旱地小麥黑膜全覆蓋穴播栽培的效應(yīng)與模式研究

張立功，李國斌，蘇忠太，崔志峰，馬建輝

（甘肅省莊浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅莊浪744699）

旱地小麥黑膜全覆蓋穴播栽培的效應(yīng)與模式研究

張立功，李國斌，蘇忠太，崔志峰，馬建輝

（甘肅省莊浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅莊浪744699）

本研究通過對黑膜、無色膜、壟作、平作、溝播等因素進(jìn)行組合，探討了旱地冬小麥地膜全覆蓋穴播不同栽培模式的膜下莖和雜草發(fā)生規(guī)律、土壤溫度和水分變化動態(tài)及增產(chǎn)增收效果。結(jié)果表明，小麥采用黑膜覆蓋，自動出苗率比無色膜覆蓋平均提高63.73%，膜下莖密度和鮮重分別降低74%以上和98%左右，雜草盛發(fā)期的密度和鮮重分別比無色膜覆蓋降低62.03%和96.70%，比露地栽培降低70.00%和92.93%。黑膜覆蓋小麥全生育期0～25 cm土壤積溫比無色膜覆蓋降低108.8℃，比露地降低62.9℃，但在播種至拔節(jié)階段，比露地增加72.8℃，拔節(jié)至成熟比露地降低135.7℃。水分利用效率黑膜覆蓋比無色膜覆蓋提高4.48%，比露地提高45.75%。黑膜覆蓋比無色膜增產(chǎn)3.05%，比露地增產(chǎn)47.81%。3種起壟方式中，壟作比平作小麥自動出苗率平均提高44.00%，溝播則降低23.80%；膜下莖密度壟作降低35.59%以上，溝播增加25.64%以上；膜下莖鮮重壟作降低30.62%以上，溝播增加12.09%以上。壟作提高土壤積溫90.5℃，溝播降低23.5℃；壟作增產(chǎn)3.24%，溝播增產(chǎn)4.90%。以黑色全膜壟作穴播為最佳模式，較全膜覆土穴播自動出苗率平均提高146.93%，膜下莖密度降低98.74%以上，雜草鮮重降低99.90%以上，全生育期增加土壤積溫52.0℃，水分利用效率提高10.75%，增產(chǎn)8.68%，節(jié)本4 020元·hm－2，增加純收益5 422元·hm－2。且膜面覆土量減少75%，易于清除殘膜。其中通用壟溝半微壟模式具有寬窄行距的特點(diǎn)，較微壟模式增產(chǎn)3.89%，增收11.33%，并且適宜機(jī)械化作業(yè)。

黑色地膜；全覆蓋；穴播；壟作；微壟；通用壟溝；自動出苗；冬小麥；旱地

甘肅省是我國主要小麥產(chǎn)區(qū)之一，小麥常年播種面積85×104hm2左右，其中旱地面積約占76%［1］。甘肅旱作麥區(qū)年均氣溫8℃～12℃，降水量300～700 mm，其中小麥生育期100～300 mm，雨量少且時空不勻，并以＜10 mm小雨和無效降雨為主要特征，小量降水占到總量的40%左右。旱、寒是該區(qū)小麥生產(chǎn)的主要制約因素和自然災(zāi)害［2－4］。長期研究和實(shí)踐表明，采用地膜覆蓋栽培能顯著改善田間水熱環(huán)境，大幅度提升旱地小麥產(chǎn)量和降水利用效率［5－9］，尤其是全地面覆蓋溝壟栽培，有效集流疊加雨水和最大程度降低了土壤水分的無效蒸發(fā)，是提升旱地小麥生產(chǎn)效能的有效途徑之一［10－11］。我國小麥地膜覆蓋栽培自20世紀(jì)80年代以來，取得了長足的發(fā)展。尤其是1983—1991年甘肅省農(nóng)科院李守謙等總結(jié)出了全生育期覆蓋穴播技術(shù)，1990—1996年山西省聞喜縣王儀春實(shí)踐總結(jié)出了膜側(cè)條播技術(shù)［12－13］，創(chuàng)立了我國小麥地膜覆蓋以甘肅為代表的膜面打孔穴播和以山西為代表的膜側(cè)條播兩個基本模式。在起壟方式上，1997年天水市農(nóng)科所把穴播和溝播技術(shù)結(jié)合研究出了全膜溝穴播［14］。由于膜側(cè)條播栽培覆蓋度只能達(dá)到50%～60%，其保墑、增溫、增產(chǎn)作用明顯低于全膜穴播［15－19］。因此，甘肅省以全膜穴播為定位，于1992—1996年大面積應(yīng)用全膜不覆土穴播技術(shù)，但因膜下莖發(fā)生量大、放苗費(fèi)工、膜下雜草難以防治等突出問題，制約了生產(chǎn)應(yīng)用。2006年甘肅省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站總結(jié)甘谷縣采取膜面覆土、防止地膜移位以提高出苗率和減少膜下莖發(fā)生的做法，提出了全膜覆土穴播技術(shù)，并于2008—2013年全省年推廣10×104hm2左右，取得了顯著的增產(chǎn)效果，使小麥單產(chǎn)提高了40%以上，局部增產(chǎn)70%左右［20－21］。然而，因大部分冬麥區(qū)小麥出苗期正值雨季，降雨導(dǎo)致膜上覆土發(fā)生板結(jié)現(xiàn)象的頻次很高，以致多數(shù)麥田出苗困難，加之覆土量較大，殘膜清除難，是全膜穴播必須突破的瓶頸。從理論上分析，無色膜覆蓋是導(dǎo)致小麥膜下莖和草害發(fā)生的主因，膜上覆土是板苗的成因。但國內(nèi)外對小麥地膜覆蓋栽培研究主要局限于無色膜，而對黑膜覆蓋和壟作等報道極少。本研究立足旱地，以高效利用降雨為前提，探討簡約化全膜穴播技術(shù)，為大田生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

