覆膜、溝壟作對旱作農(nóng)田玉米產(chǎn)量和水分利用的疊加效應(yīng)

謝軍紅 李玲玲 張仁陟 柴 強,*1 甘肅省干旱生境作物學(xué)重點實驗室, 甘肅蘭州 70070; 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 甘肅蘭州 70070; 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,甘肅蘭州 70070

我國1/3的耕地屬于旱地, 40%的耕地位于黃土高原半干旱地區(qū), 該區(qū)多年平均降雨量200～600 mm[1],降水不足且年際、季節(jié)間變率大, 嚴重制約農(nóng)業(yè)發(fā)展[2], 在少水、易失、多變的水環(huán)境下, 如何挖掘作物的水分生產(chǎn)潛力, 提高降水利用效率, 是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)著力解決的科技問題[3-4]。在傳統(tǒng)旱農(nóng)生產(chǎn)技術(shù)中,壟作溝播[5]、耕作等技術(shù)[6-7]通過改良土壤、增加集雨面積提高了水分的入滲, 增加土壤貯水量, 提高了降雨利用率; 黃土高原半干旱區(qū), 覆蓋技術(shù)[8-9](地膜、沙田、秸稈)減少了土壤蒸發(fā), 提高了土壤水分有效性, 具有提高玉米產(chǎn)量和水分利用效率的作用[10-12]。近年來, 甘肅省發(fā)明的全膜雙壟溝播技術(shù)是地膜覆蓋與壟作溝播技術(shù)的集成, 創(chuàng)造了壟上覆膜集雨區(qū)與溝內(nèi)作物種植區(qū)兩個微生境, 具有良好的集雨、擬蒸、保墑作用, 有效地解決了半干旱區(qū)水熱資源不足問題。在黃土高原半干旱區(qū)較半膜平作產(chǎn)量提高26.8%, 水分利用效率提高14.8%, 在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用[13]。但該技術(shù)對勞動力、地膜的需求量增加, 這與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的“減投”、“碳減排”等理念不相符, 同時, 高產(chǎn)高耗與半干旱區(qū)水資源匱乏之間的矛盾, 以及多年利用引起的破壞土壤水平衡、引起土壤干燥化、影響生態(tài)安全、制約水資源的持續(xù)利用等負效應(yīng)引起了研究者的質(zhì)疑。因此, 在多變虧水環(huán)境下如何進一步挖掘溝壟作、地膜覆蓋的增產(chǎn)增效作用需要明確覆膜、壟作溝播各自的增產(chǎn)機理及二者的疊加效應(yīng)。然而已有的研究結(jié)果缺乏對溝壟作、地膜覆蓋技術(shù)增產(chǎn)、提高水分利用效率的量化及水分持續(xù)生產(chǎn)性的研究。因此本文以大田定位試驗為基礎(chǔ), 量化研究了覆膜、溝壟作對連作玉米增產(chǎn)作用及水分持續(xù)利用性能, 以期為地膜覆蓋、溝壟作的技術(shù)組裝優(yōu)化及增產(chǎn)、高效用水機制的解析提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試區(qū)概況

甘肅省定西市李家堡鄉(xiāng)麻子川村位于甘肅省中部偏南, 屬中溫帶半干旱區(qū), 為典型半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。平均海拔 2000 m, 年均太陽輻射 592.85 kJ cm–2, 日照時數(shù) 2476.6 h, 年均氣溫 6.4°C, ≥0°C 積溫 2933.5°C, ≥10°C 積溫 2239.1°C, 無霜期 140 d。多年平均降雨量399.3 mm, 7月至9月份降雨量較多,雨強較大, 年蒸發(fā)量1531 mm, 干燥度2.53, 表現(xiàn)出少水、易失、多變的特點, 但降水格局基本與玉米的生長季吻合。試驗地土壤為黃綿土, 0～200 cm土壤容重平均為 1.17 g cm–3, 土壤凋萎含水率 7.3%,飽和含水率 28.6%, 土壤穩(wěn)定含水量(SSM) 14.3%,土壤穩(wěn)定貯水量 286 mm, pH 8.36, 土壤含有機質(zhì)12.35 g kg–1、全氮 0.77 g kg–1、全磷 1.67 g kg–1。

