旱地冬小麦黑膜全覆盖穴播栽培4种方式比较

张立功，刘五喜，马建辉，崔志峰

（甘肃省庄浪县农业技术推广中心，甘肃 庄浪 744600）

庄浪县位于甘肃省东部，六盘山西麓，年均气温8℃，无霜期142 d，≥10℃的活动积温2 208.8～2 903.7℃，年降水量498mm[1]。冬小麦是庄浪县的主要粮食作物，年播种面积在2.67万hm2以上，占全县粮食作物播种面积的50%左右，小麦生产直接影响着全县国民经济指标和人民生活水平。多年的生产实践表明，采用地膜覆盖栽培显著改善了田间水热环境，大幅度提升了旱地小麦产量和降水利用效率[1]，尤其是全地面覆盖最大程度降低了土壤水分的无效蒸发。甘肃省自20世纪90年代中期以来，先后推广了小麦全膜不覆土穴播（甘肃模式）和全膜覆土穴播（甘谷模式）两个地膜全覆盖模式[2]，推动了小麦产量迈上了新台阶。然而膜下茎发生的现象（俗称串苗）尚未从根本上杜绝，出苗期至分蘖期需要多次放苗，增加了人工成本。膜下茎发展到一定程度既争水争肥，又顶脱顶破地膜成为灾害。全膜穴播栽培能够大幅度提高旱地小麦产量[3]，在一定程度上减少了放苗量，但冬小麦播种期正值多雨季节，膜上覆土发生板结的频次较高，导致播种孔堵塞，加之覆膜、播种等农事活动导致地面平整度降低，以及覆土不匀等原因，造成苗、茎在膜下大量发生。从理论上分析，无色膜覆盖是导致小麦膜下茎发生的主因。我们于2009—2012年开展了冬小麦黑色地膜全覆盖栽培模式的试验，现将结果报道总结如下。

1 材料与方法

1.1 供试材料

指示冬小麦品种为兰天26号。供试地膜为幅宽120 cm、厚0.008mm的黑色地膜和普通透明膜（无色地膜）。供试氮肥为尿素（含N≥46%），兰州刘家峡化工厂生产；磷肥为普通过磷酸钙（含P2O512%），甘肃白银虎豹化工有限公司生产。

1.2 试验方法

试验于2009—2012年在庄浪县柳梁乡实施。海拔1 900m，属黄土丘陵沟壑地貌，土质为黄绵土，年平均降水量510.4mm，气温7.9℃，无霜期145 d，≥0℃的积温3 280.6℃，≥10℃的活动积温2 640.4℃。小麦生育期降水量2010年224.2mm，2011年254.1mm，2012年311.0mm。

试验共设7个处理，处理Ta为黑色全膜单行垄上穴播，即按垄底宽18 cm、垄高10 cm起垄，垄面呈拱形，黑色膜覆盖，沟内覆土，打直径0.5 cm左右的渗水孔，播种后播种孔不用土封闭，保苗431万株/hm2；处理Tb为黑色全膜双行垄上穴播，即按垄底宽36 cm、垄面宽18～20 cm、垄高7～8 cm起垄，垄上播2行小麦，行距18 cm，保苗429万株/hm2，其它同处理Ta；处理Tc为黑色全膜垄沟穴播，即按垄底宽15～16 cm、垄高13 cm起垄，用黑色地膜覆盖，沟内覆土3 cm左右，种子穴播于沟内，自然封严播种孔，隔5～8m在垄上打土腰带，保苗431万株/hm2，其它同处理Ta；处理Td为黑色地膜全膜平覆穴播，即先在膜上沿每幅地膜的中线处打土腰带，再每隔1～2m打土腰带，土腰带宽5～8 cm、厚度为2 cm左右，再于膜上少量均匀覆土（覆盖30%以下的地膜），压实地膜保证苗孔对位，穴播，行距18 cm，保苗428万株/hm2；处理Te（CK3）为无色全膜垄上穴播，保苗429万株/hm2，其它同处理Ta；处理Tf（CK2）为无色全膜平铺覆土穴播，即膜上均匀覆土，厚度为1 cm左右，然后用小麦穴播机按行距18 cm播种，保苗429万株/hm2；处理Tg（CK1）为露地条播，即按行距16 cm人工开沟条播，保苗437万株/hm2。

