杨世佳　潘中涛　陈瑾　张毅　汪朝明

摘要：为探讨地膜覆盖方式的增产因素，完善黔中山区玉米地膜覆盖栽培技术，采用田间试验法，以露地直播（CK）为对照，比较侧膜覆盖（A）、宽行覆盖（B）、全膜双垄沟播（C）等3种覆膜方式对土壤水分、温度以及玉米根系、产量的影响。结果显示：覆膜方式有保水、增温的作用，覆膜方式提高土壤水分1.4%～3.5%，增高土壤温度1.7～3.8℃，缩短了玉米生育期5 d。总根干质量表现为C>B>A>CK，均随着土壤深度逐渐下降。覆膜方式（A、B、C）的株高和穗位高分别比CK增加了9.20%、7.70%、8.24%和13.56%、9.87%、13.11%，茎粗略有提高，叶夹角相反；玉米穗长、穗粒数及百粒质量分别增加了9.45%、10.96%、12.91%，8.40%、9.35%、9.80%和1.97%、2.15%、2.06%；纯经济收入分别增加了25.11%、29.62%和18.84%。覆膜方式通过改善土壤微环境、促进根系生长、营造良好群体结构等因素来提高玉米产量，增加经济收入。

关键词：玉米；覆膜；产量；经济效应；根系；水分；温度

中图分类号：S513.04 文献标志码：A 文章编号：1002—1302（2016）01—0119—03

近年来西南地区干旱频发，继2006年、2007年之后，2010—2012连续3年均大范围发生严重干旱，在玉米播种期温度异常，降雨不足，导致出苗不齐；玉米灌浆期温度偏高、严重缺水，影响玉米灌浆，给玉米生产带来严重影响和巨大损失。2013年贵州的干旱尤其严重，大部分地区玉米颗粒无收。地膜覆盖栽培措施，具有阻碍土壤蒸散、改善土壤的水、热和养分条件，以增温、保墒栽培模式，应用范围已经扩大到所有适宜的区域和作物，并取得了显著的增产效果。国内以北方干旱地区的覆膜栽培技术最为成熟，已经成为北方旱作农业生产中协调水热资源重要的栽培措施之一。在贵州覆膜技术应用于烟草、辣椒、马铃薯等作物生产较多，在玉米生产的应用较少，在连续多年的干旱迫切要求下，寻求适应干旱条件的玉米栽培措施亟待解决。因此，本研究以耐瘠抗旱玉米品种安单3号为材料，通过比较不同覆盖方式对玉米水温、增产及经济效应的影响，有利于在农业生产中因地制宜，解决面临的主要问题，在生产上合理选择不同覆盖耕作，为当地玉米的科学生产提供理论依据和指导。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2014年5—11月在安顺市农业科学院试验基地进行。试验地耕层土质为黄壤土，土壤理化性状：pH值5.20，有机质含量12.45g/kg，碱解氮含量84.10 mg/kg，有效磷含量24.23 mg/kg，速效钾含量45.65 mg/kg。前作为绿肥。选用当地主推玉米品种安单3号为材料。

1.2试验设计

试验采用随机区组设计，共4个处理：（1）露地直播（cK）。整地后开沟直接播种，不覆盖地膜，等行距80 cm。（2）侧膜覆盖（A）。起等距底宽80 cm、高15～20 cm的垄，采用80 cm宽的地膜覆盖垄面，玉米播种于膜两侧。（3）宽行覆盖（B）。宽窄行100 cm：60 cm，宽行上覆膜、双行播种，采用120 cm宽地膜。（4）全膜双垄沟播（c）。宽窄行，宽行80 cm、窄行40 cm，大小垄相接处形成播种沟，用150 em地膜边起垄边覆膜，膜与膜之间不留空隙，相接处用土压住地膜。

各处理人工覆膜、播种，每个处理3个重复，4行区，行长5 m，播种密度49 500株/hm²。5月4日播种，播种前施有机肥1.5 t/hm²，基肥（复合肥，N、P₂O₅、K₂O含量均为15%）375 kg/hm²。追肥（尿素）分为2次施入，第1次于苗期（150 kg/hm²）；第2次于大喇叭口期（225 kg/hm²），其他管理与当地实际一样。