1.2 試驗設(shè)計

共設(shè)4個處理(表1), 3次重復(fù)。小區(qū)面積52.8 m2(3.3 m×16.0 m), 隨機區(qū)組排列。試驗前茬為全膜雙壟溝播玉米, 供試玉米(Zea mays L.)品種為沈單16,播種密度 5.25萬株 hm–2。生育期施純氮 180 kg hm–2、純P2O5144 kg hm–2, 全部作基肥施用。2008年11月至2011年10月, 每年5月上旬播種, 10月上旬收獲, 其他田間管理同大田。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 土壤水分含量 土壤水分測定深度為 200 cm, 共9個層次。其中0～10 cm用烘干法, 10～200 cm用中子儀測定, 測定層次為 0～5 cm、5～10 cm、10～30 cm、30～50 cm、50 cm以下每30 cm為一層, 測至200 cm。測定位置為全膜雙壟溝播處理各小區(qū)設(shè)大壟、壟溝、小壟 3個點; 半膜平作處理設(shè)膜上和膜外2個點, 其他處理只設(shè)1點。

1.3.2 作物耗水量 由于試驗小區(qū)平整、地下水位深、土層深厚及土壤質(zhì)地均一, 在試驗區(qū)未產(chǎn)生深層滲漏和地下水補給, 適用作物耗水量方程 ET(mm) = P-ΔW。式中, ET為作物耗水量, P為生育期降雨量; ΔW為收獲后與播種前土壤貯水量之差。式中各分量均以mm為單位。

1.3.3 產(chǎn)量 玉米成熟后, 按小區(qū)收獲計產(chǎn), 折算公頃產(chǎn)量。

?

1.3.4 玉米水分利用效率(WUE) WUE = Y/ET。式中, Y為玉米籽粒產(chǎn)量; ET為作物一生的耗水量。

1.3.5 降水利用效率 降水利用效率(WUEr) =籽粒產(chǎn)量(kg hm–2)/生育期降水量(mm)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2003與SPSS16.0軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆膜、溝壟種植方式的水分利用特征

2.1.1 播種期土壤剖面土壤含水量 由圖1可見,3年播種期土壤含水量在年際間、處理間、土層間變化明顯。2009—2011年, 0～200 cm土層土壤含水量呈降低趨勢, 2009年最高, 2010年次之, 2011年最低。處理間, 全膜溝壟作、全膜平作和半膜平作的土壤含水量明顯高于不覆膜平作, 且在0～110 cm土層內(nèi)差異明顯。土層間, 隨著土層的加深, 土壤含水量基本呈降低趨勢; 2009年, 除不覆膜平作處理0～30 cm、半覆膜平作處理0～5 cm水分含量高于土壤穩(wěn)定含水量外, 其余土層各處理0～200 cm土層含水量均高于土壤穩(wěn)定含水量; 2010年110～200 cm土層含水量整體低于土壤穩(wěn)定含水量, 表現(xiàn)出土壤干化現(xiàn)象; 2011年, 干化現(xiàn)象加劇, 干化層上移30 cm,范圍至80～200 cm。表明覆膜有利于土壤保墑, 營造良好的土壤水分環(huán)境, 有利于玉米出苗早發(fā), 但低降水條件下, 玉米連作大量消耗土壤水分, 干化層有上移趨勢, 80～200 cm土壤出現(xiàn)干化。

圖1 2009–2011年土壤剖面的水分含量(%)Fig. 1 Soil moisture (%) profile in 2009-2011

2.1.2 收獲期土壤剖面土壤含水量 在連續(xù)3年降雨稀少的條件下, 玉米連作大量消耗了0～200 cm土層水分, 使同一處理土壤水分呈逐年降低態(tài)勢(圖1)。其中, 2009年各處理含水量均高于土壤穩(wěn)定含水量, 2010年接近土壤穩(wěn)定含水量, 2011年整體低于土壤穩(wěn)定含水量。處理間, 研究期內(nèi)全膜溝壟作與全膜平作的含水量低于半覆膜平作與不覆膜平作, 且降低趨勢強于半覆膜平作與不覆膜平作。土層間,隨著土層的加深, 各處理土壤含水量呈降低趨勢,0～10 cm 受降雨和地表蒸發(fā)的影響, 全膜溝壟作與全膜平作含水量高于半覆膜平作與不覆膜平作,10～200 cm 全膜溝壟作與全膜平作含水量低于半覆膜平作與不覆膜平作。說明同等降水條件下, 盡管地膜覆蓋、溝壟作有良好的集雨、抑蒸、保墑作用,但全膜溝壟作與全膜平作的耗水量較高, 導(dǎo)致收獲期土壤含水量低于半覆膜平作與不覆膜平作。在連續(xù)低降水條件下全膜溝壟作、全膜平作在實現(xiàn)玉米高產(chǎn)出的背后, 多消耗了土壤水分, 隨著連作年限的增長干化程度加劇, 不利于有限降雨資源的持續(xù)利用。