莊浪縣地處隴中黃土高原丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)東緣，屬北方秋播麥區(qū)［22］，小麥常年播種面積2× 104hm2以上，是甘肅省主要冬麥區(qū)之一。試驗(yàn)地位于柳梁鄉(xiāng)，海拔1 900 m，土質(zhì)為黃綿土。其年均氣溫7.9℃，無霜期145 d，≥0℃的積溫3 310℃，≥10℃的活動積溫2 690℃；年均降雨量514 mm，其中＜10 mm的降雨占總量的47.73%，平均蒸發(fā)量1 289.1mm，空氣相對濕度67%，干燥度1.55。小麥于9月下旬播種，7月上、中旬成熟。試驗(yàn)實(shí)施期2009—2014年年度降雨分別是433.9、458.7、699.4、703.0 mm和588.3 mm，小麥播前基礎(chǔ)降雨依次為234.1、257.2、473.7、305.7 mm和574.1mm，生育期降雨分別為226.1、256.1、311.0、473.4 mm和254.0 mm。

1.2 供試材料

指示品種為冬小麥蘭天26號良種；供試地膜為厚0.010 mm，寬120 cm的無色膜和黑色膜（透光率＜5%），氮肥為尿素（純N 46%），磷肥為普鈣（P2O512%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計及實(shí)施方法

試驗(yàn)選擇壟作、平作、溝播3種起壟方式，采用黑色膜和無色膜全覆蓋，共設(shè)8個處理。T1，黑膜全覆蓋微壟穴播，微壟溝＋黑膜＋壟作，壟型呈拱形，壟底寬18 cm，壟高8～10 cm，壟溝全覆膜，溝內(nèi)覆土壓膜，并按15 cm距離打直徑約0.2～0.3 cm的滲水孔。兩幅地膜接于溝內(nèi)，地膜用量120 kg·hm－2。先覆膜后播種，小麥于壟上穴播1行，行距18 cm，穴距13.4 cm，穴數(shù)41.46×104·hm－2，每穴播13粒，播深3 cm。播后播種孔保持自然開張。T2，黑膜全覆蓋通用壟溝半微壟穴播，即通用壟溝模式，半微壟溝＋黑膜＋壟作，壟呈梯形，壟底寬33～36 cm，壟面寬20 cm，壟高8～10 cm，壟上播2行小麥，小麥窄行距13 cm，寬行距23 cm。其它同T1。T3，黑膜全覆蓋微溝穴播，微壟溝＋黑膜＋溝播，種子于溝內(nèi)穴播1行，播后溝內(nèi)覆土自然封嚴(yán)播種孔。其它均同T1。T4，黑膜全覆蓋平作穴播，平地面＋黑膜，地膜用量113 kg·hm－2，在膜上均勻覆土覆蓋30%以下地膜，并隔1～2 m打一橫土帶壓膜，穴播，行距18 cm，其它同T1。T5，無色膜全覆蓋微壟穴播，微壟溝＋無色膜＋壟作，地膜用量105 kg·hm－2，其它同T1。T6，無色膜全覆蓋微溝穴播，微壟溝＋無色膜＋溝播，其它同T5。T7，全膜覆土穴播（CK2），平地面＋無色膜，膜上均勻覆蓋1 cm左右的細(xì)土，穴播，行距18 cm，地膜用量90 kg·hm－2，其它同T1。T8，露地條播（CK1），平地條播，行距16 cm。各處理同施純N 150 kg·hm－2、P2O5100 kg·hm－2，磷肥與70%氮肥底施，30%氮肥于返青期追施；播量亦同為539×104粒·hm－2，保苗500×104株·hm－2左右，于9月下旬播種。其它管理措施同大田。試驗(yàn)小區(qū)面積30.8m2，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.4 試驗(yàn)記載、測定及統(tǒng)計

