地膜覆蓋對玉米生長和土壤環(huán)境的影響

侯雪，鄭殿峰，馮乃杰，劉濤

（黑龍江八一農墾大學農學院，大慶 163319）

地膜覆蓋對玉米生長和土壤環(huán)境的影響

侯雪，鄭殿峰，馮乃杰，劉濤

（黑龍江八一農墾大學農學院，大慶 163319）

為提高作物產量，研究地膜覆蓋對玉米生長和土壤環(huán)境的影響。利用大田試驗進行地膜覆蓋處理與無膜處理對比試驗。結果表明，覆蓋地膜處理相對于無膜處理，有顯著的保溫保墑作用；能夠加速玉米生長；兩年試驗分別增產3.8%和4.9%，說明覆蓋地膜對玉米具有明顯的增產效應。

地膜覆蓋；玉米生長；土壤溫度；土壤濕度

玉米（Zea Mays L.）作為主要的糧食、飼料和工業(yè)加工原料作物，在全球經濟發(fā)展中，具有重要的地位和不可替代的作用[1]。黑龍江省是國家重要的玉米商品糧生產基地，種植玉米面積逐年增加，位居黑龍江省糧食作物產量首位。胡瑞法等[2]對影響中國玉米生產發(fā)展的各種因素進行綜合分析認為，限制中國玉米生產發(fā)展和產量提高的最重要因素是干旱，干旱對玉米產量的影響占20%～50%。研究表明，黑龍江省干旱缺雨的季節(jié)正是玉米生長的關鍵時期，由于干旱影響，玉米水分不足，難以充分發(fā)揮產量潛力，玉米產量定會受到嚴重影響[3-4]。旱作農業(yè)區(qū)的農業(yè)生產中廣泛應用地膜覆蓋技術解決干旱問題[5-6]，地膜覆蓋種植具有增溫、節(jié)水、早熟、增產、防止土壤流失、控制土壤鹽堿度、減少氮的淋洗等作用，能夠有效提高水資源的利用率，從而達到作物增產增收的目的[7-10]。目前，地膜覆蓋種植已大面積推廣，全球塑料的生產量每年超過1.8億t[11]，且供給量和需求量也日益增加。通過覆蓋地膜與不覆蓋地膜對比試驗，研究地膜覆蓋對玉米生長、產量及土壤環(huán)境的影響，為玉米的高產、優(yōu)質栽培提供依據(jù)，推動旱作農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2012、2013年，在黑龍江省大慶市林甸縣吉祥村的黑龍江八一農墾大學試驗基地，連續(xù)進行兩年，試驗田土壤含堿解氮178.50 mg·kg-1、速效磷25.40 mg·kg-1、速效鉀257.40 mg·kg-1、有機質30.8 g·kg-1、pH值7.88。

試驗選用的地膜為，黑龍江省林甸縣市售的農

用地膜，主要成分為聚乙烯，寬度1.3 m，厚度8 μm。供試品種為鄭單958和吉農大516。

1.2 試驗處理

以普通地膜覆蓋（T）為處理和無膜（CK）為對照，進行對比試驗，連續(xù)進行兩年大田試驗。田間管理按照當?shù)卮筇镞M行，旱作，不灌溉。播種密度5 000株/畝。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 土壤溫濕度的自動觀測

每個膜處理（T、CK）布置2臺智能土壤溫濕度記錄儀。2012年水分含量以地表下10 cm處為測量點，地溫為地下0、5、10、15、20 cm處為測量點；2013年水分含量和地溫均以地表下5、15、25 cm處為測量點。測定的時間間隔為10 min1次。

1.3.2 形態(tài)指標的測定

每個處理選3個點，每個點定位10株植株，進行定位觀測。播種30 d后，每隔15 d測定一次株高、葉面積、干物質積累等指標。全生育期取樣。

1.3.3 產量和產量構成要素

成熟后測產，記錄成熟期農藝性狀，測定產量和產量構成要素。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和作圖

