倪東寧, 史海濱, 李瑞平, 苗慶豐, 張作為, 彭遵原, 李茂華

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木建筑工程學(xué)院, 呼和浩特 010018;2.內(nèi)蒙古巴彥淖爾市磴口縣水務(wù)局, 內(nèi)蒙古 巴彥高勒 015200)

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春玉米覆膜壟作溝灌條件下土壤水熱效應(yīng)及對產(chǎn)量的影響

倪東寧1, 史海濱1, 李瑞平1, 苗慶豐1, 張作為1, 彭遵原1, 李茂華2

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木建筑工程學(xué)院, 呼和浩特 010018;2.內(nèi)蒙古巴彥淖爾市磴口縣水務(wù)局, 內(nèi)蒙古 巴彥高勒 015200)

為探究河套灌區(qū)玉米覆膜壟作溝灌種植模式下土壤溫度與含水率的變化規(guī)律、兩者響應(yīng)關(guān)系及對玉米產(chǎn)量的影響，以灌區(qū)玉米常規(guī)覆膜寬度(70 cm)及當(dāng)?shù)爻Ｒ娹r(nóng)用寬膜(110 cm)進行對比研究。結(jié)果表明：土壤溫度變化主要受外界因素和含水率的影響，兩種覆膜條件下土壤溫度具有相同的日變化規(guī)律，且深層較表層土壤具有明顯的滯后效應(yīng)；玉米生育前期寬膜具有更好的保溫效果，且表層5，10 cm處地溫變化具有顯著或極顯著性差異；全生育期內(nèi)110 cm較70 cm膜具有明顯的保墑效果，5—25 cm土壤平均含水率高5.06%，6.83%，3.89%，5.28%和3.44%；各時刻不同土層與溫度可以擬合為對數(shù)函數(shù)，但早晚相關(guān)性較差，說明此時段地溫變化的機制更為復(fù)雜；玉米生育后期5 cm處土壤平均含水率與土壤溫度呈現(xiàn)反比關(guān)系，20 cm處呈現(xiàn)正比關(guān)系，且低水分條件下土壤溫度變幅更大；生育期內(nèi)玉米生長性狀及產(chǎn)量指標(biāo)也達(dá)到顯著性水平，且110 cm較70 cm膜平均產(chǎn)量高14.86%；研究成果可為灌區(qū)玉米覆膜壟作溝灌模式下適宜地膜寬度的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

河套灌區(qū); 玉米; 覆膜; 壟作溝灌; 土壤溫度; 土壤含水率; 產(chǎn)量

土壤的水、熱條件是影響作物生長和產(chǎn)量形成的重要因素[1]；土壤溫度是表征土壤熱量狀況的關(guān)鍵指標(biāo)之一，其通過對作物根系層土壤水溫和根系吸水性能等的影響，改變根系的水力導(dǎo)度及土壤水的運動特性，進而影響作物的生長發(fā)育[2]；地膜覆蓋后，有效的將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，調(diào)節(jié)和改善了作物根區(qū)環(huán)境，有利于種子的萌發(fā)及作物前期的生長發(fā)育[3]；許多專家學(xué)者針對地膜覆蓋進行了大量的試驗研究，李毅等[4]指出地膜覆蓋后，與地表之間形成的飽和水汽層通過對溫度變化的影響，間接的影響了土壤熱傳導(dǎo)的速度和方式，使得土壤溫度隨時間和深度的變化規(guī)律更為復(fù)雜；由于地膜覆蓋阻斷了土壤與大氣間的直接聯(lián)系，從而有效抑制了土壤水分的蒸發(fā)，使得根層有效保蓄水分，提高了水分利用效率[5-8]；部分學(xué)者也從宏觀上對地膜覆蓋對植物生理生化指標(biāo)影響進行了分析研究[9-11]；此外國內(nèi)外專家也針對地膜覆蓋進行了模型的模擬研究，Mahrer等[12]建立了透明塑料膜蓋層的熱平衡方程，從理論上對覆膜條件下的水熱運移問題進行了研究；吳從林等[13]建立了地膜覆蓋下SPAC系統(tǒng)的水熱耦合運移模型?？梢?，地膜覆蓋后土壤內(nèi)部形成了獨立的水熱循環(huán)系統(tǒng)，對土體與大氣的水分和熱量的交換進行了有效的控制，從而變化機制也更為復(fù)雜。

