旱地谷子壟膜覆蓋集雨增產(chǎn)試驗(yàn)

杜開云

(呂梁市水利局)

山西省臨縣湫水河灌區(qū)位于呂梁山西側(cè)的黃土丘陵地帶，地表與地下水資源缺乏，天然降水是旱地作物需水的主要來源，如何充分利用天然降水顯得極為重要。2003－2004年間，我們在灌區(qū)內(nèi)對旱地谷子壟膜集雨覆蓋的節(jié)水增產(chǎn)效果進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

旱地壟膜集雨覆蓋技術(shù)，是通過在田間修筑溝壟，壟面覆蓋地膜，使降水由壟面向溝內(nèi)匯集，實(shí)現(xiàn)盡可能多地接納天然降水，變無效水為有效水，變小雨量為中雨量、中雨量為大雨量。同時，由于地膜的阻隔作用，使膜內(nèi)土壤水分蒸發(fā)緩慢，提高了土壤溫度，從而達(dá)到提高作物產(chǎn)量的目的。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于臨縣城莊鄉(xiāng)大有頭村的東山上，海拔1 116.88 m。年均氣溫9.6℃，多年平均降水量500 mm，多年平均蒸發(fā)量1 368 mm，無霜期134 d。試驗(yàn)地地面坡度0.06%，土壤為輕壤土，pH值8.0，田間最大持水量為23.32%，土壤容重1.06 g/cm3，耕層有機(jī)質(zhì)含量0.5%，全氮含量0.016%，全磷含量0.017 5%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用小區(qū)法，小區(qū)面積66 m2(11 m×6 m)，設(shè)3個處理:壟膜覆蓋溝種、平鋪膜覆蓋種植，以無膜種植作為對照。

1.3 供試品種與栽培管理

供試品種為晉谷21號，5月下旬播種。1 hm2施農(nóng)家肥37 500 kg，碳銨750 kg。整平地面，整地以1.2 m寬為一帶(即一壟溝單元)，每一帶起30 cm高、底寬30 cm的壟，壟要拍實(shí)，用90 cm寬的地膜人工覆蓋，留90 cm的溝，谷子種在溝內(nèi)。

在谷子4－5葉期，進(jìn)行間苗定苗，采用兩行之間調(diào)整留苗。壟膜覆蓋溝種處理1帶4行，行距20 cm，株距8 cm，1 hm2留苗39.75－41.25萬株;平鋪膜覆蓋處理以1 m為一帶，行距40 cm，1帶2行，株距16 cm，1 hm2留苗26.25－27.75萬株;無膜處理行距35 cm，株距15 cm，一穴雙株，1 hm2留苗36－37.50萬株。于7月初谷子拔節(jié)期中耕、鋤草、追肥，追硝銨225 kg/hm2;7月8日谷子抽穗開花期追硝銨225 kg/hm2。其他管理按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。

1.4 主要觀察項(xiàng)目

1.4.1 生育期調(diào)查

從播種開始記載谷子播種、出苗、拔節(jié)、抽穗、開花、成熟等生育時期，各處理小區(qū)植株總數(shù)中某一特征顯著變化達(dá)到群體數(shù)目50%時為某一生育時期記錄標(biāo)準(zhǔn)。

1.4.2 土壤水分觀測

土壤水分測量采用取土烘干稱重法，每月5日、15日、25日各測一次土壤水分，各個生育期的起點(diǎn)、終點(diǎn)加測一次，降雨量大于20 mm后加測一次。

1.4.3 小區(qū)收獲測產(chǎn)

各個處理小區(qū)單收、單打、單曬，詳細(xì)記載產(chǎn)量結(jié)果。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 壟膜覆蓋的集雨及增溫效果

農(nóng)田起壟覆膜集雨技術(shù)把地膜覆蓋栽培技術(shù)與溝壟種植技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，通過地膜覆蓋作物行間非種植區(qū)的土地，使覆蓋區(qū)的降雨疊加到種植區(qū)。壟上覆蓋的地膜與土壤之間形成一個隔離層，阻斷土壤氣體與大氣的交換通道，減少土壤水分的無效蒸發(fā)，從而將雨水保蓄在土壤中，供作物生長利用。

根據(jù)2004年的觀測數(shù)據(jù)，谷子入種后至6月9日，降雨38.1 mm，降雨前后各處理的土壤水分見表1。

表1 土壤水分(%)測定結(jié)果(0－80 cm)

從表1可看出，各處理的土壤含水率分別提高3.17% －4.63%，壟膜覆蓋的集雨效果十分明顯。

另一方面，壟上覆膜在集雨保墑的同時也提高了土壤溫度，種植行間溫度明顯增高，各處理的平均地溫見表2。

表2 各處理日平均地溫(℃)

從表2可看出，整個谷子生育期種植行間各層平均地溫起壟覆膜技術(shù)高出露地1.5℃，平鋪膜高出露地1.3℃，增溫值隨著土層的加深而降低。起壟覆膜為谷子的正常成熟提供了溫度保障。

2.2 壟膜覆蓋對谷子產(chǎn)量的影響

據(jù)觀測資料，試驗(yàn)小區(qū)谷子的性狀及產(chǎn)量見表3。

表3 谷子穗部性狀及產(chǎn)量

從表3可以看出，無論是出苗率還是谷子平均株高、穗粗、穗長，壟膜覆蓋溝種處理和平鋪膜覆蓋種植處理都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出無膜種植處理，雖然壟膜覆蓋溝種處理和平鋪膜覆蓋種植處理相差不大，但壟膜覆蓋溝種處理的優(yōu)勢還是比較明顯的。從產(chǎn)量來看，無膜種植處理千粒重明顯低于壟膜覆蓋溝種處理和平鋪膜覆蓋種植處理，壟膜覆蓋溝種處理產(chǎn)量比平鋪膜覆蓋種植處理增產(chǎn)295.5 kg/hm2，比無膜種植處理增產(chǎn)1 818 kg/hm2。由此分析可知，壟膜覆蓋溝種處理的節(jié)水、保水效果好，有利于提高谷子產(chǎn)量。

2.3 壟膜覆蓋對谷子需水量的影響

分析結(jié)果見表4。

表4 谷子水分生產(chǎn)率分析表

由表4可以看出，試驗(yàn)中的壟膜覆蓋溝種處理的產(chǎn)量最高，達(dá)3 655.5 kg/hm2，水分生產(chǎn)率為1.11 kg/mm，高產(chǎn)而節(jié)水。無膜種植處理由于不覆蓋，產(chǎn)量最低。說明壟膜覆蓋溝種處理生產(chǎn)單位谷子產(chǎn)量要比平鋪膜覆蓋種植處理和無膜種植處理用水要少，節(jié)水效果顯著。

3 結(jié)論

起壟覆膜集雨種植谷子改善了田間的土壤水分、溫度等環(huán)境因素，從而為旱地谷子生長發(fā)育提供了良好的土壤環(huán)境條件。由于土壤水分條件相對改善，谷子的植株性狀也相應(yīng)發(fā)生了變化，可有效地提高土壤水分利用效率，農(nóng)田的單位面積產(chǎn)量明顯提高，在丘陵山區(qū)的大面積旱地推廣應(yīng)用前景廣闊。