高海拔旱作農(nóng)業(yè)區(qū)地膜種植蠶豆增產(chǎn)效應(yīng)分析

郭興蓮　劉玉皎

摘 要：將蠶豆‘青海13號(hào)有效地整合到青海旱作農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，并配套地膜覆蓋種植技術(shù)提高旱作農(nóng)業(yè)系統(tǒng)蠶豆的綜合生產(chǎn)能力，對(duì)有效擴(kuò)大青海蠶豆種植區(qū)域具有重要意義。在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)通過(guò)地膜覆蓋和裸地種植2個(gè)處理分析了地膜覆蓋種植對(duì)‘青海13號(hào)蠶豆的增產(chǎn)作用。結(jié)果表明：地膜覆蓋后明顯改善了耕作層的土壤溫度和土壤濕度，平均土壤溫度提高了2.4℃，土壤濕度提高了14.1%，有利于旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蠶豆的出苗，促進(jìn)了蠶豆生長(zhǎng)發(fā)育，生育進(jìn)程提前了約1周；同時(shí)，地膜覆蓋種植蠶豆后，株高、干物質(zhì)積累明顯提高，成熟期干物質(zhì)積累增加了148.14%。單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株產(chǎn)量分別提高了121.7%、87.4%、90.4%，從而使‘青海13號(hào)蠶豆在地膜覆蓋種植后產(chǎn)量增加了23.55%。

關(guān)鍵詞：蠶豆；地膜覆蓋；增產(chǎn)效應(yīng)

中圖分類(lèi)號(hào)：S316 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 論文編號(hào)：2014-0441

Abstract： This technology of plastic film mulching was applied in faba bean， to effectively integrated ‘Qinghai No.13 into the rained agricultural system， and improving the production capacity. It is important for effectively expanding the broad bean planting area in Qinghai. In arid agricultural areas plastic mulching and bareness planting was used and analyses the yield-increasing effect of ‘Qinghai No.13 plastic mulching. The results was showed that the plastic mulching improved significantly soil temperature and soil moisture in plough player， the average soil temperature increased 2.4℃， soil moisture increased by 14.1%. It is good for cultivating strong seedling and growth， made growth period earlier about 1 week. The dry matter accumulation was increased significantly by 148.14% in maturity of ‘Qinghai No.13. Number of pods per plant， grain number per plant and yield increased respectively by 121.7%， 87.4% and 87.4%， so that the yields of ‘Qinghai No.13 was increased by 23.55% after plastic mulching cultivation.

