綠豆不同覆膜方式高效栽培技術效果初探

紀曉玲，岳鵬鵬，張 靜，劉建華，雷錦銀，張 雄

(1.榆林學院，陜西 榆林719000;2.榆林市橫山縣農(nóng)技服務中心，陜西橫山719100)

陜北地處黃土高原，屬大陸性季風氣候，干旱少雨和水土流失是制約該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要環(huán)境因素。綠豆是陜北地區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)作物之一，藥食同源，營養(yǎng)和保健價值很高，并且是該區(qū)出口創(chuàng)匯的主要經(jīng)濟作物之一。由于受傳統(tǒng)粗放種植習慣的影響，該區(qū)綠豆耕作栽培技術相對落后，產(chǎn)量低而不穩(wěn)。隨著綠豆經(jīng)濟效益的提高和干旱態(tài)勢的日益加劇，探索適合本地區(qū)的綠豆高效栽培技術對促進區(qū)域農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，實現(xiàn)特色產(chǎn)業(yè)富民具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

地膜覆蓋是一項用人工方法改善農(nóng)作物生長環(huán)境的栽培技術，能夠收到明顯的保溫保墑、增產(chǎn)增收的效果[1]。地膜覆蓋栽培技術從20世紀80年代中期開始在全國推廣應用，由于其顯著的增產(chǎn)作用得到了大面積的推廣[2]，已成為我國西部干旱、半干旱以及半濕潤易旱地區(qū)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的重要途徑之一[3]。國內(nèi)對綠豆覆蓋栽培的研究較少，覆蓋方式相對簡單，陜北地區(qū)更缺乏成熟的技術模式和深入科學的數(shù)據(jù)對比。

本文擬通過田間試驗，比較不同覆膜方式對綠豆生長發(fā)育、水分利用效率、產(chǎn)量和純收入的影響，初步篩選適合陜北地區(qū)高效益的、易操作的綠豆覆膜栽培技術，為促進該區(qū)綠豆生產(chǎn)的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)開發(fā)提供理論依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本研究于陜西省榆林市橫山縣農(nóng)技站實驗基地的寬幅梯田進行。該地區(qū)屬溫帶大陸性季風半干旱草原氣候，海拔890～1 534.9 m，無霜期約146 d，年平均光能輻射總量139.23 kJ/cm2，年平均日照時數(shù)2 815 h，年均氣溫6.2℃，年平均降水量在390 mm左右，多集中在7-9月三個月。試驗區(qū)為典型的半干旱黃土丘陵區(qū)，土壤以黃綿土為主，0-100 cm土層平均土壤容重為1.37 g/cm3，作物以玉米、高粱、谷子、豆類等為主，一年一熟。2010年實驗地區(qū)綠豆生長季5-9月的降雨量分別為25.7 mm、44.0 mm、11.3 mm、114.1 mm和50.5 mm。其中，7月降雨偏少，遭遇干旱、高溫20多天。綠豆葉斑病輕度發(fā)生，對產(chǎn)量有一定的影響。

1.2 試驗材料與設計

供試的綠豆品種為當?shù)卮竺娣e使用的榆林大明綠豆。于2010年5月20號使用農(nóng)機在覆蓋后等距穴播，9月23號收獲。

試驗共設如下4個處理:全膜覆蓋(QM):雙壟面全膜覆蓋集雨溝播，壟高10-15 cm，穴播綠豆;壟膜覆蓋(LM):壟高15 cm，僅壟上覆蓋地膜，膜測溝播綠豆;雙溝覆膜(GM):壟高10 cm，壟上“W”型雙溝覆膜，“W”溝播綠豆;露地(CK):無覆蓋，直接將綠豆穴播于4 cm土壤中。各處理設3次重復，采用隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積 18 m2，6行區(qū)，田間管理一致。各處理種植示意圖如圖1所示。

圖1 各處理覆蓋種植示意圖

1.3 測定項目與方法

土壤水分測定采用烘干稱重法，在綠豆播種前和收獲后對各小區(qū)0-100 cm土層進行土壤水分測定，以20 cm為一個土層單位取樣。水分利用效率WUE=產(chǎn)量/(播前100 cm土層土壤貯水量-收獲后100 cm土層土壤貯水量+生育期降水量)。于綠豆生長的花莢期(8月23號)用直尺測定株高，用游標卡尺測定莖粗。收獲時每小區(qū)隨機選取5株考察每株結(jié)莢數(shù)、莢粒數(shù)，各小區(qū)綠豆加上樣本曬干、脫粒計算百粒重和小區(qū)產(chǎn)量。

實驗數(shù)據(jù)用Excel計算分析，SPSS 13.0進行t檢驗，各圖表中的數(shù)據(jù)為平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆膜方式對綠豆生長發(fā)育的影響

不同處理綠豆生長發(fā)育狀況見表1。從表1可知，各種地膜覆蓋方式下綠豆莖粗較對照增加。其中，LM、GM和QM莖粗分別較對照增粗0.18 mm、0.23 mm和0.22 mm;株高分別較對照高2.14 cm、6.24 cm和10.06 cm。從經(jīng)濟性狀上看，LM、GM 和QM處理的綠豆平均單株莢數(shù)均明顯多于對照，其中平均單株莢數(shù)以QM 最多，達42.20個，較對照多出19.20個;各覆膜處理下綠豆的平均莢粒數(shù)亦均多于對照，LM、GM 和 QM 比對照分別多出0.3粒/株、1.1粒/株和0.05粒/株;覆膜處理的百粒重較對照有同樣的效應，LM、GM 和QM 比對照分別多出0.09 g、1.4 g和1.12 g?？傮w來看，3種覆膜方式對綠豆經(jīng)濟性狀和生長性狀均有正向促進作用。

