玉 米 科 学 2012,20(3):86~91 Journal of Maize Sciences 文 章 编 号 : 1005-0906(2012)03-0086-06 土 壤 水 分 与 覆 盖 对 夏 玉 米 生 长 及 水 分 利 用 效 率 的 影 响 刘 祖 贵, 肖 俊 夫, 孙 景 生, 张 俊 鹏, 刘 小 飞 ( 中 国 农 业 科 学 院 农 田 灌 溉 研 究 所 / 农 业 部 作 物 需 水 与 调 控 重 点 开 放 实 验 室, 河 南 新 乡 453002) 摘 要 : 在 防 雨 棚 下 的 测 坑 中, 采 用 裂 区 试 验 设 计, 研 究 土 壤 高 水 分 (75% 田 间 持 水 量, 下 同 ) 中 水 分 (65%) 和 低 水 分 (55%) 条 件 下 地 膜 覆 盖 秸 秆 覆 盖 和 不 覆 盖 对 夏 玉 米 生 长 发 育 产 量 性 状 和 水 分 利 用 效 率 的 影 响 结 果 表 明, 在 不 同 土 壤 水 分 条 件 下, 地 膜 覆 盖 秸 秆 的 株 高 和 叶 面 积 指 数 均 高 于 不 覆 盖 的 处 理 ; 在 玉 米 生 长 前 期 地 膜 覆 盖 处 理 的 株 高 和 叶 面 积 指 数 最 高, 在 玉 米 生 长 的 中 后 期 秸 秆 的 株 高 和 叶 面 积 指 数 最 高 地 膜 和 秸 秆 覆 盖 均 具 有 显 著 的 增 产 作 用, 与 不 覆 盖 相 比, 平 均 分 别 增 产 8.89% 和 22.26% 水 分 利 用 效 率 (WUE) 随 着 土 壤 水 分 的 降 低 而 增 加 ; 在 相 同 的 土 壤 水 分 条 件 下, 秸 秆 的 WUE 最 高, 地 膜 覆 盖 的 次 之, 不 覆 盖 的 最 低 ; 当 土 壤 水 分 控 制 下 限 为 田 间 持 水 量 的 65% 时, 的 节 水 增 产 效 果 最 好, 其 中 地 膜 和 秸 秆 产 量 比 不 分 别 增 加 12.69% 和 28.47%,WUE 分 别 提 高 21.78% 和 34.65% 关 键 词 : 夏 玉 米 ; 地 膜 覆 盖 ; 秸 秆 覆 盖 ; 土 壤 水 分 ; 水 分 利 用 效 率 中 图 分 类 号 : S513.04 文 献 标 识 码 : A Effects of Soil Moisture and Mulches on the Growth and the Water Use Efficiency of Summer Maize LIU Zu-gui, XIAO Jun-fu, SUN Jing-sheng, ZHANG Jun-peng, LIU Xiao-fei (Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory for Crop Water Requirement and Regulation of the Ministry of Agriculture, Xinxiang 453002, China) Abstract: A randomized split-plot design was used to conduct an experiment on the effects of polyethylene film mulching, straw mulching and no mulching under soil moisture treatments of high, medium and low(75%, 65% and 55% of field capacity) on growth development, yield, and water use efficiency(wue) of summer maize sowed in lysimeters under a rainshelter. The results showed that plant height and leaf area index(lai) of summer maize under different soil moisture were higher in polyethylene film mulching and straw mulching than in no mulching treatment. During the early growth period of maize, plant height and LAI of summer maize in polyethylene film mulching were the highest, but during mid-late growing