有色地膜栽培玉米的主要性状及相关性分析

李伟绮, 孙建好, 赵建华

(甘肃省农业科学院 土壤肥料与节水农业研究所, 兰州 730070)



有色地膜栽培玉米的主要性状及相关性分析

李伟绮, 孙建好, 赵建华

(甘肃省农业科学院 土壤肥料与节水农业研究所, 兰州 730070)

采用大田试验对绿洲灌区玉米覆盖黑色、红色、蓝色与透明4种颜色地膜，对主要农艺性状进行相关性分析。结果表明：不同颜色地膜栽培的玉米相比透明地膜的经济产量增产率表现为：黑色膜减产9.22%，蓝色膜增产9.23%，红色膜增产2.29%。由于黑色地膜出苗率低导致玉米的生长密度降低，单株玉米的生境空间增大，出现双穗的比率增高，因而黑色地膜处理的单株产量较高。不同颜色地膜的各农艺性状表现为蓝色膜的株高、穗位、穗长、穗粒数均最高，黑色膜的千粒重最高，并且穗位低、茎粗高；在地膜影响下各玉米果穗性状对单株产量的相关系数均不显著，各性状对单株籽粒产量的相关系数依次为千粒重>穗行数>出籽率>行粒数>穗粗>穗粒数>穗长。

地膜颜色; 玉米; 产量; 相关分析

玉米是甘肃省河西走廊绿洲灌区的主要粮饲兼用作物之一，占全省粮食总产的比例达46%，在保障粮食安全和甘肃省农业生产中发挥着极其重要的作用[1]。地膜覆盖栽培对推动高效农业起着不可代替的作用，玉米覆膜栽培是自20世纪80年代起迅速发展的集约化高产栽培技术，具有明显的增温保墒、增产增收效果[2-6]，目前生产上较为普遍应用的是透明地膜，对大幅提高作物产量起到很好的作用，但存在作物易徒长、倒伏、早衰、易形成“草棚”等现象，施用除草剂又易导致土壤、地下水、作物的污染而恶化生态环境和影响作物品质[4]，从而大大降低其使用效果。根据农业生产实际已研制出不同颜色的地膜，对作物的生长发育以及杂草、病虫害和地温的影响不一样，但尚未全面推广使用，适当选用颜色地膜，可以达到增产增收和改善品质的目的[4-6]。以往的研究多集中在透明地膜与露地玉米栽培比较，对有色地膜的对比试验较少，近年来随着保护性耕作技术的推广实施，地膜覆盖大面积应用，本研究就黑色、红色、蓝色与透明地膜4种颜色的地膜在玉米上进行覆盖对比试验，旨在进一步加深对地面覆盖措施保墒增产机理的认识。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试玉米品种为郑单958。地膜有透明膜、蓝色膜、红色膜、黑色膜4种，厚度均为0.01 mm，幅宽均为120 cm。

1.2试验设计

试验于2013年在张掖市甘州区张掖节水试验站进行，海拔1 490 m，年平均气温5～8℃，≥10℃的活动积温3 234.3℃，多年平均降雨量139.2 mm，蒸发量2 291 mm，年日照时数2 800～3 300 h，无霜期148 d，地下水埋深18～23 m，地下水位年变幅约1.0 m。土壤以灌漠土为主，肥力中等，土壤容重1.39 g/cm3，土壤有机质含量为17.98 g/kg，全氮0.77 g/kg，全磷0.141 3 g/kg，全钾13.97 g/kg，pH为8.5。拉丁方排列设计，重复4次。采用全膜覆盖，玉米播种密度75 000株/hm2，宽窄行种植，宽行1 m，窄行0.2 m，株距22 cm。施肥采用施可丰玉米缓释专用肥(26-13-5) 1050 kg/hm2，小区面积长(6 m)×宽(7.8 m)=46.8 m2，小区相连，不预留空行。

1.3测定方法

测定项目为收获后玉米产量及穗部性状：单株产量(小区籽粒产量/收获时小区株数)、经济产量(小区籽粒产量/收获小区面积)、收获指数(经济产量/生物产量)、双穗率(成熟后植株结有双穗，第二穗为成品率的株数占全小区植株数的百分率)、空杆率(不结穗或果穗结实不足20粒的植株占总株数的百分率)、穗长(测量从穗基部到顶端的长度)、穗粗(将取样的10个果穗首尾相间排成一行，测量果穗中间直径)、穗行数(每小区选取10穗有代表性果穗，计数果穗中部的籽粒行数)、行粒数(计数所测果穗一个中等长度行的粒数)、百粒重(每小区随机取100粒籽粒，重复取样3次，重复间差异小于0.5 g)、千粒重(百粒重×10)、穗粒数[(平均每穗百粒重×100)/平均百粒重]、出籽率[(籽粒重/穗重)×100%][7]。

1.4分析方法

试验结果用Excel软件整理计算，并用SPSS 17.0统计软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1不同颜色地膜玉米植株性状和果穗性状