Key words： Faba Bean； Plastic Film-Mulching； Effect of Increasing Yield

0 引言

蠶豆是青海省重要的糧經(jīng)兼用的商品作物，主要集中在灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，種植面積穩(wěn)定在2.67×104 hm2，年產(chǎn)量達(dá)7.0×104～8.0×104 t，是青海省區(qū)域農(nóng)民增收的優(yōu)勢(shì)作物之一，年種植效益達(dá)4000萬(wàn)元以上。然而，青海省農(nóng)業(yè)區(qū)70%分布于旱作區(qū)，這些區(qū)域作物種植結(jié)構(gòu)單一，常年種植小麥、馬鈴薯、油菜等，多年出現(xiàn)連作，土壤結(jié)構(gòu)和肥力越來(lái)越差，農(nóng)作物持續(xù)增產(chǎn)的潛力較小。隨著青海區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和蠶豆多元化產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)蠶豆需求的增加，蠶豆的優(yōu)勢(shì)區(qū)域逐步由灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)向雨養(yǎng)型旱作農(nóng)業(yè)區(qū)拓展和延伸[1]。地膜覆蓋是一項(xiàng)重要的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)，日本是應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)最早的國(guó)家，開(kāi)始研究于1948年，中國(guó)地膜覆蓋技術(shù)研究開(kāi)始于1978年，但覆蓋面積和應(yīng)用作物種類(lèi)非常迅速。已廣泛應(yīng)用于旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蔬菜、糧食、油菜、果木等領(lǐng)域的高產(chǎn)栽培[2-3]，同時(shí)，開(kāi)展了不同作物地膜覆蓋后的水溫效應(yīng)、水分生態(tài)效應(yīng)和增產(chǎn)效應(yīng)的相關(guān)研究，地膜覆蓋具有保墑增溫、抗旱和促進(jìn)生長(zhǎng)、提高光合效率，從而具有顯著的增產(chǎn)作用[4-21]，同時(shí)具有改善品質(zhì)[10]和抗病蟲(chóng)作用[11，21]。袁祖培等[17]研究了遼寧地區(qū)地膜覆蓋對(duì)不同蠶豆品種的增產(chǎn)效應(yīng)。陳安茹[18]研究了四川甘孜地區(qū)不同蠶豆品種的地膜覆蓋增產(chǎn)效應(yīng)、楊和團(tuán)等[19]和楊家貴等[20]分別研究了云南保山地區(qū)透心綠品種的地膜覆蓋增產(chǎn)效果和抗病性，均表明地膜覆蓋對(duì)蠶豆的增產(chǎn)效果明顯，且具有一定的抗病性。劉效瑞[21]從栽培技術(shù)的角度通過(guò)品種、密度、施肥等因素研究?jī)?yōu)化了蠶豆地膜覆蓋的高產(chǎn)配套技術(shù)。雷發(fā)林等[22]從生產(chǎn)的角度總結(jié)了旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蠶豆地膜覆蓋高產(chǎn)栽培技術(shù)。地膜覆蓋技術(shù)作為旱作農(nóng)業(yè)區(qū)增產(chǎn)的重要措施之一，在青海旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蠶豆地膜覆蓋技術(shù)的增產(chǎn)效果尚未見(jiàn)報(bào)道，本研究從增產(chǎn)效果角度分析青海旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的‘青海13號(hào)蠶豆地膜覆蓋增產(chǎn)效應(yīng)。旨在通過(guò)地膜覆蓋技術(shù)對(duì)青海旱作農(nóng)業(yè)區(qū)主栽蠶豆品種‘青海13號(hào)的增產(chǎn)效應(yīng)分析，為在青海省旱作農(nóng)業(yè)區(qū)推廣‘青海13號(hào)蠶豆地膜覆蓋配套技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

研究田間試驗(yàn)于2012年在青海省互助縣林川鄉(xiāng)尕寺加村進(jìn)行。海拔2650 m，年平均氣溫3～4℃，年降雨量395 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

選用早熟耐旱小粒蠶豆品種‘青海13號(hào)?！嗪?3號(hào)是2009年12月10日通過(guò)青海省第7屆農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定的糧飼兼用型蠶豆新品種，該品種具有籽粒小、白臍、成熟早、耐旱等特征，適于在青海省海拔2500～2900 m的山旱地種植。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)地膜覆蓋和裸地種植2個(gè)處理。采用對(duì)比法，不設(shè)重復(fù)，種植密度為22.5萬(wàn)株/hm2，小區(qū)面積666.67 m2。于2012年4月20日播種前人工覆膜，于2012年4月20日人工點(diǎn)播，田間管理與旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蠶豆的栽培技術(shù)相同。于不同的生育階段田間按“Z”字型取點(diǎn)利用土壤水分速測(cè)儀測(cè)定土壤20 cm的溫度和濕度，求平均值。成熟后，隨機(jī)取30株對(duì)株高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和百粒重等性狀進(jìn)行觀測(cè)，取平均值。統(tǒng)計(jì)小區(qū)實(shí)際產(chǎn)量，并折合為標(biāo)準(zhǔn)單位產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜覆蓋對(duì)土壤溫度和水分的影響

