柴達木盆地有機藜麥覆膜穴播栽培大田對比試驗

肖明趙小娟危湘寧

(1.青海大學農(nóng)林科學院，青海 西寧 810016；2.青海省農(nóng)牧業(yè)區(qū)劃遙感中心，青海 西寧 810001；3.青海動植物檢疫站，青海 西寧 810001)

藜麥(Chenopodium quinoaWilld)，亦稱南美藜，系莧科藜亞科藜屬一年生草本植物。原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈，距今約有7000多年的栽培歷史。藜麥是一種假谷類作物，富含氨基酸、膳食纖維、礦物質(zhì)等。藜麥種植抗逆性強，具有耐干旱、耐鹽堿、耐土壤貧瘠特點[1]。青海2010年開始引種藜麥，近幾年發(fā)展迅速，面積超過2000hm2，尤其在柴達木盆地實現(xiàn)了大面積集約化種植。柴達木盆地發(fā)展有綠洲灌溉農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)區(qū)分布海拔2700～3000m，光熱資源豐富，所產(chǎn)藜麥凸顯了籽粒大、品質(zhì)優(yōu)良、產(chǎn)量高等特性，是青海藜麥的主要集約種植區(qū)，也是青藏高原最清潔的區(qū)域，具備建設綠色有機產(chǎn)品輸出地的基礎[2]。針對有機標準種植藜麥，不施用化學除草，同時人工除草成本過高問題，在綠洲灌溉藜麥田采用覆膜穴播栽培技術，開展降低除草成本，提高控草效果，提高藜麥產(chǎn)量的大田對比試驗，同時比較所產(chǎn)藜麥籽粒品質(zhì)。

藜麥子粒小、頂土能力弱、出苗保苗率低，生產(chǎn)上存在播種量大、成本高、產(chǎn)量低等困境。研究表明[3]，藜麥產(chǎn)量和品質(zhì)受土壤、氣候、水肥條件的影響較為明顯，覆膜栽培是提高藜麥品質(zhì)和適種性的有效措施。

覆膜栽培技術具有增溫作用，可有效地改變土壤的溫度狀況，可把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能并匯集在土壤中為作物生長創(chuàng)造了更有利的環(huán)境[4]。覆膜栽培可顯著地提高藜麥生育前期土壤溫度和積溫。由于膜下溫度升高，使土壤深層水分向上移動，從而保證膜下地表含水量較大。覆膜可有效地提高膜下地表土壤含水量，對干旱、半干旱地區(qū)藜麥發(fā)芽、出苗、保苗起到?jīng)Q定作用，同時在藜麥全生育期覆膜栽培，可有效節(jié)約用水30%以上，明顯提高藜麥對水分的利用率[5]。覆膜種植可有效減少藜麥田間雜草的物種數(shù)和總密度，節(jié)約除草所帶來的投入成本。雷成軍等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在寒旱山區(qū)覆蓋地膜均能提早藜麥各生育時期、縮短生育期、提高產(chǎn)量。

1 材料與方法

1.1 試驗地選擇

試驗地選擇在地處柴達木盆地的烏蘭縣西里溝鎮(zhèn)青海三江沃土生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司有機藜麥種植地。

1.2 試驗材料

1.2.1 試驗用藜麥種子、地膜及來源

試驗用藜麥品種有“青藜1號”“大白藜”2個品種，均為常規(guī)物種，排除轉(zhuǎn)基因污染，種子來源均為青海三江沃土生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司繁育。

試驗用農(nóng)膜3類5種規(guī)格，包括黑色全生物降解地膜1種，黑色聚乙烯普通地膜3種，白色聚乙烯普通地膜1種，生產(chǎn)廠家為蘭州鑫銀環(huán)橡塑制品有限公司。

表1 試驗用農(nóng)膜類型規(guī)格及生產(chǎn)廠家

1.2.2 覆膜播種機械

覆膜播種機械采用2MB-1/4機械式鋪膜播種機，新疆天誠農(nóng)機具制造有限公司，原設計用途為油菜覆膜精量播種，經(jīng)調(diào)整播種行距、點播穴距以及縮小出種口，改造為藜麥覆膜精量播種機。作業(yè)參數(shù)：膜寬125cm，行距30cm，等行；覆土滾筒連體；穴播盤φ79cm，周長248cm，穴距27.6cm，油菜半精量9穴、方嘴、播深2.7cm，下種量2～4粒；1膜2帶淺埋。

