郝云风,赵 娜,冯君伟,张向前,马 俊,李晓红,刘晓东
(1.巴彦淖尔市农牧业科学研究院,内蒙古巴彦淖尔 015100;2.巴彦淖尔市农技推广中心,内蒙古巴彦淖尔 015000;3.内蒙古农牧业科学院,内蒙古呼和浩特 015000)
地膜覆盖具有提高地温、抗旱保墒、延长作物生长期等作用,能大幅度提高作物品质和产量,已成为农业生产中的常规应用技术[1-3]。内蒙古河套灌区玉米播种面积每年保持在26.67万h m2左右,地膜用量达1万t以上。由于地膜回收技术不成熟,地膜回收率仅为60%左右,造成大量的地膜残留在土壤中,造成大面积的“白色污染”。研究表明,土壤中的残膜可使土壤体积质量增加、土壤水分移动速度减慢,随着残留地膜量的增加,农作物的生长发育均受到严重影响,并且土壤残膜会降低土壤肥力水平,特别是有效磷、有效钾的流失,如果残膜持续积累,势必造成产量的降低[4]。为了提高地膜回收效率,降低地膜残留对当地农业生产的危害,避免耕地退化、促进农业可持续发展,该次研究开展了春玉米膜侧栽培技术研究,以期在保证玉米稳产的情况下,提高地膜回收效率,从而实现地膜清洁化利用。
试验地位于巴彦淖尔农牧业科学研究员园子渠试验站,占地1 334 m2。前茬为玉米,地势平坦,排灌方便,土壤为壤土,收获后于10月下旬秋翻后灌水保墒。试验地土壤基础养分状况为:全N 0.80 g/kg,全P 0.40 g/kg,全K 20.0 g/kg,有效P 26.2 mg/kg,速效K 130 mg/g,有机质13.0 g/kg,碱解氮73 mg/kg,全盐0.58 g/kg,p H 8.8。可以看出,试验地有机质中、钾(K)中,磷(P)中、氮(N)中。
供试作物为春玉米品种西蒙568。
根据不同的种植方式和揭膜时间,试验设5个处理,随机排列,即常规膜上种植(对照),膜侧不揭膜,膜侧拔节期揭膜,膜侧大喇叭口期揭膜,膜侧抽穗期揭膜,3次重复,小区面积100 m2。大小行种植,玉米大行0.8 m,小行0.3 m,株距25 cm。
1.4.1 不同种植位点土壤温湿度差异:测定玉米播种期到出苗期地膜正中(膜中)、玉米常规膜下种植部位(膜边)、距膜边3~5 cm处(膜侧)3个位置土壤温湿度的差异。
1.4.2 不同处理作物长势和产量差异。分别在苗期、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期和成熟期每小区选取代表性植株10株,测定株高、茎粗、S P AD;收获时每小区取中间2膜4行实收测产。
1.4.3 不同处理地膜回收效率差异。玉米收获后耙地2遍调查不同处理地膜的回收效率。
试验数据利用E x cel 2010和S P A SS 1.6软件进行处理和统计分析,作图利用E x cel 2010软件绘制。
通过监测09:00和15:00地下10 cm处地温发现(图1、2),09:00,地膜正中(膜中)、玉米常规膜下种植部位(膜边)、距膜边3~5 cm处(膜侧)3个位置的温差较小,膜侧种植最低地温为10.1℃,满足春玉米发芽需要;15:00地膜正中的地温最高,膜边次之,膜侧最低,地膜正中地温较膜边高0.5℃~2.4℃,较膜侧高1℃~4℃;膜边地温较膜侧高0.1℃~2.0℃,膜侧种植最低地温为15.6℃,满足春玉米发芽和正常生长需要。
图1 不同位点0~10 cm土壤地温变化(09:00)
图2 不同位点0~10 cm土壤地温变化(15:00)
从表1可以看出,膜侧种植玉米平均保苗率与常规种植基本持平。从产量结果来看,膜侧+不揭膜处理玉米产量较常规种植低333 kg/h m2,减产2.7%,在5%水平差异不显著;提早揭膜有利于提高玉米产量,拔节期、大喇叭口期、抽穗期揭膜玉米产量较常规膜下种植分别增产1 189.5、690.0、616.5 kg/h m2,增产率分别达到9.6%、5.6%、5.0%,差异均不显著。
表1 不同种植方式玉米产量结果
从图1~3可以看出,在不进行提早揭膜的情况下,拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期、成熟期膜侧种植处理玉米的株高和茎粗值、S P AD值与常规膜下种植无明显差异,植株长势基本一致。表明不同覆膜方式对玉米的主要生育性状影响不大。
图3 不同种植方式玉米株高对比
图4 不同种植方式玉米茎粗对比
玉米收获后耙地2遍调查地膜的回收率,结果表明(表2),膜侧种植地膜回收率为73%,常规种植地膜回收率34.3%,膜侧种植地膜回收率较常规种植高112%。
表2 不同种植方式地膜回收率对比
图5 不同种植方式叶片SPAD值对比
研究结果表明,膜侧播种技术使膜内的温度高于露地而起到保温作用。日平均地温较露地栽培形式提高3℃~5℃,为幼苗的安全生长提供了保障,避免了春寒导致部分露地幼苗冻死而使田块出现缺苗断垄的现象,确保田间苗全、苗匀、苗壮。冯小妮[5]等提出地膜覆盖栽培使生育期有效积温增加300℃~500℃,成熟期提前,有效地扩大品种的选择面,与该次研究结果一致。
此外,应用膜侧种植技术有利于提高地膜的回收效率,地膜的回收率较常规种植方式提高112%,地膜回收效率显著提高;同时,河套灌区应用膜侧种植技术不影响玉米的出苗、正常生长及产量,尤其是提早揭膜更是有利于提高玉米产量,对农业增产、降低地膜污染有积极的作用。