不同覆膜種植方式對(duì)大豆產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響

蓋瓊輝，張述強(qiáng)，張義凡，鄭秀堂

(1.隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅慶陽745000;2.慶陽市國(guó)營(yíng)合水林業(yè)總場(chǎng)平定川林場(chǎng)，甘肅慶陽745000)

不同覆膜種植方式對(duì)大豆產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響

蓋瓊輝1，張述強(qiáng)1，張義凡1，鄭秀堂2

(1.隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅慶陽745000;2.慶陽市國(guó)營(yíng)合水林業(yè)總場(chǎng)平定川林場(chǎng)，甘肅慶陽745000)

在隴東半干旱區(qū)設(shè)置全膜雙壟溝播、全膜平鋪及露地栽培3種覆膜種植方式，研究了覆膜對(duì)大豆產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，全膜雙壟溝播種植方式具有增溫、保水蓄水、疏松土壤等作用,可提高土壤含水量4.79%，降低土壤容重0.49g/cm3,增大土壤孔隙度7.42%。分析比較產(chǎn)量，全膜雙壟溝播種植增產(chǎn)顯著，可提高出苗率15.66%、產(chǎn)量25.95%。

大豆；覆膜方式；土壤理化性狀；出苗率；產(chǎn)量

大豆起源于我國(guó)黃河流域，是全世界重要的蛋白作物和油料作物之一。目前，中國(guó)大豆生產(chǎn)發(fā)展相對(duì)緩慢，總產(chǎn)量雖位居世界第四，但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供需矛盾依然嚴(yán)重，為大豆進(jìn)口國(guó)[1]。大豆在甘肅種植區(qū)域廣泛，主要分布在隴東旱塬區(qū)、中部沿黃灌區(qū)、河西灌區(qū)與隴南地區(qū)[2]，其中隴東旱塬區(qū)大豆種植面積較大，基本穩(wěn)定在10萬hm2左右。受降水影響，大豆年產(chǎn)量相差較大，為穩(wěn)定生產(chǎn)，發(fā)展旱作保水栽培技術(shù)尤為重要。旱作農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的關(guān)鍵在于提高現(xiàn)有水資源的利用率，改善土壤物理環(huán)境，增加生產(chǎn)能力，補(bǔ)償良性循環(huán)利用，協(xié)調(diào)水熱資源的同步性。

農(nóng)田覆蓋種植是一種歷史悠久的作物栽培技術(shù)，目前在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。農(nóng)田覆蓋改變了地表下墊面性質(zhì)、調(diào)節(jié)了地表能量平衡，對(duì)改善農(nóng)田小氣候和促進(jìn)作物生長(zhǎng)具有重要的意義[3]，采用覆膜栽培的保水增溫耕作措施可以減少自然蒸發(fā)的無用消耗，不僅提高水資源的利用率，而且能協(xié)調(diào)土壤中的水、熱、肥狀況。旱地玉米地膜覆蓋栽培已得到廣泛應(yīng)用，而對(duì)大豆覆蓋栽培所產(chǎn)生的土壤環(huán)境改良效應(yīng)及其產(chǎn)量的影響研究相對(duì)較少[4]。因此，本試驗(yàn)通過研究不同覆膜種植方式對(duì)旱地大豆土壤溫度、含水量、貯水量、孔隙度、容重及大豆產(chǎn)量的影響，為旱地大豆增產(chǎn)，旱區(qū)土地利用，水資源有效利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年設(shè)在甘肅省慶陽市西峰區(qū)隴東學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)。該地屬隴東中部半干旱塬區(qū)生態(tài)類型，海拔1421m，年平均溫度7～10℃，年降水量480～660mm，年日照2250～2600h，無霜期140～180d，光照充足，四季分明，土壤為黑壚土。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以“中黃35”大豆品種為材料，采用全膜雙壟溝播(T1)、全膜平鋪種植(T2)及起壟露地種植(CK)三種栽培方式(表1)，隨機(jī)排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積5m2(5m×1m)，區(qū)間距0.5m。地膜選用厚度為0.008mm,幅寬1m的聚乙烯吹塑農(nóng)用黑色地膜，2015年5月8日播種，人工覆蓋地膜后器械播種，同時(shí)打滲水孔，以便降雨入滲。每5m2留苗84株，基肥施尿素10公斤/畝,磷肥35公斤/畝。田間管理同大田生產(chǎn)。具體種植方法見表1：