2.1.3 不同處理的0～200 cm土層貯水量動態(tài)

2009—2011年每個生長季關(guān)鍵生育時期[播種期(5月上旬)、拔節(jié)期(6月中旬)、大喇叭口期(7月下旬)、乳熟期(9月下旬)和收獲期(10月上旬)]土壤貯水量如圖2所示。各處理0～200 cm土層3年土壤貯水量呈波動遞減趨勢, 2009、2010年4個處理在每個生育時期的土壤貯水量相對較高, 2011年最低;玉米連作 3年, 不覆膜平作、半覆膜平作、全覆膜平作和全覆膜溝壟作收獲期的土壤貯水量分別為253.8、261.6、244.2和239.4 mm, 較連作開始時降幅分別為15.9%、24.0%、27.5%和29.6%, 整體低于土壤穩(wěn)定貯水量286 mm, 所有處理均出現(xiàn)土壤干燥化現(xiàn)象。說明 3年玉米連作導(dǎo)致土壤干化, 不利于土壤水分的持續(xù)利用。單個生長季的土壤貯水量,2009年呈“M”型變化趨勢, 2010、2011年呈倒“V”型。除2011年外, 拔節(jié)期或大喇叭口期是土壤貯水量峰值出現(xiàn)時期, 此階段過后, 盡管降雨量呈逐漸增大趨勢, 但因玉米處于旺盛生長階段, 土壤貯水量呈遞減趨勢。3年中全覆膜溝壟作、全覆膜平作處理播種期、拔節(jié)期、大喇叭口期的土壤貯水量高于半覆膜平作和不覆膜平作, 有利于玉米出苗、生長。在乳熟期和收獲期, 全覆膜溝壟作、全覆膜平作土壤貯水量低于半覆膜平作和不覆膜平作, 說明全覆膜溝壟作、全覆膜平作通過集雨抑蒸增加土壤貯水量因玉米旺盛生長而抵消。3年內(nèi), 播種期全覆膜溝壟作較不覆膜平作土壤貯水量增加8.7%、15.1%和 6.3%, 全覆膜平作較不覆膜土壤貯水量增加8.9%、11.5%和3.5%, 半覆膜平作較不覆膜平作土壤貯水量增加 6.4%、5.3%和 1.2%, 全覆膜條件下溝壟作、平作的底墑條件優(yōu)于半覆膜平作和不覆膜。收獲期, 土壤貯水量 3年都為不覆膜平作＞半覆膜平作＞全覆膜平作＞全覆膜溝壟作, 全覆膜溝壟作、平作較高的耗水量導(dǎo)致 2009—2011年土壤貯水量分別較不覆膜平作降低5.2%、6.0%, 7.5%、12.9%和4.7%、7.8%。

圖2 玉米生長關(guān)鍵期不同處理0～200 cm土壤貯水量動態(tài)Fig. 2 Effect of different planting treatments on soil water storage at key growth stages of maize in 0–200 cm soil layer處理代號見表1。Treatments described as in Table 1.

2.2 覆膜、溝壟種植的增產(chǎn)效應(yīng)