period of maize, those in straw mulching treatment were maximum. Compared to no mulching treatment, polyethylene film mulching and straw mulching played a significant role in increasing maize yield, namely, increased average yield by 8.89% and 22.26% respectively. WUE decreased with increasing soil moisture, the WUE of straw mulching at the same level of soil moisture was the highest, polyethylene film mulching next, and no mulching was the minimum. When the lower limit of soil moisture is 65% of field capacity, mulching could obtain the best effect of saving water and increasing yield compared to no mulching, and polyethylene film mulching and straw mulching increased yield by 12.69% and 28.47% as well as improved WUE by 21.78% and 34.65% respectively. Key words: Summer maize; Polyethylene film mulching; Straw mulching; Soil moisture; Water use efficiency 收 稿 日 期 : 2011-08-29 基 金 项 目 : 十 一 五 国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 (2007BAD88B02) 现 代 玉 米 产 业 技 术 体 系 专 项 资 金 (nycytx-02-18) 作 者 简 介 : 刘 祖 贵 (1963-), 男, 四 川 资 阳 人, 副 研 究 员, 主 要 从 事 作 物 灌 溉 原 理 与 农 艺 节 水 技 术 研 究 E-mail:firilzg@yahoo.com.cn 孙 景 生 为 本 文 通 讯 作 者 E-mail:jshsun623@yahoo.com.cn
3 期 刘 祖 贵 等 : 土 壤 水 分 与 覆 盖 对 夏 玉 米 生 长 及 水 分 利 用 效 率 的 影 响 87 农 田 覆 盖 是 一 项 行 之 有 效 的 农 业 节 水 抗 旱 增 产 措 施, 在 旱 作 农 业 生 产 中 起 着 非 常 重 要 的 作 用, 目 前 广 泛 应 用 的 覆 盖 材 料 为 地 膜 和 作 物 秸 秆 大 量 研 究 表 明, 地 膜 覆 盖 具 有 增 温 促 早 熟 保 护 土 壤 结 构 抗 御 水 蚀 风 蚀 蓄 水 保 墒 抑 盐 减 少 病 虫 害 和 显 著 增 [1~9] 产 作 用, 但 地 膜 覆 盖 的 增 产 作 用 以 消 耗 地 力 为 代 价, 会 造 成 土 壤 水 分 有 机 质 和 养 分 的 明 显 下 降, 在 水 肥 不 能 充 分 保 证 的 旱 地 上, 长 期 采 用 地 膜 覆 盖 会 [10] 导 致 地 力 严 重 耗 竭 秸 秆 覆 盖 能 调 节 土 壤 水 肥 气 热 状 况, 改 善 土 壤 结 构 培 肥 地 力 平 抑 地 温 减 少 土 壤 蒸 发 蓄 水 保 水 抑 制 盐 分 表 层 积 累 抑 制 杂 草 生 长 提 高 作 物 产 量 与 水 分 利 用 效 率 等 综 合 [11~16] 作 用 过 去 的 研 究 多 集 中 在 自 然 条 件 下 秸 秆 和 地 膜 覆 盖 的 土 壤 生 态 环 境 效 应 和 作 物 增 产 效 应 本 试 验 在 防 雨 棚 下 的 测 坑 中 研 究 不 同 土 壤 水 分 条 件 下 地 膜 和 秸 秆 覆 盖 对 夏 玉 米 生 长 发 育 产 量 性 状 耗 水 量 和 水 分 利 用 效 率 的 影 响, 为 农 田 覆 盖 措 施 的 应 用 以 及 节 水 农 业 的 发 展 提 供 理 论 依 据 1 材 料 与 方 法 1.1 试 验 材 料 试 验 于 2009 年 6~9 月 在 中 国 