【摘  要】地膜覆盖能起到显著的增温保墒、增加农作物产量、增水等作用。本论文在这一背景下展开讨论，对不同类型地膜覆盖玉米农田生态效应进行分析，供参考。

【关键词】地膜覆盖;玉米农田;生态效应

一、引言

从七十年代开始，我国部分农产区就已开始对地膜覆盖技术的推广与普及，因其增温保墒、保肥等效果在实践过程中被广大农民所认同。其作用主要在于：

1）可减少土地表层水分的无效挥发，从而大大提高了土地水分浓度，并促进中、低水分向上转移，从而大大提高农田水资源的利用率;

2）利用增强反射光来增强粮食作物的光合强度，改变土地和大气环境间的热能交换，有效控制盐量并向表层土地转化，对杂草和部分害虫产生了明显的抵抗效果;

3）显著提高土壤温度，改变土壤结构和细菌的生长环境，进而直接影响土地养分转换与吸收，从而提高土壤肥力;

4）覆膜技术还可缩短经济作物的生育周期，特别是在出苗期表现，促使植株根系迅速繁殖，从而提高经济作物生理指标，进而取得增产增收的效益^[1]。

二、试验方法设计

（一）实验设计

在山西省某实验基地开展了多次不同类型的地膜遮盖实验，先后完成了一般地膜遮盖（P）、渗透地膜遮盖（SS）、光分解地膜遮盖（SW）、生物分解地膜遮盖（SW）和不覆膜（CK）等五个处理过程，其中地膜的遮盖时期为春小麦全生长期，每一个处理过程均采用了三个重复，总处理的小区面积115m²。旋耕法播种量大，采用后沟播覆膜放苗，分别在2019年五月十八日进行农田播种，在十月十六日完成农田实验苗收割;在2020年五月四日进行农田播种，在九月二十九日完成实验苗收获。在试验过程中，选用一般地膜厚0.008mm，该地膜由三水渗膜技术中心研发与制造，厚0.008mm;光解土壤地膜选用由吉林喜丰塑业生产和制造的地膜成品，其厚约0.0079mm;而生物降解地膜厚度约为0.0059mm^[2]。

（二）项目和方法的确定

1.土壤温度测定

每轮生长期为三天，每日6：00～18：00，每2小时测量一次，并完成详细的记录。由于三年测定的土表5cm和10cm处的土温变化规律相同，而15cm和20cm处的土温变化规律也极为相似，故在数据分析步骤中选择具有标志性的5cm（播种深入）和15cm（根系密集）及25cm处的土层地温做代表。

2、土壤水分测定法

在玉米生长的不同阶段，从田间取土钻取新鲜土样（每20cm取一次，取3m深），使用铝盒干燥称重法测量土壤重量，准确至0.01g。土重含水率=（m1-m2/m2-m0）×100%，式中值：m0—干燥空铝盒重（g）;m1—干燥前的铝盒和土样重量（g）;m2—干燥铝盒及土样重量。

3、土壤中酶活性测定

对玉米不同的生长期，如玉米苗、拔节、大喇叭口、成熟期，通过在玉米试验农田田间钻取新鲜土壤样品，经自然风干，经磨粉过筛后备用。

脲酶活力的测定方法：酚类钠-次氯酸钠比色法;碱性磷酸酶活力：用磷酸苯二钠法;过氧化氢酶活性：高锰酸钾滴定;硝酸还原酶活性：2，4-二硝基酚比色法和亚硝酸还原酶活性。

4、玉米苗全量营养元素测定

收割后取玉米样本进行数据计算比对，对稻草、叶、穗轴、籽粒等部分进行称量干燥，用不锈钢粉碎机研磨，在试验室内使用浓H₂SO₄-H₂O₂消煮法。

5、玉米生长指数测定

抽样调查记录了每一处理田地的出苗率，并在每个生育时期抽取记录株高，以供春播后测量。

6、土基养分测定

于玉米不同的生长阶段取土样，经自然风干处理，经自然干燥处理，经1mm以上的磨粉已留后用。利用pH计测定不同处理的pH值，分别采用重铬酸钾容量法（有机质）、0.5mol/L碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法（有效磷）、1mol/L的NH4AC浸提—火焰光度法（速效钾）、凯氏消煮定氮蒸馏法（全氮）、HC_lO₄-H₂SO₄法（全磷）、KaOH/L（碱解法）、KiOOH（全磷）、KAO（全钾）、硫酸肼法（硝态氮）等。