利用office 2003對所測數(shù)據(jù)進行計算和作圖，利用SPSS軟件對各處理相關數(shù)據(jù)進行測驗。

2 結果分析

2.1 地膜覆蓋對土壤溫濕度的影響

2.1.1 地膜覆蓋對土壤溫度的影響

表1 2012與2013年各生育時期不同處理土壤積溫Table 1Soil fertility of different growth stages from 2012 to 2013

表1為兩年試驗的各生育時期不同處理土壤積溫的比較，2012年與2013年出苗期到成熟期，覆膜處理的土壤溫度均高于無膜處理。2013年可能由于各生育時期多雨天氣的原因，各處理在各生育時期均未達到顯著水平。

土壤積溫隨時間積累，呈緩慢上升趨勢。從播種到出苗，2012年覆膜處理土壤積溫高出無膜處理26.3%，2013年覆膜處理土壤積溫高出無膜處理5.1%；從播種到成熟，2012年覆膜處理土壤積溫高出無膜處理5.4%，2013年覆膜處理土壤積溫高出無膜處理4.5%。從播種期到成熟期，覆膜處理土壤積溫與無膜處理的積溫差異逐漸縮小，2012年土壤積溫差異較2013年大，可能由于2013年降雨所致。

2.1.2 地膜覆蓋對土壤水分的影響

表2 2012與2013年各生育時期的土壤含水量Table 2Soil water contents of growth stage from 2012 to 2013

由表2可知，2012年，整個生育期，覆膜處理的土壤含水量均高于無膜處理；2012年到成熟期后，覆膜處理的土壤含水量達到25.9%，無膜處理的土壤含水量為22.6%，前者比后者高3.3%，覆膜處理與無膜處理土壤含水量達到了極顯著水平，說明覆蓋地膜具有明顯的保水作用。2013年，各生育時期覆膜處理的土壤含水量均高于無膜處理，起到了同樣的保水作用。

2.2 地膜覆蓋對玉米生長和產量的影響

2.2.1 地膜覆蓋對玉米形態(tài)指標的影響

圖1 2012年與2013年各生育時期玉米株高變化圖Fig.1Changes of growth period of maize plant height from 2012 to 2013

圖1表明2012年與2013年玉米整個生育期株高的變化，兩年的變化趨勢基本一致。株高隨生育時期的進行而增加，但這種趨勢逐漸減緩，到后期已基本無變化。在各生育時期，覆蓋膜處理的玉米株高與無膜處理的玉米株高均表現(xiàn)出顯著差異。到玉米生長成熟期，2012年覆膜處理株高為193.6 cm、無膜處理株高為174.8 cm，覆膜處理株高高出無膜處理株高10.8%；2013年覆膜處理株高為188.0 cm、無膜處理株高為164.3 cm，覆膜處理株高高出無膜處理株高14.4%。通過兩年的試驗結果均可看出，覆膜處理玉米株高均高于無膜處理。

圖2 2012年與2013年玉米葉面積指數(shù)變化曲線圖Fig.2Curve changes of maize leaf area index from 2012 to 2013

圖2為2012年與2013年玉米葉面積指數(shù)變化曲線圖，作物生長前期覆膜處理與無膜處理葉面積表現(xiàn)出顯著差異，至拔節(jié)期覆膜處理玉米葉片生長迅速，葉面積指數(shù)遠大于無膜處理，覆膜處理葉面積最大高出無膜處理3倍多。抽雄期之后無膜處理葉片生長比覆膜處理快，葉面積指數(shù)增大，各處理基本相同，兩年的試驗結果變化趨勢基本一致。

2.2.2 地膜覆蓋對玉米產量的影響

表3 2012與2013年各處理玉米果穗的性狀比較Table 3Comparison of corn fruit from 2012 to 2013

由表3可以看出，2012年與2013年在不同處理下，覆膜處理的穗長、行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重、穗粗及穗重均高于無膜處理，并且2012年的行數(shù)、百粒重與穗粗差異達到了顯著水平，2013年穗粗達到了顯著水平；各處理之間的其他果穗性狀差異不顯著。

