滲水地膜覆蓋對(duì)旱地谷子生育時(shí)期及產(chǎn)量的影響

郭秀卿，崔福柱，郝建平，杜天慶

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷030801）

滲水地膜是針對(duì)半干旱與半濕潤(rùn)地區(qū)發(fā)生頻率達(dá)70%的小雨資源有效化利用問題，由山西省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源綜合考察研究所姚建明等專家研制，可使水分從膜面直接滲入土壤的新型地膜［1］。滲水地膜具有滲水、保水、增溫、微通氣、耐老化等功能［2］。滲水地膜面世后，研制單位和其他研究單位對(duì)滲水地膜在大田作物應(yīng)用方面進(jìn)行了大量研究，目前，對(duì)滲水地膜覆蓋產(chǎn)量效應(yīng)方面的研究報(bào)道有小麥［3］、玉米［4，5］、高粱［6］、水地谷子［7］等。谷子是我國北方地區(qū)主要的糧食作物，通過滲水地膜覆蓋，旱地谷子可提高土壤溫度［8］，保持土壤水分，提高降水利用率［9］；溫度、水分條件的改善，勢(shì)必提高旱地谷子產(chǎn)量，但對(duì)旱地谷子產(chǎn)量的影響如何國內(nèi)外尚未見報(bào)道。本研究通過2年時(shí)間試驗(yàn)，研究了不同年度間滲水地膜覆蓋對(duì)旱地谷子生育時(shí)期和產(chǎn)量的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2001、2002兩年間，在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)田進(jìn)行了旱地谷子滲水地膜覆蓋試驗(yàn)，前茬作物均為大豆。試驗(yàn)地為砂質(zhì)土壤，地勢(shì)平坦，無灌溉條件。供試谷子品種為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)自選品種TG1號(hào)。試驗(yàn)為單因素試驗(yàn)，分別為滲水地膜（T1）、普通地膜（T2）、露地（T3）3個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)區(qū)組。小區(qū)長(zhǎng)8 m，寬4.8 m，面積38.4 m2，每小區(qū)種植12行。滲水地膜寬為1.4 m，普通地膜寬0.8 m。滲水地膜覆蓋小區(qū)鋪膜3幅，每幅種植4行，普通地膜覆蓋小區(qū)鋪膜4幅，每幅種植3行，滲水地膜與普通地膜根據(jù)所鋪膜面寬度定行距。計(jì)劃密度均為250 000株·h m－2，露地等行距種植，行距0.4 m，株距0.1 m。

1.2 農(nóng)事管理要點(diǎn)

試驗(yàn)地為旱地，兩年谷子生長(zhǎng)期間都依靠自然降雨。在兩年試驗(yàn)中，谷子前作大豆收獲后，先施用腐熟有機(jī)肥15 000 kg·h m－2，硝酸磷肥300 kg·h m－2，氯化鉀150 kg·h m－2，各種肥料均勻撒施與土壤表面，然后翻地滅茬。谷子播種、間苗、定苗、中耕、施肥等操作中，采用相同方法。地膜覆蓋采用先覆膜后打孔播種，露地采用開溝播種。谷子三葉期間苗，五葉期定苗。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 生育時(shí)期調(diào)查

從谷子出苗開始，觀測(cè)各處理以下生育時(shí)期：出苗、三葉、分蘗、拔節(jié)、孕穗、抽穗、成熟，生育時(shí)期記錄以各小區(qū)50%以上植株達(dá)到觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀測(cè)定

在成熟前，統(tǒng)計(jì)單株分蘗數(shù)。谷子成熟后，每小區(qū)按各分蘗株數(shù)占小區(qū)株數(shù)的比例隨機(jī)選取50株，連根挖起，帶回室內(nèi)風(fēng)干，測(cè)定單株生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，計(jì)算經(jīng)濟(jì)系數(shù)，選取有代表性的谷穗測(cè)定穗長(zhǎng)、穗粗、穗碼數(shù)、穗粒重、千粒重。小區(qū)剩余植株進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)谷子生育時(shí)期及生育階段的影響

2001年的谷子6月3日播種，滲水地膜處理出苗、三葉、分蘗、成熟比普通地膜處理提早1 d，拔節(jié)、孕穗提前2 d，抽穗提前5 d。與露地相比，滲水地膜處理出苗、分蘗、拔節(jié)、孕穗提前3 d，三葉、抽穗、成熟分別提前4 d、6 d和5 d。2002年5月16日播種的谷子，滲水地膜與普通地膜相比，出苗、三葉期相同，分蘗、拔節(jié)提早1 d，孕穗、成熟提早3 d，抽穗提早4 d。與露地相比，滲水地膜出苗、三葉分別提前1 d、3 d，分蘗、拔節(jié)、孕穗、抽穗、成熟分別提前10 d、8 d、7 d、9 d、7 d。這一年從三葉期開始，有一段時(shí)間沒有下雨，地膜覆蓋的土壤溫度、水分狀況良好，而露地溫度低，土壤水分不足，造成其低位葉分蘗不發(fā)生，大多在第4葉開始發(fā)生分蘗，使其分蘗期晚于地膜覆蓋10 d左右（見表1）。