由于覆膜后保溫、保墑、抑鹽的特性，河套灌區(qū)玉米廣泛采用覆膜種植，但近些年來產(chǎn)量普遍不高。玉米溝灌由于開溝培土及生育前期不灌溉，使得玉米根系更發(fā)達(dá)，此外溝灌灌水量相對較少，且入滲效果好，基本無深層滲漏現(xiàn)象，且肥料都被培土掩埋不易流失，有利于作物吸收利用，產(chǎn)量較高[14]，達(dá)到了節(jié)水增產(chǎn)的效果，在河套灌區(qū)有較好的應(yīng)用前景。為便于對比研究和成果的推廣，本研究在灌區(qū)玉米種植常規(guī)覆膜寬度(70 cm)基礎(chǔ)上，增加當(dāng)?shù)胤N植蜜瓜壟作溝灌常用標(biāo)準(zhǔn)110 cm寬農(nóng)膜覆膜種植，對玉米全生育期內(nèi)兩種覆膜寬度下的土壤溫度及含水率變化規(guī)律進行試驗研究，同時對其生長特性和增產(chǎn)效應(yīng)進行分析，進而對不同覆膜寬度對水熱遷移規(guī)律及玉米生產(chǎn)特性的影響有進一步的了解和認(rèn)識，為灌區(qū)玉米適宜覆膜寬度的選擇提供科學(xué)的理論依據(jù)，以便在水熱變化規(guī)律的基礎(chǔ)上更好的開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐，保證灌區(qū)農(nóng)業(yè)的正常運轉(zhuǎn)。

1　材料與方法

1.1試驗區(qū)概況

試驗于2014年在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)磴口縣壩楞村示范區(qū)進行，該地區(qū)屬典型的溫帶大陸性季風(fēng)氣候；該地區(qū)多年平均氣溫7.6℃，日照時數(shù)3 180 h，作物光合有效輻射1.68×105J/cm2，年均降雨量142.1 mm，蒸發(fā)量2 346.4 mm，無霜期130 d左右。試驗區(qū)土壤質(zhì)地為砂質(zhì)黏壤土、黏壤土和粉質(zhì)黏壤土，0—100 cm土壤平均容重1.48 g/cm3；耕作層凋萎系數(shù)為8%左右，田間持水量為21.4%，地下水位平均在2.5 m以下。

1.2研究方法

1.2.1試驗設(shè)計玉米種植采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)品種科河28，全生育期125 d左右，抗性好、適應(yīng)性廣。地膜為磴口縣當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的0.008 mm聚乙烯吹塑農(nóng)用地膜。

試驗設(shè)置壟上種植兩行、三行玉米的種植模式，播種前進行平地、耙地疏松表層土壤，采用內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)自行研制的一體式開溝機進行開溝起壟，溝斷面規(guī)格為溝頂寬60 cm、溝底寬40 cm，溝深30 cm；玉米壟上覆膜，覆膜寬度分別為70 cm，110 cm，壟幅寬分別為40 cm，80 cm，凈膜寬50 cm，90 cm；由于試驗區(qū)春季多風(fēng)沙，覆膜后每隔250 cm進行膜上壓土防風(fēng)。70 cm膜壟上種2行玉米，行距40 cm，株距28 cm；110 cm膜壟上種植3行玉米，行距40 cm，株距28 cm，種植深度均為2.5 cm；試驗設(shè)計3個重復(fù)，試驗小區(qū)隨機排列種植，兩種種植方式下土壤水肥條件一致，玉米播種時(4月21日)施底肥450 kg/hm2(磷酸二銨+尿素)；按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)灌溉制度，玉米灌第一水時施肥450 kg/hm2(尿素)，灌第二水時施肥300 kg/hm2(尿素)，其他各次灌水均不施肥，玉米第三水開始灌溉。