1.4.1 生育期記載生育期，每處理觀察記載1次重復(fù)。用T1和T3、T5和T6、T1和T5、T3和T6、T4和T7的平均數(shù)分別代表黑膜覆蓋、無色膜覆蓋、壟作、溝播、平作，下同。

1.4.2 經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量成熟后按5點(diǎn)取樣法取30株考種，考查株高、穗粒數(shù)、千粒重，按小區(qū)單獨(dú)收獲計實(shí)產(chǎn)。單位面積產(chǎn)量（kg·hm－2）＝小區(qū)產(chǎn)量（kg）／小區(qū)面積（m2）×10000，每處理測定3次重復(fù)；單位面積純收益（元·hm－2）＝單位面積產(chǎn)值（元· hm－2）－單位面積成本（元·hm－2），產(chǎn)值和成本均按市場價格計算，成本包括從整地到收獲、殘膜撿拾的各個環(huán)節(jié)的物化成本和非物化成本，物化成本包括地膜、種子、肥料、農(nóng)藥、機(jī)械；非物化成本僅為人工。每處理按3次重復(fù)計算。

1.4.3 自動出苗與膜下莖和雜草調(diào)查于小麥出苗期調(diào)查自動出苗穴數(shù)，計算自動出苗穴率；越冬前、返青末期和拔節(jié)期5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)取0.25 m2扒開地膜，統(tǒng)計小麥的膜下莖，然后剪地上部分取稱鮮重。雜草于其發(fā)生盛期即小麥拔節(jié)期調(diào)查，方法同膜下莖調(diào)查，每個處理測定3次重復(fù)。膜下莖是指在地膜下面生長的小麥主莖或分蘗，俗稱串苗。自動出苗系指不需要人工輔助措施，幼苗自行從播種孔長出的現(xiàn)象。

1.4.4 地溫測定以5 cm為變幅，在小麥各生育期用曲管地溫計測定11時0～25 cm 5個層次的土壤溫度，每處理測定3次重復(fù)。計算土壤平均溫度和積溫。

式中，T為全生育期土壤積溫（℃）；Ti為某生育時段土壤積溫（℃）；ti為該生育時段上下界點(diǎn)的土壤溫度算數(shù)平均數(shù)（℃）；di為該生育期時段天數(shù)（d）。

1.4.5 土壤水分測定與水分利用效率計算用土鉆在小區(qū)中間位置小麥播種行取土樣，用烘干法測定水分，烘干溫度105℃，時間8 h。于小麥出苗期至灌漿期測定0～100 cm土壤水分，播前和成熟期測定0～200 cm土壤水分，每處理測定3次重復(fù)。計算土壤含水量、土壤貯水量、作物耗水量、水分利用效率等。

土壤含水量：

式中，SWC為土壤含水量（%）；W1為土壤濕重（g）；W2為土壤干重（g）。

土壤貯水量：

式中，W為土壤貯水量（mm）；Wi為第i層土壤含水量（%）；r為土壤容重（g·cm－3）；Hi為第i層土層厚度（cm）。

作物耗水量：

式中，ΔSWS為作物耗水量（mm）；Wi1為播前貯水量（mm）；Wi2為收后貯水量（mm）；ET為作物生育期蒸散量（mm）；P為作物生育期降水量（mm）。

水分利用效率：

式中，WUE為水分利用效率（kg·mm－1·hm－2）；yd為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（kg·hm－2）；ET為蒸散量（mm）。

1.4.6 降雨量測定降雨量采用雨量器法測定。年度降雨量統(tǒng)計范圍為上季小麥?zhǔn)斋@至下一季收獲的一個年度周期，生育期降雨量為小麥播種至收獲的一個生育周期，基礎(chǔ)降雨量為小麥播前6月1日—9月25日的降雨。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用DPS7.50軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對小麥自動出苗和膜下莖的發(fā)生及雜草生長的影響

