不同地膜覆蓋對耕層土壤溫度及甘蔗出苗的影響

樊仙，張躍彬，郭家文，劉少春，刀靜梅，李如丹，高欣欣，鄧軍

（云南農業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠661699）

不同地膜覆蓋對耕層土壤溫度及甘蔗出苗的影響

樊仙，張躍彬*，郭家文，劉少春，刀靜梅，李如丹，高欣欣，鄧軍

（云南農業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠661699）

研究比較了兩種不同光降解周期的降解地膜與普通地膜和不覆膜對土壤溫度和水分保持的效應及其對甘蔗出苗的影響。結果表明，各覆膜處理的土壤溫度和含水量均高于無覆膜對照，增溫保水效果為普通地膜>光降解地膜1>光降解地膜2>不覆膜。且覆膜處理甘蔗出苗率均極顯著高于不覆蓋膜處理，光降解地膜1甘蔗出苗率最高，且與普通地膜間出苗率無顯著差異。

甘蔗；土壤含水量；地溫；出苗率

地膜覆蓋能夠起到明顯的增溫保墑效果，因而在甘蔗栽培中得到廣泛應用。其主要作用在于改善植物生長環(huán)境條件，尤其是土壤溫度和土壤含水量等，從而影響作物生長和產量[1-2]。然而，由于覆蓋普通塑料地膜難以在自然條件下降解，其殘膜回收困難，數據表明，覆蓋普通地膜在一季作物收獲后，能再回收的不足2/3[3]，長期使用必將導致田間塑料農膜廢棄物增多，造成嚴重的土壤“白色污染”，影響作物根系生長及對水分和養(yǎng)分的吸收，破壞農田生態(tài)環(huán)境[4-6]。近年來，其已成為目前覆蓋農業(yè)中亟待解決的一大隱患，因此，隨著有利于農田生態(tài)環(huán)境良性發(fā)展的新覆蓋材料的問世，研究其對作物生產的影響也越來越受到廣泛重視。

本文就兩種不同光降解周期的降解地膜與普通地膜和不覆膜進行對比，探究不同地膜對甘蔗苗期的保溫、保水效果及其對甘蔗出苗的影響，為甘蔗生產中新型地膜的改進和大規(guī)模推廣應用提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2013年4月在云南省農科院甘蔗研究所冷水溝基地進行。試驗地點海拔910 m，位于北緯34°0′10″～36°0′20″，東經106°0′20″～110°0′40″。該區(qū)年降雨量500～700 mm，主要集中在6、7、8三個月，降雨年際間分配不均，為半濕潤易旱區(qū)。年日照2200h，全年無霜期340d。試驗田基本土壤肥力為：pH 6.0，有機質20.5 g/kg，全氮1.64 g/kg，全磷0.67 g/kg，全鉀13.7 g/kg，堿解氮80.79 mg/kg，速效磷9.81 mg/kg，速效鉀112.78 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗采用開溝等行距種植，溝內覆蓋4種不同材料，即普通地膜（DM）、光降解地膜1（GJ1）、光降解地膜2（GJ2），以不覆蓋地膜為對照（CK）。普通地膜為市場上購買的常用地膜，兩種光降解地膜為云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所研制提供。供試甘蔗品種為云桂05-345。試驗小區(qū)行長5 m，行寬1.2 m，每個處理3次重復，隨機排列，共12個小區(qū)。甘蔗整個生育期田間栽培管理措施與大田管理相同。

1.3 測定項目及數據處理

土壤水分測定：在甘蔗下種覆膜35 d后每隔15 d左右測定壟溝中0~30cm土層土壤水分，0～15 cm土層間隔150 cm取樣，采用烘干法測定土壤含水量，田間取樣重復3次，采樣時間為當日10：00。

地溫測定：使用地溫計分別在甘蔗下種覆膜后30 d、40 d、50 d和60 d測定壟上5 cm、10 cm、15 cm和25 cm土層的土壤溫度。溫度計插在壟溝膜上，測定時間為當日10：00—11：00。

甘蔗出苗率：甘蔗萌芽累計數/總下芽數×100%

試驗數據均采用Excel 2010和Spss17.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 甘蔗苗期不同地膜覆蓋下耕層土壤水分含量變化