如圖3所示, 2009、2010年不覆膜平作沒有收獲到籽粒, 2011年籽粒產(chǎn)量為1256.3 kg hm–2, 而覆膜、溝壟種植方式較半覆膜平作具有顯著的增產(chǎn)作用。其中, 平作條件下, 3年全覆膜較半覆膜處理籽粒產(chǎn)量分別增加1354.2、2222.0和579.2 kg hm–2, 增產(chǎn)率為19.2%、45.0%和9.7%; 全覆膜條件下, 溝壟作較平作分別增產(chǎn)928.7、238.2和2186.3 kg hm–2,增產(chǎn)率為11.0%、3.3%和33.5%。全膜溝壟作集成了全膜與溝壟作, 產(chǎn)生明顯的疊加效應(yīng), 較半膜平作分別增產(chǎn)2282.9、2460.2和2765.5 kg hm–2, 增產(chǎn)率為32.3%、49.8%和46.5%。2009—2011年, 疊加效應(yīng)產(chǎn)生的增產(chǎn)作用中, 全覆膜的貢獻分別為59.3%、90.3%和20.9%, 溝壟作的貢獻分別為40.7%、9.7%和 79.1%, 3年 4個處理的平均籽粒產(chǎn)量分別為6203.4、4872.8和 5612.7 kg hm–2, 2009年和 2011年的籽粒產(chǎn)量高于2010年; 同一處理3年的平均籽粒產(chǎn)量, 全膜溝壟作、全膜平作、半膜平作和不覆膜平作分別為 8484.6、7366.8、5981.7和 418.8 kg hm–2,全膜溝壟作顯著高于全膜平作、半膜平作(處理間差異顯著)。以上結(jié)果說明, 連續(xù) 3個平水年, 在連作條件下, 全覆膜溝壟作實現(xiàn)了溝壟作與全膜覆蓋的結(jié)合, 產(chǎn)生疊加效應(yīng), 具有明顯的增產(chǎn)優(yōu)勢和產(chǎn)量穩(wěn)定性, 疊加效應(yīng)中溝壟作與全覆膜對產(chǎn)量的貢獻此消彼長, 連作前 2年全覆膜的貢獻大于溝壟作,第 3年, 溝壟作的貢獻大于全覆膜, 全膜溝壟作有利于水分高效利用。

圖3 不同覆膜方式下玉米籽粒產(chǎn)量Fig. 3 Grain yield of maize under different planting treatments

表2 不同處理下玉米的耗水量(mm)與水分利用效率(kg hm–2 mm–1)Table 2 Evapotranspiration (mm) and WUE (kg hm–2 mm–1) of different treatments

2.3 覆膜、溝壟種植條件下玉米的耗水量與水分利用效率

由表 2可見, 不同覆膜種植方式對玉米的耗水量與WUE有顯著影響, 全覆膜溝壟作、平作能提高玉米的降雨利用效率和水分利用效率。4個處理中,全覆膜溝壟作處理的耗水量最高, 其次為全覆膜平作和半覆膜平作, 不覆膜平作最低; 3年全覆膜壟作較不覆膜平作耗水量增加 15.5%～29.2%, 全覆膜平作較不覆膜平作增加 10.0%～20.8%, 半覆膜平作較不覆膜平作耗水量增加 4.2%～12.6%, 全覆膜溝壟作、平作較半覆膜平作增加 7.9%～15.2%和 5.6%～7.3%, 全覆膜溝壟作較全覆膜平作增加0.6%～7.7%。玉米的降雨利用率, 全覆膜溝壟作較全覆膜平作和半覆膜平作分別提高13.7%和39.5%, 全覆膜平作較半覆膜平作提高22.7%。水分利用效率, 3年全覆膜溝壟作較全覆膜平作和半覆膜平作平均提高 10.7%和31.5%, 全覆膜平作較半覆膜平作提高18.8%。說明, 在同等降水條件下, 全膜壟作、平作增加了玉米耗水量的同時提高了玉米的水分利用效率, 全覆膜、溝壟作的結(jié)合是提高旱區(qū)玉米水分利用效率的有效措施。