农 业 科 学 院 农 田 灌 溉 研 究 所 作 物 需 水 量 试 验 场 防 雨 棚 下 的 测 坑 中 进 行 测 坑 上 口 面 积 为 2 m 3.33 m, 深 度 为 1.8 m, 下 部 设 20 cm 的 砂 石 滤 层, 土 层 深 度 为 1.5 m 坑 内 土 壤 为 轻 沙 壤 土, 平 均 容 重 1.38 g/cm 3, 田 间 持 水 量 为 干 土 重 的 24% 供 试 夏 玉 米 品 种 为 浚 009 1.2 试 验 处 理 与 设 计 试 验 采 用 裂 区 区 组 设 计, 随 机 排 列, 土 壤 水 分 为 主 区, 覆 盖 为 副 区 土 壤 设 为 高 水 分 (75% 田 间 持 水 量, 下 同 ) 中 水 分 (65%) 低 水 分 (55%)3 个 水 平 ; 设 为 地 膜 覆 盖 秸 秆 覆 盖 和 不 覆 盖 (CK)3 个 水 平, 共 9 个 处 理, 每 处 理 重 复 3 次 冬 小 麦 收 获 后 整 地 灭 茬,6 月 3 日 在 播 种 行 间 开 沟 ( 沟 深 15~20 cm) 施 底 肥, 底 肥 分 别 施 复 合 肥 (N P 2 O 5 K 2 O 含 量 均 为 15%)750 kg/hm 2 尿 素 ( 含 N 46%)450 kg/hm 2, 玉 米 生 长 期 间 不 追 肥 地 膜 于 播 种 前 铺 白 色 地 膜, 然 后 开 穴 播 种, 各 处 理 于 6 月 4 日 点 种, 行 距 50 cm, 株 距 33 cm, 每 个 测 坑 播 种 4 行, 每 行 种 10 穴, 每 穴 点 2 粒 种 子,4~5 叶 期 定 苗, 每 穴 保 证 1 株, 密 度 为 60 000 株 /hm 2 播 种 后 立 即 灌 蒙 头 水, 每 处 理 灌 75 mm, 灌 水 量 用 水 表 计 量 秸 秆 在 6 月 20 日 人 工 将 小 麦 秸 秆 均 匀 覆 盖 于 玉 米 行 间 地 表, 覆 盖 量 为 7 500 kg/hm 2 对 于 不 同 的, 当 土 壤 水 分 降 至 其 下 限 指 标 时, 采 用 地 面 灌 溉 方 式 灌 水, 每 次 灌 水 定 额 均 为 75 mm; 对 于 同 一 水 平 的, 不 同 的 灌 水 时 间 和 灌 水 量 相 同, 以 比 较 不 同 间 的 玉 米 生 长 特 性 及 水 分 利 用 效 率 各 处 理 除 灌 水 量 灌 水 时 间 和 覆 盖 方 式 不 同 外, 其 余 的 田 间 栽 培 管 理 措 施 相 同, 玉 米 于 9 月 15 日 收 获 1.3 测 量 项 目 与 方 法 土 壤 含 水 率 采 用 烘 干 法 和 CPN-503 中 子 水 分 仪 测 定, 每 20 cm 土 层 测 定 一 个 数 据, 测 定 深 度 为 0~120 cm;0~20 cm 土 层 采 用 取 土 烘 干 法,21~120 cm 采 用 中 子 仪 法, 每 周 测 定 1 次, 灌 水 前 后 加 测 在 玉 米 4~5 叶 期 测 量 株 高 与 叶 面 积, 各 处 理 选 取 生 长 一 致 的 10 株 植 株 挂 牌 标 记,5 叶 期 以 后 每 隔 10~15 d 采 用 直 尺 和 三 角 板 进 行 测 量 株 高 每 处 理 小 区 量 测 10 株, 叶 面 积 每 处 理 取 3 株 测 量, 叶 面 积 = 长 宽 系 数, 展 开 叶 系 数 为 0.75, 未 展 叶 系 数 为 0.5 叶 面 积 指 数 (LAI)= 单 株 叶 面 积 单 位 土 地 面 积 内 株 数 / 单 位 土 地 面 积 收 获 前 每 处 理 随 机 取 样 15 个 果 穗 考 种, 测 定 穗 长 穗 粗 穗 行 数 穗 粒 数 百 粒 重 等 产 量 为 每 处 理 单 打 单 收 的 实 测 结 果 各 生 育 阶 段 的 耗 水 量 用 水 量 平 衡 法 计 算 采 用 Excel 和 DPS 软 件 进 行 数 据 结 果 的 统 计 分 析 2 结 果 与 分 析 2.1 不 同 处 理 对 夏 玉 米 株 高 和 叶 面 积 的 影 响 由 表 1 和 表 2 可 知, 在 不 同 的 土 壤 下, 地 膜 的 株 高 叶 面 积 指 数 在 抽 雄 前 (7 月 下 旬 前 ) 均 比 不 覆 盖 的 增 长 快, 秸 秆 覆 盖 的 居 中 ; 在 抽 雄 以 后, 秸 秆 的 株 高 和 叶 面 积 最 大, 地 膜 覆 盖 的 次 之, 不 覆 盖 的 最 小 从 不 同 处 理 株 高 和 叶 面 积 的 变 化 规 律 看, 叶 面 积 指 数 达 到 最 大 值 的 时 间 