表1 不同處理生育時(shí)期（月／日）及生育階段比較Table 1 The comparison of growth stage（month／day）and growth period on different treatment

2001年，3個(gè)處理苗期階段基本相同，大致在37 d，而2002年滲水地膜處理苗期階段比露地縮短7 d。2001年滲水地膜覆蓋拔節(jié)孕穗期階段比普通地膜和露地縮短3 d，2002年滲水地膜拔節(jié)孕穗期比普通地膜縮短3 d，比露地縮短1 d。2001年滲水地膜覆蓋灌漿成熟階段比普通地膜延長(zhǎng)4 d，比露地延長(zhǎng)1 d，2002年滲水地膜覆蓋灌漿成熟階段比普通地膜延長(zhǎng)1 d，比露地延長(zhǎng)2 d。

從以上比較來看，3個(gè)處理在不同年度間通過3個(gè)生育階段的所需時(shí)間有所不同，主要受年度間溫度、水分變化影響；灌漿階段年度間3個(gè)處理所需時(shí)間差異較小。與普通地膜覆蓋處理相比，滲水地膜覆蓋處理生育期略有縮短，兩年平均提前2 d成熟；與露地相比，兩年平均提早6 d成熟。

2.2 不同處理產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀比較

2.2.1 不同處理產(chǎn)量方差分析及多重比較

兩年試驗(yàn)比較，發(fā)現(xiàn)滲水地膜覆蓋產(chǎn)量均最高，露地均最低（見表2）。兩年的平均產(chǎn)量，滲水地膜比露地增產(chǎn) 2673.2 kg·h m－2，增幅達(dá)55.7%，普通地膜較露地增產(chǎn)394.1 kg·h m－2，增幅達(dá)8.2%。

表2 不同處理產(chǎn)量（kg·h m－2））及多重比較（Duncan＇s）Table 2 Yield（kg·h m－2）and multiple comparison（Duncan＇s）of different treatment

從表3可看出，方差分析區(qū)組間產(chǎn)量差異達(dá)0.05顯著水平，說明設(shè)計(jì)不同的區(qū)組可以減少不同地塊差異對(duì)試驗(yàn)的影響。年度間產(chǎn)量達(dá)0.01顯著水平，2001年各處理產(chǎn)量顯著高于2002年，這與谷子是較耐旱作物有關(guān)，只要在關(guān)鍵生長(zhǎng)發(fā)育階段雨水充足，谷子就可以獲得較高產(chǎn)量。處理間產(chǎn)量達(dá)極顯著水平，多重比較發(fā)現(xiàn)，滲水地膜覆蓋與普通地膜覆蓋差異達(dá)極顯著水平，其他兩個(gè)處理差異不顯著。處理與年度互作效應(yīng)不顯著，說明在不同年份，無論春季干旱還是雨水充足，滲水地膜覆蓋產(chǎn)量均最高。

表3 不同處理產(chǎn)量方差分析Table 3 Variance analysis of different treatment yield

2.2.2 不同處理產(chǎn)量性狀比較

不同處理年度間單位面積株數(shù)差異明顯，露地的公頃株數(shù)在2001年最低，而在2002年最高，滲水地膜覆蓋兩年株數(shù)較穩(wěn)定（見表4）。這是由于2001年春夏連旱，露地在干旱條件下不利于保苗，缺苗嚴(yán)重；而2002年露地在播種時(shí)搶墑播種，土壤水分充足，能夠保證全苗，而地膜覆蓋處理在下雨時(shí)，由于地膜阻隔了雨水下滲，反而使土壤中水分含量較低，影響谷子發(fā)芽出苗，造成一定的缺苗，普通地膜比滲水地膜缺苗嚴(yán)重。由于普通地膜的單位面積株數(shù)及單株成穗數(shù)均小于滲水地膜（見表5），其公頃穗數(shù)明顯低于滲水地膜；造成露地公頃穗數(shù)低于地膜覆蓋的原因是其單株成穗數(shù)較低。

從經(jīng)濟(jì)系數(shù)來看，滲水地膜的經(jīng)濟(jì)系數(shù)在2001年最低，2002年最高，普通地膜經(jīng)濟(jì)系數(shù)兩年都處于中間位置，露地在2001年最高，2002年最低。兩年數(shù)據(jù)平均來看，露地經(jīng)濟(jì)系數(shù)最高。

從穗長(zhǎng)比較來看，2001年露地穗長(zhǎng)最高，2002年滲水地膜穗長(zhǎng)最長(zhǎng)。從穗粗來看，兩年滲水地膜穗粗較穩(wěn)定，普通地膜兩年差異較大。從穗碼數(shù)比較來看，兩年均表現(xiàn)為滲水地膜穗碼數(shù)最高，露地最低，這證明地膜覆蓋可形成更多小穗，增加穗粒數(shù)。

從穗粒重比較來看，滲水地膜覆蓋的穗粒重在2001年略低于露地，在2002年最高，普通地膜兩年均最低。通過千粒重比較，發(fā)現(xiàn)普通地膜兩年的千粒重都最低，滲水地膜千粒重平均略高于露地。

