(xiàn)了明顯的破壞現(xiàn)象，使土壤的保墑效應變弱，說明不同覆膜方式對0～40 cm土層的土壤水分有很大影響。進入成熟期后，隨著作物生長進入末期，耗水明顯減少，這時，不同處理下土壤含水量基本一致。

2.3不同地膜覆蓋對玉米生長發(fā)育的影響

各地膜覆蓋處理的玉米植株在生長期內的干物積累都較CK高。其中，在T1處理下，玉米苗期、拔節(jié)期、吐絲期、成熟期單株干物質積累量分別增加了16.7%、3.62%、13.2%和2.0%；在T2處理下，玉米各生育期單株干物質積累量分別增加了33.3%、74.4%、18.4%和10.3%；在T3處理下，玉米各生育期單株干物質積累量分別增加了33.3%、57.6%、16.7%和6.3%。可以看出，生物降解地膜覆蓋對玉米前期生長發(fā)育促進作用更大。

2.4不同地膜覆蓋對玉米產量及其構成因素的影響

地膜覆蓋處理對玉米增產作用優(yōu)于CK，且T2處理增產幅度大于T1處理。與CK相比，T1、T2、T3處理下玉米產量分別提高了23.77%、34.51%和32.93%。生物降解地膜覆蓋在保持土壤水分和土壤溫度方面具有明顯的優(yōu)勢，使玉米提前生長發(fā)育，加速了玉米籽粒的形成與灌漿進程。

2.5不同地膜覆蓋對玉米水分利用效率的影響

不同地膜覆蓋處理對玉米總耗水量和水分利用效率影響存在較大差異。在3種處理中，玉米總耗水量最少及水分利用效率最高的為T3處理，其中總耗水量為418 mm，水分利用效率為32.2 kg/hm2/mm1；其次為T2處理，總耗水量為419 mm，水分利用效率為29.7 kg/hm2/mm1。兩者均高于T1和CK處理。綜上，滲水地膜的蓄水保墑能力最優(yōu)，水分利用效率最高。

3討論與結論

3.1玉米生育前期

T1處理和T2處理下5-15 cm土壤溫度顯著高于CK，對土壤的保溫和增溫效果更好。在中后期，由于生物降解地膜的破壞，保溫性能下降，在一定程度上避免了春播過程中的高溫損傷。

3.2整個生育期

T2與T3處理土壤水分含量沒有明顯的差別，但是0～40 cm土層的土壤水分含量明顯比T1和CK處理要高。

3.3不同地膜覆蓋對玉米生長有促進作用

其中，T2對玉米的生長發(fā)育有較大的促進作用，使玉米各生育期單株干物質積累量分別增加了33.3%、74.4%、18.4%和10.3%。

3.4因地表覆蓋方式不同引起的土壤水溫效應不同

與CK相比，T1、T2、T3處理下玉米產量分別提高了23.77%、34.51%和32.93%。從整體來看，地膜覆蓋處理土壤含水量和水分利用效率均高于不覆膜處理，其中以滲水地膜處理的蓄水保墑能力最優(yōu)。綜合以上結果，寧夏地區(qū)玉米地膜覆蓋栽培的技術模式以生物降解地膜覆蓋處理最佳。

（寧夏回族自治區(qū)同心縣農業(yè)技術推廣服務中心馬金梅）