1.2.2測定項目與方法土壤含水率的測定采用土鉆在壟上玉米行間定點取土，取3個重復(fù)，采用烘干稱重法測定；地溫采用意大利產(chǎn)145-20型數(shù)顯地溫計進行監(jiān)測，于玉米生長的每個關(guān)鍵生育期在玉米行間上午8：00開始至晚20：00每隔2 h對5，10，15，20，25 cm土層進行定時定點監(jiān)測，每個處理讀取3個重復(fù)，地溫監(jiān)測和土壤含水率測定的時間一致，具體時間為5月31日、6月18日、7月10日、7月19日、8月7日、8月28日。各處理玉米株高、葉面積取具有代表性的3株用鋼尺定株測量，生育期每7 d測量一次；玉米成熟期，各處理沿壟長方向分別在首部、中間和尾部等面積選取3個測試區(qū)測定玉米產(chǎn)量，各測試區(qū)單打單收，玉米產(chǎn)量、百粒重為3個測試區(qū)的平均值，穗粒數(shù)和穗長各處理均選具有代表性的10株進行測定。

2　結(jié)果與分析

2.1兩種覆膜寬度下地溫的日變化規(guī)律

以玉米拔節(jié)期(陰天)和抽雄吐絲期(晴天)地溫日變化為例(圖1)，兩種覆膜寬度下的日變化趨勢基本一致，且環(huán)境條件是影響地溫變化的重要因素，隨氣溫升高或太陽輻射的增強5 cm處地溫8：00開始至16：00達(dá)到峰值，之后逐漸降低；10 cm處地溫峰值出現(xiàn)在18：00，具有明顯的滯后現(xiàn)象；由于隨氣溫升高表層土體對熱量的吸熱程度逐漸大于散熱，15—25 cm土層地溫8：00至10：00呈現(xiàn)下降趨勢，之后呈現(xiàn)增溫趨勢，但總體來說變化相對平緩，沒有明顯峰值出現(xiàn)；當(dāng)?shù)乇頊囟鹊陀诖髿鉁囟葧r，兩者形成溫度梯度，使得土壤熱量向空氣中傳導(dǎo)，進入散熱過程，而深層土壤受外界因素影響較小，在溫度的驅(qū)使下繼續(xù)增溫，20：00時5—15 cm地溫回落，15—25 cm土層繼續(xù)增溫。

2.2兩種覆膜寬度下全生育期內(nèi)地溫日變化規(guī)律

由地溫日變化規(guī)律知，表層5—10 cm土層地溫變幅較大，而深層相對穩(wěn)定，且滯后效應(yīng)明顯?，F(xiàn)以各個生育期5—10 cm土層平均地溫變化為例，分析兩種覆膜寬度對各生育期地溫變化規(guī)律的影響。