由圖1可見，隨著甘蔗生育進程的推進，不同土層土壤含水量呈現相同的變化趨勢。除不覆蓋地膜處理土壤含水量為逐漸升高后降低外，覆膜處理土壤含水量均逐漸升高。從甘蔗下種到甘蔗苗齊期間，試驗地降雨逐漸增多，由結果可見，降雨是影響甘蔗苗期土壤含水量的一個重要因素。但從不同覆膜處理看，覆蓋地膜能不同程度提高土壤含水量，起到了蓄水保墑的效果，不同覆蓋處理表現為DM>GJ1>GJ2>CK。

圖1 不同地膜覆蓋下耕層0～15cm（A）、15～30cm（B）土壤水分含量變化

2.2 不同地膜覆蓋下土壤耕層溫度變化

土壤溫度是反映地膜保溫效果的重要指標，由表1可知，同一處理隨土層深度的增加，地溫降低。不同時期相同土層深度不同處理地溫變化趨勢一致，覆蓋地膜均不同程度地提高了土壤溫度，且隨著土層的深度而減弱，這與李倩等[7]的研究結果一致，表現為DM>GJ1>GJ2>CK。在5 cm、10 cm的土層溫度受覆蓋方式的影響較大，普通地膜覆蓋使土壤增溫的效果最明顯。隨著土層的加深，土壤溫度低于表土層溫度，且變化差異較小。不同地膜對不同土層日均溫變化影響效果不同。普通地膜和光降解地膜覆蓋與不覆蓋地膜相比，各土層日均溫均有不同程度的提高，普通地膜覆蓋對各土層的增溫效應最強。覆蓋普通地膜5 cm、10 cm土層的日均地溫較不覆蓋地膜分別增高2.67℃～7.67℃和1.34℃～7.67℃。光GJ1對土壤增溫效果次于普通地膜，在5 cm、10 cm土層的日均地溫較不覆蓋地膜分別增高1.34℃～6.34℃和1℃～6.34℃。這對于甘蔗苗期出苗生長有明顯的優(yōu)勢。甘蔗苗期對不同地膜降解過程調查亦表明，GJ2降解時間早于GJ1，且相同降解時間內GJ2破口數最多。說明地膜的透氣性是影響土層增溫的重要因素，普通地膜透氣性差，溫度升高后熱量不容易散發(fā)，土層增溫保溫效果最好，GJ2在甘蔗下種覆膜45d就開始降解，透氣性差，增溫保溫效果差。

表1 不同地膜覆蓋下耕層土壤溫度變化（℃）

2.3 不同地膜覆蓋下甘蔗出苗率

出苗率表示種子的萌發(fā)能力，不同地膜覆蓋方式下的土壤環(huán)境發(fā)生變化，必然影響甘蔗生長發(fā)育進程。甘蔗下種35 d后開始調查甘蔗出苗率，調查結果（表2）表明，GJ1甘蔗出苗率最高，DM出苗率次之，CK最低。DM與GJ1間出苗率無顯著差異，但覆膜處理甘蔗苗期出苗率均極顯著高于不覆膜對照處理。隨著甘蔗出苗進程的推進，下種50 d后覆膜甘蔗出苗率均達到45%以上，甘蔗覆蓋地膜，土層溫度提高，減少土壤水分蒸發(fā)，出苗情況好，出苗率高，這有利于甘蔗分蘗及產量形成。

表2 不同地膜覆蓋下甘蔗出苗率（%）

3 結論

試驗通過對不同地膜覆蓋下不同土層土壤含水量呈現相同的變化趨勢分析，發(fā)現3種不同地膜覆蓋后都能不同程度地提高土壤含水量，起到了蓄水保墑的效果，增溫效果是普通地膜>光降解地膜1>光降解地膜2，覆膜處理明顯高于無覆膜對照。

