方彥杰

(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 經(jīng)濟(jì)作物與啤酒原料研究所，甘肅 蘭州 730070)

土壤溫度是土壤熱狀況的綜合表征指標(biāo)，直接影響著土壤中水、氣的保持和運(yùn)動(dòng)以及土壤中其他一些物理過程，同時(shí)，土壤溫度還支配著土壤中化學(xué)反應(yīng)的類型和速率，并強(qiáng)烈影響生物過程，如種子發(fā)芽、幼苗出土及生長、根系發(fā)育以及微生物的活動(dòng)等［1］。有研究表明，利用覆蓋措施使作物提前出苗，幼苗在低溫下生長點(diǎn)的傷害不大，經(jīng)過低溫鍛煉，反而可以提高作物的抗逆性，提前出苗為作物爭取了較長的生育期，從而提高了穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)保證［2－4］。農(nóng)田起壟覆膜后，地表面積增大，接收太陽輻射能力增強(qiáng)，地膜覆蓋保溫作用顯著［5－6］，能顯著增加表層土壤溫度，保持土壤水分，促進(jìn)作物生長發(fā)育、提高產(chǎn)量［7－10］。馬淑珍研究得出全膜雙壟溝播與半膜平鋪穴播相比，土壤溫度提高1.44℃，玉米提早成熟20 d［11］。因此，利用覆蓋等措施提高土壤溫度，促進(jìn)作物生長發(fā)育，延長作物產(chǎn)量形成期是干旱地區(qū)作物產(chǎn)量提高的關(guān)鍵措施。作者對(duì)半干旱區(qū)旱地全膜雙壟溝播玉米進(jìn)行研究，旨在明確全膜雙壟溝播栽培技術(shù)對(duì)玉米生長及土壤環(huán)境的影響，為該技術(shù)的推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2009年在甘肅省定西市李家堡鄉(xiāng)麻子川村進(jìn)行。該地位于甘肅省中部偏南，屬中溫帶半干旱區(qū)，平均海拔2 000 m，年均氣溫6.4℃，≥0℃積溫2 933.5℃，≥10℃積溫2 239.1℃，無霜期140 d。多年平均降雨量390.9 mm，年蒸發(fā)量1 531 mm，干燥度2.53，為典型的半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。供試玉米品種沈單16，玉米全生育期降水292.7 mm。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)露地平作 (T1)，半膜平作 (T2)，全膜平作 (T3)，全膜雙壟溝播 (T4)，全膜雙壟溝播+休閑期免耕 (T5)，全膜雙壟溝播+休閑期秸稈覆蓋 (T6)，全膜雙壟溝播+休閑期留全部秸稈立茬 (T7)，7個(gè)處理。T1前茬收后耕耱，不起壟，露地休閑;翌年寬窄行 (寬行0.7 m，窄行0.4 m)穴播點(diǎn)種。T2前茬收后耕耱，11月中旬不起壟平鋪地膜，覆膜寬度0.4 m，膜間距0.7 m;翌年膜上穴播點(diǎn)種。T3前茬收后耕耱，11月中旬不起壟，用120 cm的薄膜全地面平鋪，播法同T2。T4前茬收后耕耱，11月中旬起壟鋪膜，小壟寬40限 cm，高15～20 cm，大壟寬70 cm，高10～15 cm，用120 cm的薄膜全地面覆蓋，翌年壟溝內(nèi)穴播點(diǎn)種。T5前茬收后，清除全部秸稈，保留并管護(hù)地膜，翌年舊膜免耕播種，播法同T4。T6前茬收后，割秸稈并與播種帶平行覆蓋于膜上，翌年播前清除全部秸稈，修補(bǔ)地膜后舊膜免耕播種，播法同T4。T7前茬收后，保留秸稈直立于地表，翌年播前清除全部秸稈，修補(bǔ)地膜后舊膜免耕播種，播法同T4。

小區(qū)面積52.8 m2(3.3 m×16 m)，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。試驗(yàn)前茬為全膜雙壟溝播玉米，播種密度 5.25萬株·hm－2。生育期施純氮 180 kg·hm－2、純磷 144 kg·hm－2。

試驗(yàn)各處理均為寬窄行種植 (寬70 cm，窄40 cm)，全膜雙壟溝播種植方式如圖1，壟上覆蓋0.08 mm的塑料薄膜，株距均為35 cm，小區(qū)邊行作為保護(hù)行。前茬玉米收后立即開始整地、起壟、覆膜。基肥為尿素和磷酸氫二銨，T1～T4處理各小區(qū)整地后覆膜前將所有肥料一次性撒播施入，T5～T7處理各小區(qū)播前穴施全部磷肥和40%的氮肥，拔節(jié)期追施剩余60%的氮肥。2009年4月20日播種，播深5 cm。10月12日人工收獲，其他田間管理同大田。