圖1　地溫日變化曲線

圖2　兩種覆膜寬度下不同生育期5-10 cm地溫日變化規(guī)律

對兩種覆膜寬度下地溫日變化用獨立2樣本t檢驗，檢驗差異顯著性。由檢驗結(jié)果知，玉米苗期(5月31日)5 cm，10 cm處t值分別為7.169，8.862，t>臨界5.959(6,0.001)，差異極顯著；玉米拔節(jié)期(6月18日)，5 cm處t值為8.555>t臨界5.959(6,0.001)，差異極顯著，10 cm處t值為2.973>t臨界2.447(6,0.05)，差異顯著，而其他生育期內(nèi)均未達(dá)到顯著性水平。 由圖2地溫日變化規(guī)律可知，全生育期每日8：00—10：00寬膜地溫顯著高于窄膜，此時地溫主要受大氣溫度的影響，寬膜更好的調(diào)節(jié)了地表土壤與大氣之間的熱交換；玉米苗期至拔節(jié)期，作物植株較小，地面能充分接受陽光輻射，且110 cm寬膜增溫、保溫效果更為顯著，各時段5，10 cm處平均土層溫度較窄膜高0.4～3.6℃和0.65～2.3℃，增溫幅度高0.3～1.5℃和0.2～1.45℃。玉米抽雄期開始，寬膜覆蓋條件下玉米長勢好，枝葉的遮陰作用阻礙了地面直接接受陽光輻射，每日12：00左右開始寬膜地溫顯著低于窄膜，而灌區(qū)7月，8月份氣溫較高，降低了高溫對玉米生長的危害；16：00—20：00，表層5 cm處地溫整體處于降溫階段，而10 cm處地溫表現(xiàn)出先升后降，但窄膜5 cm處降溫幅度明顯大于寬膜，這是膜內(nèi)溫度與大氣溫度間的溫度差不同所致，溫差越大，短時間內(nèi)降溫幅越大；5—10 cm處地溫在10：00—12：00前后具有明顯的交集，且10 cm處具有明顯的滯后性，這主要受光照強度及溫度梯度的作用所致?？傮w來說，玉米生長前期隨覆膜寬度增加，增溫效果顯著，而在玉米生長后期，由于環(huán)境溫度、水肥等適宜的條件保證了玉米的正常生長，且生育后期生長發(fā)育接近末期，受覆膜寬度條件影響減弱。

2.3兩種覆膜寬度下不同深度土層溫度變幅及變異性

耕作層不同土層深度溫度的變化與作物的生長有著密切的聯(lián)系，因此研究和分析耕作層不同深度土壤的日變幅及變異程度情況，對掌握其變化規(guī)律以及適時灌溉具有重要的指導(dǎo)意義。以7月19日(晴朗無云)地溫日變化為例分析不同土層深度日變幅特征，表層5 cm地溫變幅最大，分別為10.45℃和7.45℃，隨土層加深依次減小，且同一土層70 cm膜一天內(nèi)變幅較110 cm膜變化顯著，平均大0.55～3℃；各時段不同深度間土壤溫度變幅最大值出現(xiàn)在16：00，而此時表層5 cm土層溫度達(dá)到峰值；將各時刻不同土層深度與對應(yīng)溫度擬合為對數(shù)函數(shù)式，發(fā)現(xiàn)10：00—16：00相關(guān)性均較好，而早8：00和晚20：00相關(guān)性相對較差，表明早晚土壤溫度隨土壤深度的變化的規(guī)律性不強，因為此時土壤分別處于由散熱向吸熱以及由吸熱向散熱過程轉(zhuǎn)化的階段，地溫變化機制更為復(fù)雜。通過經(jīng)典統(tǒng)計分析方法分析后發(fā)現(xiàn)，隨時間變化，土壤溫度由表層至深層變異性逐漸減弱(表1)，且70 cm膜覆蓋較110 cm膜覆蓋條件下變異性更強，5 cm，10 cm處達(dá)到中等變異程度，而其他土層均表現(xiàn)出弱變異性。

表1　兩種覆膜寬度下各土層溫度變化統(tǒng)計特征值

2.4生育期不同土層含水量變化規(guī)律

從整個生育期來看，兩種覆膜寬度下土壤含水率變化規(guī)律一致，生育期內(nèi)隨著玉米的生長耗水量增強，各土層含水率有不同程度的減小，但全生育期內(nèi)110 cm膜5—25 cm平均土層含水率較70 cm膜分別高5.06%，6.83%，3.89%，5.28%，3.44%，差異顯著(p<0.05)；對比分析發(fā)現(xiàn)，玉米拔節(jié)至抽雄吐絲之前各土層含水率差異較小，而玉米苗期及抽雄吐絲以后的關(guān)鍵生育期內(nèi)差異較大，110 cm膜較70 cm膜覆蓋條件下5—25 cm土層含水率分別提高4.16%～18.79%，8.01%～13.86%，5.45%～14.15%，2.08%～14.12%，0.69%～13.11%，說明110 cm地膜覆蓋的提墑、保水作用更為顯著。

