侯雪，鄭殿峰，馮乃杰，劉濤

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319）

地膜覆蓋對(duì)玉米生長(zhǎng)和土壤環(huán)境的影響

侯雪，鄭殿峰，馮乃杰，劉濤

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319）

為提高作物產(chǎn)量，研究地膜覆蓋對(duì)玉米生長(zhǎng)和土壤環(huán)境的影響。利用大田試驗(yàn)進(jìn)行地膜覆蓋處理與無(wú)膜處理對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，覆蓋地膜處理相對(duì)于無(wú)膜處理，有顯著的保溫保墑作用；能夠加速玉米生長(zhǎng)；兩年試驗(yàn)分別增產(chǎn)3.8%和4.9%，說(shuō)明覆蓋地膜對(duì)玉米具有明顯的增產(chǎn)效應(yīng)。

地膜覆蓋；玉米生長(zhǎng)；土壤溫度；土壤濕度

玉米（Zea Mays L.）作為主要的糧食、飼料和工業(yè)加工原料作物，在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，具有重要的地位和不可替代的作用[1]。黑龍江省是國(guó)家重要的玉米商品糧生產(chǎn)基地，種植玉米面積逐年增加，位居黑龍江省糧食作物產(chǎn)量首位。胡瑞法等[2]對(duì)影響中國(guó)玉米生產(chǎn)發(fā)展的各種因素進(jìn)行綜合分析認(rèn)為，限制中國(guó)玉米生產(chǎn)發(fā)展和產(chǎn)量提高的最重要因素是干旱，干旱對(duì)玉米產(chǎn)量的影響占20%～50%。研究表明，黑龍江省干旱缺雨的季節(jié)正是玉米生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，由于干旱影響，玉米水分不足，難以充分發(fā)揮產(chǎn)量潛力，玉米產(chǎn)量定會(huì)受到嚴(yán)重影響[3-4]。旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)解決干旱問(wèn)題[5-6]，地膜覆蓋種植具有增溫、節(jié)水、早熟、增產(chǎn)、防止土壤流失、控制土壤鹽堿度、減少氮的淋洗等作用，能夠有效提高水資源的利用率，從而達(dá)到作物增產(chǎn)增收的目的[7-10]。目前，地膜覆蓋種植已大面積推廣，全球塑料的生產(chǎn)量每年超過(guò)1.8億t[11]，且供給量和需求量也日益增加。通過(guò)覆蓋地膜與不覆蓋地膜對(duì)比試驗(yàn)，研究地膜覆蓋對(duì)玉米生長(zhǎng)、產(chǎn)量及土壤環(huán)境的影響，為玉米的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)栽培提供依據(jù)，推動(dòng)旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2012、2013年，在黑龍江省大慶市林甸縣吉祥村的黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)試驗(yàn)基地，連續(xù)進(jìn)行兩年，試驗(yàn)田土壤含堿解氮178.50 mg·kg-1、速效磷25.40 mg·kg-1、速效鉀257.40 mg·kg-1、有機(jī)質(zhì)30.8 g·kg-1、pH值7.88。

試驗(yàn)選用的地膜為，黑龍江省林甸縣市售的農(nóng)

用地膜，主要成分為聚乙烯，寬度1.3 m，厚度8 μm。供試品種為鄭單958和吉農(nóng)大516。

1.2 試驗(yàn)處理

以普通地膜覆蓋（T）為處理和無(wú)膜（CK）為對(duì)照，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，連續(xù)進(jìn)行兩年大田試驗(yàn)。田間管理按照當(dāng)?shù)卮筇镞M(jìn)行，旱作，不灌溉。播種密度5 000株/畝。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 土壤溫濕度的自動(dòng)觀測(cè)

每個(gè)膜處理（T、CK）布置2臺(tái)智能土壤溫濕度記錄儀。2012年水分含量以地表下10 cm處為測(cè)量點(diǎn)，地溫為地下0、5、10、15、20 cm處為測(cè)量點(diǎn)；2013年水分含量和地溫均以地表下5、15、25 cm處為測(cè)量點(diǎn)。測(cè)定的時(shí)間間隔為10 min1次。

1.3.2 形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定

每個(gè)處理選3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)定位10株植株，進(jìn)行定位觀測(cè)。播種30 d后，每隔15 d測(cè)定一次株高、葉面積、干物質(zhì)積累等指標(biāo)。全生育期取樣。

1.3.3 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素

成熟后測(cè)產(chǎn)，記錄成熟期農(nóng)藝性狀，測(cè)定產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖

利用office 2003對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和作圖，利用SPSS軟件對(duì)各處理相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。

2 結(jié)果分析

2.1 地膜覆蓋對(duì)土壤溫濕度的影響

2.1.1 地膜覆蓋對(duì)土壤溫度的影響

表1 2012與2013年各生育時(shí)期不同處理土壤積溫Table 1Soil fertility of different growth stages from 2012 to 2013

表1為兩年試驗(yàn)的各生育時(shí)期不同處理土壤積溫的比較，2012年與2013年出苗期到成熟期，覆膜處理的土壤溫度均高于無(wú)膜處理。2013年可能由于各生育時(shí)期多雨天氣的原因，各處理在各生育時(shí)期均未達(dá)到顯著水平。

土壤積溫隨時(shí)間積累，呈緩慢上升趨勢(shì)。從播種到出苗，2012年覆膜處理土壤積溫高出無(wú)膜處理26.3%，2013年覆膜處理土壤積溫高出無(wú)膜處理5.1%；從播種到成熟，2012年覆膜處理土壤積溫高出無(wú)膜處理5.4%，2013年覆膜處理土壤積溫高出無(wú)膜處理4.5%。從播種期到成熟期，覆膜處理土壤積溫與無(wú)膜處理的積溫差異逐漸縮小，2012年土壤積溫差異較2013年大，可能由于2013年降雨所致。

2.1.2 地膜覆蓋對(duì)土壤水分的影響

表2 2012與2013年各生育時(shí)期的土壤含水量Table 2Soil water contents of growth stage from 2012 to 2013

由表2可知，2012年，整個(gè)生育期，覆膜處理的土壤含水量均高于無(wú)膜處理；2012年到成熟期后，覆膜處理的土壤含水量達(dá)到25.9%，無(wú)膜處理的土壤含水量為22.6%，前者比后者高3.3%，覆膜處理與無(wú)膜處理土壤含水量達(dá)到了極顯著水平，說(shuō)明覆蓋地膜具有明顯的保水作用。2013年，各生育時(shí)期覆膜處理的土壤含水量均高于無(wú)膜處理，起到了同樣的保水作用。

2.2 地膜覆蓋對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

2.2.1 地膜覆蓋對(duì)玉米形態(tài)指標(biāo)的影響

圖1 2012年與2013年各生育時(shí)期玉米株高變化圖Fig.1Changes of growth period of maize plant height from 2012 to 2013

圖1表明2012年與2013年玉米整個(gè)生育期株高的變化，兩年的變化趨勢(shì)基本一致。株高隨生育時(shí)期的進(jìn)行而增加，但這種趨勢(shì)逐漸減緩，到后期已基本無(wú)變化。在各生育時(shí)期，覆蓋膜處理的玉米株高與無(wú)膜處理的玉米株高均表現(xiàn)出顯著差異。到玉米生長(zhǎng)成熟期，2012年覆膜處理株高為193.6 cm、無(wú)膜處理株高為174.8 cm，覆膜處理株高高出無(wú)膜處理株高10.8%；2013年覆膜處理株高為188.0 cm、無(wú)膜處理株高為164.3 cm，覆膜處理株高高出無(wú)膜處理株高14.4%。通過(guò)兩年的試驗(yàn)結(jié)果均可看出，覆膜處理玉米株高均高于無(wú)膜處理。

圖2 2012年與2013年玉米葉面積指數(shù)變化曲線圖Fig.2Curve changes of maize leaf area index from 2012 to 2013

圖2為2012年與2013年玉米葉面積指數(shù)變化曲線圖，作物生長(zhǎng)前期覆膜處理與無(wú)膜處理葉面積表現(xiàn)出顯著差異，至拔節(jié)期覆膜處理玉米葉片生長(zhǎng)迅速，葉面積指數(shù)遠(yuǎn)大于無(wú)膜處理，覆膜處理葉面積最大高出無(wú)膜處理3倍多。抽雄期之后無(wú)膜處理葉片生長(zhǎng)比覆膜處理快，葉面積指數(shù)增大，各處理基本相同，兩年的試驗(yàn)結(jié)果變化趨勢(shì)基本一致。

2.2.2 地膜覆蓋對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

表3 2012與2013年各處理玉米果穗的性狀比較Table 3Comparison of corn fruit from 2012 to 2013

由表3可以看出，2012年與2013年在不同處理下，覆膜處理的穗長(zhǎng)、行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、穗粗及穗重均高于無(wú)膜處理，并且2012年的行數(shù)、百粒重與穗粗差異達(dá)到了顯著水平，2013年穗粗達(dá)到了顯著水平；各處理之間的其他果穗性狀差異不顯著。