表4 玉米產量差異顯著性Table 4Corn yields comparison of treatment

由表4兩年的試驗結果可以看出，覆蓋地膜能夠增加玉米產量，覆膜處理產量均高于無膜處理產量。2012年覆膜處理產量達到了14 878.86 kg·hm-2，比無膜處理產量高出527.3 kg·hm-2，增產3.8%；2013年覆膜處理產量達到了13 419.41 kg·hm-2，比無膜處理產量高出633.02 kg·hm-2，增產4.9%。各處理產量通過分析得出的結果表明，覆蓋地膜對作物具有增產效果。

3 結論與討論

（1）通過覆蓋地膜與不覆蓋地膜進行對比，覆膜處理能夠提高玉米出苗率、增加玉米生長前期的株

高和莖粗、有效的加速玉米前期生長、使玉米提前進入成熟期。玉米葉片的生長受光、熱、水、肥等因素影響,不同處理對這些因素的影響不同，直接影響到葉面積的生長速度,覆膜處理與無膜處理對比，能夠加快葉面積生長。

（2）覆膜處理玉米產量兩年分別高于無膜處理3.8%和4.9%，說明覆蓋地膜對玉米具有增產作用。光合葉面積的增加為玉米增產提供了物質保障，為增產奠定了基礎。地膜覆蓋在一定程度上加速了表層土壤有機質的降解。

（3）覆膜處理較無膜處理具有明顯的增溫保墑效果。地膜覆蓋主要表現(xiàn)在提高了表層土壤含水量，而深層土壤水分出現(xiàn)明顯的耗竭現(xiàn)象，這主要是由于地膜覆蓋滲水性差影響了降水對土壤水的補充。地膜覆蓋在玉米生長期間各土層溫度都明顯高于無膜處理。

試驗通過覆蓋地膜對玉米生長產量和土壤環(huán)境的影響研究表明，地膜覆蓋具有增溫、節(jié)水、早熟、增產、防止土壤流失等作用，對于干旱、半干旱地區(qū)早春作物具有重要的應用價值，此研究也對于地膜覆蓋在農業(yè)生產中的推廣具有重要的意義。但地膜連年使用，會使農田中積聚的殘膜量越來越多，造成耕層土壤透氣性降低，阻礙作物根系發(fā)育和對水分、養(yǎng)分的吸收，仍會降低作物的產量，同時還會污染環(huán)境。因此，使用可降解地膜將是解決此問題的重要舉措。同時，2012年為正常年景，2013年為洪澇年景，但無論是干旱還是洪澇，地膜覆蓋較無地膜情況下都具有明顯的增產效應，由于第二年降雨量較大，整個試驗過程受到一定程度影響，試驗數(shù)據(jù)及結果的準確性尚需進一步研究論證。

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Effects of Biodegradable Film on the Growth and Yeilds of Corn

Hou Xue，Zheng Dianfeng，F(xiàn)eng Naijie，Liu Tao
（College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

The effect of plastic film mulching on maize growth and soil environment was studied in order to increasing crop yield. Through the field experiment，the comparative tests between plastic film mulching treatment and no film treatment were carried out. The result showed that the plastic film mulching treatment had the outstanding effects on conserving moisture and keeping temperature，and can accelerate maize growth and increase the corn yield 3.8%and 4.9%.The study also stated that the plastic film mulching had the obvious effects on increasing corn production.

plastic film mulching;maize growth;soil environment;soil humidity

S513.04

A

1002-2090（2015）02-0010-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2015.02.003

2014-06-20

侯雪（1987-），女，黑龍江八一農墾大學農學院2011級碩士研究生。

鄭殿峰，男，教授，博士研究生導師，E-mail：dianfeng69@gmail.com。