表4 不同處理產(chǎn)量性狀比較Table 4 The comparison of the yield characters on different treat ment

表5 不同處理單株成穗率比較Table 5 The percentage of ear bearing tiller of different treatment

由表5可看出，不同年度谷子單株成穗率存在差異。2001年，滲水地膜單株最高可成6穗，以單株成3穗比例最高，2002年最高可成穗8穗，以單株成4穗比例最高。普通地膜的成穗規(guī)律與滲水地膜相似，2001年普通地膜單株最高可成5穗，單株以成3穗植株比例最高，2002年最高可成8穗，單株成4穗比例最大。2001年露地最高可成4穗，2002年最高可成7穗，兩年露地都以單株成3穗比例最大。結(jié)果表明，滲水地膜覆蓋處理后，谷子的分蘗能力高于其它兩種處理方式，使其成穗數(shù)明顯高于其它兩種方式。普通地膜的成穗數(shù)也明顯高于露地。

谷子的產(chǎn)量＝穗數(shù)×穗粒重，滲水地膜覆蓋處理在穗數(shù)上遠(yuǎn)高于其他兩個(gè)處理，而穗粒數(shù)也高于其他兩個(gè)處理，導(dǎo)致其產(chǎn)量顯著高于其他兩個(gè)處理。

3 結(jié)論

3.1 不同處理對(duì)谷子生育時(shí)期的影響

本試驗(yàn)中，3個(gè)處理在不同年度間通過苗期、拔節(jié)孕穗期、灌漿成熟期3個(gè)生育階段的所需時(shí)間有所不同，主要受年度間溫度、水分變化影響；灌漿階段年度間3個(gè)處理所需時(shí)間差異較小。與普通地膜覆蓋相比，滲水地膜覆蓋各生育時(shí)期均有不同程度提前；在灌漿成熟階段，滲水地膜可延長(zhǎng)灌漿時(shí)期，如2001年滲水地膜覆蓋灌漿成熟階段比普通地膜延長(zhǎng)4 d。與露地相比，滲水地膜各生育時(shí)期均表現(xiàn)為提前，如拔節(jié)提早3～7 d左右，抽穗提早6 d。采用滲水地膜覆蓋，谷子的生育進(jìn)程可明顯加快，但與普通地膜相比，提早成熟不明顯，可提早成熟2 d；與露地相比，可提早成熟6 d。

3.2 不同產(chǎn)量對(duì)谷子產(chǎn)量的影響

兩年試驗(yàn)中，滲水地膜覆蓋產(chǎn)量均最高，露地均最低，二者產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平，兩年平均產(chǎn)量滲水地膜覆蓋比露地增產(chǎn)2673.2 kg·h m－2，增幅達(dá)55.7%；普通地膜覆蓋與露地產(chǎn)量差異不明顯，增幅為8.2%。在穩(wěn)產(chǎn)方面，滲水地膜覆蓋兩年均表現(xiàn)為產(chǎn)量最高，比露地增產(chǎn)50.0%以上。普通地膜覆蓋年度間增幅差異較大，2001年增幅僅為1.3%，而在2002年高達(dá)18.5%。

3.3 不同處理對(duì)谷子產(chǎn)量性狀的影響

兩年試驗(yàn)中，滲水地膜覆蓋可保證谷子出苗率，露地谷子在前期雨水充足時(shí)，可一播保全苗，在土壤特別干旱時(shí)，保苗率最差。地膜覆蓋單株成穗數(shù)高于露地，使地膜覆蓋單位面積穗數(shù)明顯高于露地，滲水地膜單株成穗率明顯高于普通地膜。從生物產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量來看，露地經(jīng)濟(jì)系數(shù)最高。從穗大小來看，滲水地膜略高于露地，普通地膜不如露地。對(duì)于穗粒重和千粒重而言，滲水地膜覆蓋穗粒重略高于露地，千粒重略低于露地；普通地膜在穗粒重與千粒重方面都低于露地。

4 討論

本試驗(yàn)遵循唯一差異原則，在谷子品種、密度、施肥量、管理措施等方面采用統(tǒng)一水平，不利于滲水地膜的高產(chǎn)，應(yīng)進(jìn)一步研究其配套栽培措施，如優(yōu)良品種的選用、合理的密度、施肥方式、播種保苗等。本試驗(yàn)中，2002年谷子生長(zhǎng)后期的8月16日受到雹災(zāi)，對(duì)灌漿成熟不利，各處理產(chǎn)量受到一定的影響，明顯低于2001年產(chǎn)量水平，這些都對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。另外，滲水地膜覆蓋的增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)有待深入研究。

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［6］崔福柱，郭秀卿，郝建平，等.滲水地膜覆蓋對(duì)高粱生育期及產(chǎn)量的影響［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（8）：59－61.

［7］杜天慶，郝建平，崔福柱，等.滲水地膜對(duì)土壤水分、溫度及谷子產(chǎn)量的影響［J］.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，25（4）：322－324.

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［9］崔福柱，郭秀卿，郝建平，等.旱地谷子滲水地膜覆蓋周年水分變化研究［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（9）：34－36