覆黑地膜对旱作玉米根区土壤温湿度和光合特性的影响

路海东，薛吉全，郭东伟，郝引川，陈鹏飞

覆黑地膜对旱作玉米根区土壤温湿度和光合特性的影响

路海东，薛吉全※，郭东伟，郝引川，陈鹏飞

（西北农林科技大学农学院，杨凌 712100）

明确雨养旱地地膜覆盖春玉米高产与水分高效利用的土壤环境条件，及其对玉米光合特性的作用，对延缓玉米衰老、提高玉米光合能力和促进玉米增产具有重要意义。以陕单609为材料，2012和2013年开展黑色地膜覆盖、白色地膜覆盖和裸地栽培试验，研究黑色地膜对玉米根区土壤水温环境、玉米叶片光合特性、产量和水分利用效率的影响。结果表明，黑色地膜较普通白色地膜和裸地栽培，能显著改善玉米根区土壤温湿条件，提高玉米叶片光合能力。黑色地膜覆盖下，玉米叶片衰老时间明显推迟，衰老速度显著下降，成熟期叶片叶绿素含量较普通白色地膜提高11.7%（P＜0.05），较裸地提高45.5%（P＜0.05）。与普通白色地膜和裸地栽培相比，黑色地膜覆盖提高了吐丝后玉米叶片光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率、PSII电子传递速率、量子产量（灌浆期除外）和光化学猝灭系数。黑色地膜覆盖下玉米千粒质量、产量和水分利用效率显著增加，千粒质量较普通白色地膜和裸地栽培分别增加5.0%和14.9%（P＜0.05）；产量分别提高10.4%和22.1%（P＜0.05）；水分利用效率分别提高10.4%和25.3%（P＜0.05）。在雨养旱作地区，玉米采用黑色地膜覆盖具有延缓后期叶片衰老和促进增产的效果。

温度；光合作用；土壤水分；玉米；黑色地膜；产量

0 引 言

西北雨养旱作区是中国重要的春玉米生产基地，由于该区光热资源丰富，水分不足，地膜覆盖作为一种有效的保水保墒技术，在促进该区玉米增产中发挥了重要作用[1]。在全球气候变暖的背景下，受逐渐升高的气温、减少的降雨量、降雨分布不均等因素影响[2]，白色地膜覆盖下玉米后期出现的早衰、减产等负面效应不断显现[3]。一些研究表明，地膜玉米出现减产的原因是由于白色地膜覆盖增加了地温，使得玉米生育期提前，导致玉米在抽雄前后遭遇了重伏旱[4]；在长期连续的白色地膜覆盖下，作物生长前期土壤水分和养分耗竭严重，后期会出现严重的脱水、脱肥和早衰现象，致使作物减产[5-7]。Bu等[8]研究认为，普通白色地膜增温缩短了玉米生育进程，造成玉米提早成熟和早衰、产量下降，在玉米吐丝后揭膜可以降低后期土壤温度、延缓玉米衰老。普通白色地膜覆盖所引起的土壤温度过高和玉米生育后期土壤养分不足已成为旱地玉米后期衰老的主要因素。因此，降低白色地膜覆盖下玉米根区的土壤温度，探索最佳覆盖技术，对延缓雨养旱地玉米衰老，保障该区玉米高产稳产意义重大。

有色地膜对太阳光谱中不同波长具有不同的透射、反射与吸收作用，因而具有不同的光热效应[9]。大量研究表明，黑色地膜由于光的通透率低，使得辐射热透过减少，可以较普通白色透明地膜明显降低土壤地温[10]和土壤营养物质的矿化速率[11]，促进作物根系生长[12]，提高作物产量[10-12]。但是，目前有关黑色地膜在雨养旱地玉米生产中的应用研究较少。