2009—2014年調(diào)查顯示（表1），小麥自動出苗穴率T1、T2、T4、T5較CK2大幅提升，分別提高145.14%、148.72%、65.24%和36.80%。膜下莖密度T1～T5比CK2顯著下降，其中T1、T2降幅98.68%以上，T4下降85.61%～80.99%，T6則微幅上升；膜下莖鮮重T1～T5比CK2降低顯著，其中T1～T4下降96.25%～99.94%，T6增加11.11%以上。盛期雜草的密度，T1～T4比CK1減少68.97%～70.32%，鮮重減少92.01%～92.98%；T5和T6雜草密度下降20.20%～23.37%，鮮重增加105%～121.5%。

表1 2009—2014年小麥自動出苗穴數(shù)、膜下莖和雜草數(shù)發(fā)生量Table 1 The seedlings number per hill，stem and weeds from 2009 to2014

黑膜覆蓋比無色膜覆蓋小麥自動出苗率提高63.73%，越冬前和返青末期膜下莖密度分別降低74.42%和78.22%，鮮重降低97.96%和98.98%，雜草盛期密度和鮮重分別降低62.03%和96.7%。壟作比平作小麥自動出苗率平均提高44.00%，越冬前和返青末期膜下莖密度降低48.65%和35.59%，鮮重降低30.62%和33.21%，盛期雜草密度和鮮重分別增加2.48%和7.30%；溝播比平作小麥自動出苗率降低23.8%，越冬前和返青末期膜下莖密度分別增加39.93%和25.64%，鮮重增加18.05%和12.09%，雜草密度和鮮重分別增加1.61%和2.50%。

2.2 對小麥生育進(jìn)程的改變

通過5 a觀察，不同覆蓋方式對小麥出苗、分蘗、越冬、返青和孕穗有影響明顯。T1～T7總生育天數(shù)與CK1最大相差6.2 d，其中播種至分蘗分別減少1.6、1.6、1.2、1.4、2.6、2.2 d和2.6 d；分蘗至越冬延長4.6、4.6、4.2、4.4、7.4、5.6 d和4 d；越冬至拔節(jié)減少8.8、8.8、8.4、8.6、12、9.8 d和7.4 d；拔節(jié)至孕穗延長3.4、3.4、3.4、3.4、0.2、1.2 d和3.4 d。T1～T6與CK2相比差異不明顯。

表2 2009—2014年小麥農(nóng)藝性狀Table 2 The agronomic traits from 2009 to 2014

黑膜覆蓋比無色膜覆蓋小麥出苗和分蘗期均延遲0.5 d，提前越冬2.1 d，返青期、拔節(jié)、孕穗期分別延長2.0、0.3 d和2.7 d，抽穗期和灌漿期減少0.7 d和1.0 d，灌漿至成熟期增加2.3 d，全生育期增加2.4 d。壟作、平覆、溝播對小麥生育進(jìn)程無明顯影響。

2.3 對小麥個體和群體的影響

越冬前分蘗數(shù)、次生根數(shù)、主莖片數(shù)和拔節(jié)莖數(shù)處理間差異十分顯著（表2）。T1～T7越冬前單株分蘗數(shù)較CK1分別增加1.98個、2.11個、1.69個、1.87個、2.31個、2.14個和1.70個；次生根分別增加3.48條、3.70條、2.95條、3.26條、4.24條、3.77條和3.15條；拔節(jié)莖數(shù)分別提高86.92%、91.28%、82.26%、80.30%、93.53%、90.53%、77.59%和58.20%。與CK2比較，T1～T6越冬前單株分蘗數(shù)分別增加0.28個、0.41個、－0.01個、0.17個、0.61個和0.44個；次生根分別增加0.33條、0.55條、－0.20條、0.11條、1.09條和0.62條；拔節(jié)莖數(shù)分別提高5.25%、7.71%、2.62%、1.52%、8.98%和7.28%。

續(xù)表2

黑膜覆蓋小麥冬前單株分蘗、次生根、總?cè)~片分別較無色膜覆蓋減少0.39個、0.79條和2.51片，較露地分別增加1.83個、3.22條和4.58片。壟作冬前單株分蘗、次生根、總?cè)~片分別較平作增加0.36個、0.66條和1.87片；溝播比平作分別增加0.13個、0.16條和1.19片。

2.4 對農(nóng)藝性狀的改變

統(tǒng)計顯示，T1、T2有效穗數(shù)較CK1分別提高23.01×104·hm－2，24.47×104·hm－2，其余變化較?。籘1～T7穗粒數(shù)依次增加6.46粒、7.39粒、6.35粒、5.49粒、5.14粒、6.54粒和5.74粒；千粒重分別提高5.50、6.40、5.40、4.85、5.25、5.37 g和4.84 g。T1～T6與CK2比較，產(chǎn)量構(gòu)成因素差異不顯著。

