地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)土壤溫度及高粱生長的作用效應(yīng)

摘要 為進(jìn)一步豐富和完善地膜覆蓋免放苗栽培技術(shù)，以高粱為指示作物，采用大田試驗(yàn)的方法，測(cè)定了地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)土壤溫度、高粱出苗、主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)土壤的增溫保溫效應(yīng)明顯，0～25 cm土層溫度保持在23.90～15.62 ℃，較露地增溫3.97～2.24 ℃，利于高粱出苗及壯苗。地膜覆蓋免放苗栽培所涉及的地膜種類及其厚度對(duì)高粱主要農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量均有明顯影響，以厚度為0.010 mm的普膜覆蓋表現(xiàn)最好，高粱的出苗率超過93.0%，生育期較露地提前10 d，增產(chǎn)51.95%，莖、穗部性狀有明顯改善，可大面積推廣應(yīng)用;降解膜覆蓋也有較好的表現(xiàn)，高粱的出苗率達(dá)到89.4%，生育期較露地提前5 d，增產(chǎn)29.61%，莖、穗部性狀也有明顯改善，但該種地膜成本較高、分解較快、保墑性較差、雜草危害較重，因此應(yīng)用受限;銀灰雙色膜和黑色膜覆蓋，高粱的莖、穗部性狀表現(xiàn)較好，但明顯影響出苗，出苗率不足85%，不宜推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 地膜覆蓋;免放苗;土壤溫度;高粱生長;效應(yīng)

Abstract In order to further enrich and improve the technology of plastic mulching and no seedling cultivation， taking sorghum as an indicator crop， we carried out field experiment to determine the effects of plastic mulching and no seedling cultivation on soil temperature and emergence rate， major agronomic traits and yield of sorghum at the drought area of eastern Gansu Province. The results showed that the technology of mulch over and no seedling cultivation significantly improved and preserved the soil temperature. The soil temperature at 0-25 cm soil depth was maintained at 23.90-15.62 ℃， which increased by 3.97-2.24 ℃ compared with the control group， which suggested that the technology of plastic mulching and no seedling cultivation was beneficial to the emergence rate of sorghum and strong seedlings. Different types and thicknesses of plastic mulch used in the technology of plastic mulching and no seedling cultivation had a significant impact on the main agronomic traits and yield of sorghum. Compared to the control group， the group of a mulch thickness of 0.010 mm showed the optimal production performance. The emergence rate of sorghum exceeded 93.0%， the growth period was 10 d earlier， and the yield increased by 51.95%. Furthermore， the stems and ears of sorghum were significantly improved compared with the control groups， suggesting that it was a highly efficient planting model and would be promoted in large areas. In addition， the group of degradation film cover also showed superior performance than control group. The emergence rate of sorghum was 89.4%. The growth period was 5 days earlier， and the yield increased by 29.61%，the traits of stems and ears also improved significantly. While this kind of plastic mulching had higher cost， faster decomposition， poorer moisture retention， heavier weed damage and limited application. The group of silvergray doublecolor film and black film was beneficial to the stems and ears of sorghum， but the emergence rate was less than 85%. Therefore， these two types of plastic mulching should not be widely promoted.

Key words Plastic film mulching;No seedling release; Soil temperature;Sorghum growth;Effect