试验各处理播种量均为450万粒/hm2，均施入农 家 肥 15 t/hm2、 N 150 kg/hm2、 P2O5100 kg/hm2，其中70%氮肥、全部磷肥底施，其余氮肥于返青期追施。试验随机区组排列，重复3次，小区面积30.8m2（7.0m×4.4m），走道50 cm，设置保护行。试验于9月下旬播种，地膜覆盖处理用小麦穴播机播种，每穴10～12粒，播深3 cm左右，播种密度42.7万穴/hm2；露地处理人工开沟溜籽条播。其它管理同大田。

1.3 测定项目和方法

在小麦各个生育时期用直插式地温计测定0～25 cm土壤温度。小麦出苗期、分蘖期、越冬前、返青期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期取0～100 cm土样，播前和成熟期取0～200 cm土样，用烘干法测定水分。分别于小麦越冬前、返青末期和拔节期每小区4点取样，每点0.25m2，调查膜下茎发生穴数、鲜重及杂草株数和鲜重，并计算处理Ta～Tf膜下茎发生穴数占总穴数比例。记载生育期、经济性状，成熟后每小区按5点取样法取30株样考种，小区收获计实产。用Excel进行数据处理和绘图，用DPS软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 生育期

从3 a试验可以看出，不同覆盖方式对小麦的生育天数影响较小，各处理的生育期在274～276 d。但对分蘖至孕穗期的生育进程影响明显，处理Ta、Tb、Tc、Td分蘖至越冬期较CK1延长10～12 d，较CK3缩短8～10 d；越冬至返青期较CK1延长13～15 d，较CK3减少9～11 d；返青至拔节期较CK1延长3～4 d，较CK3缩短1～2 d；与CK2相比变化较小。

2.2 苗情

从表1可知，3 a平均越冬前单株分蘖数从高到低依次为处理Ta、Tb、Td、Tc，均较CK1、CK2增加，较CK3减少。平均单株次生根条数从高到低依次为处理Ta、Td、Tb、Tc，均较CK1、CK2增加，较CK3减少。平均单株主茎叶片数从高到低依次为处理Ta、Tb、Td、Tc，均较CK1增加，较CK3减少，处理Ta、Tb、Td较CK2增加，Tc较CK1减少。平均单株总叶片数从高到低依次为处理Ta、Tb、Td、Tc，均较CK1、CK2增加，较CK3减少。拔节期平均最高茎数从高到低依次为处理Ta、Tb、Td、Tc，均较CK1增加，较CK3减少，处理Ta、Tb、Td较CK2增加，处理Tc较CK2减少。平均拔节茎数从高到低依次为处理Ta、Tb、Tc、Td，较CK1增加，较CK3减少，处理Ta、Tb较CK2增加，处理Tc、Td较CK2减少。

表1 不同处理2009—2012年3 a的冬小麦苗情

2.3 不同处理对膜下茎的影响及除草效果

从表2可知，3 a平均膜下茎发生穴数占总穴数的比例以处理Ta、Tb较低，越冬前分别为1.07%、1.43%，返青末期分别为1.63%、1.90%；其次为处理Td，越冬前为21.37%，返青末期为16.17%；其余处理均在49%以上。越冬前膜下茎平均鲜重以处理Ta、Tb最少，均为0.15 kg/hm2，均较CK2减少17.40 kg/hm2，较CK3减少11.55 kg/hm2；其次是处理Tc、Td，分别为0.75、0.30 kg/hm2，分别较CK2减少 16.80 kg/hm2和 17.25 kg/hm2， 较 CK3减 少 10.95 kg/hm2和11.40 kg/hm2。返青末期膜下茎鲜重以处理Ta、Tb最低，均为0.30 kg/hm2，较CK2减少791.55 kg/hm2，较CK3减少388.80 kg/hm2。其次是处理Tc、Td，分别为14.40、3.45 kg/hm2，较CK2分别减少777.45、788.40 kg/hm2，较 CK3分别减少374.70、385.65 kg/hm2。

