论文部分内容阅读
摘要 选取大同盆地作为研究区域，研究内陆苏打盐化土玉米高产栽培技术。通过全膜覆盖双垄沟种植与普通地膜覆盖效果对比试验、膜下滴灌与普通灌溉效果对比试验、耐盐碱高产玉米品种筛选试验，分析了各项技术对内陆苏打盐化土玉米产量的影响。结果表明：在内陆苏打盐化土上，全膜覆盖双垄沟种植技术可以显著提高玉米产量，并延长玉米生育期；膜下滴灌技术使玉米产量和土壤脱盐率均明显提高；大丰26和并单5号较耐盐碱，冀玉9号和郑单958施改良剂后，增产率较高。
关键词 玉米；高产栽培；全膜覆盖；膜下滴灌；苏打盐化土；大同盆地
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）23-0009-03
Abstract The high yield cultivation techniques of maize on inland soda-saline-alkali soil were studied by taking the Datong Basin as the research region.Based on the effect comparison experiment of double ridges mulched with wide plastic film and common plastic film mulching，drip irrigation under plastic film and ordinary irrigation and varieties screening test of salt tolerance of high-yielding maize，the influence of the technologies on maize yield in inland soda-saline-alkali soil was analyzed.The results showed that，in the inland soda-saline-alkali soil，double ridges mulched with wide plastic film technology could remarkably improve the yield of maize，and prolong the growth period of maize.The drip irrigation under plastic film could make the yield of maize and soil desalinization ratio significantly increase.The maize varieties such as Dafeng 26 and Bingdan No. 5 had higher salinity tolerance，and Jiyu No. 9 and Zhengdan 958 had higher yield increase rate after application soil amendment.
Key words maize；high yield cultivation；double ridge mulching；drip irrigation under plastic film；soda-saline-alkali soil；Datong basin
盐碱地作为中低产田的重要组成部分，蕴含着巨大的增产潜力。我国现有3 333万hm2盐碱耕地，其中大部分分布在华北、西北和东北等干旱、半干旱地区。山西省共有盐碱地30万hm2，其中以大同盆地面积最大，达到20万hm2，占全省盐碱地面积的2/3以上。大同盆地盐碱地主要种植作物为玉米，产量较低，一般为2 250～3 000 kg/hm2，远远低于山西省玉米平均产量水平，直接阻碍着当地农民收入的提高。
近年来，大同地区部分区域盐碱土壤经过多年改良，盐碱程度已大为降低，但还存在着出苗率低、生长不均匀、缺乏耐盐碱高产品种、耗水量大等突出问题[1-2]。因此，进行该地区盐碱地玉米高产栽培技术的研究是非常必要的，并且大同盆地是我国内陆干旱苏打型盐碱土的典型区域，该地区盐碱地形成条件、形成过程和土壤盐分组成基本代表了我国内陆干旱盐碱区的基本情况[3-4]。因此，在该地区研发的盐碱地玉米高产栽培技术对其他内陆干旱盐碱区域都具有示范推广价值。
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验地设在大同市天镇县三十里铺乡兰玉堡村，属大陆性北温带干旱季风气候，四季分明，无霜期90～128 d，年均日照时数2 827 h，年均气温6.4 ℃，平均海拔994 m。据全国第二次土壤普查的山西土壤志中划分，该区域属于内陆干旱型盐碱区，土壤属重度苏打盐化土，土壤耕层（0～20 cm）含盐量一般在3～5 g/kg，有的高达10 g/kg，土壤pH值最高达10.32，碱化度（ESP）最高达48.1%，土壤中代换性钠离子含量高，土壤胶体分散，团粒结构差，湿时土壤膨胀泥泞，干时收缩干硬，碱性极强，作物生长困难。