2.5各生育期內(nèi)不同土層溫度與含水量的響應(yīng)關(guān)系

地溫變化與土壤水分狀況之間存在著相互作用和響應(yīng)關(guān)系；玉米生育前期，受太陽輻射強烈，寬膜具有顯著的增溫效果，一日內(nèi)各土層平均溫度顯著高于窄膜，且同一土層深度比較平均地溫與含水率呈現(xiàn)正相關(guān)，苗期、拔節(jié)期5—25 cm土層寬膜較窄膜含水率分別高5.08%～12.61%，0.12%～3.42%，地溫高0.45～1.72℃，0.55～1.48℃。

玉米抽雄吐絲期后植株生長茂盛，地表直接接收太陽輻射量減小，地溫受覆膜寬度的影響減弱。有研究表明，套種農(nóng)田中地膜覆蓋后土壤的熱通量在20 cm處達(dá)到最大[15]，基于此研究成果，本文主要對玉米生育后期5 cm和20 cm土層處水熱響應(yīng)關(guān)系進行研究分析。

由圖3，4知可，表層5 cm處平均含水率寬膜顯著高于窄膜，各生育期分別高4.43%，18.78%，4.16%，12.57%，差異性顯著(p<0.05)，而平均地溫較窄膜分別低0.49℃，0.68℃，0.9℃，0.87℃，平均含水率與地溫呈現(xiàn)反比關(guān)系；原因是此時土體表層溫度變化主要受外界因素影響，受土壤水分含量影響較小。隨土層深度增加，外界因素對地溫變化影響減弱，寬膜各生育期20 cm處土壤平均含水率較窄膜高0.74%，7.92%，14.12%，2.08%，平均地溫高0.62℃，0.41℃，0.04℃，0.44℃，平均含水率與地溫呈現(xiàn)正比關(guān)系，說明此時地溫變化主要受土壤含水量的影響。

同時研究發(fā)現(xiàn)，抽雄期10，15 cm處平均含水率與地溫同樣呈現(xiàn)正比關(guān)系，之后逐漸呈現(xiàn)反比關(guān)系，而25 cm處呈現(xiàn)出相反的變化特征，這是因為隨生育期延長，覆膜功能影響逐漸消失，土壤含水率成為影響地溫變化的主導(dǎo)因素。通過經(jīng)典統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，全生育期內(nèi)窄膜5—25 cm土層平均地溫的變異強度明顯大于寬膜，由上文知全生育期內(nèi)寬膜各土層平均含水率顯著高于窄膜，說明土壤含水量越小對地溫變幅的影響越大。

2.6兩種覆膜寬度下玉米生長性狀和產(chǎn)量對比

不同覆膜寬度下，玉米根系區(qū)的水熱條件不同，寬膜在各生育期內(nèi)更好的滿足了玉米生長所需的土壤水熱條件；出苗期，寬膜較窄膜出苗時間提前3～4 d，一次性出苗率為99.2%，而窄膜僅為85.6%，后經(jīng)補苗才保全苗，且生育前期生長較慢。全生育期來看，寬膜玉米長勢及生產(chǎn)性狀均優(yōu)于窄膜(表2)，表中數(shù)據(jù)均為各項測定指標(biāo)的平均值；經(jīng)方差檢驗，兩種覆膜寬度下玉米全生育期內(nèi)玉米株高、葉面積指數(shù)(LAI)變化呈現(xiàn)顯著性水平；玉米收獲前通過考種結(jié)果表明：玉米穗長、產(chǎn)量呈現(xiàn)顯著性水平，穗粒數(shù)呈現(xiàn)極顯著水平，而百粒重差異不顯著，寬膜玉米平均增產(chǎn)14.86%。