圖1 全膜雙壟溝播玉米的種植方式

1.3 測定項(xiàng)目與數(shù)據(jù)分析

溫度測定。玉米播種后每隔5 d用曲管地溫計(jì)定位觀測玉米根部不同土層 (0，5，10，15，20，25 cm)地溫變化，觀測時(shí)間為當(dāng)天的8:00，14:00和18:00。

室內(nèi)考種與計(jì)產(chǎn)。玉米成熟后，每小區(qū)測產(chǎn)3行，每行長4 m，以實(shí)際株距折算單位面積穗數(shù)。果穗中隨機(jī)選取10穗，考察穗部性狀及穗粒數(shù)、千粒重等指標(biāo)，并折算實(shí)際產(chǎn)量。

數(shù)據(jù)分析采用Excel和SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤溫度

從圖2可以看出，在玉米播種至拔節(jié)期，地表0 cm的溫度平作種植處理 (T1、T2、T3)明顯高于全膜雙壟溝播種植 (T4、T5、T6、T7)處理。隨著土層的加深，地溫變化各異，T3、T4變化較平緩，其他各處理較劇烈。0～25 cm平均地溫全膜雙壟溝播 (T4)較平作T3、T2處理分別低0.40和1.47℃，較露地平作T1處理高0.55℃;較T5、T6、T7處理分別高0.69，0.53和0.53℃，處理間地溫差異明顯。各處理地溫表現(xiàn)為T3＞T2＞T4＞T6＞T7＞T1＞T5，全膜雙壟溝播 (T4)較平作(T3、T2)低的原因可能是由于壟溝測定與平作測定的高度差異造成的，而T4較休閑期免耕處理(T5、T6、T7)和T1高，可能與不同處理的土壤含水量及地膜效應(yīng)的差異有關(guān)。

2.2 玉米出苗率

圖2 各處理玉米從播種至拔節(jié)期不同土層平均地溫變化

從圖3可知，由于土壤的溫度不同各處理的出苗率也不同。半膜平作 (T2)、全膜平作 (T3)、全膜雙壟溝播 (T4)3個(gè)處理出苗率高且相差不大，全膜雙壟溝播+休閑期免耕 (T5)、全膜雙壟溝播+休閑期秸稈覆蓋 (T6)、全膜雙壟溝播+休閑期留秸稈立茬 (T7)出苗率較高且相互差異也不大，露地平作處理最低，明顯低于其他各處理。T4處理出苗率最高為99.04%，T3和T4處理出苗率接近為99.03%;T4較常規(guī)種植T2處理出苗率高出0.25個(gè)百分點(diǎn)，較最低的T1處理高81.17個(gè)百分點(diǎn);較休閑期免耕3個(gè)處理 (T5、T6、T7)分別高17.16，13.77和16.43個(gè)百分點(diǎn)，說明對(duì)土壤進(jìn)行休閑期免耕降低了玉米的出苗率，可能是由于地膜的破損降低了土壤的溫度，從而影響了玉米出苗。在休閑期免耕處理中全膜雙壟溝播+休閑期秸稈覆蓋出苗率最高，其次為全膜雙壟溝播+休閑期留秸稈立茬，說明休閑期秸稈覆蓋和留秸稈立茬比較直接免耕可以提高玉米的出苗率。

T4處理的玉米苗期生長較其他6個(gè)處理的好。

圖3 不同處理玉米出苗率

2.3 玉米籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由于受自然條件制約，T1處理玉米未成熟。其余處理玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為T4＞T3＞T2＞T6＞T7＞T5，全膜雙壟溝播 (T4)種植較其他處理產(chǎn)量大幅 度 提 高，分 別 增 產(chǎn) 927.76，2 182.95，2 483.11，3 247.14和3 779.24 kg·hm－2，分別提高 了 9.86%，26.76%，31.59%，45.77% 和57.59%，平作處理 (T2、T3)較休閑期免耕處理(T6、T7、T5)產(chǎn)量高。千粒重表現(xiàn)為 T4＞T3＞T7＞T2＞T6＞T5，分別高 6.24，34.95，40.11，41.22和 55.65 g，分別提高加了 1.65%，11.70%，12.07%，10.05%和17.01%，差異明顯 (表 1)。

表1 不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

3 小結(jié)與討論

在玉米播種至拔節(jié)期，平均地溫全膜雙壟溝播處理較平作處理低，較休閑期免耕利用舊地膜的處理和露地處理高，其原因可能是跟壟溝測定與平作測定的高度差異和不同處理的土壤含水量及地膜效應(yīng)的差異有關(guān)。

不同的覆蓋及耕作方式對(duì)玉米出苗率的影響不同。全膜雙壟溝播出苗率最高為99.04%，進(jìn)行休閑期免耕降低了玉米的出苗率，可能是由于地膜的破損降低了土壤的溫度，從而影響了玉米出苗。休閑期秸稈覆蓋和留秸稈立茬比直接免耕可以提高玉米的出苗率。全膜雙壟溝播栽培有利于改善玉米生長的土壤環(huán)境，使玉米產(chǎn)量較半膜平作增產(chǎn)26.76%。

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