表4 玉米產(chǎn)量差異顯著性Table 4Corn yields comparison of treatment

由表4兩年的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，覆蓋地膜能夠增加玉米產(chǎn)量，覆膜處理產(chǎn)量均高于無(wú)膜處理產(chǎn)量。2012年覆膜處理產(chǎn)量達(dá)到了14 878.86 kg·hm-2，比無(wú)膜處理產(chǎn)量高出527.3 kg·hm-2，增產(chǎn)3.8%；2013年覆膜處理產(chǎn)量達(dá)到了13 419.41 kg·hm-2，比無(wú)膜處理產(chǎn)量高出633.02 kg·hm-2，增產(chǎn)4.9%。各處理產(chǎn)量通過(guò)分析得出的結(jié)果表明，覆蓋地膜對(duì)作物具有增產(chǎn)效果。

3 結(jié)論與討論

（1）通過(guò)覆蓋地膜與不覆蓋地膜進(jìn)行對(duì)比，覆膜處理能夠提高玉米出苗率、增加玉米生長(zhǎng)前期的株

高和莖粗、有效的加速玉米前期生長(zhǎng)、使玉米提前進(jìn)入成熟期。玉米葉片的生長(zhǎng)受光、熱、水、肥等因素影響,不同處理對(duì)這些因素的影響不同，直接影響到葉面積的生長(zhǎng)速度,覆膜處理與無(wú)膜處理對(duì)比，能夠加快葉面積生長(zhǎng)。

（2）覆膜處理玉米產(chǎn)量?jī)赡攴謩e高于無(wú)膜處理3.8%和4.9%，說(shuō)明覆蓋地膜對(duì)玉米具有增產(chǎn)作用。光合葉面積的增加為玉米增產(chǎn)提供了物質(zhì)保障，為增產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。地膜覆蓋在一定程度上加速了表層土壤有機(jī)質(zhì)的降解。

（3）覆膜處理較無(wú)膜處理具有明顯的增溫保墑效果。地膜覆蓋主要表現(xiàn)在提高了表層土壤含水量，而深層土壤水分出現(xiàn)明顯的耗竭現(xiàn)象，這主要是由于地膜覆蓋滲水性差影響了降水對(duì)土壤水的補(bǔ)充。地膜覆蓋在玉米生長(zhǎng)期間各土層溫度都明顯高于無(wú)膜處理。

試驗(yàn)通過(guò)覆蓋地膜對(duì)玉米生長(zhǎng)產(chǎn)量和土壤環(huán)境的影響研究表明，地膜覆蓋具有增溫、節(jié)水、早熟、增產(chǎn)、防止土壤流失等作用，對(duì)于干旱、半干旱地區(qū)早春作物具有重要的應(yīng)用價(jià)值，此研究也對(duì)于地膜覆蓋在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣具有重要的意義。但地膜連年使用，會(huì)使農(nóng)田中積聚的殘膜量越來(lái)越多，造成耕層土壤透氣性降低，阻礙作物根系發(fā)育和對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收，仍會(huì)降低作物的產(chǎn)量，同時(shí)還會(huì)污染環(huán)境。因此，使用可降解地膜將是解決此問(wèn)題的重要舉措。同時(shí)，2012年為正常年景，2013年為洪澇年景，但無(wú)論是干旱還是洪澇，地膜覆蓋較無(wú)地膜情況下都具有明顯的增產(chǎn)效應(yīng)，由于第二年降雨量較大，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程受到一定程度影響，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果的準(zhǔn)確性尚需進(jìn)一步研究論證。

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Effects of Biodegradable Film on the Growth and Yeilds of Corn

Hou Xue，Zheng Dianfeng，F(xiàn)eng Naijie，Liu Tao
（College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

The effect of plastic film mulching on maize growth and soil environment was studied in order to increasing crop yield. Through the field experiment，the comparative tests between plastic film mulching treatment and no film treatment were carried out. The result showed that the plastic film mulching treatment had the outstanding effects on conserving moisture and keeping temperature，and can accelerate maize growth and increase the corn yield 3.8%and 4.9%.The study also stated that the plastic film mulching had the obvious effects on increasing corn production.

plastic film mulching;maize growth;soil environment;soil humidity

S513.04

A

1002-2090（2015）02-0010-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2015.02.003

2014-06-20

侯雪（1987-），女，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院2011級(jí)碩士研究生。

鄭殿峰，男，教授，博士研究生導(dǎo)師，E-mail：dianfeng69@gmail.com。