地膜覆蓋免放苗栽培技術(shù)[1]是采用單壟種植，先播種后覆膜，然后給播種行膜面覆土的一種種植方式。該技術(shù)巧妙利用作物的趨光性及其錐狀芽鞘鉆透地膜的特性，不采用人工破膜放苗，實(shí)現(xiàn)作物自己頂膜出苗。該技術(shù)保證了地膜的完整性，出苗率高、壟面無雜草、保水保肥、節(jié)本效應(yīng)十分顯著。該技術(shù)能有效解決目前地膜覆蓋栽培模式中需要人工放苗、填洞及膜孔雜草叢生等一系列問題[2-5]，也彌補(bǔ)了地膜覆蓋穴播種植中雜草掀膜的困擾[6-7]，極大限度地提高了地膜覆蓋的水肥利用率，因此推廣意義很大。該技術(shù)成功運(yùn)用于高粱、玉米、谷子、糜子、小麥等禾本科糧食作物。目前，該技術(shù)的相關(guān)報(bào)道很少，李鐵山等[8]、楊忠娜等[9]、楊來勝等[10]進(jìn)行了相關(guān)研究，但所涉及的地膜厚度均低于0.010 mm，與農(nóng)用地膜國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)[11]相關(guān)規(guī)定不符。為進(jìn)一步豐富和完善地膜覆蓋免放苗栽培技術(shù)，筆者以高粱為指示作物，采用大田試驗(yàn)的方法，測(cè)定了地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)土壤溫度、高粱出苗、主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，為地膜覆蓋免放苗栽培技術(shù)大面積推廣應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在平?jīng)鍪邪姿?zhèn)馬蓮村平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地（106°70′E，35°55′N）進(jìn)行，該地屬大陸性季風(fēng)氣候，海拔1 182 m，年均氣溫8.0 ℃，無霜期 172 d，>10 ℃的積溫 2 800 ℃，持續(xù) 150 d左右，年均降水量500 mm左右，全年60%的降雨集中在7—9 月，春旱嚴(yán)重，倒春寒時(shí)常發(fā)生，栽培區(qū)屬于典型的西北半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)。試驗(yàn)土壤為黃綿土，pH 7.68，土壤有機(jī)質(zhì)20.53 g/kg、速效氮67.00 mg/kg、速效磷62.00 mg/kg、速效鉀100.39 mg/kg。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，耕層深厚，前茬為胡麻。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用普通無色透明地膜（以下簡(jiǎn)稱普膜）規(guī)格分別為70 cm×0.008 mm、70 cm×0.010 mm、70 cm×0.012 mm 和70 cm×0.014 mm，黑膜、銀灰雙色膜均為70 cm×0.012 mm，降解膜為70 cm×0.010 mm，4種地膜均由天水市寶塑業(yè)公司生產(chǎn);高粱品種為吉雜127，由吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成，芽率99%;過磷酸鈣含磷量為6% ，由云南省紅河州磷肥廠生產(chǎn);尿素含氮量為46%，由中石油蘭州石化公司化肥廠生產(chǎn)。0～25 cm土壤溫度計(jì)共2組，由衡遠(yuǎn)儀器儀表有限公司生產(chǎn)。

1.3 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)土壤溫度影響試驗(yàn)。設(shè)普膜（厚度0.010 mm）覆蓋免放苗栽培和露地栽培2個(gè)處理，后者為對(duì)照，小區(qū)面積5.0 m×1.2 m，栽培方法見表1。

1.3.2 地膜厚度對(duì)高粱出苗影響試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)不同普膜厚度處理，分別為0.008、0.010、0.012、0.014 mm和露地（CK）。栽培方法見表1，各處理隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)3壟6行，面積5.0 m×3.6 m。

1.3.3 地膜種類對(duì)高粱出苗及主要農(nóng)藝性狀的影響試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)普膜（0.010 mm）、黑膜（0.012 mm）、銀灰雙色膜（0.012 mm）和降解膜（0.010 mm）覆蓋免放苗栽培4個(gè)處理，另設(shè)露地栽培為對(duì)照（CK），栽培方法見表1，各處理隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)3壟6行，面積5.0 m×3.6 m。

上述試驗(yàn)在前茬作物收獲后，及時(shí)深耕曬垡;翌年4月26—30日，一次性施入腐熟純牛糞25 000 kg/hm2、磷酸二銨375 kg/hm2，旋耕和平整地塊后依次進(jìn)行劃行、起單壟、播種、覆膜、播種行膜面覆土（表1）。間苗時(shí)每穴選留1株健壯植株;拔節(jié)期和抽穗期分別追施1次尿素，施入量分別為150和100 kg/hm2。高粱生長過程中不去除分蘗、不灌水。其他管理同大田。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.4.1 土壤溫度測(cè)定。播種、覆膜和覆土后，將溫度計(jì)從播種行間垂直插入土壤內(nèi)并逐日記載不同土層的溫度，共觀察15 d。每天依次在07：00、09：00、11：00、13：00、15：00、17：00和19：00 分別記載0～5、5～10、10～15、15～20、20～25 cm土層的溫度值。

1.4.2 出苗率測(cè)定。露地栽培區(qū)高粱出苗結(jié)束后，調(diào)查各小區(qū)的出苗情況，逐小區(qū)記載出苗數(shù)，計(jì)算出苗率：出苗率（%）=[（小區(qū)出苗數(shù)/小區(qū)播種粒數(shù)）]×100。