光合作用是作物生长发育与物质形成的基础[13]，土壤水分和温度是影响光合作用的关键因素[14-15]。温度过高或过低均会造成玉米光合能力下降，产量减少。路海东等[16]研究发现，在雨养旱作地区，黑色地膜覆盖下春玉米0～15 cm土壤的日平均地温较普通白色地膜覆盖的降低0.8 ℃。黑色地膜覆盖下玉米产量显著高于普通白色地膜[16-17]。但是，黑色地膜覆盖下的玉米光合物质生产机理尚不清楚，关于黑色地膜覆盖下玉米光合生理特性方面的研究还未见报道。因此，本文针对西北雨养旱地玉米覆盖普通白色地膜后出现的“早衰”现象，从降低普通白色透明地膜的土壤温度角度出发，采用黑色地膜，开展其覆盖后土壤水温及玉米光合生理特性研究，以期为明确黑色地膜覆盖下玉米的增产机理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2012和2013年（4—9月）在西北农林科技大学旱地玉米试验站开展田间试验，该试验站位于陕西省长武县，地处107°38′E、34°59′N，海拔高度1 220 m，年平均温度和降雨量分别为9.1 ℃和580 mm，全年无霜期171 d，雨养旱作。土壤为黑垆土，质地为黏土，试验地播前耕层土壤有机质为11.56 g/kg、速效氮、速效磷、速效钾分别为46.66、16.94、122.35 mg/kg。研究区试验地2 a的气温和降雨量如图1所示，降雨主要分布于7、8、9月。

图1 研究区试验期间降雨量和气温Fig.1 Rainfall and air temperature during experiment in study area

1.2 试验设计及过程

试验以当地主栽春玉米（Zea mays L.）品种陕单609为研究材料，设黑色地膜覆盖（black plastic film mulching，BFM），普通白色地膜覆盖（white plastic film mulching，WFM）和裸地（bare land，BL）3个处理，采用完全随机区组设计，每处理4次重复。地膜采用普通聚乙烯（polyethylene）地膜，规格均为宽70 cm，厚0.008 mm（颜色分为黑色和白色透明2种）。玉米种植密度为60 000株/hm2，采用机械覆膜、人工点播的方式播种，小区种植6行，行长6 m，行距60 cm，小区面积18m2。2012年和2013年播种时间分别为4月20日和4月21日，收获日期分别为9月25日和9月28日。试验田施肥量为纯氮255 kg/hm2，纯磷120 kg/hm2。磷肥和40%氮肥播种前结合整地一次性施入，60%氮肥作为追肥于玉米拔节后追施，其他种植与管理方式同当地普通大田。玉米整个生育期不进行灌溉。记载玉米播种至成熟的田间降雨量。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤地温

在玉米生育期V6、VT、R3和R6，用WQG-16型曲管地温计（河北省衡水测温仪表厂，误差±0.5 ℃）测定各处理小区0～15 cm耕层土壤的温度变化，每小区选取中间覆膜行带（裸地为中间行），地温计3支1组插入土壤中，插入深度为5、10、15 cm，测定时间为8:00—18:00，观测频率为每2 h 1次。为了保证测定时间的统一，各处理玉米生育期的确定均以黑色地膜覆盖处理为准。2012年分别从6月6日、7月6日、7月22日、8月20日和9月24日开始进入玉米拔节期（V6）、大喇叭口期（V12）、吐丝期（VT）、灌浆期（R3）和成熟期（R6）；2013年分别从6月8日、7月8日、7月24日、8月25日和9月26日开始进入生育期V6、V12、VT、R3和R6。

1.3.2 叶片光合速率及叶绿素荧光参数

选取各处理生育进程一致、照光均匀的5株健康植株，分别于生育期V12、VT、R3和R6 10:00—12:00用Li-6400 型植物光合测定仪（Li-Cor，USA）测定玉米叶片的光合速率(Pn，µmol/(m2·s)，以CO2计，下同)、蒸腾速率(Tr，mmol/(m2·s))和叶片水分利用效率(water use efficiency of leaf，WUEL，µmol/mmol)，测定时采用人工光源，设定光强为1 500 µmol/(m2·s)，每次各处理重复测3次。