拔节期平均杂草鲜重以处理Ta、Tc最少，均为 23.40 kg/hm2， 较 CK1减 少 270.75 kg/hm2， 降 幅92.04%；较CK2减少154.95 kg/hm2，降幅86.88%；较CK3均减少626.55 kg/hm2，降幅96.4%。其次是处理Tb、Td，分别为27.30、23.53 kg/hm2，较CK1分别减少266.85、269.10 kg/hm2，降幅90.72%、92.00%；较CK2分别减少151.05、154.82 kg/hm2，降幅84.69%和86.80%；较CK3分别减少622.65、626.55 kg/hm2，降幅95.80%、96.38%。

表2 不同处理2010—2012年冬小麦的3a平均膜下茎数和杂草数

2.4 农艺性状

从表3可知，覆膜各处理3 a平均株高、穗长和小穗数均较CK1增加，其余处理间变化不明显。平均有效穗数黑色地膜处理从高到低依次为处理Tc、Ta、Tb、Td，较CK1分别增长11.21%、10.51%、10.05%、8.18%；较CK2分别提高5.78%、5.11%、4.67%、2.89%；Ta、Tb、Tc较CK3分别增加2.16%、1.73%、2.81%，Td与CK3持平。平均穗粒数黑色地膜处理从高到低依次为处理Ta、Tc、Tb、Td，较CK1分别增加7.40、7.37、7.27、6.17粒，较CK3分别减少0.47、0.50、0.60、1.70粒；处理Ta与CK2相同，处理Tb、Tc、Td较CK2分别减少0.13、0.03、1.23粒。平均千粒重黑色地膜处理从高到低依次为处理Ta、Tb、Tc、Td，较CK1分别增加4.57、4.37、4.06、3.85 g；较CK3分别减少1.38、1.58、1.89、2.10 g；处理Ta、Tb比CK2分别增加0.41、0.21 g，处理Tc、Td较CK2降低0.10、0.31 g。

2.5 产量

从表3可知，3 a平均折合产量以处理Te（CK3）最高，为6 300 kg/hm2，较CK1、CK2分别增加2 453、400 kg/hm2。黑色地膜处理从高到低依次为处理Tc、Ta、Tb、Td，较CK1分别增加2 388、2 385、2 378、2 071 kg/hm2，增产率分别为62.07%、62.00%、61.81%、53.83%；较CK2分别增加335、332、325、18 kg/hm2，增产率分别为5.68%、5.63%、5.51%和0.31%；较CK3分别减产65、68、75、382 kg/hm2，减产率分别1.03%、1.08%、1.19%、6.06%。产量经方差分析结果表明，F处理=72.829>F0.01=4.821，表明处理间达到极显著水平。处理Te与处理Ta、Tb、Tc差异不显著，与CK1差异达极显著水平，与其余处理差异不显著。处理Ta、Tb、Tc、Td、CK2之间差异不显著，与处理CK1差异达极显著水平。

2.6 经济效益

2009—2012年3 a平均经济效益分析（表3）显示，纯收益黑色地膜处理从高到低依次为处理Tb、Ta、Tc、Td，比CK1分别增加0.49万、0.47万、0.43万、0.32万元/hm2；比CK2分别增加0.47万、0.45万、0.41万、0.30万元/hm2；比CK3分别增加0.19万、0.17万、0.13万、0.02万元/hm2。

表3 不同处理2010—2012年3 a平均经济性状、产量及经济效益

2.7 水分利用效率

从表4可知，3 a平均水分利用效率以处理Tb最高，为1.29 kg/（hm2·mm），较CK1、CK2分别增加50.00%、9.32%；其次处理Ta、Tc较高，均为1.28 kg/（hm2·mm），较CK1、CK2分别增加48.84%、8.47%。处理Te排第3，为1.27 kg/（hm2·mm）。处理Td较低，为1.16 kg/（hm2·mm）。

