论文部分内容阅读
摘要 [目的]研究全膜双垄沟播栽培技术对玉米的增产机理。[方法]试验设在甘肃省环县许旗村，供试品种为承单20号，共設5个处理，即全膜双垄沟播、全膜覆盖平铺穴播、半膜覆盖平铺穴播、常规半膜种植起垄覆膜、露地平播，研究5个处理对土壤含水量、土壤温度及玉米产量的影响。[结果]全膜双垄沟播栽培处理的玉米不同生育期的土壤含水量和土壤温度均高于全膜覆盖平铺穴播、半膜覆盖平铺穴播、常规半膜种植起垄覆膜和露地栽培处理，经济产量分别增产4.4%、22.4%、27.5%、46.3%，生物产量分别增产4.1%、22.0%、27.1%、46.7%。[结论]全膜双垄沟播栽培增产效果明显，应在我国旱作农业区粮食生产中大力推广应用。
关键词 覆膜栽培；土壤；水分；温度；玉米；产量
中图分类号 S341.7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）03-169-03
Abstract [Objective]The aim was to further study effects of full film mulching double ridge sowing cultivation on yield increasing of maize.[Method]The experiments were conducted in Xuqi Village， Huanxian County， Gansu Province， with Chengdan 20 as test varieties， 5 treatments were established， including full film double ridge sowing cultivation， full film mulching hole sowing， half film mulching hole sowing， conventional half film mulching， open ground flat planting， effects of 5 treatments on soil moisture， temperature and maize yield were studied.[Result]The soil moisture， temperature of maize in different growth periods under the treatment of full film mulching double ridge sowing cultivation were higher than that in other treatments， the economic yield was increased by 4.4%， 22.4%， 27.5%， 46.3% respectively， the biomass yield was increased by 4.1%， 22.0%， 27.1%， 46.7% respectively. [Conclusion]The full film mulching double ridge sowing cultivation has obvious yield increasing effect， which should be vigorously promoted in grain production of dry farming region in China.
Key words Film mulching cultivation； Soil； Moisture； Temperature； Maize； Yield
全膜双垄沟播栽培技术是旱作农业的一项创新性发明，该技术实现了保墒蓄墒，就地入渗，雨水富集叠加，保水保肥，增加地表温度，提高肥水利用率的效果。甘肃省环县从2006年开始引进全膜双垄沟播技术，示范推广面积逐年扩大，截至2015年年推广面积达8.55万hm2，累计推广应用面积50.97万hm2，其中玉米平均产量7 975 kg/hm2，较半膜覆盖栽培增产2 033 kg/hm2，增产率达34.2%；较露地栽培增产2 638 kg/hm2，增产率达49.4%；累计增产粮食105.23万t，增收21.05亿元，增产增收效果明显。目前，我国对全膜双垄沟播栽培技术的研究多集中于覆膜时间[1]、栽培密度对玉米农艺性状的影响[2-3]，以及对水分的利用[4-5]等方面，而关于全膜双垄沟播栽培技术对玉米的增产机理研究却鲜见报道。鉴于此，笔者于2015年在甘肃省环县许旗村开设了玉米地膜覆盖优化模式试验，研究不同覆膜栽培方法对土壤含水量、温度及玉米产量的影响，以期为全膜双垄沟播栽培技术在旱作农业区大面积推广应用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在甘肃省环县中北部洪德乡许旗村三十里铺组，海拔1 300 m，年降水量350 mm左右，无霜期130 d，年均气温8.5 ℃，≥10 ℃有效积温2 690 ℃，年日照时数2 468 h，2015年1～9月降水量359 mm，地类为川旱地，前茬为玉米。