于玉米大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期分别进行叶绿素荧光参数测定，测定时间9:00—12:00。用PAM-2100叶绿素荧光仪(WALZ，Germany)，测定暗适应下的初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）和光适应下的最大荧光（F′m）、最小荧光（F′o）、稳态荧光（Fs）等参数，Fo和Fm测定前，先暗适应30 min，然后以叶脉为轴的对称点测量叶绿素荧光参数。光适应下荧光参数测定光强（PAR）设置为600 µmol/(m2·s)，每个处理重复测3次。参照 Demmig-Adams等[18]的方法，计算实际量子产量、电子传递速率和光化学猝灭系数。实际量子产量（ΦPSII）为（F′m-Fs）与F′m的比值，电子传递速率ETR= 0.5·0.84·PAR·ΦPSII，光化学猝灭系数（qp）为（F′m-Fs）与（F′m-F′o）的比值。

1.3.3 叶片衰老变化特征

于玉米吐丝期从各处理小区选取生育进程一致、生长均匀的代表性植株10株，定点标记。从玉米吐丝起，每隔10 d测定1次单株绿叶面积，叶面积按照长宽系数法计算（叶长×叶宽×0.75）。叶片衰老变化过程用曲线方程y =aeb−cx/(1+eb−cx)描述[19]，y为某时的相对绿叶面积(RGLA，%)，x为吐丝后的天数，参数a为玉米吐丝期相对绿叶面积的理论初始值。参数b和c分别与叶片衰老启动和速度有关。成熟期相对绿叶面积RGLAM为成熟期与吐丝期绿叶面积的比值，%；最大绿叶衰减速率出现时间Tmax为b/c；相对绿叶面积最大衰减速率Vmax为c/4[20]。用Arnon法测定玉米生理成熟期叶绿素含量[21]，用UV-160A 分光光度计（日本岛津公司）比色。

1.3.4 土壤含水率

于玉米播种前、拔节期、吐丝期、吐丝后25 d和收获后，用土钻采集各小区0～200 cm土壤样品（每20 cm取1个样），用烘干法[22]测定土壤含水率。

1.3.5 玉米生育期耗水量及玉米水分利用效率

根据农田水量平衡原理，玉米生育期的耗水量为生育期降水量+生育期灌水量+作物利用地下水量+播种前土壤贮水量-收获时土壤贮水量，mm。由于试验地无灌溉条件且地下水埋较深，因此生育期灌水量、作物利用地下水量均忽略不计。

玉米水分利用效率（water use efficiency，WUE）为单位面积玉米产量与生育期耗水量的比值，g/mm。

1.3.6 产量

成熟期调查每处理小区的实有株数、空杆率和双穗率，收获时收取每处理小区的全部果穗称质量。室内考种依据单穗平均果穗质量选取20个代表性穗进行，记录穗行数、千粒质量、行粒数等性状指标。同时根据20穗粒质量计算小区标准产量（籽粒含水率14%）。

1.4 数据分析

利用Excel2007和Sigmaplot 10.0进行作图，采用DPS 15.10统计分析软件进行数据统计分析，用最小显著差别法（least significant difference，LSD）进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理下土壤温度和水分状况

2.1.1 土壤温度变化

2012年和2013年玉米生育期土壤日温度随着玉米生长发育变化总体呈降低趋势，拔节期温度最高，成熟期温度最低（表1）。不同颜色地膜的增温效果明显不同，白色地膜的土壤日温度最高，黑色地膜较裸地具有一定的增温效果，但明显低于普通白色地膜，尤其是日最高温度差异显著（P＜0.05）。2012年黑色地膜在拔节期、灌浆期和成熟期的土壤日最高温度分别较白色地膜降低2.3、1.2和1.6 ℃（P＜0.05），2013年分别降低1.8、0.8和1.0 ℃（P＜0.05）。土壤日最低温度不同颜色地膜间没有明显差异，但二者大部分时期高于裸地。