1.3测定项目

（1）土壤温度和水分。于苗期、拔节期、吐丝期、灌浆期和乳熟期，使用手持农业气象检测仪（TNHY-D，托普公司）测量，于晴天10：00—11：00、15：00—16：00分别测定行间土层10 cm的温度、水分，每个小区连续测3个数值，最后将2个时间段的值平均即为当天的数值。（2）根干质量。于吐丝期采用双向切片法取样，连续取2株。以第1株与第2株的1/2株距处到第3株与第4株的1/2株距处为长，以1/2行距为宽，挖长方形样方分层取根，每20 cm 1层，取根深度均为80 cm，将每层所取的土层分别装入网袋，用水冲洗根系，剔除杂质并捡出死根后，80℃烘干至恒温称根干质量。（3）于乳熟期调查植株农艺性状，分别调查株高、穗位高、茎粗。（4）成熟期测定产量，实收4行测产，每小区取10穗调查穗部性状。数据采用2010 Excel及SPS 11.5软件进行分析。

2结果与分析

2.1不同覆膜方式对玉米生育期的影响

表1所示，覆膜方式下玉米整个生育期提前5 d，其中播种至出苗提前3 d，拔节至成熟期提前了2 d，不同覆膜方式之间的影响一样，说明覆膜方式引起的生育期提前，主要作用于播种至出苗阶段。由于在玉米封行之前，植被覆蓋度低，太阳光照射区域广，且薄膜在初期受损程度也低，土壤表层温度、水分等微环境改善明显，进而促进了作物出苗。在生育后期，玉米前期建立良好的群体，及其土壤微环境的改善，同样也加速了生育进程。

2.2不同覆膜方式对土壤水分、温度的影响

由图1可知，随着玉米生育期的进程，水分呈单峰趋势，均以吐丝期的水分最高，4个处理的趋势一致。与CK相比，3个覆膜方式（A、B、C）在苗期、拔节期、吐丝期、灌浆期、乳熟期的土壤水分分别高了2.3%～4.1%、3.1%～3.5%、1.4%～2.4%、2.7%～4.1%、2.5%～3.3%，且3个覆膜方式土壤在各生育期均显著高于CK，以C>A>B，3个覆膜方式之间的差异不显著，说明覆膜方式有保墒作用。图1还显示，随着玉米生育期的进程，温度呈单峰趋势，均以吐丝期至灌浆期的温度较高，处于23～28℃之间，4个处理的趋势一致。与CK相比，3个覆膜方式（A、B、c）在苗期、拔节期、吐丝期、灌浆期、乳熟期的土壤增温为3.1～3.8℃、3.0～3.6℃、3.0～3.7℃、3.0～3.5℃、1.7～2.2℃，且3个覆膜方式土壤温度在各生育期均显著高于CK，以C>A>B，说明覆膜方式能够显著提高土壤温度，但增温效果因生育期进程及不同覆膜方式有所不同，在吐丝期之前的增温高于吐丝期之后，因为玉米封行前后阳光直射于薄膜的程度不同所致。土壤温度、水分均以C>A>B>CK，由田间覆膜程度不同引起土壤蒸腾作用、呼吸作用及热量传递、水分循环等因素的不同导致。

2.3覆膜方式对玉米根系的影响

表2显示，4个耕作方式玉米的总根干质量均随着土壤深度增加逐渐下降。3个覆膜方式玉米的根干质量在每个土层几乎都高于CK，其中在0～20 cm土层中，A、B、C根干质量比CK分别增加了12.53%、10.57%、14.07%，且差异均显著，即覆膜方式能够促进玉米根系的生长，且于0～20 cm土层中的作用较明显。在0～20 cm土层中，覆膜方式根干质量所占比例高于CK，20～60 cm中相反。说明玉米根系主要集中于0～20 cm土层中，且覆膜方式耕层的玉米根系发育较CK的旺盛，因为覆膜使耕层水分增加，能滿足根系的生理需求，未覆膜方式根系只能向深处吸水才能满足生理需求。