1.2 试验材料
供试作物为玉米，品种为承单20号，由甘肃敦煌种业有限公司提供；试验地膜为宽幅120 cm，窄幅70 cm，厚度均为8 μm的聚乙烯地膜，由甘肃天水天宝塑业有限公司提供。
1.3 试验设计 共设5个处理。处理①：全膜双垄沟播，大垄宽70 cm，高10 cm；小垄宽40 cm，高15 cm；用120 cm宽幅地膜全覆盖，膜与膜连结在大垄中间；玉米种在播种沟内，株距40 cm。处理②：全膜覆盖平铺穴播，用120 cm宽幅地膜平铺覆盖，膜面宽100 cm，间距10 cm，每幅种2行玉米，行距70 cm，株距40 cm。处理③：半膜覆盖平铺穴播，用70 cm窄幅地膜平铺覆盖，膜面宽50 cm，间距60 cm，每幅种2行玉米，行距40 cm，株距40 cm。处理④：常规半膜种植起垄覆膜，垄高15 cm，垄底宽70 cm，垄面宽50 cm，垄间距40 cm，用70 cm窄幅地膜覆盖垄面，玉米种在垄面上，1垄种2行，行距40 cm，株距40 cm。处理⑤：露地平播，采用宽窄行播种，宽行70 cm，窄行40 cm，株距40 cm。比较各处理土壤含水量、土壤温度及玉米产量。 采取隨机区组排列，3次重复，小区面积33.0 m2（6.0 m×5.5 m），四周设1.0 m保护行，处理间距50 cm，重复间距50 cm，每小区种植密度150株。
1.4 田间管理
处理①、②、③、④均采用顶凌覆膜，2015年3月上旬土壤解冻后，统一整地施肥，起垄覆膜。5个处理施肥水平相同，每小区施农家肥250.0 kg，尿素1.0 kg，过磷酸钙3.0 kg，于2015年4月20日采用人工点播器播种。苗期每小区追施尿素0.5 kg，大喇叭口期每小区追施尿素1.0 kg。
1.5 项目测定与方法 土壤含水量采用烘干法测定，在各处理播种期（0422）、出苗期（0518）、拔节期（0620）、大喇叭口期（0710）、抽雄期（0718）、灌浆期（0806）、成熟期（0915）用土钻在试验田钻取0～10、10～20、20～40 cm土样，装入塑料袋密封，标记，带回实验室，用天秤称重记载土样重量，然后于105 ℃烘12 h，再用天秤称土样重量，计算土样含水量。土壤温度采用地温计直接测定，在播种期、出苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期、成熟期用地温计直接测定各处理0～10、10～20、20～40 cm土壤温度。每小区选择有代表性植株20株，通过田间测量和室内考种，记载或计算各处理株高、平均株重、有效穗数、穗行数、行粒数、穗粒数、百粒重、经济产量、生物产量及经济系数等。
2 结果与分析
2.1 对土壤含水量的影响
由表1可知，处理①在玉米不同生育期0～40 cm土壤平均含水量均高于其他处理，其中播种期分别高出处理④、⑤1.5、2.3个百分点，出苗期分别高出处理④、⑤1.2、2.0个百分点，拔节期分别高出处理④、⑤1.6、2.5个百分点，大喇叭口期分别高出处理④、⑤1.1、1.6个百分点，抽雄期分别高出处理④、⑤1.1、1.6个百分点，灌浆期分别高出处理④、⑤1.1、1.8个百分点，成熟期分别高出处理④、⑤1.1、1.6个百分点。这是由于一方面全膜双垄沟播采用了大小垄相间的种植模式，全地面覆膜后，增加了集雨面积，改善了集雨效果，使播种沟作物根际土壤含水量大幅增加；另一方面，地表完全覆膜后，基本切断了土壤向大气的水分蒸发散失，同时由于地膜的增温作用，使土壤深层水分向上移动，增加了土壤耕作层含水量。
2.2 对土壤温度的影响
由表2可知，处理①在玉米不同生育期0～40 cm土壤平均温度均高于其他处理，其中播种期分别高出处理④、⑤0.8、11 ℃，出苗期分别高出处理④、⑤2.1、2.5 ℃，拔节期分别高出处理④、⑤1.2、2.5 ℃，大喇叭口期分别高出处理④、⑤1.5、2.4 ℃，抽雄期分别高出处理④、⑤1.3、2.1 ℃，灌浆期分别高出处理④、⑤1.5、2.2 ℃，成熟期分别高出处理④、⑤1.8、2.2 ℃。
这是由于全膜双垄沟播栽培技术采取了全地面覆盖地膜和大小垄相间的种植方式，一方面增大了地表面积，从而增加了土壤的太阳辐射能；另一方面由于地膜全地面覆盖基本切断了水分向空间的蒸发消耗，从而阻止了太阳辐射能随水气的散失，因此，可以显著提高土壤温度。
2.3 对玉米经济性状及产量的影响