1.4.3 植株主要農(nóng)藝性狀測(cè)定。系統(tǒng)記載高粱播種期、出苗期、成熟期，計(jì)算生育期;高粱成熟后，測(cè)定株高、莖粗、穗長、穗柄長等。具體按《全國高粱品種區(qū)域試驗(yàn)調(diào)查記載項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。

1.4.4 籽粒性狀及產(chǎn)量測(cè)定。高粱成熟后，每小區(qū)收獲中間4行進(jìn)行計(jì)產(chǎn)，收獲面積12 m2。按小區(qū)測(cè)定穗粒重和千粒重。每小區(qū)隨機(jī)稱取20穗的籽粒重，計(jì)算穗粒重;每小區(qū)隨機(jī)稱取500粒重，重復(fù)3次，計(jì)算千粒重。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2007對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪圖;釆用SPSS 19.0進(jìn)行方差分析。數(shù)據(jù)均采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)土壤溫度的影響

由圖1可知，免放苗栽培模式下地膜覆蓋區(qū)0～25 cm土層溫度顯著高于露地， 0～5、5～10 cm土層隨氣溫的變化最活躍，10～15、15～20、20～25 cm土層隨氣溫的變化逐漸趨于平緩。

從表2可以看出，免放苗栽培模式下地膜覆蓋區(qū)0～25 cm土層溫度保持在23.90～15.62 ℃，較露地增溫3.97～2.24 ℃。2個(gè)處理各土層平均溫度由高到低依次均為5 cm>10 cm>20 cm>15 cm>25 cm。

2.2 地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)高粱出苗的影響

2.2.1 地膜厚度對(duì)高粱出苗的影響。 從表3可以看出，在地膜覆蓋免放苗栽培模式下，高粱出苗率隨地膜厚度的增加呈下降趨勢(shì)。其中，0.008和0.010 mm厚度的高粱出苗率較高，分別達(dá)到95.1%和94.0%;厚度超過0.010 mm時(shí)出苗率明顯下降，均低于82.0%。

2.2.2 地膜種類對(duì)高粱出苗的影響。

從表4可以看出，地膜覆蓋免放苗栽培模式下，普膜和降解膜覆蓋的出苗率較高，分別為93.8%和89.4%;黑色膜和銀灰雙色膜覆蓋明顯影響高粱出苗，出苗率不足85.0%。

2.3 地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)高粱主要農(nóng)藝性狀的影響

2.3.1 地膜種類對(duì)高粱物候期的影響。從表5可以看出，在地膜覆蓋免放苗栽培模式下，普膜、黑色膜、銀灰雙色膜、降解膜均有促進(jìn)高粱提早出苗和成熟的作用。與露地栽培處理比較，4種地膜均使高粱出苗期提早6 d，生育期提前5～12 d，以普膜和銀灰雙色膜的效應(yīng)最明顯，黑色膜和降解膜次之。

2.3.2 地膜種類對(duì)高粱莖、穗部性狀的影響。

由表6可知，從高粱的莖部性狀來看，地膜覆蓋免放苗栽培模式下，與露地相比，普膜、黑色膜、銀灰雙色膜、降解膜均可極顯著降低株高、增加莖粗，株高降幅16.7～23.9 cm，莖粗增幅3.65～8.00 mm，銀灰雙色膜、普膜、黑色膜的降高效應(yīng)最明顯，銀灰雙色膜和降解膜的增粗效應(yīng)最顯著;從高粱的穗部性狀看，地膜覆蓋免放苗栽培下，普膜、黑色膜、銀灰雙色膜、降解膜均較露地有極顯著增加穗長、增大穗粒重和提高千粒重的作用，穗長、穗粒重和千粒重增幅分別達(dá)到0.58～2.00 cm、17.06～33.73 g和0.94～4.70 g，其中銀灰雙色膜的穗長最長，千粒重最大，黑色膜穗粒重最大;普膜、黑色膜和降解膜的穗柄均較露地顯著縮短，幅度為0.66～2.03 cm，銀灰雙色膜的穗柄較露地略有增長。