土溫對甘蔗出苗率的影響尤其重要。本試驗通過對不同地膜覆蓋下不同土層地溫增溫效果分析，發(fā)現3種不同地膜覆蓋后都能不同程度地提高土壤溫度，增溫效果是普通地膜>光降解地膜1>光降解地膜2，這一結果與王笳等[8]試驗結果一致，說明光降解地膜與普通地膜在提高土壤溫度方面，有著一致的效果。但光降解地膜在一定的光溫條件下，發(fā)生降解破裂，透氣性較普通地膜高，因而增溫效果稍差，這與趙愛琴等[9]研究結果一致。各處理5 cm、10 cm的土層溫度受覆蓋方式的影響較大，隨著土層加深，溫度變化越小。

覆膜處理可促進種子發(fā)芽。不同覆蓋材料處理，使土壤含水量和溫度均發(fā)生變化，從而影響甘蔗的出苗。研究結果表明，普通地膜和光降解地膜出苗率均極顯著高于不覆蓋地膜，且普通地膜與光降解地膜1間出苗率無顯著差異，因此，光降解地膜隨著光溫條件的變化，發(fā)生降解破裂，從而影響其保溫、保水效果。與普通地膜相比較，光降解地膜的增溫、保水效果較差。

[1]蔣云鵬.秸稈覆蓋和免耕對玉米生長與土壤環(huán)境的影響[J].農技服務，2008，25（8）：42

[2]劉超，汪有科，湛景武，等.秸稈覆蓋量對夏玉米產量影響的試驗研究[J].灌溉排水學報，2008，27（4）：64-66

[3]王笳，周柏玲，鄧曉燕，等.易降解淀粉膜在旱農區(qū)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的評價[J].山西農業(yè)科學，1997，25（2）：47-50

[4]戴敬，陳榮來，李國軍.可降解地膜覆蓋棉花增產效應的研究[J].中國生態(tài)農業(yè)學報，2004，12（2）：140-142

[5]南殿杰，解紅娥，高兩省，等.棉田殘留地膜對土壤理化性狀及棉花生長發(fā)育影響的研究[J].棉花學報，1996，8（1）：50-54．

[6]李秋洪.論農田“白色污染”的防治技術[J].農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，1997（2）：l7-l9

[7]李倩，張睿，賈志寬，等.不同地膜覆蓋對壟體地溫及玉米出苗的影響[J].西北農業(yè)學報，2009，18（2）：98-102

[8]王笳，周柏玲，安鳴，等.覆蓋淀粉-聚乙烯膜對玉米產量和土壤環(huán)境的影響[J].山西農業(yè)科學，1997，25（1）：15-18

[9]趙愛琴，李子忠，龔元石.生物降解地膜對玉米生長的影響及其田間降解狀況[J].中國農業(yè)大學學報，2005，10（2）：74-78

Effects of Covering with Different Plastic Films on Temperature of Topsoil and Emergence of Sugarcane

FAN Xian,ZHANG Yue-bin*,GUO Jia-wen,LIU Shao-chun,DAO Jing-mei,LI Ru-dan,GAO Xin-xin,DEN Jun
(Sugarcane Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement of Yunnan Province,Kaiyuan 661600)

In order to investigate the effects of plastic mulch on topsoil temperature and emergence of sugarcane different covering plastic films including light degradation film mulching 1 and 2(GJ1 and GJ2),general film mulching(DM)and no film mulching(CK)were compared.Results showed that plastic film mulching significantly increased soil temperature and moisture compared with the control,DM>GJ1>GJ2>CK.Seedling emergence of covering plastic film treatments were significantly high than that of the CK,emergence of GJ1 was the highest, and but there was no significant difference between GJ1 and DM.

sugarcane;water content;soil temperature;emergence rate

S566.1

A

1007－2624（2015）06－0010－03

10.13570/j.cnki.scc.2015.06.004

2015-05-13

國家甘蔗產業(yè)技術體系（CARS-20-3-4）和云南省甘蔗產業(yè)技術體系資助。

樊仙（1987-），女，云南富源人，研究實習員，主要從事甘蔗營養(yǎng)與施肥研究，E-mail：fanxian_87@163.com。

張躍彬（1969-），男，云南省建水縣人，研究員，國家甘蔗產業(yè)技術體系崗位科學家，從事甘蔗產業(yè)綜合技術研究開發(fā)。E-mail：ynzyb@sohu.com