由表3可知，处理①的平均株重、有效穗数、穗粒重、百粒重等经济性状和产量均高于其他处理；处理①经济产量为9 355.5 kg/hm2，较处理②、③、④、⑤分别增产4.4%、22.4%、27.5%、46.3%；处理①生物产量为33 410.6 kg/hm2，较处理②、③、④、⑤分别增产4.1%、22.0%、27.1%、46.7%；不同处理间经济系数差别不大。这是由于全膜双垄沟播栽培技术的集雨入渗、辐射增温、抑制水分蒸发、增光、除草等技术优势基本满足了旱作农业区玉米正常生长的水、肥、光、热的需求，因此较其他栽培模式生物产量和籽粒产量增产明显。
3 结论与讨论
该试验结果表明，全膜双垄沟播栽培较全膜覆盖平铺穴播、半膜覆盖平铺穴播、常规半膜种植起垄覆膜和露地栽培集雨保墒效果明显，能显著提高耕作层土壤含水量与土壤温度，增加有效积温及玉米主要经济性状指数，提高玉米经济产量和生物产量。由此可见，全膜双垄沟播栽培技术在我国旱作农业区粮食生产中应大力推广应用。
该研究的全膜双垄沟播栽培技术蓄水保墒增产机理与前人研究报道[1-3]基本一致，而对玉米生物性状、经济性状及产量的影响与前人报道[4-5]有所差异。笔者仅对全膜双垄沟播栽培技术对玉米的影响做了研究，对其他作物的增产机理有待进一步研究。
参考文献
[1] 王勇.旱地玉米秋覆膜春播增产机理研究[J].甘肃农业科技，2001（12）：19-21.
[2]王婷，王友德.青贮玉米密度对主要农艺性状的影响及其演变规律的研究[J].玉米科学，2005，13（1）：99-102.
[3]李利香，王琳，高亚飞.静宁县玉米全膜双垄沟播密度试验初报[J].甘肃农业科技，2009（6）：38-40.
[4]柳娜.全膜垄作沟播对旱地玉米产量和水分利用效率的影响[J].甘肃农业科技，2011（7）：37-38.
[5]张雷，牛建彪，赵凡.旱作玉米双垄面集雨全地面覆膜沟播抗旱增产技术研究[J].甘肃科技，2004，20（11）：174-175.
关键词 覆膜栽培；土壤；水分；温度；玉米；产量
中图分类号 S341.7 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2016）03-169-03
Abstract [Objective]The aim was to further study effects of full film mulching double ridge sowing cultivation on yield increasing of maize.[Method]The experiments were conducted in Xuqi Village， Huanxian County， Gansu Province， with Chengdan 20 as test varieties， 5 treatments were established， including full film double ridge sowing cultivation， full film mulching hole sowing， half film mulching hole sowing， conventional half film mulching， open ground flat planting， effects of 5 treatments on soil moisture， temperature and maize yield were studied.[Result]The soil moisture， temperature of maize in different growth periods under the treatment of full film mulching double ridge sowing cultivation were higher than that in other treatments， the economic yield was increased by 4.4%， 22.4%， 27.5%， 46.3% respectively， the biomass yield was increased by 4.1%， 22.0%， 27.1%， 46.7% respectively. [Conclusion]The full film mulching double ridge sowing cultivation has obvious yield increasing effect， which should be vigorously promoted in grain production of dry farming region in China.