3 討論

3.1 覆膜、壟作溝播具有穩(wěn)定的增產(chǎn)作用, 但受降雨量影響波動較大

黃土高原半干旱區(qū)2008—2011年降水變化率的范圍是28.3～118.4 (表3), 屬于平水年, 試驗期間的降水量均低于多年平均值, 總體上冬春季降水較少。冬春連旱不利于玉米的播種和出苗, 5月至9月份降水集中, 且強度大, 其降水量約占全年的 77%,降水季與玉米生長季基本吻合; 2009—2011年玉米生長都遭受了一定程度的干旱脅迫。其中, 2009年與2011年, 4、5月份降雨少, 尤其是2011年, 4月份基本無有效降雨、5月份較同期偏少, 是試區(qū) 60年不遇的大旱年, 玉米遭遇了前期干旱, 但后期降雨較多; 2010年前期降雨多, 后期少, 玉米生長遭受了后期干旱, 影響了玉米灌漿, 制約了產(chǎn)量的提高。年際之間, 3年全覆膜溝壟作、全覆膜平作的產(chǎn)量的變幅區(qū)間在 9341.7～7396.5 kg hm–2和 8413.0～6529.2 kg hm–2, 半覆膜平作在 7058.8～4936.3 kg hm–2波動,這與降水量和播前土壤貯水量、關(guān)鍵生長期降雨量及集雨覆蓋措施有關(guān)[14-15]。2009年各種處理的產(chǎn)量最高, 主要是2008年的降雨量為414 mm, 良好的底墑條件和較高的土壤貯水量作為玉米生長的啟動因子[16], 對后期作物的生長具有補償作用[17], 保證了玉米高產(chǎn)。已有研究表明, 全覆膜條件下, 玉米播種期具有較高的土壤貯水量, 有利于玉米出苗、壯苗,同時地膜覆蓋的增溫、保墑、調(diào)節(jié)水分的運移分配及提高養(yǎng)分吸收利用的作用均可以提高作物產(chǎn)量[18-19]。3年全覆膜條件下溝壟作的產(chǎn)量較平作高。王曉凌等認為溝壟結(jié)合覆蓋的栽培模式可使當季無效和微效的降水形成徑流, 疊加到種植溝內(nèi), 促進水分下滲,改善作物根區(qū)的土壤水分供應(yīng)狀況, 進而提高了產(chǎn)量[20-23]。在 3年連續(xù)降水稀少情況下, 連作第 3年溝壟作對產(chǎn)量的貢獻較大, 半覆膜平作的產(chǎn)量變幅最大, 因為半覆膜在關(guān)鍵期滿足不了玉米生長需、供水關(guān)系, 導(dǎo)致不同階段的干旱脅迫發(fā)生, 影響產(chǎn)量的提高。據(jù)報道全覆膜溝壟作的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性較好,主要原因是溝壟系統(tǒng)[24]能把≤5 mm無效降雨通過增加集雨面積, 有效地輸送至作物根部, 提高了玉米水分的有效性, 同等程度下增強了玉米抗旱性, 增產(chǎn)作用在干旱年份更突出[15,25-26]。全覆膜平作的集雨作用弱于全膜溝壟作, 其產(chǎn)量水平低于全覆膜溝壟作。

表3 2009-2011年試區(qū)降水量Table 3 Rainfall in 2009-2011 in semiarid area (mm)

3.2 覆膜、溝壟作能顯著提高玉米的水分利用效率

旱作農(nóng)業(yè)區(qū)提高水分利用效率主要有兩條途徑:(1)減少耗水量增加作物產(chǎn)量; (2)適度增加耗水量的同時大幅提高作物產(chǎn)量。本研究中, 全覆膜壟作、平作主要通過途徑(2)來提高玉米水分利用效率, 即在增加作物耗水量的前提下, 大幅提高作物產(chǎn)量,其水分利用效率在干旱年和正常年份均高于不覆膜平作, Richards等[27]也有相同的報道。玉米的耗水量受產(chǎn)量水平、品種、栽培條件、氣候等眾多因子的影響[17]。本研究中全覆膜壟作、平作的耗水量高于半覆膜、不覆膜, 玉米耗水量受降水量的影響較大,生育期降水量少, 耗水量相應(yīng)變低, 全覆膜處理減少了玉米生長前期的無效蒸發(fā), 增加了中后期(吐絲至成熟期)蒸騰量, 提高了作物的水分利用效率與降水利用率。2009—2011年, 4種處理土壤貯水量的變化量分別為10.8 mm、0.1 mm和-26.4 mm, 分別占年耗水的 3.8%、0%和 8.8%。處理間, 研究期內(nèi)全覆膜壟作耗水量最高, 全覆膜平作、半覆膜平作次之, 不覆膜平作最低。主要原因是溝壟作增加了集雨面積、全覆膜將土壤蒸發(fā)降到了最低, 有利于提高降雨利用率和水分利用效率。