2.4覆膜方式对玉米产量的影响

从表3可知，覆膜方式对玉米农艺性状的影响以株高、穗位高较为明显，3个覆膜方式（A、B、C）的株高和穗位高分别比CK增加了9.20%、7.70%、8.24%和13.56%、9.87%、13.11%，差异均显著；茎粗略有提高，叶夹角相反，覆膜方式的玉米植株表现为良好的冠层结构，能够更好地接受阳光，进行光合作用，提供高产的可能。3个覆膜方式（A、B、C）玉米的产量均高于对照，处理分别增加了11.24%、10.78%、14.37%，差异均显著。玉米的产量以C>A>B，但三者之间的差异均未显著。玉米穗部性状的影响以穗长、穗粒数、百粒质量较为明显，3个覆膜方式（A、B、C）下3个指标比CK分别增加了9.45%、10.96%、12.91%，8.40%、9.35%、9.80%，1.97%、2.15%、2.06%，差异均显著，说明覆膜方式通过增加穗长、提高穗粒数和百粒质量以致提高玉米产量。

2.5覆膜方式对玉米经济效应的影响

3个覆膜方式与对照在肥料、农药、机耕的投入相同，覆膜方式比对照多用地膜物资，各种覆膜栽培方式的理论覆盖度不同，综合覆膜方式用工覆膜、回收地膜、免中耕用工，A、B、C处理分别比对照少用工22.5、22.5、7.5个/hm²。经济效应如表4所示，3个覆膜方式（A、B、C）的产量带来的产值均高于CK，分别增加了11.24%、10.78%、14.37%，综合物资分别多了51.41%、32.13%、64.27%，劳动力投入分别少了25.0%、25.0%、8.33%，总投入分别多了0.32%、-4.07%、10.85%，纯经济收入分别增加了25.11%、29.62%、18.84%。综合产值与投入，覆膜方式的纯经济收入均高于对照，以B>A>C。

3总结

3.1覆盖栽培下土壤温度、水分效应对玉米生长的影响

本研究显示，覆膜方式的土壤水分、温度均高于露地直播，且以玉米生长前期的幅度较大，这结果与多数研究的结果一致。地膜覆盖下垫面区域的土壤与大气隔离开来，抑制了2个区域的热交换和水分交换，土壤表层中的通过增温大量蒸发，凝结在地膜内壁，大大减弱了长波辐射，而短波辐射基本不受影响，导致薄膜内土壤表面以上的狭小空间温室效应大大增强，膜内空气温度和土壤表层温度较高，土壤温度的变异对水汽在土壤孔隙中的运移起重要作用，通过表层和深层温度变化率的异同和变化规律，加大了膜下的相对湿度，提高了土壤含水量；地膜覆盖增加了土壤温度，保蓄了土壤分水，增强了玉米生长和抗旱能力，同时，也加快了作物的同化速率，从而促进玉米提早成熟。已证实作物根系吸收养分需要通过呼吸作用提供能量，土壤的呼吸作用强度（包括根系和微生物）作用直接影响到吸收养分的能力，耕层土壤温度与土壤呼吸速率呈显著的线性关系，一定的范围内（玉米一般在30℃左右）土壤呼吸速率随着土壤温度的升高而加快，覆膜方式增加温度，从而提高土壤呼吸作用，进一步促进根系、植株的生长。

3.2覆盖栽培对玉米产量的影响

关于覆膜方式能够提高玉米产量的结果与多数研究者的结果一致，而对穗部性状的研究有所差异，有的研究认为玉米有效穗数、穗粒数和百粒质量是提高产量的主要因子，也有些认为增产来自穗长、穗粒数、百粒质量的提高，本研究与后者的结果一致。作物产量及构成的差异取决于该地区该时段的降水情况、土壤含水量及作物生育期的长短，玉米生长大部分的养分都来自于土壤，由于覆盖提供了良好的水、热条件，促使土壤微生物的活动增强，土壤可吸收态养分增加，田问相对湿度提高也能有效提高氮素利用效率和叶片利用率，有利于玉米根系的吸收利用，促进玉米生长发育，也有利于玉米胚乳生长期形成较多的籽粒数和较为粗壮的果穗，从而获得高产。覆膜方式提高产量带来产值的增加，同时减少中耕用工，但地膜物质的增加，综合投入与产值，覆膜方式的纯经济效应比CK（露地直播）的高，3个不同覆膜方式的纯经济效应以B（宽行覆膜）>A（侧膜覆盖）>C（全膜双垄沟播），鉴于日常管理的便利、经济效应收入，建议实际生产中采用B（宽行覆膜）。