从不同颜色地膜处理的玉米植株性状分析看(表1)，株高表现为蓝色膜和透明膜处理较高，黑色膜和红色膜的较低；玉米茎粗间差异不显著，蓝色膜处理穗位最高，黑色膜的穗位最低而茎粗最高，说明黑色和红色颜色深的地膜对玉米前期的营养生长具有一定的影响；从出苗率、双穗率和空杆率来看，白色、蓝色、红色3种颜色地膜出苗率均在80%以上，双穗率为30%～43%，空杆率为0.63%～0.69%，而黑色膜的出苗率最低46.5%，双穗率高达83.5%，空杆率为0，这可能是黑色膜防除杂草的性能对玉米苗造成一定程度的威胁，导致出苗率降低，而玉米的生长密度降低后，单株玉米的生境空间增大，使玉米在营养生长阶段养分充足，从而双穗比率增高。

表1不同颜色地膜处理的玉米植株性状

处理株高/cm茎粗/cm穗位/cm出苗率/%双穗率/%空杆率/%透明膜305.2±5.1a3.2±0.1a137.1±2.0ab83.5±5.0a43.0±9.9b0.69黑色膜296.2±4.2ab3.3±0.1a128.7±4.0b46.5±4.6b83.5±6.2a—红色膜290.2±8.9b3.2±0.1a136.1±3.2ab84.6±3.2a29.5±5.7d0.64蓝色膜305.9±1.0a3.2±0.1a139.9±2.7a82.8±4.6a30.1±11.2c0.63

注：小写字母表示0.05差异水平，下表同。

不同颜色地膜对玉米果穗性状的影响不同(表2)，4种颜色地膜穗长为蓝色膜最高，红色膜最低；穗粗、穗行数和行粒数差异不显著；从穗粒数来看蓝膜穗粒数最高，其次为红膜，黑膜穗粒数最低；千粒重黑膜较高，蓝膜次之，统计分析差异不显著(p=0.5)；出籽率均达89%以上。

表2不同颜色地膜处理的玉米果穗性状

处理穗长/cm穗粗/cm穗行数/行行粒数/粒穗粒数/粒千粒重/g出籽率/%透明膜19.2±0.1ab5.5±0.1a16.7±0.3a40.8±0.6a543.0±44.8ab334.5±6a89.2±0.2a黑色膜19.2±0.2ab5.4±0.1a17.1±0.3a41.5±0.7a520.0±43.8b369.8±36a89.1±0.3a红色膜18.7±0.2b5.4±0.1a16.5±0.3a40.8±0.4a573.0±9.6ab337.7±4a89.0±0.1a蓝色膜19.5±0.3a5.5±0.1a16.8±0.6a41.1±0.6a647.0±65.2a351.4±4a89.8±0.8a

2.2不同颜色地膜玉米产量分析

从产量结果来看(表3)，单株产量黑色膜显著高于其他3种颜色地膜，这一结果可能与黑色地膜出苗率降低后玉米的生长密度降低，单株玉米的生境空间增大，出现双穗的比率增高，因而黑色地膜处理的单株产量高。折合大田经济产量，蓝色膜最高，红色膜和透明膜次之，而黑色膜最低；生物产量表现出黑色膜最低，其他颜色地膜处理差异不显著，均在37 500 kg/hm2左右；在收获指数中双穗率高使得黑色膜的收获指数相对较高，在生物产量接近的情况下，蓝色膜由于经济产量高而收获指数位列第二，透明膜最低。根据经济产量计算出各颜色地膜相对透明地膜的增产率，黑色膜减产9.22%，蓝色膜增产效果最好，达9.23%，红色膜增产2.29%。

表3不同颜色地膜处理的玉米产量和收获指数

处理单株产量/g经济产量/(kg·hm-2)生物产量/(kg·hm-2)收获指数相对增产率/%透明膜277.5±8.4b12643.5±264ab38100.0±2011.5a0.33±0.01a—黑色膜398.5±33.2a11476.5±1258.5b27232.5±3691.5b0.45±0.08a-9.22红色膜280.5±13.8b12931.5±414ab37320.0±2443.5a0.35±0.02a2.29蓝色膜273.0±16.8b13809.0±597a38289.0±2104.5a0.37±0.03a9.23

2.3不同颜色地膜玉米果穗性状相关性分析

从本试验玉米7个农艺性状的相关系数分析看出(表4)，在地膜影响下各玉米果穗性状对单株产量的环境相关系数均不显著，说明单株生产力与这7个性状的相关性较小。各性状对单株籽粒产量的相关系数依次为千粒重>穗行数>出籽率>行粒数>穗粗>穗粒数>穗长。各性状间的相关系数为穗粗与穗行数呈显著正相关，穗粒数与出籽率极显著正相关，这可能与地膜覆盖对玉米前期营养生长的影响有关[8-9]。

