玉米覆膜方式与土壤温湿度变化探析范文

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《耕作与栽培杂志》2016年第5期

摘要:

采用田间试验，研究了玉米不同覆膜方式(平作不盖膜、平作膜侧、平作全膜、垄作膜侧、垄作全膜、垄作全膜沟栽)对土壤水分、温度的影响。结果表明:从移苗到第1次测定，土壤水分含量为:垄作膜侧＞垄作全膜沟栽＞平作全膜＞垄作全膜＞平作膜侧＞平作不盖膜，到第2次测定时土壤水分含量变化为:垄作全膜＞垄作膜侧＞垄作全膜沟栽＞平作膜侧＞平作不盖膜＞平作膜侧，从第3次测定土壤水分含量开始，结果差异都不大，到最后一次测定时，土壤水分含量基本一致;在温度方面，在8:00时温度最高的为平作全膜，在14:00和18:00时平作膜侧温度最高，平作不盖膜在8:00、14:00和18:00时温度均最低。

关键词:

玉米;覆膜方式;土壤水分;土壤温度

玉米覆膜种植是干旱区玉米栽培的主要种植方式，玉米覆膜种植方式在我国推广已有20多年的历史，为粮食生产带来了显著的效益［1］，地膜覆盖主要是改善植物生长的环境条件，改善土壤耕作层的条件［2］，尤其是土壤温度和水分等小气候条件，从而为玉米生长提供一个良好的环境［3、4］。地膜覆盖在春季可使5－10cm土层地温提高2～4℃［5］，对植物根系的生长发育尤为重要，玉米根系生长的最适宜温度为20～28℃，过高过低根系生长均受到影响，当地温降到4．5℃时，根系生长停止，超过35℃则生长速度变缓［6］。不同覆膜方式对玉米田间土壤水分含量、温度变化、玉米物候期、主要经济性状和产量的影响不同［7］，也会影响到叶绿素的含量，因此影响玉米的产量，覆膜玉米叶绿素含量较高，光合速率也较高，使养分有效性和水分利用效率提高［8］。试验研究了不同方式覆膜处理下玉米膜内及膜外栽培土壤表层水分、温度的变化，为不同地方玉米生产中出现的栽培模式的选择提供数据和理论的支持。

1材料与方法

1．1供试材料

1．1．1供试土壤

试验土壤属紫色大土，养分含量为有机质含量34．59g/kg，全氮含量0．916g/kg，碱解氮111．65mg/kg，有效磷36．28mg/kg，速效钾222．2mg/kg。土壤pH为7．1。

1．1．2供试品种

供试玉米为耐密抗性品种川单418。1．1．3其它材料作底肥使用的13－5－7复合肥和有机肥，作追肥使用的氮肥以及1mm厚的不可降解塑料薄膜。

1．2试验设计

试验共设6个处理，以平作不盖膜为对照(处理1)，然后在平作的基础上盖膜，玉米膜侧平地栽(处理2)和膜上平地栽(处理3)，再起垄盖膜分别膜侧平地栽(处理4)、膜上平地栽(处理5)和膜上沟栽(处理6)。各处理设计详见表1。重复3次，共18个小区，田间随机区组排列，小区面积为4×4．5=18m2。

1．3试验实施

栽培上以玉米/大豆间作体系为栽培模式，玉米密度为4000株/667m2。肥料用量为:湿猪粪2222kg/667m2，N15kg/667m2、P2O55kg/667m2、K2O7kg/667m2。每小区内有两个玉米带幅，玉米带幅宽窄行，窄行宽为0．6m，宽行宽为1．4m，窝距为16．7cm，单窝单株。5月1日育苗，5月10日移苗，11日上午浇水，13日下午补苗，21日下午追肥，8月28日收获。

1．4测定项目及方法

1．4．1土壤水分测定

土壤表层水分含量在玉米生育期间测定，采样方法为混合取样法，采样工具为土钻，采样深度为0～15cm，土壤水分含量用烘干法［9］测定。

1．4．2土壤温度测定

将温度计斜埋于玉米植株间的土壤表层10cm深处，定时读数(3d读1次)，读数时间为每天的8:00、14:00、16:00。

1．5数据处理

土壤水分含量表达式:水%=(w2－w3)/(w3－w1)＊100%式中w1表示烘干铝盒重;w2表示烘干铝盒重+土壤样品重;w3表示铝盒重+烘干土重;w2－w3表示土壤样品中含水质量;w3－w1表示土壤样品烘干后质量。所有数据用Office软件进行计算整理后用DPS软件进行方差的分析。