Key words Film mulching cultivation； Soil； Moisture； Temperature； Maize； Yield
全膜双垄沟播栽培技术是旱作农业的一项创新性发明，该技术实现了保墒蓄墒，就地入渗，雨水富集叠加，保水保肥，增加地表温度，提高肥水利用率的效果。甘肃省环县从2006年开始引进全膜双垄沟播技术，示范推广面积逐年扩大，截至2015年年推广面积达8.55万hm2，累计推广应用面积50.97万hm2，其中玉米平均产量7 975 kg/hm2，较半膜覆盖栽培增产2 033 kg/hm2，增产率达34.2%；较露地栽培增产2 638 kg/hm2，增产率达49.4%；累计增产粮食105.23万t，增收21.05亿元，增产增收效果明显。目前，我国对全膜双垄沟播栽培技术的研究多集中于覆膜时间[1]、栽培密度对玉米农艺性状的影响[2-3]，以及对水分的利用[4-5]等方面，而关于全膜双垄沟播栽培技术对玉米的增产机理研究却鲜见报道。鉴于此，笔者于2015年在甘肃省环县许旗村开设了玉米地膜覆盖优化模式试验，研究不同覆膜栽培方法对土壤含水量、温度及玉米产量的影响，以期为全膜双垄沟播栽培技术在旱作农业区大面积推广应用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在甘肃省环县中北部洪德乡许旗村三十里铺组，海拔1 300 m，年降水量350 mm左右，无霜期130 d，年均气温8.5 ℃，≥10 ℃有效积温2 690 ℃，年日照时数2 468 h，2015年1～9月降水量359 mm，地类为川旱地，前茬为玉米。
1.2 试验材料
供试作物为玉米，品种为承单20号，由甘肃敦煌种业有限公司提供；试验地膜为宽幅120 cm，窄幅70 cm，厚度均为8 μm的聚乙烯地膜，由甘肃天水天宝塑业有限公司提供。
1.3 试验设计 共设5个处理。处理①：全膜双垄沟播，大垄宽70 cm，高10 cm；小垄宽40 cm，高15 cm；用120 cm宽幅地膜全覆盖，膜与膜连结在大垄中间；玉米种在播种沟内，株距40 cm。处理②：全膜覆盖平铺穴播，用120 cm宽幅地膜平铺覆盖，膜面宽100 cm，间距10 cm，每幅种2行玉米，行距70 cm，株距40 cm。处理③：半膜覆盖平铺穴播，用70 cm窄幅地膜平铺覆盖，膜面宽50 cm，间距60 cm，每幅种2行玉米，行距40 cm，株距40 cm。处理④：常规半膜种植起垄覆膜，垄高15 cm，垄底宽70 cm，垄面宽50 cm，垄间距40 cm，用70 cm窄幅地膜覆盖垄面，玉米种在垄面上，1垄种2行，行距40 cm，株距40 cm。处理⑤：露地平播，采用宽窄行播种，宽行70 cm，窄行40 cm，株距40 cm。比较各处理土壤含水量、土壤温度及玉米产量。 采取隨机区组排列，3次重复，小区面积33.0 m2（6.0 m×5.5 m），四周设1.0 m保护行，处理间距50 cm，重复间距50 cm，每小区种植密度150株。
1.4 田间管理
处理①、②、③、④均采用顶凌覆膜，2015年3月上旬土壤解冻后，统一整地施肥，起垄覆膜。5个处理施肥水平相同，每小区施农家肥250.0 kg，尿素1.0 kg，过磷酸钙3.0 kg，于2015年4月20日采用人工点播器播种。苗期每小区追施尿素0.5 kg，大喇叭口期每小区追施尿素1.0 kg。
1.5 项目测定与方法 土壤含水量采用烘干法测定，在各处理播种期（0422）、出苗期（0518）、拔节期（0620）、大喇叭口期（0710）、抽雄期（0718）、灌浆期（0806）、成熟期（0915）用土钻在试验田钻取0～10、10～20、20～40 cm土样，装入塑料袋密封，标记，带回实验室，用天秤称重记载土样重量，然后于105 ℃烘12 h，再用天秤称土样重量，计算土样含水量。土壤温度采用地温计直接测定，在播种期、出苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期、成熟期用地温计直接测定各处理0～10、10～20、20～40 cm土壤温度。每小区选择有代表性植株20株，通过田间测量和室内考种，记载或计算各处理株高、平均株重、有效穗数、穗行数、行粒数、穗粒数、百粒重、经济产量、生物产量及经济系数等。