表4各玉米果穗性状的环境相关系数和直接通径系数

性状穗长穗粗穗行数行粒数穗粒数千粒重出籽率单株产量穗长1.0000.1260.0640.167-0.0070.325-0.190-0.037穗粗1.0000.487*-0.1890.155-0.1060.171-0.003穗行数1.000-0.215-0.095-0.064-0.3580.130行粒数1.000-0.0920.0980.2000.011穗粒数1.000-0.3760.753**-0.031千粒重1.000-0.2460.372出籽率1.0000.076单株产量1.000

注：*表示5%显著水平；**表示1%显著水平。

3　讨论与结论

(1) 不同颜色地膜栽培的玉米单株产量黑色膜最高，经济产量蓝色膜最高，红色膜和透明膜次之，而黑色膜最低。黑色膜透光率低，保水性能好，能防除杂草[4]，张掖地区常年干旱少雨、紫外线强度大，黑色地膜能够吸收大部分太阳光，地膜自身增温较快，同时透光率低，不利于玉米苗期生长，导致玉米出苗率比其他3种颜色地膜低近一半，由于黑色膜覆盖的玉米生长密度降低，使得单株玉米所占生境空间增大，黑色膜处理的玉米双穗比率显著增高，从而表现出较高的单株产量，但由于整体出苗率太低的缘故，折合大田产量黑色膜减产9.22%。蓝色膜既有一定的透光度又有一定的遮光度，膜内小气候变化平稳，能减轻和避免灼伤秧苗和产生徒长，并较好地抑制杂草生长，并可获得明显的增产和增质效果[6]，本研究中蓝色膜增产效果也是最好，相对透明地膜增产9.23%，具有一定的推广价值。红色膜主要是用于满足某些红色作物对红色光的需求[5]，使用在玉米栽培中对其增产效果不明显，但仍有一定增产效果。

(2) 不同颜色地膜的各农艺性状表现为蓝色膜的株高、穗位、穗长、穗粒数均最高，千粒重较高，这些特性的表现与蓝色膜产量最高相一致，说明蓝色膜覆盖对于玉米产量构成性状的形成和生长具有良好的作用。黑色膜和红色膜的株高较低，黑色膜穗位最低、茎粗最高，说明深色地膜增温快，保水效果好有利于玉米的前期营养生长，增强玉米后期的抗倒伏能力，但结合当地气候条件来说，为避免出苗率过低导致的减产，深色地膜的选择要慎重。

(3) 在地膜影响下各玉米果穗性状对单株产量的相关系数均不显著。已有的研究表明无色透明地膜有明显的增温、保水、抑盐碱和对近地光环境的改善作用，并有显著的增产效果[2]。本研究在透明膜的基础上进一步证明有色地膜对作物生境环境同样具有显著的作用，对于张掖地区玉米栽培来说，蓝色地膜除具有比无色透明地膜更好的增产作用外，还在一定程度上减轻由于使用黑色膜造成的出苗率低的危害，具有一定的推广价值。对有色地膜覆盖在良好栽培条件下的表现即产量潜力分析还有待进一步研究，玉米各农艺性状的表现还需兼顾到个体与群体之间的关系，各个性状之间的协调和变化也需要进一步试验。

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Correlation Analysis on Major Agronomic Traits of Corn Mulched by Films in Different Colors

LI Weiqi, SUN Jianhao, ZHAO Jianhua

(InstituteofSoilFertilizerandWater-SavingAgriculture,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China)

A field experiment was conducted to study the influences of black plastic film, blue plastic film, red plastic film and transparent plastic film mulching on the corn in Oasis irrigated area in order to explore the main agronomic traits of corn through the environmental correlation analysis. The economic output performed that the black film production reduced by 9.22%, blue film yield increased by 9.23%, and red film yield also increased by 2.29% relative to the transparent plastic film. The result of corn yield per plant by black film is the highest. With respect to the major agronomic traits, the result of various agronomic traits of corn by blue color film showed the highest value in terms of stem thickness, emergence rate, spike length and grains per ear. And the black film mulch showed the highest 1000-grain weight, the lowest emergence rate and the biggest spike height. The result indicated the correlation coefficient of environment for the traits to yield per plant was not significant, indicating the less effect of environmental factors on plant productivity and these seven traits. The environment correlation coefficients of each trait on grain yield per plant were showed the sequence: 1000-grain weight>ear rows>seed production percentage>grains per row>spike thickness>grains per ear>spike length.

color of plastic film; corn; yield; correlation analysis

2015-03-03

2015-03-23

公益性行业(农业)科研专项(201103003);国家科技支撑计划项目“西北绿洲农牧循环技术集成与示范”(2012BAD14B10)

李伟绮(1985—),女,甘肃白银人,助理研究员,主要从事间套作研究。E-mail:liweiqi99@qq.com

孙建好(1972—),男,甘肃永登人,副研究员,主要从事间套作研究。E-mail:sunjianhao@126.com

S318; S513

A

1005-3409(2016)01-0309-04