圖3　兩種覆膜寬度下5 cm，20 cm處土壤平均含水率

圖4　兩種覆膜寬度下5 cm，20 cm處土壤平均溫度

參數(shù)株高LAI穗長/cm穗粒數(shù)/(粒/穗)百粒重/g產(chǎn)量/(kg·hm-2)70cm膜201.426.7618.8540.637.228225.22110cm膜213.267.5119.5659.638.379447.52顯著性檢驗t值3.214*2.747*2.488*3.663**3.7905.412*

注：表中*表示具有顯著性差異，**表示具有極顯著性差異。

3　討論與結(jié)論

在北方干旱半干旱地區(qū)，春播時期極易遭受低溫冷害和干旱的危害，玉米作為典型的喜溫性作物，適宜的土壤水熱條件是保證種子的萌發(fā)和前期生長的必要條件。地膜覆蓋后，阻斷了與外界的水熱交換，與露地相比有效的增加了生育期的積溫，改善了土壤墑情，尤其在作物生育前期，增溫保墑效果明顯[8,16]。研究發(fā)現(xiàn)，玉米生育前期兩種覆膜寬度下各土層地溫差異明顯，5，10 cm處各時段地溫變化達(dá)到顯著或極顯著性差異，且110 cm寬膜增溫、保溫效果更為顯著，各時段5，10 cm處平均土層溫度較窄膜高0.4～3.6℃和0.65～2.3℃，增溫幅度高0.3～1.5℃和0.2～1.45℃，而生育后期差異不顯著(p>0.05)，說明寬膜在玉米苗期發(fā)揮了更顯著的增溫作用，保證了玉米的出苗率和苗期的生長的土壤溫度要求；生育期后期，覆膜的增溫效果因作物覆蓋逐漸喪失[17]。同時研究發(fā)現(xiàn)玉米拔節(jié)至抽雄吐絲之前各土層含水率差異不顯著，而玉米苗期及抽雄吐絲以后的關(guān)鍵生育期內(nèi)差異顯著(p<0.05)，因為寬地膜覆蓋的壟幅面積大，相對蒸發(fā)面積較小，保墑效果更好。玉米苗期和抽雄吐絲后的關(guān)鍵生育期階段，由于灌水較少，且蒸發(fā)強烈，地膜覆蓋的保墑作用使得土壤含水率保持在一定的安全范圍內(nèi)，保證了玉米的出苗率和關(guān)鍵生育期正常生長所需水分條件。

地溫的變化主要受外界因素和土壤水分狀況的影響，在外界因素影響下表層土壤溫度增溫快、變幅大，而深層土壤溫度變化具有明顯的滯后效應(yīng)且變化平緩[4]，由表層至深層土壤溫度變異性逐漸減弱；土壤含水率是影響地溫變化的又一重要因素，在土壤熱容量與熱傳導(dǎo)率的影響下，造成含水率越低的土壤的溫度變幅越大[18]。研究發(fā)現(xiàn)，玉米全生育期內(nèi)寬膜5—25 cm平均土壤含水率顯著高于窄膜(p<0.05)，而土層平均地溫的變異強度低于窄膜；玉米生育后期5 cm土層平均含水率與土壤溫度呈現(xiàn)反比關(guān)系，20 cm土層呈現(xiàn)正比關(guān)系，而其他土層隨生育期延長同樣表現(xiàn)出一定的響應(yīng)關(guān)系，這與龔雪文[15]等的研究結(jié)果有一定的一致性；通過將各時刻不同土層深度與對應(yīng)溫度擬合為對數(shù)函數(shù)式，發(fā)現(xiàn)10：00至16：00相關(guān)性均較好，而早晚土壤溫度隨土壤深度的變化的規(guī)律性不強，說明此時地溫變化機制更為復(fù)雜[19]。