表1 試驗(yàn)處理及方法

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤溫度：每小區(qū)選3個(gè)點(diǎn)用10cm的地溫表測(cè)試土壤溫度，一日測(cè)3次，分別為早上9∶30～10∶30，中午13∶00～14∶30，下午17∶00～18∶30，分別在大豆生長(zhǎng)的播種期(5月8日)，幼苗期(5月23日)，分枝期(7月8日)，開花期(8月16日)，結(jié)莢鼓粒期(9月11日)，成熟期(10月12日)測(cè)定。

土壤含水量：用土鉆取土，鋁盒裝土。分別取每個(gè)處理土層0～20cm的耕層土烘干法測(cè)定含水量。

土壤貯水量：取0～50cm土層測(cè)定貯水量，計(jì)算貯水量(mm)=50cm土壤含水量×50×土壤容重。

土壤容重及孔隙度：每小區(qū)環(huán)刀取樣3個(gè)，共27個(gè)樣。分別在大豆生長(zhǎng)的萌發(fā)期、幼苗期、分枝期、開花期和結(jié)莢鼓粒期，成熟期測(cè)定。土壤總孔隙度(%)=100×(1-容重/比重)

大豆性狀及產(chǎn)量：記載成熟期的株高、分枝數(shù)、莢長(zhǎng)、每莢粒數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重。大豆產(chǎn)量(/畝)=[每畝株數(shù)×每株莢數(shù)×每莢粒數(shù)×百粒重(g)]/1000×100；

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用OFFICE2007、EXCEL2007和SPSS18.0軟件聯(lián)合處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆膜種植方式對(duì)大豆土壤理化性質(zhì)的影響

2.1.1 不同覆膜種植方式對(duì)土壤溫度的影響

由表2可知，大豆各個(gè)生育期內(nèi)地膜覆蓋土壤溫度均高于CK，且溫度差異達(dá)到極顯著，T1與T2差異不顯著。覆膜土溫高于露地土溫3.01～5.77℃，說明地面覆膜可顯著提高土壤溫度，增加大豆的有效積溫，有利于大豆萌發(fā)，促進(jìn)大豆幼苗生長(zhǎng)，縮短生育期，提早成熟。

表2 不同生育期土壤溫度及含水量差異顯著性分析

注：小寫字母表示差異達(dá)到0.05顯著水平，大寫字母表示差異達(dá)到0.01顯著水平。表中數(shù)值均為各生育期不同處理測(cè)得的土壤溫度及含水量平均值。

2.1.2 不同覆膜種植方式對(duì)土壤含水量及貯水量的影響

大豆是需水較多的作物,大豆每形成1g干物質(zhì)消耗的水分為600～750g[1]，需水規(guī)律為干花濕莢。由表2可見，大豆各生育期0～20cm的土壤含水量T1均高于T2和CK，其中幼苗及分枝期土壤含水量T1、T2與CK均達(dá)到極顯著差異，T1與T2差異不顯著，開花期及成熟期三個(gè)處理的含水量均達(dá)到極顯著差異，結(jié)莢鼓粒期土壤含水量T1與T2差異顯著，與CK差異極顯著，T2與CK差異顯著，各生育期土壤含水量提高2.16%～4.79%，說明地面覆膜可顯著提高土壤含水量，有利于大豆結(jié)莢飽果。

土壤貯水量可以綜合反映土壤蓄水和保水性能以及持續(xù)供水能力。由圖1可知，大豆在分枝期土壤貯水量最小，成熟期最大，其中T1為152.9～182.6mm,T2為146.2～170.3mm，CK為105.7～157.4mm。T1與T2均顯著高于CK，T1在分枝期以后蓄水性能顯現(xiàn)，土壤貯水量顯著高于T2，說明全膜雙壟溝播既保水又具一定的蓄水能力,集雨效果后期凸顯，有利于提高結(jié)實(shí)率，增加大豆灌漿強(qiáng)度。