表1 不同处理下0～15 cm地温Table1 Soil temperature in 0-15 cm depth in different treatments

2.1.2 土壤贮水量变化

随着土层深度增加，土壤贮水量总体呈增加趋势（图2）。不同处理间比较，在140 cm及其土层以下，各处理间差异不显著（P＞0.05）；在0～140 cm之间，覆膜处理土壤贮水量显著高于裸地处理（P＜0.05）；不同颜色地膜处理间没有显著差异（P＞0.05）。

图2 不同处理0～200 cm土壤贮水量变化Fig.2 Change in soil water storage of 0-200 cm depth in different treatments

2.2 不同处理下玉米叶片光合速率、蒸腾速率和叶片水分利用效率变化

2012年和2013年玉米不同生育期的叶片Pn、Tr和WUEL呈低-高-低的变化（图3），吐丝期最高，吐丝后随着植株衰老逐渐降低。不同处理比较，覆膜处理显著高于裸地处理（P＜0.05）。不同颜色地膜比较，在玉米吐丝期及以前，没有显著差异，但在玉米灌浆期和成熟期，黑色地膜覆盖处理显著高于普通白色地膜覆盖处理（P＜0.05）。可见，地膜覆盖较裸地能够显著提高玉米叶片的光合性能，而黑色地膜的效果更佳，尤其是在玉米吐丝后期，黑色地膜处理的Pn、Tr和WUEL显著高于普通白色地膜。2.3 不同处理下叶绿素荧光特征

图3 不同处理玉米叶片光合速率、蒸腾速率和叶片水分利用率变化Fig.3 Changes in net photosynthetic rate, transpiration rate and water use efficiency of leaf of maize in different treatments

从2012年和2013年玉米叶片的叶绿素荧光特征参数平均数据（图4）来看，不同处理叶片荧光参数ETR、ΦPSII和qp均随玉米生育进程推进呈先增后降的趋势。同一生育期，覆膜处理的玉米叶片ETR、ΦPSII和qp均显著高于裸地栽培（P＜0.05）。不同颜色地膜比较，在玉米灌浆期和成熟期，黑色地膜覆盖处理显著高于白色地膜处理（P＜0.05）。可见，地膜覆盖栽培能够较裸地栽培显著提高玉米叶片的光能利用与转化效率，而黑色地膜覆盖栽培的作用效果则明显优于普通白色地膜覆盖栽培，尤其是玉米吐丝以后的叶片光能利用与转化效率显著增加（P＜0.05）。

图4 不同处理玉米叶片电子传递速率、量子产额和光化学猝灭系数变化Fig.4 Changes of electron transport rate, quantum yield and photochemical quenching coefficient of photo-systemⅡof maize leaves under different treatments

2.4 不同处理下叶片衰老特征

不同覆盖栽培下玉米吐丝后的RGLA衰减呈慢-快-慢的变化趋势（图5），黑色地膜覆盖、白色地膜覆盖和裸地处理的平均衰减速率分别为1.11%、1.16%和2.18%，裸地栽培叶片衰老最快，其次为白色地膜，黑色地膜覆盖玉米叶片衰老最慢。从表2中曲线方程拟合得出的成熟期相对绿叶面积和最大绿叶衰减速率出现时间来看，黑色地膜处理成熟期的相对绿叶面积显著高于普通白色地膜和裸地（P＜0.05），且出现最大叶片衰老的时间显著迟于普通白色地膜和裸地（P＜0.05）。成熟期叶片叶绿素含量黑色地膜处理显著高于白色地膜处理和裸地处理（P＜0.05），2 a平均较白色地膜处理提高11.7%，较裸地平均提高45.5%。

2.5 不同处理对玉米产量与水分利用效率的影响

由表3可知，黑色地膜覆盖和白色地膜覆盖的耗水量显著低于裸地栽培（P＜0.05），2 a黑色地膜处理产量较白色地膜和裸地分别增加10.4%和22.1%（P＜0.05），水分利用效率分别提高10.4%和25.3%（P＜0.05）。不同处理玉米产量构成表明，穗粒数差异不显著，千粒质量差异显著（P＜0.05），黑色地膜覆盖处理2012年和2013年的玉米千粒质量均显著高于普通白膜覆盖和裸地处理（P＜0.05），平均较普通白色地膜和裸地分别提高5.0%和14.9%。