黑膜覆蓋小麥成穗數(shù)平均比無色膜覆蓋增加3.3×104·hm－2，穗粒數(shù)增加0.57粒，千粒重提高0.14 g。壟作較平作，成穗數(shù)平均增加7.2×104· hm－2，穗粒數(shù)增加0.19粒，千粒重提高0.53 g；溝播較平作成穗數(shù)平均增加0.26×104·hm－2，穗粒數(shù)增加0.83粒，千粒重提高0.54 g。

2.5 對產(chǎn)量的影響

對5年產(chǎn)量分析表明（表3），處理間差異極顯著。籽粒產(chǎn)量T2＞T1＞T3＞T6＞T4＞T5＞T7，比CK1分別增產(chǎn)54.7%、48.9%、46.7%、46.4%、40.2%、40.0%和39.7%。與CK2比較，T1、T2顯著增產(chǎn)，分別增加9.24%、15.03%。

黑膜覆蓋比無色膜覆蓋小麥籽粒產(chǎn)量增加201.33 kg·hm－2，增幅3.05%；壟作較平作增產(chǎn)208.75 kg·hm－2，增幅3.24%；溝播比平作增產(chǎn)315.72 kg·hm－2，增幅4.90%。

降雨量顯著影響地膜覆蓋栽培的增產(chǎn)效果，并呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。以450 mm、650 mm、850 mm分別表示干旱年、平水年和豐水年，求解不同降雨年份的基礎(chǔ)降雨量加生育期降雨量之和與較CK1的籽粒增產(chǎn)率的回歸方程顯示，干旱年T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7的增幅分別為75.44%、75.77%、75.35%、64.50%、78.73%、84.20%和64.46%；平水年依次為55.12%、59.43%、53.47%、45.96%、49.33%、55.92%和45.52%；豐水年分別為34.80%、43.09%、31.59%、27.42%、19.93%、27.64%和26.58%。

2.6 對經(jīng)濟(jì)效益的影響

T1～T7主副產(chǎn)物產(chǎn)值比CK1分別提高49.80%、55.63%、47.16%、40.71%、41.81%、47.75%和41.24%；總成本分別增加20.42%、20.42%、23.43%、28.34%、44.75%、50.76%和60.67%，純收益T1～T6分別提高181.38%、213.27%、153.46%、96.10%、28.65%和34.26%，T7下降45.74%。和CK2比較，T1～T6純收益分別增長418.63%、477.41%、367.16%、261.44%、137.12%和147.46%（表4）。

表3 2009—2014年小麥產(chǎn)量分析Table 3 Thewheat yield from 2009 to 2014

表4 2009—2014年平均經(jīng)濟(jì)效益／（元·hm－2）Table 4 The benefit of winter wheat from 2009 to 2014

2.7 對土壤水分及水分利用效率的改變

分析2009—2014年土壤0～100 cm年均含水量表明，小麥出苗、分蘗、越冬、拔節(jié)、孕穗、灌漿期差異極顯著，返青、成熟期和全生育期不顯著。出苗、分蘗、越冬、返青期T1～T7之間差異不顯著，但均顯著高于CK1。T1～T7出苗期較CK1提高4.85%～5.98%，分蘗期提高6.05%～6.86%，越冬期增加5.03%～6.22%，返青期增長0.04%～4.27%。拔節(jié)期T1、T2、T3、T4、T7較CK1略高1.18%～ 3.35%，但未達(dá)顯著水平，T5、T6顯著低于CK1，降低6.59%和3.36%。在孕穗、抽穗、灌漿期，T1～T7隨著葉面積迅速增加，蒸騰加劇，耗水量提高，故均極顯著低于CK1。成熟期T1～T7略低于CK1，但未達(dá)顯著水平。孕穗期T1～T7比CK1降低6.02%～12.59%，抽穗期降低6.22%～10.86%、灌漿期降低5.75%～8.58%、成熟期降低0.32%～7.17%。全生育期含水量各處理差異不顯著。T1～T6與CK2比較，各生育期變化較小，且規(guī)律一致（圖1）。

圖1 2009—2014年小麥生育期0～100 cm土壤含水量Fig.1 The soil water content in 0～100 cm soil layer at different growth stages from 2009 to 2014

黑膜覆蓋0～100 cm土壤水分較較無色膜全生育期提高2.30%，以拔節(jié)期和孕穗期提高明顯，分別提高7.08%和5.38%，其它時期提高0.29%～3.76%。壟作較平作全生育期僅降低1.30%，壟溝降低0.51%，降幅最大時期在拔節(jié)和孕穗期，壟作較平覆降低5.02%和3.52%，溝播降低2.89%和2.49%。

