保墒减蒸技术对半干旱地区玉米生长发育及产量的影响

杜江洪+景振举+郑伟

摘要：在全膜双垄沟播的覆膜方式下，研究不同覆膜时间、覆盖材料对土壤含水量、温度和玉米生长发育和产量的影响。结果表明，覆膜时间以4月20日为宜，该处理下玉米产量最高；普通地膜、黑色地膜、生物降解膜处理均可提高土壤温度，减少土壤水分蒸发，从而保证土壤水分含量，均比对照显著增产；普通地膜处理优于其他2种地膜处理。

关键词：覆膜时间；覆膜材料；旱地玉米；生长发育；产量；土壤温度；土壤含水量

中图分类号： S513.014 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）11-0122-03

农田地膜覆盖能有效抑制地表蒸发，减少土壤水分散失，提高水分利用效率，同时可以提高地温，加速根系生长，有利于作物生长，是一项行之有效的农业节水抗旱增产措施[1-3]。目前生产上应用广泛的覆盖材料是地膜，有不同的覆膜方式[4-5]，据近几年研究资料表明，全膜双垄沟播的覆膜方式增产效果最好[6-10]。本研究探讨了不同覆膜时间和覆盖材料对土壤含水量、温度以及玉米生长发育和产量的影响，从而确定半干旱地区全膜双垄沟条件下玉米最适覆膜时间和覆盖材料，旨在为农田覆盖措施的应用及节水农业发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点设在内蒙古赤峰市喀喇沁旗小牛群镇东卡拉村。该村位于内蒙古中部，海拔高度750 m，小牛群镇属温带半干旱大陆性季风气候，冬长雪少，天气寒冷，夏短湿热，春季干旱多风，气候干燥。初霜期一般在9月中下旬，终霜期一般在5月中旬，無霜期120 d左右，年平均气温6 ℃，年有效积温2 600 ℃。降水主要集中在6—8月，年降水量350～400 mm，平均蒸发量1 500 mm，蒸发量是降水量的近4倍。土壤类型为沙壤土。

1.2 试验品种

试验玉米品种为天农九，种植密度为6.3万株/hm2。

1.3 试验处理

1.3.1 不同覆膜时间对玉米产量和地温及土壤水分利用效率的影响 设5个处理，覆膜时间分别为3月30日、4月10日、4月20日、4月30日、不覆膜（对照）。于4月30日播种，即与最后1个覆膜期同1 d内完成。每小区面积50 m2，每个处理3次重复。

1.3.2 不同覆盖材料对玉米产量和地温及土壤水分利用效率的影响 设4个覆盖材料处理，分别是普通地膜、黑色地膜、降解膜、露地（对照）。采用全膜双垄沟方式覆膜，播种前10 d覆膜。每小区面积50 m2，每个处理3次重复。

1.4 测定项目

1.4.1 地温 在玉米出苗期、四叶期、拔节期、大喇叭口期，于10：00—10：30，采用5点法测定各处理5、10、15、20 cm土壤深度地温。

1.4.2 土壤含水量 在玉米播种前、出苗期、拔节期、大喇叭期、灌浆期，每个处理采用5点法取土样（在膜上两垄中间处取土样），取样分0～20、20～40、40～60 cm 3层，用烘干法测定土壤含水量。

1.4.3 产量性状 小区实收计产，并折算成标准含水量（14%）的产量。每小区取10个样穗干燥后考种，测定穗长、穗粗、秃尖、穗行数、行粒数、穗粒数、百粒质量等指标。

1.5 数据处理

采用Excel 2007和DPS软件对试验结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆膜时间对土壤温度、含水量和玉米产量的影响

2.1.1 不同覆膜时间对土壤温度的影响 由表1可知，出苗期不同覆膜时间下的土壤温度差别不大，但均高于对照，土深5、10 cm下的平均土壤温度分别比对照高3.03、2.53 ℃；4叶期不同覆膜时间下土壤温度差别也不大，但均高于对照，土深5、10 cm下的平均土壤温度分别比对照高4.00、3.75 ℃；拔节期大部分地表仍可被阳光照射，地表温度较高，不同覆膜时间下的土壤温度差别不大，但均高于对照，土深5、10 cm下的平均土壤温度分别比对照高2.33、0.95 ℃；抽雄吐丝期不同覆膜时间下的土壤温度与对照无明显差别。