为 抽 雄 散 粉 时, 株 高 的 最 大 值 出 现 在 子 粒 开 始 灌 浆 时 在 抽 雄 以 前, 由 于 地 膜 的 保 墒 增 温 效 应, 促 进 生 育 进 程 加 快, 使 得 其 株 高 和 叶 面 积 指 数 高 于 秸 秆 覆 盖 的 处 理 ; 但 在 拔 节 后 期, 由 于 覆 盖 度 增 大, 地 膜 的 增 温 效 应 减 弱, 且 地 膜 覆 盖 的 增 温 促 进 了 土 壤 中 水 分 和 养 分 的 消 耗, 而 秸 秆 覆 盖 有 平 抑 地 温 和 保 墒 的 作 用, 有 利 于 作 物 的 生 长, 促 进 棵 间 蒸 发 转 为 有 效 的 植 株 蒸 腾, 导 致 秸 秆 覆 盖 的 株 高 和 叶 面 积 指 数 比 地 膜 覆 盖 的 高 地 膜 覆 盖 的 处 理 导 致 玉 米 生 育 期 提 前, 缩 短 灌 浆 进 程, 使 得 其 灌 浆 期 的 叶 面 积 下 降 速 度 快 于 秸 秆
88 玉 米 科 学 20 卷 覆 盖 和 不 覆 盖 的 处 理, 其 中, 秸 秆 覆 盖 的 处 理 下 降 速 度 最 慢, 能 促 进 玉 米 晚 熟, 延 长 子 粒 灌 浆 过 程 此 外, 在 中 时, 覆 盖 对 玉 米 株 高 叶 面 积 的 促 进 作 用 最 大, 与 不 间 的 差 异 最 大 ; 在 高 水 分 和 低 时, 的 株 高 叶 面 积 指 数 与 不 覆 盖 处 理 间 的 差 异 小 由 于 地 膜 和 秸 秆 覆 盖 对 土 壤 水 热 的 调 节 作 用, 促 进 了 夏 玉 米 的 生 长 发 育, 使 得 其 株 高 和 叶 面 积 指 数 均 高 于 不 覆 盖 的 处 理 表 1 不 同 土 壤 水 分 条 件 下 覆 盖 对 夏 玉 米 株 高 的 影 响 Table 1 Effect of mulches on plant height of summer maize under the condition of different soil moisture cm 6 月 30 日 7 月 14 日 7 月 28 日 8 月 10 日 8 月 24 日 9 月 11 日 Water treatment Mulch treatment 30 June 14 July 28 July 10 August 24 August 11 September 高 水 分 (75%) 地 膜 覆 盖 87.90 182.85 226.05 238.50 238.30 238.22 秸 秆 覆 盖 79.44 175.90 227.90 242.90 242.30 242.34 不 覆 盖 (CK) 78.50 163.80 217.30 233.60 234.65 234.50 中 水 分 (65%) 地 膜 覆 盖 74.70 168.35 211.50 226.90 226.40 226.34 秸 秆 覆 盖 73.38 156.25 219.75 235.60 237.75 237.72 不 覆 盖 (CK) 70.80 151.65 193.60 210.50 212.15 212.06 低 水 分 (55%) 地 膜 覆 盖 71.20 124.85 199.07 212.40 214.02 213.90 秸 秆 覆 盖 68.51 122.90 207.30 217.50 218.85 218.81 不 覆 盖 (CK) 65.90 114.30 190.80 203.30 204.95 204.76 Table 2 表 2 不 同 土 壤 水 分 条 件 下 覆 盖 对 夏 玉 米 叶 面 积 指 数 的 影 响 Effect of mulches on leaf area index of summer maize under the condition of different soil moisture 6 月 30 日 7 月 14 日 7 月 28 日 8 月 10 日 8 月 24 日 9 月 11 日 Water treatment Mulch treatment 30 June 14 July 28 July 10 August 24 August 11 September 高 水 分 (75%) 地 膜 覆 盖 0.64 2.62 3.65 3.83 3.06 1.20 秸 秆 覆 盖 0.45 2.41 4.23 4.32 3.65 2.65 不 覆 盖 (CK) 0.42 2.28 3.67 3.71 3.17 1.70 中 水 分 (65%) 地 膜 覆 盖 0.57 2.35 3.56 3.79 2.95 0.52 秸 秆 覆 盖 0.43 1.99 3.85 3.96 