供试土壤取自裸地0～162 cm土壤剖面，属改良1年后的中度苏打盐化土，前茬玉米产量为2 250 kg/hm2。其化学性状见表1。
1.2 试验设计
1.2.1 全膜双垄沟试验设计。试验共设2个处理，即常规覆膜、全膜覆盖双垄沟种植。采用单因素法随机排列，4次重复。供试玉米品种为潞玉39，播种密度为6万株/hm2，小区面积2 400 m2。
1.2.2 膜下滴灌试验设计。试验设2个处理，即普通灌溉、膜下滴灌。采用单因素法随机排列，4次重复。供试玉米品种为潞玉39，播种密度为6万株/hm2，小区面积2 400 m2。 1.2.3 耐盐碱高产品种筛选试验设计。试验共设10个处理，即冀玉9号、郑单958、永玉3号、先玉335、大丰26、强盛16、长城799、农大108、并单5号、晋单42，每个品种为一个处理。采用单因素法随机排列，4次重复。播种密度为6万株/hm2，小区面积2 400 m2。
1.3 试验方法
全膜双垄沟种植技术是指在田间起大小垄，用地膜覆盖全田，在垄沟内播种作物的技术。该技术将全膜覆盖、垄沟种植技术集成，田间小垄宽40 cm，高（10±3）cm，大垄宽70 cm，高（13±3）cm，垄间沟内播种，形成宽窄行，宽行行距70 cm。具体种植如图1所示。
盐碱地膜下滴灌技术是指使用地膜覆盖地面，膜下利用滴管带，以滴水方式灌溉、施肥和淋洗植物根区附近部分土壤盐分的种植方式。种植玉米田间操作为：一膜一带，一带双行，滴灌带铺设在膜下2行玉米中间（图2）。
各试验所有处理春季基施脱硫石膏15 t/hm2、DS-1997土壤改良剂2 250 kg/hm2、牛粪45 m3/hm2、晨雨复合肥（23-12-5）600 kg/hm2。测定方法：pH值（5∶1）使用土壤活性酸测定；EC（5∶1）使用土壤水溶性总量测定—电导法测定；可溶性盐类：SO42-、Cl-、Na 、Ca2 、Mg2 等6种离子用离子色谱仪测定，HCO3-、CO32-等离子用滴定法测定。方差分析采用SPSS软件处理，方差分析及显著性检验采用LSD法[5-6]。
2 结果与分析
2.1 全膜双垄沟种植试验
由表2可知，在当前试验条件下，采用全膜覆盖双垄沟种植的玉米产量可达6 450 kg/hm2左右，而采用常规覆膜种植的玉米产量约为5 265 kg/hm2，增产率为22.5%。且全膜覆盖双垄沟种植玉米的株高、茎粗和单株鲜重都有显著提高，并且延长了玉米的生育期。
2.2 盐碱地膜下滴灌试验
由图3、图4、图5可知，在当前试验条件下，采用膜下滴灌的玉米产量可达9 225 kg/hm2，而采用普通地表灌溉的玉米产量仅为6 045 kg/hm2，增产率为52.0%。且膜下滴灌土壤脱盐率和pH值均比普通灌溉有显著的改善。
2.3 耐盐碱高产品种筛选试验
将10种颗粒玉米在供试土壤上的产量结果从低到高按顺序排列见图6。由图6可知，冀玉9号最低，永玉3号最高。表明永玉9号耐盐碱土程度最高，其次是并单5号、农大108、长城799、大丰26、先玉335、晋单42、强盛16、郑单958、冀玉9号。
各玉米品种经过土壤改良后的增产率排序见图7。由图7可知，各玉米品种的增产潜力是不同的。其中冀玉9号增产潜力最大，达到了192%，并单5号增产潜力最小，仅为20%。各品种增产潜力按大到小排列顺序为：冀玉9号、长城799、郑单958、晋单42、先玉335、强盛16、永玉3号、农大108、大丰26、并单5号。
由图6、图7可知，颗粒玉米各品种耐盐碱程度高的，增产率较低，但增产后的产量还是较高，例如大丰26和并单5号；耐盐碱程度低的品种，例如冀玉9号、郑单958，经过土壤改良后，增产率较高，这表明在苏打盐化土上研究玉米高产栽培是非常有必要的。
2.4 基础土壤与改良后土壤对比
由表3可知，连续2年使用以上玉米高产栽培措施后，土壤pH值、EC值、ESP和Na 平均含量均有不同程度的下降，其中pH值下降了2.20，EC值下降了40.6%，ESP下降了71.3%，Na 下降了84.7%。
3 结论与讨论
试验结果表明，在内陆苏打盐化土上采用全膜覆盖可以将地面蒸发量降到最低，最大限度地保蓄自然降水；采用垄沟种植，既增加了根区土壤水分，又加大了根区盐分的淋洗，抑制了根区盐分的上升。在内陆苏打盐化土上采用膜下滴灌技术，可以使膜下表层土壤盐分以滴头为中心，以椭圆形式向膜间和向下淋洗，由于地膜阻止了土壤水分的蒸发，淡化了主根区的盐分，从而为植物创造了一个易于生长的水盐环境。在当前试验条件下，大丰26和并单5号的耐盐碱性较好，增产率较低；冀玉9号、郑单958的耐盐碱性较差，但施过土壤改良剂后，增产率较高。采用上述几项苏打盐化土玉米高产栽培技术后，不仅可以提高玉米产量，而且可以改善土壤化学性状，表明这些措施具有可持续发展的优点[7-9]。
4 参考文献
[1] 王参.玉米膜下滴灌在盐碱耕地的应用技术及优势探析[J].吉林农业，2012（11）：152.