7、玉米产量测定

每一年玉米收获期，对两块试验田进行农田实验苗取样，并根据试验确定每一块玉米实际收获量，并用称量换算每一处理玉米产量（kg/hm²）。

三、不同类型覆膜对玉米田生态效应的影响

（一）不同类型覆膜对土壤温度的影响

地膜覆盖可以改变地表辐射以及有效减少土壤蒸发，在一定程度上可以改善农田小气候，并且其水热变化表现出特殊的规律。试验结果表明，在不同生育期，每一处理都表现出不同特征。一般地膜处理的覆盖物不容易被风吹坏，其抗拉强度高，封闭能力强，所以在生长过程中可以更好地抑制土壤水分的蒸发;但是，对渗水层的膜层又不能充分利用。地膜热渗透技术主要是为了克服大小规模的雨水不能进入地膜下并被有效蒸发，以及过度抑制土壤空气这两大问题。

（二）不同覆膜类型土壤脲酶活性的研究

地膜覆盖对农田生态效应中的水热条件、空气通透性有影响作用。另外，作物生长及施肥等因素对土壤酶活性有重要影响。覆膜处理使土地中脲酶和过氧化氢酶的活力下降，但土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶活力增强，这和本文的研究结论相吻合。结果表明，土壤脲酶与过氧化物脱氢酶浓度的減少，主要是由于土壤水分覆盖后含水量增大，而玉米的生长发育较旺盛，使玉米植物根系与土地通气功能增强，CO₂分压增大，土地抗氧化还原电位减少，尤其是在涂布薄膜后土地pH值减少，从而抑制了土壤脲酶与过氧化氢酶的活力。结果表明，当水稻覆膜后氮、磷的浓度有所提高，作物生长更旺盛，根系呼吸强度也有所提高。通过对土壤水热产量等资料分析，发现土壤酶活性变化与水和热量、作物生长及地膜降解之间存在着明显的相关关系^[3]。

（三）不同覆土对土壤养分含量的影响

通过对实验结果进行分析后可知：生物降解地膜>渗透地膜>光降解地膜>普通地膜>露地不覆膜，与产量变化有协同作用，主要是在不同处理期间水分利用效率和氮利用率。玉米收获期间，植株营养成分及其有关指标受玉米生长状况的影响。通过对实验数据进行分析后可知：覆膜处理对玉米植株各部分营养成分有一定的促进作用，包括籽粒、穗轴、稻草与叶的全磷化处理后，其全量养分含量有所下降。4种覆膜处理玉米各部分全量营养元素间只存在很小的差别，表明不同地膜类型的不同不会引起玉米地上部作物全量营养元素的变化。在全氮条件下，玉米各部分养分吸收和积累均有差异，表现为籽粒>秸秆>叶片>穗轴，这表明籽粒在氮肥利用率上更高。薄膜保墒效果显而易见，有效增加了作物的水分利用量，且每一个过程均可促使土壤营养的扩散和运移吸收，并最终影响到了土壤营养的有效性和作物对营养的利用率。

四、结论

为进一步提高中国北部地区旱地作物的水分利用效率，本文研究了不同类型地膜覆盖对玉米农田生态效应的影响，并探讨了造成土壤温度、脲酶活性以及其他养分含量变化的原因。分析不同地膜类型农地综合效应，对于今后农业生态建设具有重要的理论和现实意义。

参考文献：

[1]白雪.不同类型地膜覆盖下的玉米农田生态效应研究[D].山西大学，2018.

[2]牟鸿燕.半湿润区不同覆盖模式的土壤生态效应和对春玉米生长的影响[D].西北农林科技大学，2018.

[3]陈廷续.玉米地膜覆盖的生态效应[N].农民日报，2013-04-03（006）.

作者简介：

白雪（1992.10-），女，汉族，山西省忻州市，硕士研究生，研究实习员，研究方向：不同地膜类型覆盖下的农田生态效应研究。