3.34 1.70 不 覆 盖 (CK) 0.38 1.80 3.46 3.51 2.86 0.98 低 水 分 (55%) 地 膜 覆 盖 0.48 1.96 3.26 3.35 2.80 0.00 秸 秆 覆 盖 0.41 1.71 3.38 3.45 3.07 0.42 不 覆 盖 (CK) 0.34 1.58 3.21 3.34 2.64 0.00 2.2 不 同 处 理 对 夏 玉 米 产 量 性 状 的 影 响 土 壤 水 分 和 覆 盖 措 施 对 玉 米 的 产 量 性 状 具 有 明 显 的 影 响, 其 中 土 壤 水 分 的 影 响 程 度 大 于 覆 盖 措 施 从 表 3 可 以 看 出, 由 高 水 分 到 低, 穗 粗 穗 长 秃 尖 长 穗 行 数 穗 粒 数 百 粒 重 和 产 量 均 呈 降 低 趋 势, 秸 秆 覆 盖 的 处 理 穗 最 粗 穗 粒 数 最 多 百 粒 重 和 产 量 最 大, 不 覆 盖 的 各 种 性 状 均 最 差 从 产 量 结 果 来 看, 在 不 同 的 土 壤 水 分 条 件 下, 地 膜 覆 盖 和 秸 秆 覆 盖 均 具 有 极 显 著 的 增 产 作 用, 秸 秆 覆 盖 的 产 量 极 显 著 高 于 地 膜 覆 盖, 地 膜 覆 盖 的 产 量 极 显 著 高 于 不 覆 盖 的 处 理, 与 不 相 比, 秸 秆 覆 盖 分 别 增 产 16.67% 24.08% 28.47%, 地 膜 覆 盖 分 别 增 产 5.97% 9.32% 12.69% 中 的 增 产 幅 度 最 大, 低 的 次 之, 高 的 最 小 2.3 不 同 处 理 对 夏 玉 米 耗 水 量 的 影 响 表 4 表 明, 不 同 土 壤 水 分 与 覆 盖 措 施 对 夏 玉 米 耗 水 量 具 有 明 显 影 响, 高 的 夏 玉 米 耗 水 量 最 高, 中 水 分 的 次 之, 低 的 最 低 不 同 阶 段 耗 水 量, 不 除 高 水 分 和 低 水 分 灌 浆 成 熟 期 的 耗 水 量 最 小 外, 其 他 生 育 阶 段 的 耗 水 量 都 最 大, 从 另 一 方 面 充 分 显 示 了 农 田 覆 盖 的 节 水 保 墒 作 用, 在 大 多 数 生 育 阶 段, 地 膜 覆 盖 的 阶 段 耗 水 量 最 小 从 不 同 覆 盖 材 料 来 看, 在 中 低 时 地 膜 的 全 生 育 期 耗 水 量 最 低 ; 在 高 条 件 下, 秸 秆 的 耗 水 量 最 低 不 同 下 不 覆 盖 处 理 的 耗 水 量 均 最 高 在 中 低 下, 秸 秆 覆 盖 的 处 理 通 过 调 温 和 保 墒 效 应 促 进 了 玉 米 的 生 长, 中 后 期 的 叶 面 积 指 数 最 高, 使 得 一 部 分 棵 间 蒸 发 转 为
3 期 刘 祖 贵 等 : 土 壤 水 分 与 覆 盖 对 夏 玉 米 生 长 及 水 分 利 用 效 率 的 影 响 89 植 株 蒸 腾, 加 速 了 土 壤 水 分 消 耗, 从 而 造 成 秸 秆 覆 盖 处 理 的 耗 水 量 高 于 地 膜 覆 盖 的 处 理 ; 在 高 水 分 条 件 下, 地 膜 覆 盖 的 增 温 效 应 加 速 作 物 的 蒸 腾 耗 水, 促 进 土 壤 水 分 的 消 耗, 因 而 地 膜 的 耗 水 量 高 于 秸 秆 覆 盖 从 全 生 育 期 耗 水 量 平 均 值 来 看, 不 覆 盖 处 理 的 最 大, 秸 秆 覆 盖 的 次 之, 地 膜 覆 盖 的 最 小 ( 表 5) Table 3 表 3 不 同 土 壤 水 分 条 件 下 覆 盖 对 夏 玉 米 穗 部 性 状 及 产 量 的 影 响 Effect of mulches on ear traits and yield of summer maize under the condition of different soil moisture Water treatment Mulch treatment 穗 粗 (cm) Ear diameter 穗 长 (cm) Ear length 秃 尖 长 (cm) Barren tip length 穗 行 数 ( 行 ) Ear rows 穗 粒 数 ( 粒 ) Ear grain number 百 粒 重 (g) 100-grain weight 产 量 (kg/hm 2 ) Yield 增 产 率 (%) Yield increasing rate 高 水 分 (75%) 地 膜 覆 盖 5.03 18.05 2.08 16.00 526.26 25.20 7 956.0 b B 5.97 秸 秆 覆 盖 5.28 16.79 0.67 16.80 