1.3 試驗方法

1.3.1 大區(qū)設計

試驗設計為2品種6處理1重復大區(qū)試驗，各大區(qū)處理同屬一塊耕地，根據(jù)實地情況設計每1條田為1個處理，每個大區(qū)面積不小于2000m2，2個品種處理各排列1行。

表2 試驗處理表

1.3.2 處理設計

試驗設“青藜1號”“大白藜”2個品種，每個品種分別設計0.010mm黑膜穴播、0.012mm黑膜穴播、0.014mm黑膜穴播、0.010mm降解黑膜穴播、0.012mm白膜穴播5種處理，同時設計露地開溝條播為對照處理，全部試驗為2品種6處理共12個大區(qū)試驗。

1.3.3 農(nóng)藝措施

試驗地為春灌地，“大白藜”試驗地前作為油菜豌豆混播茬，“青藜1號”試驗地前作為青稞；各試驗統(tǒng)一投入基肥，全部為羊糞有機肥18t·hm-2。

2 結果分析

2.1 覆膜保苗效果統(tǒng)計

覆膜處理與露地開溝條播相比，可顯著減少用種量，且保證每667m2的基本苗數(shù)，節(jié)省經(jīng)濟成本。各覆膜方式間21d及52d的基本苗數(shù)差異顯著(P>0.05，下同)。“青藜1號”21d的基本苗數(shù)為0.010mm普通黑色地膜>0.014mm普通黑色地膜>0.012mm普通白色地膜>0.012mm普通黑色地膜>0.010mm全生物降解地膜；52d的基本苗數(shù)為0.010mm普通黑色地膜>0.014mm普通黑色地膜>0.012mm普通黑色地膜>0.010mm全生物降解地膜>0.012mm普通白色地膜。黑色地膜利于增溫保濕，0.014mm普通黑色地膜覆蓋的植株高于其他地膜。“大白藜”基本苗數(shù)為0.012mm普通黑色地膜>0.010mm全生物降解地膜>0.010mm普通黑色地膜>0.014mm普通黑色地膜；0.012mm普通黑色地膜覆蓋處理下，藜麥株高顯著高于其他處理，見表3。可見，“青藜1號”在0.010mm普通黑色地膜覆蓋下出苗率及生長情況較好，“大白藜”更適合0.012mm普通黑色地膜覆蓋處理。

2.2 覆膜控草效果統(tǒng)計

2.2.1 覆膜控草總量統(tǒng)計

由表4可知，試驗以0.010mm、0.012mm、0.014mm的普通黑色地膜和0.010mm的全生物降解地膜、0.012mm普通黑色地膜等5種不同厚度、材質(zhì)、顏色的地膜進行覆膜處理，以覆膜地表與未覆膜行間裸露地表進行控草效果比較[7]。“青藜1號”覆膜地表雜草株數(shù)在未覆膜行間裸露地表雜草株數(shù)的10.20%～36.84%，雜草株數(shù)防控效果在63.16%～89.20%；覆膜地表雜草鮮重在未覆膜行間裸露地表雜草鮮重的7.19%～44.52%，雜草鮮重防控效果在55.48%～92.81%；覆膜地表與裸露地表控草差異顯著。“大白藜”覆膜地表雜草株數(shù)在未覆膜行間裸露地表雜草株數(shù)的1.21%～4.76%，雜草株數(shù)防控效果在95.24%～98.79%；覆膜地表雜草鮮重在未覆膜行間裸露地表雜草株數(shù)的0.28%～7.32%，雜草鮮重防控效果在92.68%～99.72%；覆膜地表與裸露地表控草差異顯著。“青藜1號”與“大白藜”處理間比較，兩者雜草防控效果差異較大，分析是前作茬口不同農(nóng)田雜草種子庫雜草類型和基數(shù)不同造成的。綜上，對于“青藜1號”覆膜控草，部分處理防控效果低于70%，試驗地觀察發(fā)現(xiàn)，覆膜穴播口較大，雜草從穴播口長出；“大白藜”覆膜控草，所有處理株數(shù)防控效果均在95%以上，鮮重防控效果均在92%以上。

表3 藜麥覆膜穴播處理出苗調(diào)查統(tǒng)計表

表4 藜麥覆膜處理除草效果調(diào)查統(tǒng)計表

2.2.2 覆膜控草分類統(tǒng)計

藜麥覆膜處理中分種類取3個樣點進行除草效果調(diào)查，共采集到藜、野油菜、萹蓄、苣買菜、青稞5種主要雜草，覆膜的株數(shù)控制效果在91.00%～100.00%，鮮重控制效果在85.90%～100.00%，其中對青稞的防控效果最好，對野油菜的防控效果最差，見表5。