2009～2014年小麥平均水分利用效率（表5），T1～T7比CK1分別提高45.47%，51.93%，46.02%，35.36%，35.33%，43.68%和34.27%，T1～T6比CK2分別增加8.34%，13.15%，8.75%，0.81%，0.79%和7.00%。

黑膜覆蓋平均降雨利用效率比無色膜提高4.48%，壟作平均較平作增加4.14%，溝播比平作提高7.44%。

2.8 對土壤溫度的改變

分析年均值表明，小麥出苗～分蘗、分蘗～越冬、返青～抽穗、抽穗～灌漿、灌漿～成熟和全生育期0～25 cm土壤積溫差異顯著，其余時段變化不顯著。其特點(diǎn)是，返青前T1～T7全部比CK1增加，拔節(jié)期T1、T2、T5、T6增加，其余降低，孕穗期以后全部降低。這主要是因地膜覆蓋小麥葉面積大，地面隱蔽所致。從全生育期看，T1、T2、T3、T4、T6、T7分別降低3.82℃、0.54℃、121.88℃、29.62℃、8.96℃和54.22℃，T5增加100.88℃；分階段看，播種至拔節(jié)期T1～T7比CK1分別增加102.2℃、106.0℃、43.4℃、84.6℃、187.3℃、103.9℃和78.5℃；拔節(jié)至成熟期T1～T7比CK1分別降低106.0℃、106.5℃、165.3℃、114.2℃、86.4℃、112.9℃和132.7℃（圖2）。

黑膜覆蓋平均土壤積溫除拔節(jié)至孕穗期外，其余時段均高于無色膜，其全生育期降低108.8℃。壟作平均土壤積溫亦除拔節(jié)至孕穗期外，其余時段均比平作高，其全生育期較平作增加90.5℃，溝播各個時期均低于平作，其全生育期降低23.5℃。這是由于起壟增加了地表面積，從而增加了熱量的吸收，溝播雖然起壟方式與壟作相同，但在溝內(nèi)播種，位置相對降低，傳導(dǎo)的熱量較少。

3 結(jié)論與討論

采用黑色膜覆蓋，十分有效地提高了小麥自動出苗率和控制了膜下莖的發(fā)生、發(fā)展，自動出苗率比無色膜提高63.73%，越冬前和返青末期膜下莖密度分別降低74.42%和78.22%，鮮重降低97.96%和98.98%，并顯著抑制雜草，盛期雜草密度和鮮重分別比露地降低70.00%和92.93%，比無色膜覆蓋下降62.03%和96.70%。這與張立功等［23］研究結(jié)果相同。黑膜覆蓋土壤溫度的變化規(guī)律同于無色膜覆蓋，以小麥拔節(jié)始期為臨界，前增后降。其全生育期0～25 cm土壤積溫比無色膜覆蓋降低108.8℃，比露地降低62.9℃，在播種至拔節(jié)期黑膜覆蓋比無色膜降低72.8℃，但較露地增加72.8℃，拔節(jié)至成熟比無色膜和露地分別降低36.0℃和135.7℃，其地溫特點(diǎn)利于培育壯苗，減輕春凍害和延長灌漿。黑膜覆蓋土壤水分變化特征同于無色膜，水分利用效率比無色膜提高4.48%，比露地提高45.75%，其與曹寒等［24］的研究一致。冬小麥采用無色膜覆蓋，膜下由于有足夠的光、熱、水條件，膜下莖易發(fā)生、發(fā)展。采用黑膜覆蓋，并保持播種孔開張，利用植物向光性，出苗自然順暢。較小部分因整地、播種不良等因素造成的串苗，受弱光照的限制生長纖細(xì)瘦弱，無放苗價值，從而實(shí)現(xiàn)了全程免放苗栽培。

表5 2009—2014年小麥水分利用效率Table 5 The water use efficiency of wheat from 2009 to 2014

圖2 2009—2014年小麥0～25 cm土壤年均積溫／℃Fig.2 The ground accumulated temperature in 0～25 cm soil layer from 2009 to 2014

不同起壟方式之間，以壟作優(yōu)于平作和溝播。壟作比平作小麥自動出苗率提升44.00%，溝播則降低23.8%；在冬前和返青期，膜下莖密度壟作降低48.65%和35.59%，溝播增加39.93%和25.64%，膜下莖鮮重壟作降低30.62%和33.21%，溝播增加18.05%和12.09%。壟作比平作增加積溫90.5℃，溝播降低23.5℃。壟作、溝播分別比平作增產(chǎn)3.24%和4.90%，這與楊長剛等［25］，高成芳、張平良等［14－15］研究結(jié)果相同。壟作因采用壟上播種溝內(nèi)覆土，播種部位地膜充分裸露無板結(jié)，防止了板苗。且播種不受覆土薄厚的影響，種子播種到位；溝播由于溝內(nèi)覆土，出苗期遇雨覆土?xí)褰Y(jié)，不利于出苗。壟作和溝播由于溝壟組合，提高集雨聚水效果，尤其對小雨和無效降雨進(jìn)行了有效地疊加、收集和利用，水分利用效率壟作較對照提高4.14%，溝播提高7.44%。且壟作由于僅在溝內(nèi)覆土，膜面覆土量減少75%，易清除殘膜。