555.86 26.29 8 767.0 a A 16.77 不 覆 盖 (CK) 4.92 16.65 1.62 15.00 534.52 23.41 7 507.9 c C 中 水 分 (65%) 地 膜 覆 盖 4.59 15.62 1.09 15.80 456.85 21.33 5 846.3 e E 12.69 秸 秆 覆 盖 4.91 15.24 1.51 13.96 474.91 23.39 6 665.0 d D 28.47 不 覆 盖 (CK) 4.65 15.90 1.39 15.40 437.92 19.75 5 188.1 fg FG 低 水 分 (55%) 地 膜 覆 盖 4.39 14.95 0.94 13.40 434.13 20.62 5 369.8 f F 9.32 秸 秆 覆 盖 4.62 15.99 0.50 14.40 467.56 21.73 6 095.1 e E 24.08 不 覆 盖 (CK) 4.54 14.59 0.97 14.00 407.37 20.10 4 912.1 g G 注 : 表 中 不 同 的 小 写 和 大 写 字 母 分 别 表 示 产 量 差 异 达 到 了 显 著 (P=0.05) 和 极 显 著 水 平 (P=0.01) Note: The different small letters and capital letters in column indicated the significant at 5% level and 1% level, respectively. 表 4 不 同 土 壤 水 分 条 件 下 覆 盖 对 夏 玉 米 耗 水 量 的 影 响 Table 4 Effect of mulches on water consumption of summer maize under the condition of different soil moisture mm Water treatment Mulch treatment 阶 段 耗 水 量 Water consumption at each stage 播 种 - 拔 节 拔 节 - 抽 雄 Sowing to jointing Jointing to tasseling 抽 雄 - 灌 浆 Tasseling to milking 灌 浆 - 成 熟 Milking to mature 总 耗 水 量 Total water consumption 高 水 分 (75%) 地 膜 覆 盖 86.32 88.46 62.86 103.98 341.62 秸 秆 覆 盖 91.53 86.98 61.10 99.92 339.53 不 覆 盖 (CK) 94.22 93.90 63.57 93.63 345.32 中 水 分 (65%) 地 膜 覆 盖 70.96 68.98 42.95 54.92 237.80 秸 秆 覆 盖 72.25 69.93 46.06 56.68 244.91 不 覆 盖 (CK) 74.39 71.57 47.10 63.68 256.74 低 水 分 (55%) 地 膜 覆 盖 50.10 60.59 38.09 45.28 194.07 秸 秆 覆 盖 51.06 60.10 39.78 44.31 195.26 不 覆 盖 (CK) 53.78 62.42 40.56 43.41 200.17 2.4 不 同 处 理 对 夏 玉 米 水 分 利 用 效 率 的 影 响 Table 5 表 5 不 同 土 壤 水 分 条 件 下 覆 盖 对 夏 玉 米 水 分 利 用 效 率 的 影 响 Effect of mulches on water use efficienc (WUE) of summer maize under the condition of different soil moisture Water treatment Mulch treatment 产 量 (kg/hm 2 ) Yield 耗 水 量 (m 3 /hm 2 ) Water consumption WUE (kg/m 3 ) WUE 增 加 (%) WUE increasing rate 高 水 分 (75%) 地 膜 覆 盖 7 956.0 3 416.2 2.33 7.37 秸 秆 覆 盖 8 767.0 3 395.3 2.58 18.89 不 覆 盖 (CK) 7 507.9 3 453.2 2.17 中 水 分 (65%) 地 膜 覆 盖 5 846.3 2 378.0 2.46 21.78 秸 秆 覆 盖 6 665.0 2 449.1 2.72 34.65 不 覆 盖 (CK) 5 188.1 2 567.4 2.02 低 水 分 (55%) 地 膜 覆 盖 5 369.8 1 940.7 2.77 13.06 秸 秆 覆 盖 6 095.1 1 952.6 3.12 27.35 不 覆 盖 (CK) 4 912.1 2 001.7 2.45