2.3 產(chǎn)量統(tǒng)計

由表6可知，由于2022年春季氣候干旱，未覆膜露地條播第1次播種不能保苗，只能進行復種，與覆膜播種處理可比性弱，表現(xiàn)為與露地開溝條播復種處理相比，地膜覆蓋可顯著提升藜麥質(zhì)量和產(chǎn)量，“青藜1號”產(chǎn)量提升3.43～4.57倍，“大白藜”產(chǎn)量提升8.41～17.37倍。各組處理差異顯著，“青藜1號”不同覆膜處理下產(chǎn)量為0.012mm普通白色地膜>0.010mm普通黑色地膜>0.014mm普通黑色地膜>0.010mm全生物降解地膜>0.012mm普通黑色地膜。0.010mm普通黑色地膜覆蓋處理下，500粒籽粒重及20粒籽粒直徑大于其他處理，且飽滿度較高。大白藜不同覆膜處理下，產(chǎn)量為0.014mm普通黑色地膜>0.010mm全生物降解地膜>0.012mm普通白色地膜>0.012mm普通黑色地膜>0.010mm普通黑色地膜。0.014mm普通黑色地膜處理的產(chǎn)量顯著高于其他處理，但飽滿度一般。0.010mm全生物降解地膜處理下，500粒籽粒重及20粒籽粒直徑大于其他處理且飽滿度較高。可見，為了充分發(fā)揮黑色地膜的增產(chǎn)增收效應，實現(xiàn)藜麥產(chǎn)量及其經(jīng)濟效益的最大化，“青藜1號”生產(chǎn)上應盡可能選擇0.010mm普通黑色地膜，“大白藜”生產(chǎn)可選擇0.014mm普通黑色地膜或0.010mm全生物降解地膜。白色地膜對藜麥的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益影響差異明顯，盡量避免應用白色地膜。

表5 藜麥覆膜處理除草效果分項調(diào)查統(tǒng)計表

表6 產(chǎn)量統(tǒng)計

2.4 經(jīng)濟效益統(tǒng)計

由表7可知，效益核算中的相關參數(shù)依次為農(nóng)機費、人工費、生產(chǎn)資料費及產(chǎn)量和種植收益。測定和核算結果表明，從經(jīng)濟收益來看，0.014mm普通黑色地膜>0.010mm全生物降解地膜>0.012mm普通白色地膜>0.010mm普通黑色地膜>0.012mm普通黑色地膜。地膜覆蓋雖增加了種植成本、殘膜回收等管理費用，但覆膜保墑利于保苗穩(wěn)產(chǎn)，相比露地開溝條播，地膜覆蓋產(chǎn)量121.77～202.98kg·667m-2，產(chǎn)值4871～8119元·667m-2，覆膜種植經(jīng)濟效益3435～6671元·667m-2，效益顯著。

3 討論

覆膜精量播種技術有進一步研究提升價值。覆膜栽培技術的增產(chǎn)增收效果是由其相應覆膜方式的集水效應與地膜的保墑、增溫、控草效應綜合作用的結果。對土壤水分的有效保持，對土壤溫度的明顯提高，對田間雜草的有效控制是地膜覆蓋栽培的最大優(yōu)勢，能最大限度提高作物產(chǎn)量，增加經(jīng)濟收益。本試驗以露地開溝條播為參照，對“青藜1號”“大白藜”2個藜麥品種以0.010mm、0.012mm、0.014mm的普通黑色地膜和0.010mm的全生物降解地膜、0.012mm普通黑色地膜等5種不同厚度、材質(zhì)、顏色的地膜進行覆膜處理。通過統(tǒng)計覆膜保苗、除草防效、產(chǎn)量、經(jīng)濟效益等指標，確定藜麥覆膜栽培的最佳地膜種類。結合膜下滴管技術、種子包衣技術，可繼續(xù)提升覆膜精量播種技術，全面發(fā)揮精量播種、保溫保墑、控制雜草的技術效果[8]。

覆膜點播機械需要進一步優(yōu)化。試驗覆膜精量播種機械是油菜覆膜點播機改造而來，受機械基本結構限制，存在問題：受覆膜播種機行距限制，只能實現(xiàn)半覆膜處理，做不到全覆膜，導致行間雜草得不到防控，嚴重影響了全田整體除草效果；點播器較大，造成覆膜點播口破口大，容易從點播口滋生雜草，影響整體控草效果[9-11]。

表7 經(jīng)濟效益分析