“微壟溝／半微壟溝＋黑色膜＋壟作”是小麥地膜全覆蓋穴播的最佳組合，和全膜覆土穴播相比，其自動出苗率平均提高146.93%，膜下莖密度降低98.74%以上，雜草鮮重降低99.90%以上，全生育期增加土壤積溫52.0℃，水分利用效率提高10.75%，增產(chǎn)8.68%，節(jié)本4 020元·hm－2，增加純收益5 422元·hm－2。其具有增溫、集雨、保墑、免放苗、少除草、殘膜易清除等效果，實(shí)現(xiàn)了小麥全膜穴播的簡約高效栽培。兩個壟作模式中，通用壟溝半微壟模式具有寬窄行距的特點(diǎn)，且適宜機(jī)械化作業(yè)，較微壟模式水分利用效率略提高4.44%，增產(chǎn)3.89%，增收11.33%，并可廣泛適用于密植半密植作物。

［1］侯慧芝，呂軍峰，郭天文，等.全膜覆土栽培對作物的水溫效應(yīng)［J］.麥類作物學(xué)報，2012，32（6）：1111-1117.

［2］李來祥，劉廣才，楊祁峰，等.甘肅省旱地全膜雙壟溝播技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2009，27（1）：114-118.

［3］李尚中，王勇，樊廷錄.旱地玉米不同覆膜方式的水溫及增產(chǎn)效應(yīng)［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（5）：922-931.

［4］蒲金涌，鄧振鏞，姚小英，等.甘肅省冬小麥生態(tài)氣候分析及適生種植區(qū)劃［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23（1）：179-185，196.

［5］王虎全，韓思明，唐拴虎，等.渭北旱原冬小麥全程地膜覆蓋超高產(chǎn)栽培技術(shù)研究［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1998，16（1）：24-30.

［6］韓思明.黃土高原旱作農(nóng)田降水資源高效利用的技術(shù)途徑［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2002，20（1）：1-9.

［7］樊廷錄，王勇，崔明九.旱地地膜小麥研究成效和加快發(fā)展的必要性及建議［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1997，15（1）：27-32.

［8］李儒，崔榮美，賈志寬，等.不同溝壟覆蓋方式對冬小麥土壤水分及水分利用效率的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（16）：3312-3322.

［9］岳維云，宋建榮，趙尚文，等.不同覆膜方式對地溫及冬小麥地上干物質(zhì)累積規(guī)律的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（7）：133-139.

［10］高成芳，田曉峰，張二喜，等.旱地小麥覆膜溝穴播集雨增產(chǎn)技術(shù)多點(diǎn)試驗(yàn)研究及生產(chǎn)示范［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1999，17（2）：14-19.

［11］莫非，周宏，王建永，等.田間微集雨技術(shù)研究及應(yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29（8）：1-17.

［12］張保軍，郭立宏.淺談我國地膜小麥的理論研究與實(shí)踐應(yīng)用［J］.水土保持研究，2000，7（1）：54-58，84.

［13］樊廷錄，王勇，王立明，等.旱地冬小麥周年地膜覆蓋栽培的增產(chǎn)機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1999，17（2）：1-7.

［14］高成芳，田曉峰，張二喜，等.山旱地冬小麥地膜覆蓋溝穴播接納雨水試驗(yàn)研究初報［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，1997，15（1）：39-43.

［15］張平良，郭天文，侯慧芝，等.不同穴播種植方式與平衡施肥對旱地春小麥產(chǎn)量及其水分利用效率的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2012，30（1）：132-137，93.

［16］陳玉章，柴守璽，范穎丹，等.覆蓋模式對旱地冬小麥土壤溫度和產(chǎn)量的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2014，35（4）：403-409.

［17］張淑芳，柴守璽，藺艷春，等.冬小麥地膜覆蓋的水分效應(yīng)［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，46（2）：45-52.

［18］張美英，吳美榮，晉宗道.小麥地膜覆蓋栽培技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2001，14（3）：33-38.

［19］劉廣才，劉生學(xué)，李城德，等.不同旱作區(qū)覆膜方式對小麥產(chǎn)量的影響［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（4）：34-29.

