高海拔旱作农业区地膜种植蚕豆增产效应分析

郭兴莲　刘玉皎

摘 要：将蚕豆‘青海13号有效地整合到青海旱作农业系统，并配套地膜覆盖种植技术提高旱作农业系统蚕豆的综合生产能力，对有效扩大青海蚕豆种植区域具有重要意义。在旱作农业区通过地膜覆盖和裸地种植2个处理分析了地膜覆盖种植对‘青海13号蚕豆的增产作用。结果表明：地膜覆盖后明显改善了耕作层的土壤温度和土壤湿度，平均土壤温度提高了2.4℃，土壤湿度提高了14.1%，有利于旱作农业区蚕豆的出苗，促进了蚕豆生长发育，生育进程提前了约1周；同时，地膜覆盖种植蚕豆后，株高、干物质积累明显提高，成熟期干物质积累增加了148.14%。单株荚数、单株粒数、单株产量分别提高了121.7%、87.4%、90.4%，从而使‘青海13号蚕豆在地膜覆盖种植后产量增加了23.55%。

关键词：蚕豆；地膜覆盖；增产效应

中图分类号：S316 文献标志码：A 论文编号：2014-0441

Abstract： This technology of plastic film mulching was applied in faba bean， to effectively integrated ‘Qinghai No.13 into the rained agricultural system， and improving the production capacity. It is important for effectively expanding the broad bean planting area in Qinghai. In arid agricultural areas plastic mulching and bareness planting was used and analyses the yield-increasing effect of ‘Qinghai No.13 plastic mulching. The results was showed that the plastic mulching improved significantly soil temperature and soil moisture in plough player， the average soil temperature increased 2.4℃， soil moisture increased by 14.1%. It is good for cultivating strong seedling and growth， made growth period earlier about 1 week. The dry matter accumulation was increased significantly by 148.14% in maturity of ‘Qinghai No.13. Number of pods per plant， grain number per plant and yield increased respectively by 121.7%， 87.4% and 87.4%， so that the yields of ‘Qinghai No.13 was increased by 23.55% after plastic mulching cultivation.

Key words： Faba Bean； Plastic Film-Mulching； Effect of Increasing Yield

0 引言

蚕豆是青海省重要的粮经兼用的商品作物，主要集中在灌溉农业区，种植面积稳定在2.67×104 hm2，年产量达7.0×104～8.0×104 t，是青海省区域农民增收的优势作物之一，年种植效益达4000万元以上。然而，青海省农业区70%分布于旱作区，这些区域作物种植结构单一，常年种植小麦、马铃薯、油菜等，多年出现连作，土壤结构和肥力越来越差，农作物持续增产的潜力较小。随着青海区域经济结构调整和蚕豆多元化产业发展对蚕豆需求的增加，蚕豆的优势区域逐步由灌溉农业区向雨养型旱作农业区拓展和延伸[1]。地膜覆盖是一项重要的农业增产技术，日本是应用地膜覆盖技术最早的国家，开始研究于1948年，中国地膜覆盖技术研究开始于1978年，但覆盖面积和应用作物种类非常迅速。已广泛应用于旱作农业区蔬菜、粮食、油菜、果木等领域的高产栽培[2-3]，同时，开展了不同作物地膜覆盖后的水温效应、水分生态效应和增产效应的相关研究，地膜覆盖具有保墒增温、抗旱和促进生长、提高光合效率，从而具有显著的增产作用[4-21]，同时具有改善品质[10]和抗病虫作用[11，21]。袁祖培等[17]研究了辽宁地区地膜覆盖对不同蚕豆品种的增产效应。陈安茹[18]研究了四川甘孜地区不同蚕豆品种的地膜覆盖增产效应、杨和团等[19]和杨家贵等[20]分别研究了云南保山地区透心绿品种的地膜覆盖增产效果和抗病性，均表明地膜覆盖对蚕豆的增产效果明显，且具有一定的抗病性。刘效瑞[21]从栽培技术的角度通过品种、密度、施肥等因素研究优化了蚕豆地膜覆盖的高产配套技术。雷发林等[22]从生产的角度总结了旱作农业区蚕豆地膜覆盖高产栽培技术。地膜覆盖技术作为旱作农业区增产的重要措施之一，在青海旱作农业区蚕豆地膜覆盖技术的增产效果尚未见报道，本研究从增产效果角度分析青海旱作农业区的‘青海13号蚕豆地膜覆盖增产效应。旨在通过地膜覆盖技术对青海旱作农业区主栽蚕豆品种‘青海13号的增产效应分析，为在青海省旱作农业区推广‘青海13号蚕豆地膜覆盖配套技术的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