圖1 不同生育期土壤貯水量

2.1.3 不同覆膜種植方式對(duì)土壤容重的影響

土壤容重反映土壤的松緊狀況和孔隙狀況，其值是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一，其值越低，土壤越疏松，越有利于根系從土壤中吸收養(yǎng)分。由圖2可見，T1和T2處理均可降低0～20cm耕作層土壤容重，其中T1降低0.09～0.49g/cm3，T2降低0.04～0.45g/cm3，T1和T2間差異不顯著。這說明采用地膜覆蓋是降低土壤容重有效方法之一，能為大豆生長(zhǎng)創(chuàng)造疏松的土壤環(huán)境，利于根系生長(zhǎng)發(fā)育，增加吸收能力。

圖2 不同生育期的土壤容重

2.1.4 不同覆膜種植方式對(duì)土壤孔隙度的影響

土壤孔隙度關(guān)系到耕作阻力，作物出苗及根系伸長(zhǎng)發(fā)育，對(duì)于土壤水分入滲、保持和供應(yīng)及土壤通氣均具有影響。由圖3可得，T1處理土壤孔隙度為50.6%～61.9%，T2為46.6%～60.4%，CK為40.4%～48.7%，各生育期均為T1>T2>CK。幼苗期及分枝期T1和T2處理土壤孔隙度顯著高于CK，至結(jié)莢鼓粒期和成熟期T1處理土壤孔隙度為最佳，分別為54%及50.6%，比CK分別增加7.42%和6.04%。這說明地膜覆蓋可明顯增加土壤孔隙度。

圖3 不同生育期的土壤孔隙度

2.2 不同覆膜種植方式對(duì)大豆生育期、性狀、出苗率及產(chǎn)量的影響

地膜覆蓋由于增溫效應(yīng)和儲(chǔ)水能力的增強(qiáng)，可加快大豆的出苗和生長(zhǎng)發(fā)育速度，縮短大豆的生育期。由表3可見，三種處理在苗期、分枝期及開花期表現(xiàn)出明顯的差異。覆膜較對(duì)照出苗提前3天，分枝提前4天，開花提前6天。T1生育期最短，為153天，T2生育期156天，CK生育期最長(zhǎng)163天，說明覆膜可縮短生育期7～10天。

覆膜可明顯增加植株高度和單株生物產(chǎn)量，為高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。T1植株最高為80.90cm，比CK高13.5cm,比T2高6.2cm，T2比CK高7.3cm；T1分枝數(shù)較CK多1.52個(gè)，較T2多0.12個(gè)，T2較CK多1.40個(gè)；T1結(jié)莢數(shù)35.74個(gè)，較CK多0.60個(gè)，T2較CK多0.49個(gè)；T1莢粒數(shù)2.46個(gè)，較CK多0.14個(gè)，T2較CK多0.08個(gè)；T1百粒重25.37g，較CK高1.05g,T2較CK重0.56g(見表3)。

表3 不同覆膜種植方式對(duì)大豆生育期、性狀、出苗率及產(chǎn)量的影響

不同的覆膜種植方式對(duì)大豆出苗率有不同的影響，如表3所示，出苗率T1>T2>CK。其中，T1比CK高15.66%，T2比CK高13.34%,T1比T2高2.32%。說明覆膜均可提高大豆出苗率,由于地面覆膜可提高苗期土壤溫度及含水量。

由表3可知，大豆產(chǎn)量T1處理最高為220.78kg/畝，其次T2處理為213.57kg/畝，CK產(chǎn)量最低為175.29kg/畝。T1和T2與CK差異均達(dá)到極顯著水平，T1和T2間差異不顯著。T1與CK相比，產(chǎn)量增加了45.49kg/畝，增產(chǎn)25.95%,T2與CK相比，產(chǎn)量增加了38.28kg/畝，增產(chǎn)21.84%。