2.4 地膜種類對(duì)高粱產(chǎn)量的影響 從表7可以看出，地膜覆蓋免放苗栽培模式下，普膜、黑色膜、銀灰雙色膜、降解膜均較露地有極顯著增產(chǎn)作用，增幅為51.95%～29.61%。其中，普膜和銀灰雙色膜增產(chǎn)幅度較大，分別為51.95%和42.47%;黑色膜和降解膜產(chǎn)量次之。

3 結(jié)論與討論

白志剛[12]研究指出，高粱種子發(fā)芽最低溫度為4～7 ℃，最高溫度為20～30 ℃。杜社妮等[13]、劉凱等[14]研究表明，地膜覆蓋在玉米的生育前期有明顯的增溫效果， 作物苗期5～25 cm 土層的土壤日平均溫度比對(duì)照提高2.2～3.0 ℃，有利于玉米壯苗。該試驗(yàn)結(jié)果顯示，地膜覆蓋免放苗栽培0～25 cm 土層平均溫度為23.90～15.62 ℃，較露地栽培區(qū)顯著增溫3.97～2.24 ℃，保證了高粱種子出苗所需的溫度條件;不同土層溫度由高到低為5 cm>10 cm>20 cm>15 cm>25 cm，該結(jié)果與漆永紅等[15]的研究結(jié)論相似。由此得出，地膜覆蓋免放苗栽培對(duì)高粱播種出苗期的增溫保溫效應(yīng)明顯，為高粱出全苗、長壯苗、獲高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

出苗率、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量三者之間緊密相關(guān)[16-19]。①厚度為0.010 mm的普膜高粱出苗率較高（93.8%～94.0%）、成苗能力較強(qiáng)[20]，較露地提高了4.6%～5.1%、生育期提前10 d、增產(chǎn)51.95%、其他農(nóng)藝性狀也具有較優(yōu)良的特點(diǎn)，因此0.010 mm地膜是該栽培技術(shù)條件下的首選地膜。②厚度為0.008 mm 地膜高粱出苗率95.1%，在參試地膜中出苗率最高，但其厚度低于0.010 mm，與2018年5月1日頒布實(shí)施的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)用地膜》規(guī)定不符，厚度為0.012和0.014 mm 的地膜高粱出苗率較差、缺苗較大，因此0.008、0.012 和0.014 mm這3種厚度地膜不適合在該技術(shù)中應(yīng)用。③降解膜覆蓋高粱出苗率較高，為89.4%，具有降低株高、增加莖粗、優(yōu)化農(nóng)藝性狀的作用，成熟期較露地提前5 d，增產(chǎn)29.61%，但因分解較快，高粱拔節(jié)后其生態(tài)條件與露地相同，壟面易受雜草危害，因此該膜應(yīng)根據(jù)使用目的酌情運(yùn)用[21]。④銀灰雙色膜株高接近150.00 cm，莖稈粗壯、成熟最早、生育期最短、穗子最長、穗柄最長、千粒重最大、產(chǎn)量較高[22-26]，因此耐倒伏，適宜機(jī)械收獲且高產(chǎn)。但由于出苗率比露地低5.8%，因此在地膜覆蓋免放苗栽培中的應(yīng)用受限。銀灰雙色膜對(duì)高粱主要農(nóng)藝性狀具有明顯的改善效應(yīng)，因此可在地膜覆蓋人工放苗栽培中推廣應(yīng)用。⑤黑色膜也有降低株高、增加莖粗、增大穗粒重、縮短穗柄，增加產(chǎn)量等明顯特點(diǎn)，但出苗率比露地低5.4%，因此該膜也不建議在該技術(shù)條件下運(yùn)用。此外，目前可供農(nóng)作物栽培的地膜種類很多，該試驗(yàn)僅選擇了4種地膜，因此地膜種類還有很大的試驗(yàn)擴(kuò)展空間，今后還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行深化研究，從而篩選出更適合免放苗栽培的地膜種類，為當(dāng)?shù)馗吡坏啬ぴ耘嗵峁└咝У募夹g(shù)支撐。

該試驗(yàn)栽培區(qū)屬于典型的西北半干旱農(nóng)業(yè)區(qū)，其生態(tài)、氣候條件、土壤狀況、栽培技術(shù)、管理水平[27-29]等在甘肅東部地區(qū)具有代表性，因此該研究結(jié)果可為相同或相近地區(qū)的地膜覆蓋高粱生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

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