研究田间试验于2012年在青海省互助县林川乡尕寺加村进行。海拔2650 m，年平均气温3～4℃，年降雨量395 mm。

1.2 试验材料

选用早熟耐旱小粒蚕豆品种‘青海13号。‘青海13号是2009年12月10日通过青海省第7届农作物品种审定委员会审定的粮饲兼用型蚕豆新品种，该品种具有籽粒小、白脐、成熟早、耐旱等特征，适于在青海省海拔2500～2900 m的山旱地种植。

1.3 试验方法

试验设地膜覆盖和裸地种植2个处理。采用对比法，不设重复，种植密度为22.5万株/hm2，小区面积666.67 m2。于2012年4月20日播种前人工覆膜，于2012年4月20日人工点播，田间管理与旱作农业区蚕豆的栽培技术相同。于不同的生育阶段田间按“Z”字型取点利用土壤水分速测仪测定土壤20 cm的温度和湿度，求平均值。成熟后，随机取30株对株高、分枝数、单株荚数、单株粒数和百粒重等性状进行观测，取平均值。统计小区实际产量，并折合为标准单位产量。

2 结果与分析

2.1 地膜覆盖对土壤温度和水分的影响

地膜覆盖后对蚕豆种植土壤的温度和湿度的影响，结果见表1。结果显示地膜覆盖后对旱作农业区蚕豆生长的土壤温度和湿度有所改善，但在蚕豆生长的不同时期因大气温度和自然降水的变化影响，土壤温度和土壤湿度变化不一，蚕豆生长前期即6月22日以前，大气温度还比较低时，蚕豆株体较小，田间蚕豆植株没有封行，田间裸露面积较大时，地膜覆盖后具有明显的增温作用，5月22日至6月22日平均增温2.5℃，随着气温快速回升和田间的遮荫，地膜覆盖与裸地种植的土壤温度没有显著差异。而地膜覆盖后的土壤湿度一直高于裸地种植，整个生育期平均湿度提高了14.1%，尤其在苗期增温保墒效果，更有利于蚕豆出苗，为培育壮苗奠定了基础。

2.2 地膜覆盖对‘青海13号蚕豆的生长发育影响

2.2.1 地膜覆盖对‘青海13号生育期的影响 覆膜种植后提高了土壤温度和土壤湿度，有利于促进‘青海13号蚕豆的生长发育，出苗提前了9天，开花期提前10天，成熟期提前了7天，整个生育期提前了7天。

2.2.2 地膜覆盖对‘青海13号株高的影响 ‘青海13号蚕豆的株高动态见表2。从表2可以看出，地膜覆盖后‘青海13号蚕豆的生长加快，苗期株高增加了4.90 cm，进入开花期株高明显加快，株高增加了15.3 cm，提高了45.0%，进入生长后期地膜覆盖后对株高的增加相对一致。

2.2.3 地膜覆盖对‘青海13号干物质的影响 ‘青海13号蚕豆的干物质积累动态分析见图1。从图1可以看出，地膜覆盖后‘青海13号蚕豆的生长加快，苗期干物质积累较少，平均单株增加了0.71 g/株，进入开花期干物质积累明显加快，平均单株干物质积累增加了2.45 g/株，分别提高了45.00%和65.33%，进入生长后期随着种子形成地膜覆盖后的干物质积累明显高于对照，平均单株净增加65.67g/株，较对照提高了148.14%，为创造蚕豆高产奠定了物质基础。