2结果与分析

2．1不同种植模式下田间表层(0～15cm)土壤含水量变化

从图1可以看出平作不盖膜即对照实验的水分变化为从增—减，其余处理的变化均为先减—增—减的趋势。从5月10日移苗到6月1日第一次测定水分含量，测定结果为:垄作全膜＞垄作全膜沟栽＞平作全膜＞垄作膜侧＞平作膜膜＞平作不盖膜。从第1次水分含量的测定到第2次的测定，除了处理1即对照其余处理表层土壤含水量都有下降，这主要由以下原因造成:该时期处于玉米苗期，苗期玉米扎根过程中需要大量的水分，并且苗期玉米根系大部分分布在田间土壤0～20cm的表层，需要表层土壤来提供大量的水分，而在这个时期内有降雨出现，对照由于没有地膜的覆盖可以吸收雨水，其余处理有膜的覆盖不能直接吸收降雨。这段时期土壤表层含水量表现为:垄作全膜＞垄作膜侧＞垄作全膜沟栽＞平作全膜＞平作不盖膜＞平作膜侧。这一结果表明地膜覆盖与否以及不同覆膜方式和种植方式下，土壤表层的含水量具有一定的差异性。从第2次水分含量的测定到第3次水分含量的测定期间，土壤表层含水量都有所增加，这主要是这期间出现较多降水所致。从第3次水分含量的测定到地五次也就是最后一次测定期间，土壤表层水分含量都出现下降的趋势，在第四次测定时出现了膜上栽培处理土壤表层含水量低于膜侧栽培和对照，这主要是由于降雨，地膜覆盖阻止了膜内水分向大气散失的同时也阻止了降水向膜内的渗透，即使少量的降雨也能够加大土壤表层含水量的变化。到最后一次测定水分含量时，6个处理间土壤水分含量基本在同一水平，处理间水分含量的差异处于最小，因为随着玉米的生长，玉米叶加上与其间种的大豆叶覆盖了大部分土表，减少了太阳光对土表的照射，还有一部分原因是由于雅安这个地方的自然条件所决定的。通过LSD法计算比较，在上图的水分测定数值中，只有在第1次测量中平作不盖膜即对照之间与其他处理间出现了极显著的差异，其他处理之间水分含量没有极显著差异。第三次测定是垄作膜侧(处理4)和垄作全膜沟栽(处理6)与平作全膜(处理2)之间出现显著差异水平。

2．2不同种植模式下田间土壤表层(10)温度的变化

2．2．1不同种植模式下不同时间土壤表层(10)温度变化

从图2得出不同处理下玉米田间土壤表层温度的变化趋势是一致的，均为从8:00到18:00均呈上升趋势，温度在8:00时最低，在18:00时达到最高，温度值在14:00时的排列次序与在18:00时的排列次序除了垄作全膜(处理5)之外均相同，即在14:00时的排列为:平作膜侧＞垄作全膜＞平作全膜＞垄作膜侧＞垄作全膜沟栽＞平作不盖膜，18:00时为:平作膜侧＞平作全膜＞垄作全膜＞垄作膜侧＞垄作全膜沟栽＞平作不盖膜，只是在8:00到14:00这段时间内上升幅度大而在14:00到18:00期间温度上升幅度有所减小。这是因为夜间气温下降，土壤温度也在下降，到8:00时土壤刚经过了一夜的降温，而后随着太阳的升起，太阳光直接照射在地面上，土壤吸收太阳辐射能，随着土壤对太阳辐射的吸收土表温度逐渐上升，在8:00到14:00期间，太阳辐射是逐渐加强的，所以在这个期间温度上升快，而在14:00到18:00间，太阳辐射逐渐减弱，地表吸收的能量在降低，所以温度上升速度在减缓，但由于地表还在吸收热量，所以土壤表面温度还是呈现上升的趋势。方差分析结果表明，不同种植模式下，土壤表层温度在8:00、14:00、18:00时与对照相比差异除了在18:00时垄作膜侧和垄作全膜沟栽(处理4和6)未达到显著水平，其余均达到极显著，各处理间的差异也有达到显著甚至极显著水平的。在8:00时，平作不盖膜(处理1)即对照与其余处理的差异均达极显著，只是平作全膜(处理3)、垄作膜侧(处理4)、垄作全膜(处理5)、垄作全膜沟栽(处理6)间的差异未达到显著水平，原因是玉米覆膜以后，晴天太阳光透过地膜，使地表温度升高，由于地膜的阻隔作用，减少了膜内外平行与垂直热对流对土壤热量的消耗，同时覆膜以后膜内凝聚了一层细小的水珠，减少了汽化热的散失，提高了土壤热容量，使膜内土壤温度在较长时间内保持稳定，从而土壤温度提高，而个处理间的差异之所以未达到显著水平，也是由于它们都是覆膜处理，均有保温作用的出现。同理，在14:00和18:00时各处理与对照相比温度也出现极显著差异。