2 结果与分析
2.1 对土壤含水量的影响
由表1可知，处理①在玉米不同生育期0～40 cm土壤平均含水量均高于其他处理，其中播种期分别高出处理④、⑤1.5、2.3个百分点，出苗期分别高出处理④、⑤1.2、2.0个百分点，拔节期分别高出处理④、⑤1.6、2.5个百分点，大喇叭口期分别高出处理④、⑤1.1、1.6个百分点，抽雄期分别高出处理④、⑤1.1、1.6个百分点，灌浆期分别高出处理④、⑤1.1、1.8个百分点，成熟期分别高出处理④、⑤1.1、1.6个百分点。这是由于一方面全膜双垄沟播采用了大小垄相间的种植模式，全地面覆膜后，增加了集雨面积，改善了集雨效果，使播种沟作物根际土壤含水量大幅增加；另一方面，地表完全覆膜后，基本切断了土壤向大气的水分蒸发散失，同时由于地膜的增温作用，使土壤深层水分向上移动，增加了土壤耕作层含水量。
2.2 对土壤温度的影响
由表2可知，处理①在玉米不同生育期0～40 cm土壤平均温度均高于其他处理，其中播种期分别高出处理④、⑤0.8、11 ℃，出苗期分别高出处理④、⑤2.1、2.5 ℃，拔节期分别高出处理④、⑤1.2、2.5 ℃，大喇叭口期分别高出处理④、⑤1.5、2.4 ℃，抽雄期分别高出处理④、⑤1.3、2.1 ℃，灌浆期分别高出处理④、⑤1.5、2.2 ℃，成熟期分别高出处理④、⑤1.8、2.2 ℃。
这是由于全膜双垄沟播栽培技术采取了全地面覆盖地膜和大小垄相间的种植方式，一方面增大了地表面积，从而增加了土壤的太阳辐射能；另一方面由于地膜全地面覆盖基本切断了水分向空间的蒸发消耗，从而阻止了太阳辐射能随水气的散失，因此，可以显著提高土壤温度。
2.3 对玉米经济性状及产量的影响
由表3可知，处理①的平均株重、有效穗数、穗粒重、百粒重等经济性状和产量均高于其他处理；处理①经济产量为9 355.5 kg/hm2，较处理②、③、④、⑤分别增产4.4%、22.4%、27.5%、46.3%；处理①生物产量为33 410.6 kg/hm2，较处理②、③、④、⑤分别增产4.1%、22.0%、27.1%、46.7%；不同处理间经济系数差别不大。这是由于全膜双垄沟播栽培技术的集雨入渗、辐射增温、抑制水分蒸发、增光、除草等技术优势基本满足了旱作农业区玉米正常生长的水、肥、光、热的需求，因此较其他栽培模式生物产量和籽粒产量增产明显。
3 结论与讨论
该试验结果表明，全膜双垄沟播栽培较全膜覆盖平铺穴播、半膜覆盖平铺穴播、常规半膜种植起垄覆膜和露地栽培集雨保墒效果明显，能显著提高耕作层土壤含水量与土壤温度，增加有效积温及玉米主要经济性状指数，提高玉米经济产量和生物产量。由此可见，全膜双垄沟播栽培技术在我国旱作农业区粮食生产中应大力推广应用。
该研究的全膜双垄沟播栽培技术蓄水保墒增产机理与前人研究报道[1-3]基本一致，而对玉米生物性状、经济性状及产量的影响与前人报道[4-5]有所差异。笔者仅对全膜双垄沟播栽培技术对玉米的影响做了研究，对其他作物的增产机理有待进一步研究。
参考文献
[1] 王勇.旱地玉米秋覆膜春播增产机理研究[J].甘肃农业科技，2001（12）：19-21.
[2]王婷，王友德.青贮玉米密度对主要农艺性状的影响及其演变规律的研究[J].玉米科学，2005，13（1）：99-102.
[3]李利香，王琳，高亚飞.静宁县玉米全膜双垄沟播密度试验初报[J].甘肃农业科技，2009（6）：38-40.
[4]柳娜.全膜垄作沟播对旱地玉米产量和水分利用效率的影响[J].甘肃农业科技，2011（7）：37-38.
[5]张雷，牛建彪，赵凡.旱作玉米双垄面集雨全地面覆膜沟播抗旱增产技术研究[J].甘肃科技，2004，20（11）：174-175.