图5 不同处理玉米吐丝后相对绿叶面积（RGLA）动态变化Fig.5 Dynamic changes of relative green leaf area of maize after silking in different treatments

表2 不同处理玉米吐丝后叶片衰老性状参数Table2 Leaf senescence traits parameters of maize after silking in different treatments

表3 不同处理玉米产量构成及水分利用效率Table3 Yield component and water use efficiency of maize in different treatments

3 讨 论

在雨养旱作地区，地膜覆盖跟裸地相比，能有效提高玉米生育期土壤蓄水保水能力[1]，增加土壤温度[4]。良好的土壤水分环境是保证玉米高产的必要条件，水分亏缺或土壤温度过高均容易造成玉米后期早衰和减产[5-8]。普通白色地膜覆盖虽然较裸地栽培显著提高了玉米整个生育期0～140 cm土层土壤的贮水能力，但是其覆盖增温对玉米生长产生的负面作用[4-7]仍需重视。本研究通过采用黑色地膜覆盖栽培发现，黑色地膜除了具有与普通白色地膜同样的蓄水保墒作用外，还能够较普通白色地膜显著降低玉米生育期的土壤日最高地温（P＜0.05）。从而有效避免了季节性干旱和土壤白天温度过度升高对玉米生长产生的胁迫作用，显著改善了玉米生长的土壤温湿环境。

温度是影响玉米生长发育的主要环境因素之一，土壤温度变化1 ℃就会对植物生长产生明显的影响[22]。土壤温度过高易造成植物根系组织加速成熟，根系超氧化歧化酶活性大幅下降，根系衰老加快，进而影响作物的地上部生长和叶片光合作用。Vara等[23]对花生的研究发现，较高的土壤温度显著降低了花生花后干物质生产量，花生果粒质量下降。本研究发现，采用黑色地膜覆盖，玉米0～15 cm土壤日最高温度可较普通白色地膜最大下降2.3 ℃，玉米吐丝后叶片的Pn、Tr和WUEL显著增加。这可能正是由于土壤温度变化后所引起的玉米植株生长变化所致。土壤水分和温度是影响作物光合作用的重要因素[14-15]，而叶绿素荧光参数可以反映水分与温度胁迫对光合作用的影响程度及光合机构受影响的部位[24]。ETR、ΦPSⅡ和qp可作为是否发生长期光抑制的指标，不良的环境胁迫可使ETR、ΦPSⅡ和qp下降，抑制光合作用的原初反应，光合电子传递受阻，造成PSII活性中心受到损伤[25]。本研究结果表明，覆膜处理下玉米叶片ETR、ΦPSⅡ和qP均显著高于裸地栽培（P＜0.05），黑色地膜明显高于普通白色地膜，尤其是吐丝以后，差异达到显著水平（P＜0.05）。说明在雨养旱作地区，由于水分是影响作物生长的主要因素，覆膜栽培通过减少蒸发，有效保持土壤水分，从而降低干旱胁迫对叶片PSII活性中心的损伤，提高玉米叶片光合能力。在水分条件相同情况下，黑色地膜通过有效降温作用，可以进一步优化玉米根系土壤环境，增强玉米抗旱能力，降低干旱胁迫对玉米叶片光合原初反映的抑制，提高玉米生育后期叶片的光捕获能力和光化学效率。