3 結(jié)論與討論

大豆是對(duì)水分敏感的旱地作物，不同時(shí)期需要的水分不相同，開花至結(jié)莢鼓粒期是大豆需水的臨界期，若這一時(shí)期缺水，大豆的開花、結(jié)莢數(shù)、粒數(shù)、粒重將受到極大的影響[5]。通過覆膜使土壤疏松多孔，從而改善土壤結(jié)構(gòu)，降低了土壤容重[6]，且地面覆膜降低了雨滴對(duì)土層表面的打擊，活化了土壤，適宜土壤微生物的活動(dòng)，有效改善土壤孔隙度，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[7-8]。該試驗(yàn)結(jié)果表明，地膜覆蓋在萌發(fā)期增加土壤溫度4.38℃，與大豆生長(zhǎng)的適宜溫度吻合，董樹亭[1]指出，大豆種子在土溫穩(wěn)定在10℃以上時(shí)，種子即可發(fā)芽萌發(fā)，所以覆膜可實(shí)現(xiàn)大豆春季早播。覆膜土溫在各生育期高于露地土溫3.01～5.77℃，增加了大豆的有效積溫，利于萌發(fā)，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，縮短生育期，提早成熟，但大豆生長(zhǎng)不耐高溫，如溫度超過40℃，結(jié)莢率反而減少57%～71%[9]影響產(chǎn)量，慶陽市在結(jié)莢期土壤溫度為28℃，即使覆膜增溫6℃，也不影響結(jié)莢。

該試驗(yàn)表明，全膜雙壟溝播大豆出苗率提高了15.66%，土壤容重降低了0.09～0.49g/cm3，土壤含水量提高了2.16%～4.79%，土壤貯水量增加了12.86～47.24mm，土壤孔隙度增高7.49%，生育周期較對(duì)照提前10天，產(chǎn)量增加了45.49kg/畝，增產(chǎn)25.95%。全膜平鋪處理在出苗期增加土壤溫度5.32℃，大豆出苗率提高了13.34%，土壤容重降低了0.04～0.45g/cm3，土壤含水量提高了1.37%～4.7%，土壤孔隙度增大了7.42%，生育期比對(duì)照提前7天，產(chǎn)量增加了38.28kg/畝，增產(chǎn)21.84%。說明覆蓋栽培可有效改善土壤理化性質(zhì)，提高大豆出苗率，利于大豆生長(zhǎng)發(fā)育，對(duì)干旱區(qū)可耕地的利用效率、資源保護(hù)及水資源利用均具有重要意義。

本研究?jī)H對(duì)覆膜種植方式進(jìn)行了比較，對(duì)于高溫時(shí)期地膜覆蓋增溫影響地上莢果發(fā)育及內(nèi)含物積累、削減后期不利影響等問題有待進(jìn)一步深入研究。因此，在大豆夏播區(qū)和適宜晚春播種的地區(qū)，應(yīng)考慮全膜雙壟溝播模式后期增溫的不利影響，慎重選用。

[1]董樹亭.作物栽培學(xué)概論[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2007:229.

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【責(zé)任編輯 趙建萍】

Effects of Different Film Mulching Planting on Soybean Yields and Physical and Chemical Properties of Soil

GAI Qiong-hui1，ZHANG Shu-qiang1，ZHANG Yi-fan1，ZHENG Xiu-tang2

(1.LongdongUniversity,Qingyang745000,Gansu； 2.StateForestFarmofHeshuiinQingyang,Qingyang745000,Gansu)

In order to study the effects of different film mulching planting on soybean yields and physical and chemical properties of the soil in the half arid areas of Longdong,this experiment adopts three kinds of cultivation patterns including completely mulched alternating narrow and wide ridges with furrow planting,alternating mulched with plastic film and bare plots with no ridges and flat plot with ridges. The results indicates that completely mulched alternating narrow and wide ridges with furrow planting can improve the soil moisture content by 4.79%,reduce soil bulk density by 0.49 g/cm3,increase soil porosity by 7.42%,and with a warming,water storage,loose soil,and so on. Based on our analysis and comparison on the output,we fine that the completely mulched alternating narrow and wide ridges with furrow planting can improve the rate of emergence 15.66% and the yield of 25.95%.

Soybean;film mulching patterns;soil physical and chemical properties;rate of emergence;yields

1674-1730(2017)03-0052-04

2016-11-25

蓋瓊輝(1978—)，女，甘肅慶陽人，講師，碩士，主要從事農(nóng)作物栽培和設(shè)施農(nóng)業(yè)研究。

S516

A