2.1.2 不同覆膜时间对土壤含水量的影响 由表2可知，覆膜处理下玉米出苗期土壤含水量明显高于对照，土深0～20、20～40、40～60 cm下的土壤含水量分别比对照高2.20、2.451.39百分点，以4月20日覆膜处理下的土壤含水量最高。在拔节期，土深0～20、20～40、40～60 cm下的土壤含水量分别比对照高2.47、1.28、1.26百分点。在吐丝期，土深 0～20、20～40、40～60 cm下的土壤含水量分别比对照高0.37、0.31、0.12百分点。在灌浆期，土深0～20、20～40、40～60 cm 下的土壤含水量分别比对照高1.59、1.05、0.77百分点。

从整个生育期看，不同覆膜时间下的土壤含水量均高于对照，覆膜处理有效地保证了玉米生长发育的需要，本研究结果与本试验区（半干旱地区）的降水情况也是吻合的。在灌浆期降水量很少的情况下，全膜双垄沟播的覆膜方式充分利用了很少的降雨将水分聚集到作物根部，提高了土壤水分利用率，保证了玉米生长发育的需要。

2.1.3 不同覆膜时间对玉米产量的影响 由表3可知，4月20日覆膜处理下玉米产量最高，为12 200.0 kg/hm2，较对照极显著增产33.2%；3月30日覆膜处理下玉米产量较对照增产24.1%，4月10日覆膜处理下玉米产量较对照增产24.7%，4月30日覆膜处理下玉米产量较对照增产23.8%，这3个覆膜时间处理下的玉米产量差异不显著，但较对照差异极显著。

2.2 不同覆盖材料对土壤温度、含水量和玉米产量的影响

2.2.1 不同覆盖材料对土壤温度的影响 从表4可知，在出苗期普通地膜、黑色地膜、生物降解膜处理下的土壤温度均高于对照（不覆膜），上述3种覆膜处理下土深5 cm的土壤温度分别比对照高2.7、1.3、2.6 ℃，土深10 cm的土壤温度分别比对照高1.5、0.5、2.0 ℃。在4叶期，普通地膜、黑色地膜、生物降解膜处理下的土壤温度均高于对照，上述3种覆膜处理下土深5 cm的土壤温度分别比对照高2.1、0.9、1.3 ℃，土深10 cm的土壤温度分别比对照高3.0、1.3、2.4 ℃。在拔节期，仍有部分阳光直接照射至地面，上述3种覆膜处理下土壤温度高于对照。在抽雄吐丝期，上述3种覆膜处理下土壤温度略高于对照。

2.2.2 不同覆盖材料对土壤含水量的影响 由表5可见，在出苗期、拔节期普通地膜、黑色地膜、生物降解膜处理下的土壤含水量均高于对照。在抽雄吐丝期，上述3种覆膜处理下土壤含水量略高于对照；到灌浆期，上述3种覆膜处理下土壤含水量与对照基本一致。地膜覆盖可有效减少土壤水分的无效蒸发，提高作物水分利用效率。

2.2.3 不同覆膜材料对玉米产量的影响 从表6可以看出，普通地膜处理下玉米产量最高，黑色地膜、生物降解膜处理下玉米产量无较大差别，3种覆膜处理下的玉米产量均显著高于对照。

3 结论

在半干旱地区适期覆膜可增高土壤温度，减少土壤水分蒸发，提高土壤含水量，从而保证玉米適期播种，提高出苗率，覆膜时间以4月20日为宜。普通地膜、黑色地膜、生物降解膜均可提高土壤温度，减少土壤水分蒸发，从而保证土壤水分含量，使玉米显著增产，从整体上看，普通地膜处理效果优于其他2种地膜。黑色地膜处理的除草效果较好，生物降解膜处理后期地膜降解较好，有利于减少土壤污染。

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