[2] 金胜利，周丽敏，李凤民，等.黄土高原地区玉米双垄全膜覆盖沟播栽培技术土壤水温条件及其产量效应[J].干旱地区农业研究，2010，28（2）：28-33.
[3] 刘一龙，张忠学，郭亚芬，等.膜下滴灌条件下不同灌溉制度的玉米产量与水分利用效应[J].东北农业大学学报，2010，41（10）：53-56.
[4] 李晓玲，刘普海，成自勇，等.不同灌溉方式下玉米节水增产效果实验研究[J].节水灌溉，2001，12（3）：7-9.
[5] 邵光成，蔡焕杰，吴磊，等.新疆大田膜下滴灌的发展前景[J].干旱地区农业研究，2001，19（3）：122-127.
[6] 李茜，孙兆军，秦萍，等.水分亏缺对膜下滴灌制种玉米生长及产量的影响[J].干旱地区农业研究，2009，27（2）：125-128.
[7] AHANNERS F，TADEES T.Effect of drip furrow irrigation and plant spacing on yield of tomato at dire Dawa，Ethiopia[J].Agricultural Water Management，1998，35（3）：201-207.
[8] 景东田.全膜覆盖双垄面集雨沟播栽培技术及应用前景分析[J].作物杂志，2007（6）：70-71.
[9] LI FING-MIN，WANG PING，WANG JUN，et al.Effects of irrigation before sowing and plastic film mulching on yield and water uptake of spring wheat in semiarid Loess Plateau of China[J].Agric Water Manage，2004（67）：77-88.
关键词 玉米；高产栽培；全膜覆盖；膜下滴灌；苏打盐化土；大同盆地
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）23-0009-03
Abstract The high yield cultivation techniques of maize on inland soda-saline-alkali soil were studied by taking the Datong Basin as the research region.Based on the effect comparison experiment of double ridges mulched with wide plastic film and common plastic film mulching，drip irrigation under plastic film and ordinary irrigation and varieties screening test of salt tolerance of high-yielding maize，the influence of the technologies on maize yield in inland soda-saline-alkali soil was analyzed.The results showed that，in the inland soda-saline-alkali soil，double ridges mulched with wide plastic film technology could remarkably improve the yield of maize，and prolong the growth period of maize.The drip irrigation under plastic film could make the yield of maize and soil desalinization ratio significantly increase.The maize varieties such as Dafeng 26 and Bingdan No. 5 had higher salinity tolerance，and Jiyu No. 9 and Zhengdan 958 had higher yield increase rate after application soil amendment.