2.2.4 地膜覆盖对‘青海13号蚕豆产量的影响 地膜覆盖后有利于促进生长发育，分枝数和产量构成因素均有所增加。从表3看出，平均单株有效分枝数增加了0.6个，单株荚数、单株粒数、单株产量分别增加了121.7%、87.4%、90.4%，从而使‘青海13号蚕豆在地膜覆盖种植后产量增加了23.55%。

3 结论

3.1 地膜覆盖有利于改良青海旱作农业区土壤水温条件

地膜覆盖后可以改良旱作农业区的土壤温湿度，在蚕豆生长前期即播种到结荚期对土壤增效效果较明显，有利于蚕豆提前出苗，培育壮苗；在蚕豆全生育期均具有提墒保墒作用，均有利于蚕豆的生长发育。

3.2 地膜覆盖后对旱作农业区蚕豆生长具有促进作用

在青海旱作农业区蚕豆地膜覆盖后，促进了‘青海13号蚕豆的生长发育，有利于植株生长和干物质积累，接近成熟期‘青海13号蚕豆在覆盖地膜种植与裸地种植的的干物质分别为110.0和45.33 g，覆膜后能提高142.7%；对‘青海13号蚕豆的产量构成因素有明显提高，其中单株荚数、粒重和百粒重以及单株产量分别提高了121.7%、87.4%、4.7%和90.3%，覆膜较对照的平均产量提高了23.5%。

3.3 地膜覆盖后可以有效扩大青海蚕豆种植区域

地膜覆盖具有增产保墒、促进蚕豆生长发育，提高蚕豆产量，对于青海蚕豆生产优势区域向旱作农业区或半干旱农业区转移提供了技术保障，通过地膜覆盖技术可有效地将青海蚕豆种植区域扩大到极度干旱地区和高海拔冷凉地区。

4 讨论

4.1 关于地膜覆盖的水、热效应

地膜覆盖明显改善了土壤耕作层的温度和湿度[4-8，24]。笔者研究表明，地膜覆盖的增温效应与大气温度和蚕豆田间遮蔽情况有关，大气温度低、田间裸露面积较大时，对地温增效更加明显。张德奇等[2-3]研究也表明，地膜覆盖改善了土壤的水、热状况，影响了土壤微生物活动和酶活性，并有利于土壤养分地有效利用。白丽婷等[6]认为，地膜覆盖不仅具有保墒作用，而且提高了小麦水分的利用率。

4.2 地膜覆盖对农作物的增产作用

笔者研究表明地膜覆盖对‘青海13号蚕豆具有显著的增产效果，与袁祖培、陈安茹、杨和团和杨家贵等[17-20]通过地膜覆盖对蚕豆增产效应的结果一致，同时，也认为不同蚕豆品种的增产效果具有显著差异。马树庆等[23]通过东北地区玉米地膜覆盖增温增产效应的地域性变化规律研究表明，地膜覆盖的增温增产具有地域性差异，有些地区基本无增收作用，推广地膜覆盖技术要因地制宜。青海农业具有立体特点，为了推广地膜覆盖技术在蚕豆生产的中应用，要进一步摸清其地域性。

4.3 地膜覆盖对蚕豆生产的增效问题

毕继业等[25]研究表明，地膜覆盖对农作物增产的正效应小于地膜残留对农作物减产的负效应或增产不增收。蚕豆是青海的商品化优势作物，市场需求量大，平均价格在5000.0元/t左右，实践表明，在青海旱作农业区蚕豆地膜覆盖的增产幅度在20%～100%，因此，地膜覆盖不仅能保障蚕豆的供给需求，同时，也能达到增产增收的目的。

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