叶片的光合能力与叶片的衰老程度密切相关，延缓玉米叶片衰老是提高叶片光合能力的重要手段。Kante等[26-27]研究表明，在玉米生育后期，随着深层土壤容重的增加，叶片衰老速度加快，Pn下降。李世清等[5,8]研究认为，普通白色地膜增温作用易导致玉米后期土壤养分不足和生育进程缩短，造成玉米早衰和产量下降。本研究结果表明，黑色地膜较普通白色地膜和裸地栽培可以明显延缓玉米吐丝后的叶片衰老速度，显著提高成熟期叶片叶绿素含量（P＜0.05），从而保证了玉米生育后期较高的光合能力。Kante等[26]研究认为，植物地上部叶片的衰老与地下部根系生长密切相关。黑色地膜覆盖栽培玉米叶片衰老延缓的主要原因可能正是由于地下部根区土壤温度环境改变后，所引起的土壤理化性状与玉米根系生长变化所致。关于土壤温度改变后土壤呼吸、酶活性及养分变化规律与玉米根系生长及内源激素调控等的内在机理还不清楚，仍需进一步深入研究。

在雨养旱作地区，降雨是影响玉米产量的主要因素。从2012年和2013年的产量分析结果来看，2013年的产量明显高于2012年。从产量构成来看，造成2013年产量增加的主要原因是穗粒数和有效穗数增加（表3）。对比不同年份气象资料发现，2013年玉米播种期墒情较好，玉米播种后出苗相对整齐，群体整齐度高，田间有效穗数增加，同时，2013年7月份降雨较多（图1），这时玉米正处于大喇叭口期，是水分需求的敏感期，也许正是由于充足的水分保证了雌、雄穗分化和发育，提高了授粉受精率，从而保证了较高的穗粒数形成。所以，在雨养旱地玉米栽培中，保证玉米最大需水期与降雨相吻合对提高玉米水分利用效率，促进玉米增产具有积极作用[27]。优化的栽培措施是提高玉米产量的重要技术手段，本研究结果表明，覆盖栽培较裸地栽培显著增产（P＜0.05），这与前人研究结果一致[1,9-10]。不同颜色地膜比较，黑色地膜较普通白色地膜增产10.40%，水分利用效率提高10.4%。从产量构成因素来看，黑色地膜栽培下玉米产量的提高主要得益于千粒质量的显著增加（P＜0.05）。研究表明[28-29]，玉米千粒质量的形成与籽粒灌浆期光合同化物的积累密切相关，维持较高的叶片绿叶面积和光合能力是生产同化物的基础。千粒质量的增加也进一步反推验证了黑色地膜覆盖栽培下，玉米灌浆期叶片衰老延缓，叶绿素含量增加，叶片光合速率和光化学效率提高的研究结论。可见，在雨养旱作地区，玉米采用黑色地膜覆盖栽培可有效延缓后期植株衰老，进一步促进籽粒灌浆，实现增产、增效。

4 结 论

在雨养旱作地区，黑色地膜覆盖较普通白色地膜覆盖和裸地栽培能显著改善玉米根区土壤的水温条件，延缓玉米叶片衰老，提高叶片光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、PSII电子传递速率、量子产量（灌浆期除外）和光化学猝灭系数。黑色地膜覆盖栽培玉米的千粒质量显著提高，产量较普通白色地膜增产10.4%，较裸地栽培增产22.1%；水分利用效率较普通白色地膜提高10.4%，较裸地提高25.3%。

地膜覆盖对玉米生产的环境的改变主要表现在对土壤水分、温度、呼吸及土壤结构等方面，黑色地膜覆盖与普通白色地膜比较，主要表现为对土壤温度影响的差异。土壤温度差异必将引起土壤养分、土壤微生物和土壤呼吸等理化性状的改变，进而影响玉米根系生长及内部激素变化，这些可能是最终造成玉米地上部生长和光合特性改变的根本原因，关于黑色地膜覆盖下土壤理化性状和玉米根系生长变化机理还有待进一步研究和解析。

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Effects of black plastic film mulching on soil temperature and humidity in root zone and photosynthetic characteristics of rainfed maize

Lu Haidong, Xue Jiquan※, Guo Dongwei, Hao Yinchuan, Chen Pengfei
(College of Agronomy, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