Key words maize；high yield cultivation；double ridge mulching；drip irrigation under plastic film；soda-saline-alkali soil；Datong basin
盐碱地作为中低产田的重要组成部分，蕴含着巨大的增产潜力。我国现有3 333万hm2盐碱耕地，其中大部分分布在华北、西北和东北等干旱、半干旱地区。山西省共有盐碱地30万hm2，其中以大同盆地面积最大，达到20万hm2，占全省盐碱地面积的2/3以上。大同盆地盐碱地主要种植作物为玉米，产量较低，一般为2 250～3 000 kg/hm2，远远低于山西省玉米平均产量水平，直接阻碍着当地农民收入的提高。
近年来，大同地区部分区域盐碱土壤经过多年改良，盐碱程度已大为降低，但还存在着出苗率低、生长不均匀、缺乏耐盐碱高产品种、耗水量大等突出问题[1-2]。因此，进行该地区盐碱地玉米高产栽培技术的研究是非常必要的，并且大同盆地是我国内陆干旱苏打型盐碱土的典型区域，该地区盐碱地形成条件、形成过程和土壤盐分组成基本代表了我国内陆干旱盐碱区的基本情况[3-4]。因此，在该地区研发的盐碱地玉米高产栽培技术对其他内陆干旱盐碱区域都具有示范推广价值。
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验地设在大同市天镇县三十里铺乡兰玉堡村，属大陆性北温带干旱季风气候，四季分明，无霜期90～128 d，年均日照时数2 827 h，年均气温6.4 ℃，平均海拔994 m。据全国第二次土壤普查的山西土壤志中划分，该区域属于内陆干旱型盐碱区，土壤属重度苏打盐化土，土壤耕层（0～20 cm）含盐量一般在3～5 g/kg，有的高达10 g/kg，土壤pH值最高达10.32，碱化度（ESP）最高达48.1%，土壤中代换性钠离子含量高，土壤胶体分散，团粒结构差，湿时土壤膨胀泥泞，干时收缩干硬，碱性极强，作物生长困难。
供试土壤取自裸地0～162 cm土壤剖面，属改良1年后的中度苏打盐化土，前茬玉米产量为2 250 kg/hm2。其化学性状见表1。
1.2 试验设计
1.2.1 全膜双垄沟试验设计。试验共设2个处理，即常规覆膜、全膜覆盖双垄沟种植。采用单因素法随机排列，4次重复。供试玉米品种为潞玉39，播种密度为6万株/hm2，小区面积2 400 m2。
1.2.2 膜下滴灌试验设计。试验设2个处理，即普通灌溉、膜下滴灌。采用单因素法随机排列，4次重复。供试玉米品种为潞玉39，播种密度为6万株/hm2，小区面积2 400 m2。 1.2.3 耐盐碱高产品种筛选试验设计。试验共设10个处理，即冀玉9号、郑单958、永玉3号、先玉335、大丰26、强盛16、长城799、农大108、并单5号、晋单42，每个品种为一个处理。采用单因素法随机排列，4次重复。播种密度为6万株/hm2，小区面积2 400 m2。
1.3 试验方法
全膜双垄沟种植技术是指在田间起大小垄，用地膜覆盖全田，在垄沟内播种作物的技术。该技术将全膜覆盖、垄沟种植技术集成，田间小垄宽40 cm，高（10±3）cm，大垄宽70 cm，高（13±3）cm，垄间沟内播种，形成宽窄行，宽行行距70 cm。具体种植如图1所示。
盐碱地膜下滴灌技术是指使用地膜覆盖地面，膜下利用滴管带，以滴水方式灌溉、施肥和淋洗植物根区附近部分土壤盐分的种植方式。种植玉米田间操作为：一膜一带，一带双行，滴灌带铺设在膜下2行玉米中间（图2）。
各试验所有处理春季基施脱硫石膏15 t/hm2、DS-1997土壤改良剂2 250 kg/hm2、牛粪45 m3/hm2、晨雨复合肥（23-12-5）600 kg/hm2。测定方法：pH值（5∶1）使用土壤活性酸测定；EC（5∶1）使用土壤水溶性总量测定—电导法测定；可溶性盐类：SO42-、Cl-、Na 、Ca2 、Mg2 等6种离子用离子色谱仪测定，HCO3-、CO32-等离子用滴定法测定。方差分析采用SPSS软件处理，方差分析及显著性检验采用LSD法[5-6]。
2 结果与分析
2.1 全膜双垄沟种植试验
由表2可知，在当前试验条件下，采用全膜覆盖双垄沟种植的玉米产量可达6 450 kg/hm2左右，而采用常规覆膜种植的玉米产量约为5 265 kg/hm2，增产率为22.5%。且全膜覆盖双垄沟种植玉米的株高、茎粗和单株鲜重都有显著提高，并且延长了玉米的生育期。