地膜覆蓋后對(duì)蠶豆種植土壤的溫度和濕度的影響，結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)果顯示地膜覆蓋后對(duì)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蠶豆生長(zhǎng)的土壤溫度和濕度有所改善，但在蠶豆生長(zhǎng)的不同時(shí)期因大氣溫度和自然降水的變化影響，土壤溫度和土壤濕度變化不一，蠶豆生長(zhǎng)前期即6月22日以前，大氣溫度還比較低時(shí)，蠶豆株體較小，田間蠶豆植株沒(méi)有封行，田間裸露面積較大時(shí)，地膜覆蓋后具有明顯的增溫作用，5月22日至6月22日平均增溫2.5℃，隨著氣溫快速回升和田間的遮蔭，地膜覆蓋與裸地種植的土壤溫度沒(méi)有顯著差異。而地膜覆蓋后的土壤濕度一直高于裸地種植，整個(gè)生育期平均濕度提高了14.1%，尤其在苗期增溫保墑效果，更有利于蠶豆出苗，為培育壯苗奠定了基礎(chǔ)。

2.2 地膜覆蓋對(duì)‘青海13號(hào)蠶豆的生長(zhǎng)發(fā)育影響

2.2.1 地膜覆蓋對(duì)‘青海13號(hào)生育期的影響 覆膜種植后提高了土壤溫度和土壤濕度，有利于促進(jìn)‘青海13號(hào)蠶豆的生長(zhǎng)發(fā)育，出苗提前了9天，開(kāi)花期提前10天，成熟期提前了7天，整個(gè)生育期提前了7天。

2.2.2 地膜覆蓋對(duì)‘青海13號(hào)株高的影響 ‘青海13號(hào)蠶豆的株高動(dòng)態(tài)見(jiàn)表2。從表2可以看出，地膜覆蓋后‘青海13號(hào)蠶豆的生長(zhǎng)加快，苗期株高增加了4.90 cm，進(jìn)入開(kāi)花期株高明顯加快，株高增加了15.3 cm，提高了45.0%，進(jìn)入生長(zhǎng)后期地膜覆蓋后對(duì)株高的增加相對(duì)一致。

2.2.3 地膜覆蓋對(duì)‘青海13號(hào)干物質(zhì)的影響 ‘青海13號(hào)蠶豆的干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)分析見(jiàn)圖1。從圖1可以看出，地膜覆蓋后‘青海13號(hào)蠶豆的生長(zhǎng)加快，苗期干物質(zhì)積累較少，平均單株增加了0.71 g/株，進(jìn)入開(kāi)花期干物質(zhì)積累明顯加快，平均單株干物質(zhì)積累增加了2.45 g/株，分別提高了45.00%和65.33%，進(jìn)入生長(zhǎng)后期隨著種子形成地膜覆蓋后的干物質(zhì)積累明顯高于對(duì)照，平均單株凈增加65.67g/株，較對(duì)照提高了148.14%，為創(chuàng)造蠶豆高產(chǎn)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2.4 地膜覆蓋對(duì)‘青海13號(hào)蠶豆產(chǎn)量的影響 地膜覆蓋后有利于促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，分枝數(shù)和產(chǎn)量構(gòu)成因素均有所增加。從表3看出，平均單株有效分枝數(shù)增加了0.6個(gè)，單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株產(chǎn)量分別增加了121.7%、87.4%、90.4%，從而使‘青海13號(hào)蠶豆在地膜覆蓋種植后產(chǎn)量增加了23.55%。

3 結(jié)論

3.1 地膜覆蓋有利于改良青海旱作農(nóng)業(yè)區(qū)土壤水溫條件

地膜覆蓋后可以改良旱作農(nóng)業(yè)區(qū)的土壤溫濕度，在蠶豆生長(zhǎng)前期即播種到結(jié)莢期對(duì)土壤增效效果較明顯，有利于蠶豆提前出苗，培育壯苗；在蠶豆全生育期均具有提墑保墑作用，均有利于蠶豆的生長(zhǎng)發(fā)育。

3.2 地膜覆蓋后對(duì)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蠶豆生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用