90 玉 米 科 学 20 卷 水 分 利 用 效 率 (WUE) 是 评 价 节 水 效 益 的 重 要 指 标 表 5 表 明, 从 平 均 水 分 利 用 效 率 来 看, 由 高 水 分 到 低 水 分,WUE 逐 渐 增 高, 高 的 最 低, 且 与 中 间 的 差 异 不 大 ; 秸 秆 的 WUE 最 大, 为 2.76 kg/m 3, 地 膜 覆 盖 的 居 中, 不 覆 盖 的 最 小 由 WUE 的 增 加 率 可 知, 在 不 同 的 土 壤 水 分 条 件 下,WUE 增 加 率 排 序 为 秸 秆 覆 盖 > 地 膜 覆 盖 > 不 覆 盖 ; 在 高 水 分 条 件 下, 地 膜 覆 盖 和 秸 秆 覆 盖 的 WUE 分 别 较 不 覆 盖 提 高 7.37% 和 18.89%, 中 时 分 别 提 高 21.78% 和 34.65%, 低 时 分 别 提 高 13.24% 和 26.03% 因 此, 无 论 是 地 膜 覆 盖 还 是 秸 秆 覆 盖, 在 中 时 ( 轻 度 水 分 胁 迫 ) 的 节 水 增 产 效 果 最 好,WUE 最 高 ; 在 低 时 次 之 ; 在 高 水 分 时 的 节 水 增 产 效 果 最 差 3 结 论 与 讨 论 研 究 结 果 表 明, 不 同 的 土 壤 水 分 状 况 和 覆 盖 措 施 对 夏 玉 米 的 生 长 发 育 状 况 产 量 性 状 及 水 分 利 用 效 率 都 会 产 生 明 显 的 影 响 地 膜 和 秸 秆 的 株 高 和 叶 面 积 指 数 均 高 于 不, 在 玉 米 生 长 前 期 地 膜 覆 盖 的 增 温 和 保 墒 效 应 使 得 其 株 高 和 叶 面 积 最 高, 但 在 中 后 期 由 于 秸 秆 覆 盖 的 保 墒 及 平 抑 地 温 作 用 为 玉 米 的 生 长 提 供 了 适 宜 的 环 境, 因 而 其 株 高 和 叶 面 积 指 数 超 过 地 膜 覆 盖 的 处 理 在 不 同 的 覆 盖 条 件 下, 夏 玉 米 的 株 高 和 叶 面 积 均 随 着 土 壤 水 分 的 降 低 而 呈 递 减 趋 势 土 壤 水 分 对 夏 玉 米 产 量 性 状 的 影 响 程 度 大 于 覆 盖 措 施 由 高 水 分 到 低 水 分 夏 玉 米 的 各 种 果 穗 性 状 均 呈 降 低 趋 势 ; 秸 秆 的 穗 最 粗 穗 粒 数 最 多 百 粒 重 和 产 量 最 大, 而 不 的 均 最 差 在 不 同 土 壤 水 分 条 件 下, 地 膜 和 秸 秆 覆 盖 均 具 有 显 著 的 增 产 作 用, 其 中, 秸 秆 覆 盖 的 产 量 最 高, 地 膜 覆 盖 的 次 之, 不 的 最 低 与 不 覆 盖 相 比, 地 膜 和 秸 秆 覆 盖 平 均 分 别 增 产 8.89% 和 22.26% 夏 玉 米 的 耗 水 量 受 土 壤 水 分 状 况 的 影 响 最 大, 随 着 土 壤 水 分 的 降 低 而 降 低, 而 在 相 同 土 壤 水 分 条 件 下, 不 同 间 的 耗 水 量 差 异 较 小 ; 从 全 生 育 期 平 均 耗 水 量 来 看, 不 的 最 大, 秸 秆 覆 盖 的 次 之, 地 膜 覆 盖 的 最 小 不 同 处 理 的 WUE 随 着 土 壤 水 分 的 降 低 而 增 加, 在 相 同 的 土 壤 水 分 条 件 下, 秸 秆 覆 盖 的 WUE 最 高, 地 膜 覆 盖 的 次 之, 不 覆 盖 的 最 低 翟 治 芬 的 研 究 表 明, 地 膜 覆 盖 的 WUE 比 秸 秆 覆 盖 的 高 本 研 究 表 明, 土 壤 水 分 下 限 控 制 为 田 间 持 水 量 的 65% 时 覆 盖 的 节 水 增 产 效 果 最 好, 地 膜 和 秸 秆 覆 盖 的 产 量 比 不 分 别 增 加 12.69% 和 28.47%,WUE 分 别 提 高 21.78% 和 34.65% 由 于 高 水 分 时, 水 分 已 不 成 为 影 响 玉 米 产 量 的 主 要 因 素, 因 此 覆 盖 的 保 墒 作 用 起 到 的 增 产 效 果 最 差 ; 在 低 水 分 时, 覆 盖 的 保 墒 作 用 能 减 轻 干 旱 的 影 响, 为 此 覆 盖 的 节 水 增 产 效 果 要 好 于 高 水 分 的 处 理 地 膜 覆 盖 对 夏 玉 米 的 促 进 作 用 主 要 表 现 在 生 育 前 期, 而 秸 秆 覆 盖 