Improving soil environmental conditions may help maximize crop productivity while delaying the senescence of maize. Plastic film mulching has been used for soil moisture conservation, and it is now becoming a well-evolved high yield technique for agriculture in rainfed dry land. This study included 3 treatments: black plastic film mulching (BFM), white plastic film mulching (WFM), and bare land without plastic film mulching (BL). The aims of this study were to investigate the changes of soil temperature and water content under different treatments in a dry and semiarid area, and the effects of black plastic film mulching on yield, yield components and leaf photosynthetic characteristics of maize (Zea mays L.). Maize (Shandan 609) was planted in 2012 and 2013 at the dryland maize experimental field of the Northwest A&F University, in the northwestern China (34º59′ N, 107º38′ E). Soil temperature at 5, 10 and 15 cm depth was measured and soil moisture at 0-200 cm was determined for water storage calculation based on water balance equation. In addition, measurements also included net photosynthetic rate, transpiration rate, water use efficiency of leaf, electron transport rate, quantum yield, photochemical quenching coefficient of photo-system II, relative green leaf area at maturity, cholorophyll content at maturity, mean and maximum senescence rate. The results showed that the daily soil temperature was the highest for the WFM among the 3 treatments. The BFM also could increase soil temperature but the effect was lower than the WFM. The maximum daily soil temperature of the BFM was 2.3, 1.2 and 1.6 ℃ lower than that of the WFM in 2012 and 1.8, 0.8 and 1.0 ℃ in 2013, respectively (P＜0.05). The minimum daily soil temperature was not significantly different between the mulching treatments (P＞0.05). In 0-140 cm, the water storage was not significantly different between the mulching treatments (P＞0.05), both significantly higher than the BL (P＜0.05). The mulching treatments could increase the photosynthetic characteristics and the effect was the best in the BFM, especially after the silking stage. Leaf senescence of maize after the silking stage in the WFM and BL treatment appeared earlier than the BFM. The occurrence time of leaf senescence of BFM was delayed, and its leaf senescence rate after the silking stage was significantly lower than BL. The chlorophyll content of leaf at maturity in the BFM was significantly 11.7% and 45.5% higher than the WFM and BL, respectively. The photosynthetic ability of maize in black plastic film mulching treatment was high. The water consumption of the BFM and WFM was significantly lower than the BL. The water use efficiency of the former was significantly higher than the latter. Among the treatments, the yield was the highest in the BFM (P＜0.05). The yield of maize in the black plastic film mulching treatment was increased by 10.4% and 22.1% than white plastic film mulching treatment and bare land treatment, respectively. Therefore, black plastic film mulching could delay leaf senescence of maize after the silking stage and increase yield in rainfed farming area.

temperature; photosynthesis; soil moisture; maize; black plastic film; yield

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.05.019

S513；S152.7；Q945.11

A

1002-6819(2017)-05-0129-07

路海东，薛吉全，郭东伟，郝引川，陈鹏飞. 覆黑地膜对旱作玉米根区土壤温湿度和光合特性的影响[J]. 农业工程学报，2017，33(5)：129－135.

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.05.019 http://www.tcsae.org

Lu Haidong, Xue Jiquan, Guo Dongwei, Hao Yinchuan, Chen Pengfei. Effects of black plastic film mulching on soil temperature and humidity in root zone and photosynthetic characteristics of rainfed maize[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(5): 129－135. (in Chinese with English abstract)

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.05.019 http://www.tcsae.org

2016-07-18

2016-11-17

国家公益性行业（农业）科研专项（201203031-07）；陕西省科技攻关项目（2013K01-11）

路海东，男，陕西杨凌人，副研究员，博士，主要从事玉米栽培技术及生理生态研究。杨凌 西北农林科技大学农学院，712100。

Emai：lhd2042@163.com

※通信作者：薛吉全，男，陕西武功人，教授，主要从事玉米育种及栽培技术研究。杨凌 西北农林科技大学农学院，712100。Emai：xjq2934@163.com