在青海旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蠶豆地膜覆蓋后，促進(jìn)了‘青海13號(hào)蠶豆的生長(zhǎng)發(fā)育，有利于植株生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累，接近成熟期‘青海13號(hào)蠶豆在覆蓋地膜種植與裸地種植的的干物質(zhì)分別為110.0和45.33 g，覆膜后能提高142.7%；對(duì)‘青海13號(hào)蠶豆的產(chǎn)量構(gòu)成因素有明顯提高，其中單株莢數(shù)、粒重和百粒重以及單株產(chǎn)量分別提高了121.7%、87.4%、4.7%和90.3%，覆膜較對(duì)照的平均產(chǎn)量提高了23.5%。

3.3 地膜覆蓋后可以有效擴(kuò)大青海蠶豆種植區(qū)域

地膜覆蓋具有增產(chǎn)保墑、促進(jìn)蠶豆生長(zhǎng)發(fā)育，提高蠶豆產(chǎn)量，對(duì)于青海蠶豆生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)域向旱作農(nóng)業(yè)區(qū)或半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)移提供了技術(shù)保障，通過(guò)地膜覆蓋技術(shù)可有效地將青海蠶豆種植區(qū)域擴(kuò)大到極度干旱地區(qū)和高海拔冷涼地區(qū)。

4 討論

4.1 關(guān)于地膜覆蓋的水、熱效應(yīng)

地膜覆蓋明顯改善了土壤耕作層的溫度和濕度[4-8，24]。筆者研究表明，地膜覆蓋的增溫效應(yīng)與大氣溫度和蠶豆田間遮蔽情況有關(guān)，大氣溫度低、田間裸露面積較大時(shí)，對(duì)地溫增效更加明顯。張德奇等[2-3]研究也表明，地膜覆蓋改善了土壤的水、熱狀況，影響了土壤微生物活動(dòng)和酶活性，并有利于土壤養(yǎng)分地有效利用。白麗婷等[6]認(rèn)為，地膜覆蓋不僅具有保墑作用，而且提高了小麥水分的利用率。

4.2 地膜覆蓋對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)作用

筆者研究表明地膜覆蓋對(duì)‘青海13號(hào)蠶豆具有顯著的增產(chǎn)效果，與袁祖培、陳安茹、楊和團(tuán)和楊家貴等[17-20]通過(guò)地膜覆蓋對(duì)蠶豆增產(chǎn)效應(yīng)的結(jié)果一致，同時(shí)，也認(rèn)為不同蠶豆品種的增產(chǎn)效果具有顯著差異。馬樹(shù)慶等[23]通過(guò)東北地區(qū)玉米地膜覆蓋增溫增產(chǎn)效應(yīng)的地域性變化規(guī)律研究表明，地膜覆蓋的增溫增產(chǎn)具有地域性差異，有些地區(qū)基本無(wú)增收作用，推廣地膜覆蓋技術(shù)要因地制宜。青海農(nóng)業(yè)具有立體特點(diǎn)，為了推廣地膜覆蓋技術(shù)在蠶豆生產(chǎn)的中應(yīng)用，要進(jìn)一步摸清其地域性。

4.3 地膜覆蓋對(duì)蠶豆生產(chǎn)的增效問(wèn)題

畢繼業(yè)等[25]研究表明，地膜覆蓋對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)的正效應(yīng)小于地膜殘留對(duì)農(nóng)作物減產(chǎn)的負(fù)效應(yīng)或增產(chǎn)不增收。蠶豆是青海的商品化優(yōu)勢(shì)作物，市場(chǎng)需求量大，平均價(jià)格在5000.0元/t左右，實(shí)踐表明，在青海旱作農(nóng)業(yè)區(qū)蠶豆地膜覆蓋的增產(chǎn)幅度在20%～100%，因此，地膜覆蓋不僅能保障蠶豆的供給需求，同時(shí)，也能達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。

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