表4 不同处理2010—2012年3 a平均水分利用效率

2.8 土壤温度

2009—2012年3 a观察小麦全生育期土层0～25 cm的土壤温度（表5）可知，以拔节期为临界，拔节期前地膜覆盖处理比露地增加，拔节后降低。播种至拔节期黑色地膜处理从高到低依次为处理Ta、Tb、Td、Tc，分别较CK1提高1.1、1.0、1.0、0.7℃；处理Ta、Tb、Td较CK2提高0.4、0.3、0.3℃，处理Tc与CK2持平；处理Ta、Tc较CK3分别降低1.0、1.4℃，处理Tb、Td较CK3均降低1.1℃。孕穗至成熟期处理Ta、Tb较CK1均降低1.0℃，较CK2均提高0.2℃，较CK3均降低0.7℃；处理Tc、Td较CK1分别降低1.2、1.1℃；较CK3分别降低0.9、0.8℃；Tc与CK2持平，处理Td较CK2提高0.1℃。全生育期以处理Ta、Tb最高，较CK1均提高1.0℃，较CK2均提高0.3℃，较CK3均降低0.9℃；其次是Tc，与CK2持平，较CK1降低0.2℃，较CK3分别降低1.2℃；处理Td最低，与CK1相同；较CK2提高0.2℃，较CK3降低1.0℃。

3 小结与讨论

1） 2009—2012年3 a的试验结果表明，黑色全膜覆盖处理增温效果与无色全膜覆土穴播相近，低于无色全膜垄作穴播，明显高于露地；水分利用效率与无色全膜对照相近，较露地增加35%～50%；膜下茎鲜重越冬前和返青期较无色全膜覆土穴播减少98%以上，较无色全膜垄作穴播降低93%以上；拔节期杂草鲜重较无色全膜覆土穴播降低85%左右，较无色全膜垄作穴播降低95%，较露地减少90%左右；产量较露地增加54%～62%，较无色全膜覆土穴播增加6%，较无色全膜垄作穴播减产1%～6%；纯收益较露地和无色全膜覆土穴播增加0.3万～0.5万元/hm2，较无色全膜垄作穴播增加0.2万元/hm2以下。虽然无色全膜垄作穴播综合性状良好，3 a平均产量最高，但该种植模式出苗期至分蘖期需要多次放苗，增加了人工成本，纯收益低于黑色全膜覆盖处理。

2）黑色全膜单、双行垄上穴播栽培2个模式的增产、增收、增温等效果基本相当，与黑色全膜垄沟穴播的土壤温度、水分利用效率、产量差异不明显，纯收益增加8.70%、13.43%；比黑色全膜平覆穴播土壤温度均提高0.1℃，增产5.31%、5.19%，纯收益增加42.80%、48.57%以上，水分利用效率提高10.34%、11.21%。黑色地膜覆盖垄作穴播，运用植物向光性原理，保持播种孔开张，受光线引导，出苗顺畅，尤其对小雨和无效降水进行了有效地叠加、收集和利用。由于垄上播种、沟内覆土，播种位的地膜充分裸露，彻底杜绝了出苗板结现象，为最优栽培模式。其中以双行垄作穴播较适宜机械作业，单行垄作穴播适宜人力简易机具覆膜。垄沟穴播比垄上穴播略有增产，但沟内覆土易板结，不利于出苗。平覆穴播适宜于地块窄小、机械难以作业的地块。

表5 2009—2012年小麦各生育期0～25 cm土壤平均温度 ℃

3）冬小麦采用无色地膜覆盖，由于有足够的光、热、水条件，膜下苗蘖极易发生，且生长迅速。采用黑色膜覆盖，并保持播种孔开张，从根本上防止了膜下茎的发生，实现了真正意义上的免放苗栽培。可有效地减轻膜下杂草危害。

[1]高世红，王 霞.庄浪县旱地冬小麦引种试验初报[J].甘肃农业科技，2010（1）：19-21.

[2]程映国.小麦全生育期地膜覆盖栽培技术[M].北京：中国农业出版社，1997：7-1.

[3]张 奇，梁仲科.全膜覆土穴播技术实用手册[M].兰州：甘肃科技出版社，2011：1.