的 促 进 作 用 主 要 表 现 在 夏 玉 米 生 [17] 育 的 中 后 期, 地 膜 覆 盖 增 温 效 应 能 加 快 玉 米 的 生 育 进 程, 促 进 玉 米 早 衰, 缩 短 灌 浆 过 程 ; 而 秸 秆 覆 盖 的 平 抑 地 温 作 用 能 延 长 玉 米 的 灌 浆 过 程, 其 百 粒 重 最 高, 因 而 其 增 产 效 果 最 佳 近 年 的 研 究 发 现, 秸 秆 覆 盖 会 加 重 二 点 委 夜 蛾 的 发 生 因 此, 应 对 秸 秆 和 地 膜 条 件 下 的 覆 盖 方 式 耕 作 方 式 水 肥 管 理 措 施 病 虫 防 治 以 及 节 水 增 产 机 理 进 行 更 深 一 步 地 研 究, 以 充 分 发 挥 农 田 覆 盖 的 水 土 保 持 缓 解 干 旱 节 水 增 产 优 势 参 考 文 献 : [1] 李 尚 中, 王 勇, 樊 廷 录, 等. 旱 地 玉 米 不 同 覆 膜 方 式 的 水 温 及 增 产 效 应 [J]. 中 国 农 业 科 学,2010,43(5):922-931. [2] 李 建 奇. 地 膜 覆 盖 对 春 玉 米 产 量 品 质 的 影 响 机 理 研 究 [J]. 玉 米 科 学,2008,16(5):87-92,97. [3] Zhou L M, Li F M, Jin S L, et al. How two ridges and the furrow mulched with plastic film affect soil water, soil temperature and yield of maize on the semiarid Loess Plateau of China[J]. Field Crops Research, 2009, 113: 41-47. [4] 徐 国 伟, 陈 明 灿, 王 旭 刚, 等. 覆 盖 方 式 对 烟 草 光 合 速 率 及 耕 层 环 境 的 影 响 [J]. 河 南 农 业 科 学,201,40(2):64-68. [5] 李 爽, 孙 占 祥, 张 莹, 等. 不 同 覆 盖 方 式 对 春 玉 米 土 壤 水 分 及 生 长 发 育 的 影 响 [J]. 辽 宁 农 业 科 学,2010(1):1-4. [6] Lalitha M, Kasthuri T V, Balakrishnan N, et al. Effect of plastic mulch on soil properties and crop growth-a review[j]. Agric. Rev., 2010, 31(2): 145-149. [7] 杨 海 迪, 海 江 波, 贾 志 宽, 等. 不 同 地 膜 周 年 覆 盖 对 冬 小 麦 土 壤 水 分 及 利 用 效 率 的 影 响 [J]. 干 旱 地 区 农 业 研 究,2011,29(2):27-34. [8] Kumar S, Dey P. Effects of different mulches and irrigation methods on root growth, nutrient uptake, water-use efficiency and yield of strawberry[j]. Scientia Horticulturae, 2011, 127: 318-324. [9] 普 群, 张 仕 莲, 周 能. 不 同 覆 盖 物 对 烤 烟 生 长 及 产 量 的 影 响 [J]. 云 南 农 业 科 技,2010(6):18-22. [10] 卜 玉 山, 邵 海 林, 王 建 程, 等. 秸 秆 与 地 膜 覆 盖 春 玉 米 和 春 小 麦 耕 层 土 壤 碳 氮 动 态 [J]. 中 国 生 态 农 业 学 报,2010,18(2):322-326. [11] 王 培 伦, 马 伟 清, 杨 元 军, 等. 秋 季 马 铃 薯 地 面 覆 盖 对 土 壤 温 度 及 湿 度 的 影 响 [J]. 山 东 农 业 科 学,2011(2):34-36. [12] 张 俊 鹏, 孙 景 生, 刘 祖 贵, 等. 不 同 麦 秸 覆 盖 量 对 夏 玉 米 田 棵 间 土 壤 蒸 发 和 地 温 的 影 响 [J]. 干 旱 地 区 农 业 研 究,2009,27(1): 95-100. [13] 乔 海 龙, 刘 小 京, 李 伟 强, 等. 秸 秆 深 层 覆 盖 对 土 壤 水 盐 运 移 及 小 麦 生 长 的 影 响 [J]. 土 壤 通 报,2006,37(5):885-889.
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