適宜的農(nóng)藝措施和種植模式是保證農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的重要措施，研究表明，壟作溝灌條件下，兩種覆膜寬度下玉米在全生育期內(nèi)的生產(chǎn)性狀指標(biāo)達(dá)到顯著或極顯著性差異，且110 cm膜覆蓋條件更好的改善了玉米田的水熱條件，玉米平均增產(chǎn)14.86%，值得在河套灌區(qū)推廣，這也為灌區(qū)玉米壟作溝灌覆膜適宜寬度的選擇提供理論依據(jù)。

由于本試驗是在鹽堿地這一特殊環(huán)境下進行，而覆膜技術(shù)在一定程度上抑制了鹽分的積累，有利于玉米的生長發(fā)育和產(chǎn)量的形成，但本試驗中尚未涉及兩種覆膜寬度下鹽分運移特性，此外由于殘膜帶來的白色污染問題較為嚴(yán)重，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了不利影響，今后的研究中應(yīng)該增加可降解膜作為對照加以分析研究，因此需進一步改進。

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Effects of Plastic Mulching Ridge Tillage and Furrow Irrigation on Soil Moisture， Soil Temperature and Yield in Spring Maize Field

NI Dongning1, SHI Haibin1, LI Ruiping1, MIAO Qingfeng1,ZHANG Zuowei1, PENG Zunyuan1, LI Maohua2

(1.College of Water Conservancy and Civil Engineering, Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot010018,China; 2.WaterAdministrationofBayannurDengkou,Bayannur015200,China)

This study was conducted to discuss the variation in soil moisture and temperature, the response relationship, and maize yield while using plastic mulching ridge tillage and furrow irrigation in Hetao Irrigation District. A comparison study was carried out with respect to the conventional plastic mulching width (70 cm) of maize and local common agricultural wide film (110 cm). The results show that soil temperatures of two film widths present the same change rule, and temperature in the deep soil has a significant lag effect compared with the surface. The wider film has better effect on water-heat preservation at the early stage of maize growth. At the surface, the temperatures changes significantly or extremely significantly in 5 cm deep and 10 cm deep layers. The average moisture content of the 110 cm film in 5—25 cm depths increased by 5.06%，6.83%，3.89%，5.28% and 3.44%, respectively, compared with the 70 cm film over the entire growth stage. The different soil layers and temperatures over time can be described by a logarithmic function, but correlation is poor earlier and later, the mechanism of temperature change is more complicated. The average soil moisture content and soil temperature in 5 cm depth showed an inverse relationship and is directly proportional to the late growth stage of maize in the 20 cm depth, while the soil temperature range is wider under the low moisture content condition. The maize growth characteristics and yield index also reach the significant level, and the yield of the 110 cm wide film increase by 14.86% compared with the 70 cm film. The results can provide a scientific basis for the selection of suitable plastic mulching width under planting practice of ridge tillage and furrow irrigation.

Hetao Irrigation District; maize; plastic mulching; ridge tillage and furrow irrigation; soil temperature; soil moisture content; yield

2015-04-10

2015-04-27

國家科技支撐計劃項目“內(nèi)蒙古河套灌區(qū)糧油作物節(jié)水技術(shù)集成與示范”(2011BAD29B03);國家自然科學(xué)資助項目“鹽漬化地區(qū)農(nóng)田養(yǎng)分流失機理與調(diào)控機制研究”(51269015);寒旱鹽灌區(qū)覆蓋秋澆后凍融土壤水熱鹽協(xié)同調(diào)控機制研究(51369018)

倪東寧(1990—),男,內(nèi)蒙古赤峰市人,碩士研究生,從事節(jié)水灌溉理論與新技術(shù)研究。E-mail:ndn901021@163.com

史海濱(1961—),男,山西太谷人,博士,教授,博士生導(dǎo)師,從事節(jié)水灌溉原理及應(yīng)用方面的研究。E-mail:shi_haibin@sohu.com

S513；S152.8

A

1005-3409(2016)02-0089-06