2．2．2不同种植模式下土壤表层(10)平均温度变化

不同种植模式下土壤表层(10)的平均温度变化表现为覆膜栽培明显高于对照不盖膜(图3)，达到极显著水平，主要是因为地膜的保温作用，一方面地膜可以减少地表热量的散失，另一方面地膜还能提高土壤的热容量，从而提高土壤表层温度。土壤表层平均温度高低表现为:平作膜侧﹥平作全膜﹥垄作全膜﹥垄作膜侧﹥垄作全膜沟栽﹥平作不盖膜，出现了全膜种植的温度低于膜侧种植，这应该是因为都为覆膜种植，有地膜的保温作用和雅安特殊的地理环境和自然环境。方差分析结果表明，平作不盖膜的平均温度与其它处理的差异达到极显著水平，平作膜侧、平作全膜、垄作全膜间以及垄作膜侧和垄作全膜沟栽的差异没达到显著水平。

3讨论

不同种植模式下玉米田表层(0～15cm)土壤含水量的变化除对照外总体趋于一致，但在不同时间段内又表现出一定的差异性。从实验结果来看，玉米植株间土壤表层含水量在玉米生长期内出现了剧烈的变化，可能是因为玉米植株及根系可以通过自身作用来调节土壤表层水分的再分配来满足玉米生长发育的基本需求，也可能是由于地膜阻止了土壤水分的垂直蒸发，促使水分纵向移动，但是在玉米生长到一定高度时，各处理玉米田表层土壤含水量基本相同，这是由于玉米植株基本能够覆盖土表，减少太阳的直射还是试验田所在地特殊的自然气候环境所致，还需进一步的研究探讨。不同种植模式下玉米田表层(10cm)土壤温度的变化总体也是趋于一致的。各处理在不同时间温度均高于对照(平作，不盖膜)，这是因为玉米覆膜以后，由于地膜的阻隔作用，可以减少膜内热量的消耗，同时还可以通过在膜内凝聚一层细小的水珠来提高土壤热容量，使膜内温度可以较长时间保持稳定，从而提高土壤温度，不同处理下土壤表层的平均温度出现了膜侧栽培高于膜上栽培，这可能与试验地区的自然地理因素有关，具体原因还需要进一步研究探讨。

参考文献：

［1］田野．玉米不同覆膜栽培方式比较试验结果初报［J］．农业科技与信息，2008，1．

［2］程炳文，王勇，罗世武，等．地膜玉米不同处理土壤水分和温度变化规律对产量的影响［J］．玉米科学，2006，14(1):144－145，148．

［4］蒋云鹏．桔杆覆盖和免耕对玉米生长与土壤环境的影响［J］．农技服务，2008，25(8):41．

［5］陈奇思．中国塑料薄膜覆盖农业［J］．中国工程科学，2002(4):13－15．

［6］王树安．作物栽培学各论［M］．北京:中国农业出版社，1995，142－143．

［7］高岩．不同覆膜方式对旱地玉米的影响［J］．甘肃农业科技，2008，5，27－28．

［9］黄昌勇．土壤学［M］．北京:中国农业出版社，2003．3:102－103．

作者:孟春芬 陈远学 单位:水城县农业局 四川农业大学资源环境学院