表1 不同處理綠豆的生長發(fā)育

2.2 不同覆膜方式對綠豆產(chǎn)量和水分利用效率的影響

綠豆產(chǎn)量在各處理間的差異很大(表2)，t檢驗結(jié)果表明處理間F=7.871，P=0.004＜0.01。表2顯示，LM、GM和QM 與對照CK比，增產(chǎn)率均達到了100%以上。比較3種地膜覆蓋方式，以LM 的增產(chǎn)效應最大(112.59%)，雙溝覆膜居中，全膜覆蓋最低，但3種方式間無明顯差異。

水分利用效率方面，以 LM 最高，達2.96 kg/(hm2?mm)，其后依次是全膜覆蓋栽培和雙溝覆蓋栽培，分別為2.40 kg/(hm2?mm)和 2.29 kg/(hm2?mm)，均遠高于對照 1.32 kg/(hm2?mm)。以上結(jié)果表明，綠豆覆膜栽培具有顯著的節(jié)水增產(chǎn)效應。壟膜覆蓋可能由于其營養(yǎng)體適中，植株蒸騰量相對較小，而封壟后田間蒸發(fā)量與其他兩個覆膜差異不明顯，加之其產(chǎn)量表現(xiàn)又較好，故其水分利用效率在3個覆膜處理里表現(xiàn)較高。

表2 不同處理下的綠豆產(chǎn)量和水分利用效率

2.3 不同覆膜方式條件下綠豆的經(jīng)濟效益分析

覆膜處理由于增加了地膜和人機工投入，總體投入水平較對照都有不同程度增加。其中全膜覆蓋處理兩項投入均明顯增加，因而增加幅度最大，GM處理次之，LM處理則最低。純收入以LM處理最高，達9 460.3元/hm2，其后依次是GM、QM 和對照。壟膜覆蓋處理與露地栽培相比較，投入高出1 678.5元/hm2，產(chǎn)出高出 5 778.9元/hm2，產(chǎn)出與投入相減，凈收入高出4 091.4元/hm2。其產(chǎn)投比達3.02，在4個處理中為最高。而QM 處理，由于其投入明顯增加，產(chǎn)投比僅為1.84，甚至低于露地栽培(表3)。綜合來看，LM處理表現(xiàn)出明顯的節(jié)本增產(chǎn)效應。

表3 不同覆膜方式條件下綠豆的經(jīng)濟效益分析

3 結(jié)語

研究表明，地膜覆蓋的集雨效果使作物的干質(zhì)量和株高較對照均有很大提高[4-5]。本研究表明，不同覆膜方式均能顯著增加綠豆的株高、莖粗、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)和百粒重。

地膜覆蓋減少了土壤空氣與大氣的交換[6-7]，提高地溫[8]、保水抗旱[9]、促進土壤微生物活動[10]，改善了土壤養(yǎng)分供應環(huán)境[11]。很多研究表明地膜覆蓋可以提高玉米的水分利用效率，增加干物質(zhì)積累和產(chǎn)量[2，12-13]。綠豆地膜覆蓋的研究相對較少，多是描述簡單的覆蓋技術，但表明了地膜覆蓋可以提高綠豆產(chǎn)量[14-16]。本研究結(jié)果表明，與對照相比，3種覆膜方式均能顯著提高綠豆產(chǎn)量(P＜0.05)，3種覆膜方式綠豆產(chǎn)量無明顯差異，壟膜覆蓋、雙溝覆膜和全膜覆蓋的產(chǎn)量比CK分別提高了112.59%、104.90%和100.27%;壟膜覆蓋、雙溝覆膜和全膜覆蓋的水分利用效率比CK分別提高了124.24%、73.48%和81.82%。產(chǎn)量水分效應均以壟膜覆蓋效果表現(xiàn)最好。

地膜覆蓋種植增產(chǎn)增收效果顯著[17-18]。本研究表明，壟膜覆蓋、雙溝覆膜和全膜覆蓋純收入較對照分別增加156.98%、116.22%和64.98%，其中壟膜覆蓋栽培方式表現(xiàn)出明顯的節(jié)本增產(chǎn)效應。

本試驗研究結(jié)果表明，3種地膜覆蓋方式中，LM處理產(chǎn)量、水分利用效率和產(chǎn)投比都高于 GM和QM。同時，壟膜覆蓋技術相對簡便易行，易于實現(xiàn)農(nóng)機農(nóng)藝配套;由于其播種在膜側(cè)，還可省去播種后放苗的繁瑣勞動，易于被廣大農(nóng)民接受，因而極具推廣應用前景。應采取研究與試驗示范相結(jié)合的方法，不斷加以完善，積極開發(fā)適宜的小型農(nóng)機具，逐步擴大其推廣應用面積，盡快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。

以上研究結(jié)果只是一年的定位試驗研究結(jié)果，綠豆覆蓋栽培還需進行多年多點試驗，以求經(jīng)歷不同氣候年型。關于覆蓋栽培節(jié)水、增產(chǎn)的生理生化機制也有待于進一步深入研究。

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