3.3 玉米連作引起土壤干化

研究指出全覆膜溝壟作對產(chǎn)量的提高具有明顯效應(yīng), 但是一定條件下是以消耗大量的土壤有機質(zhì)、養(yǎng)分和水分為代價[28], 李軍等[29]和劉沛松等[30]認為當土壤含水量低于土壤穩(wěn)定含水量時, 土壤出現(xiàn)干燥化現(xiàn)象。本試驗中土壤穩(wěn)定含水量設(shè)定為土壤田間持水量的一半, 即 14.3%, 土壤穩(wěn)定貯水量為286 mm, 以此來界定干化現(xiàn)象及程度。本研究發(fā)現(xiàn), 玉米種植的第1年土壤無干燥化現(xiàn)象, 連作第2年全覆膜溝壟作處理出現(xiàn)干燥化現(xiàn)象, 連作第 3年,玉米收獲期所有處理均出現(xiàn)干燥化現(xiàn)象。說明在低降水條件下, 土壤干燥化現(xiàn)象與種植模式、連作年限有關(guān)。全膜雙壟溝播較高的耗水量容易導(dǎo)致土壤干化的發(fā)生, 這和王紅麗等[31-32]的研究結(jié)果一致。李軍等[29]認為黃土高原半干旱塬區(qū)玉米地土壤干化是一個短期過程, 在降雨減少不大的條件下可以恢復(fù)。莫非等[33]認為短暫的休耕期可能會緩解土壤干化, 但并不能填補生育期的土壤水分虧缺。本研究中, 連續(xù)低降水沒能使連作玉米產(chǎn)生的干化現(xiàn)象得到恢復(fù), 而產(chǎn)生累加, 導(dǎo)致干化現(xiàn)象加劇。所以,在降水連續(xù)稀少時, 黃土高原半干旱區(qū)玉米較高的生產(chǎn)力可能破壞耕地的持續(xù)生產(chǎn)性, 將給區(qū)域生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來不確定性。不同處理在不同生育時期的土壤貯水量隨降水量波動, 但生長后期各處理土壤貯水量均成下降態(tài)勢, 全覆膜溝壟作最為明顯, 這與全膜溝壟作的高耗水有關(guān)。在土壤縱剖面, 0～10 cm為土壤水分易變層, 李玲玲等[18]認為, 10～50 cm 為土壤水分漸變層, 受耕作和作物生長的雙重影響, 50～200 cm為相對穩(wěn)定層。關(guān)于土壤干層的范圍, 王紅麗等[32]研究發(fā)現(xiàn), 全膜雙壟溝播玉米連續(xù)種植2年后在80～120 cm極易形成干層,本研究發(fā)現(xiàn)玉米連作 2年全覆膜溝壟作的干化層為50～200 cm, 連作 3年后, 土壤干層范圍是 10～200 cm, 干層出現(xiàn)的深度較王紅麗等的結(jié)果增加。其中,干層上移的主要原因是玉米生育后期較低的降水量; 干層下移除降水稀少外與種植年限及種植方式有關(guān)。本結(jié)果是連續(xù)平水年條件下獲得的, 有關(guān)覆膜、溝壟種植在降雨正常年份的水分變化有待進一步研究。

4 結(jié)論

全覆膜溝壟作集成了全覆膜與溝壟作栽培兩項技術(shù), 對玉米產(chǎn)量和水分利用具有明顯的疊加效應(yīng)。連續(xù) 3個平水年, 全膜溝壟作較半膜平作增產(chǎn)2282.9、2460.2和2765.5 kg hm–2, 增產(chǎn)率為32.3%、49.8%和46.5%; 其中, 全覆膜的貢獻分別為59.3%、90.3%和20.9%, 溝壟作的貢獻分別為40.7%、9.7%和 79.1%。疊加效應(yīng)中全覆膜與溝壟作對產(chǎn)量的貢獻呈此消彼長態(tài)勢, 連作前 2年全覆膜的作用大于溝壟作, 連作第 3年溝壟作的作用大于全覆膜。連作 3年全覆膜溝壟作 WUE較全覆膜平作和半膜平作分別提高 10.58%和 25.20%。全覆膜條件下溝壟作、平作提高水分利用效率的途徑主要是適度增加耗水量的同時大幅提高玉米產(chǎn)量。在 3年連續(xù)降水低于年均降水量情況下, 隨著連作年限的增長, 土壤貯水量呈遞減趨勢, 連作第2、3年收獲期全覆膜溝壟作、平作較連作土壤貯水量分別降低 37.1%、44.0%和 35.5%、40.9%, 在每個生長季內(nèi)全覆膜溝壟作、平作有效地提高播種期土壤貯水量, 分別較不覆膜平作增加 6.3%～15.1%和 3.5%～11.5%, 有利于玉米早發(fā)快生, 但較高的耗水量導(dǎo)致收獲期土壤貯水量明顯低于不覆膜平作, 降幅達6.0%～12.9%和4.7%～7.5%。存在土壤干燥化風險。

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