［20］李福，劉廣才，李誠德，等.旱地小麥全膜覆土穴播技術(shù)的土壤水分效應(yīng)［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2013，31（4）：73-78，98.

［21］郭振斌，劉廣才，李誠德，等.旱地小麥全膜覆土穴播技術(shù)肥料效應(yīng)研究［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（4）：163-168.

［22］趙廣才.中國小麥種植區(qū)劃研究（一）［J］.麥類作物學(xué)報，2010，30（5）：886-895.

［23］張立功，劉五喜，馬建輝，等.旱地冬小麥黑膜全覆蓋穴播栽培4種方式比較［J］.甘肅農(nóng)業(yè)科技，2013，（9）：15-19.

［24］曹寒，吳淑芳，馮浩，等.不同顏色地膜對土壤水熱和冬小麥生長的影響［J］.灌溉排水學(xué)報，2015，34（4）：5-9.

［25］楊長剛，柴守璽，常磊，等.不同覆膜方式對旱作冬小麥耗水特性及籽粒產(chǎn)量的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，48（4）：661-671.

Study on the effects and mode of black plastic mulch and hole seeding cultivation of winter wheat in dryland

ZHANG Li-gong，LI Guo-bin，SU Zhong-tai，CUI Zhi-feng，MA Jian-hui
（Zhuanglang Agro-technology Extension Center，Zhuanglang，Gansu 744699，China）

This study selected the optimum compose of the factors that are：black plastic film，colourless plastic film，hill culture，convention planting，furrow sowing，discussed the occurrence of stem occurrence of weeds，soil temperature，soil water dynamic changes and increase production and income of plastic mulch and hole seeding cultivation of winter wheat in dryland.The results showed the treatment of black plastic mulch coverage could increase the rate of emergence by 63.73% compared to the colourless plastic film，and declined the density of the stem and its fresh weight，the decreasing rate were 74%and 98%respectively，the major on set of density ruderal weed and its fresh weight，the decreasing rate were 62.03%and 96.7%respectively，and compared to the open field，the reduction rate were 70% and 92.93%respectively.Also the treatment in 0～25 cm soil layer of black plastic mulch coverage had decreased the accumulated temperature by 108.8℃compared to colourless plastic mulch，but increased by 62.9℃compared to open field，from sowing to jointing stage，the black plastic mulch coverage’s temperature was higher than 72.8℃compared to open field，from jointing to ripening，the temperature was lower than 135.7℃compared to open field.The black plastic mulch coverage’s water utilization efficiency was 4.48% higher than the colourless plastic film，and 45.75% higher than that of the open field.The corresponding yield was higher than 3.05% and 47.81% respectively.During the three planting methods，the treatment of ridge culture could increase the rate of emergence by 44.00% compared to the flat sowing but26.14%lower than that of furrow sowing.The corresponding density of the stem was 35.59%lower thanridge culture but higher than 25.64%，The corresponding fresh weight of the stem was30.62%lower than ridge culture but higher than 12.09%.The ridge culture increased the accumulated temperature of 90.5℃，but the furrow sowing decreased the accumulated temperature of 23.5℃.The ridge culture and furrow sowing treatment had increased the yield of 3.24% and 4.90% respectively.So，the mode of black plastic mulch and hole seeding was the optimal pattern，the rate of emergence by 146%compared to the plastic film as mulch combined with bunch planting，the density of the stem and its fresh weight with the decreasing rate were 98.74% and 99.9% respectively，between living winter stage to green stage，which could increase the accumulated temperature of52.0℃during the whole growing period，water use efficiency，yield，cost saving，net profit per hectare were improved by 10.75%，8.68%，4 020 yuan·hm－2and 5 422 yuan· hm－2respectively.Covering depth decreased by 75% and easy to clear.One of the trait that the general haif micro mode had the wide and narrow row planting，and the yield and improved by3.89%，11.33%respectively，and suit to mechanized operation.

black film mulching；full coverage；hole sowing；ridge culture；micro ridge；universal ridge furrow；free-seeding；winter wheat；dry land

S318；S512.1

A

1000-7601（2016）06-0041-10

10.7606／j.issn.1000-7601.2016.06.07

2016-02-08

莊浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心自選項(xiàng)目“旱地小麥黑膜微壟穴播栽培技術(shù)研究與示范”

張立功（1966—），男，甘肅莊浪人，高級農(nóng)藝師，主要從事旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)及土壤肥料的研究與推廣工作。E-mail：gszhlzhlg＠163.com。

李國斌（1979—），男，甘肅莊浪人，高級農(nóng)藝師，主要從事旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣管理工作。E-mail：735236602＠qq.com。