2.2 盐碱地膜下滴灌试验
由图3、图4、图5可知，在当前试验条件下，采用膜下滴灌的玉米产量可达9 225 kg/hm2，而采用普通地表灌溉的玉米产量仅为6 045 kg/hm2，增产率为52.0%。且膜下滴灌土壤脱盐率和pH值均比普通灌溉有显著的改善。
2.3 耐盐碱高产品种筛选试验
将10种颗粒玉米在供试土壤上的产量结果从低到高按顺序排列见图6。由图6可知，冀玉9号最低，永玉3号最高。表明永玉9号耐盐碱土程度最高，其次是并单5号、农大108、长城799、大丰26、先玉335、晋单42、强盛16、郑单958、冀玉9号。
各玉米品种经过土壤改良后的增产率排序见图7。由图7可知，各玉米品种的增产潜力是不同的。其中冀玉9号增产潜力最大，达到了192%，并单5号增产潜力最小，仅为20%。各品种增产潜力按大到小排列顺序为：冀玉9号、长城799、郑单958、晋单42、先玉335、强盛16、永玉3号、农大108、大丰26、并单5号。
由图6、图7可知，颗粒玉米各品种耐盐碱程度高的，增产率较低，但增产后的产量还是较高，例如大丰26和并单5号；耐盐碱程度低的品种，例如冀玉9号、郑单958，经过土壤改良后，增产率较高，这表明在苏打盐化土上研究玉米高产栽培是非常有必要的。
2.4 基础土壤与改良后土壤对比
由表3可知，连续2年使用以上玉米高产栽培措施后，土壤pH值、EC值、ESP和Na 平均含量均有不同程度的下降，其中pH值下降了2.20，EC值下降了40.6%，ESP下降了71.3%，Na 下降了84.7%。
3 结论与讨论
试验结果表明，在内陆苏打盐化土上采用全膜覆盖可以将地面蒸发量降到最低，最大限度地保蓄自然降水；采用垄沟种植，既增加了根区土壤水分，又加大了根区盐分的淋洗，抑制了根区盐分的上升。在内陆苏打盐化土上采用膜下滴灌技术，可以使膜下表层土壤盐分以滴头为中心，以椭圆形式向膜间和向下淋洗，由于地膜阻止了土壤水分的蒸发，淡化了主根区的盐分，从而为植物创造了一个易于生长的水盐环境。在当前试验条件下，大丰26和并单5号的耐盐碱性较好，增产率较低；冀玉9号、郑单958的耐盐碱性较差，但施过土壤改良剂后，增产率较高。采用上述几项苏打盐化土玉米高产栽培技术后，不仅可以提高玉米产量，而且可以改善土壤化学性状，表明这些措施具有可持续发展的优点[7-9]。
4 参考文献
[1] 王参.玉米膜下滴灌在盐碱耕地的应用技术及优势探析[J].吉林农业，2012（11）：152.
[2] 金胜利，周丽敏，李凤民，等.黄土高原地区玉米双垄全膜覆盖沟播栽培技术土壤水温条件及其产量效应[J].干旱地区农业研究，2010，28（2）：28-33.
[3] 刘一龙，张忠学，郭亚芬，等.膜下滴灌条件下不同灌溉制度的玉米产量与水分利用效应[J].东北农业大学学报，2010，41（10）：53-56.
[4] 李晓玲，刘普海，成自勇，等.不同灌溉方式下玉米节水增产效果实验研究[J].节水灌溉，2001，12（3）：7-9.
[5] 邵光成，蔡焕杰，吴磊，等.新疆大田膜下滴灌的发展前景[J].干旱地区农业研究，2001，19（3）：122-127.
[6] 李茜，孙兆军，秦萍，等.水分亏缺对膜下滴灌制种玉米生长及产量的影响[J].干旱地区农业研究，2009，27（2）：125-128.
[7] AHANNERS F，TADEES T.Effect of drip furrow irrigation and plant spacing on yield of tomato at dire Dawa，Ethiopia[J].Agricultural Water Management，1998，35（3）：201-207.
[8] 景东田.全膜覆盖双垄面集雨沟播栽培技术及应用前景分析[J].作物杂志，2007（6）：70-71.
[9] LI FING-MIN，WANG PING，WANG JUN，et al.Effects of irrigation before sowing and plastic film mulching on yield and water uptake of spring wheat in semiarid Loess Plateau of China[J].Agric Water Manage，2004（67）：77-88.