作物杂志,2017, 第6期: 72–78 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.06.013

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

覆膜方式对旱作农田土壤水热状况及向日葵产量的影响

贾有余1,张雄2,高宇1,张剑1,3,任永峰1,尹秀兰2,赵沛义1,刁生鹏1,3,聂晶1,狄彩霞1,安昊1   

  1. 1内蒙古自治区农牧业科学院资源环境与检测技术研究所/内蒙古旱作农业重点实验室/农业部内蒙古耕地保育科学观测实验站/农业部武川农业环境科学观测实验站,010031,内蒙古呼和浩特
    2武川县农牧业局,011700,内蒙古呼和浩特
    3内蒙古农业大学农学院,010019,内蒙古呼和浩特
  • 收稿日期:2017-07-21 修回日期:2017-08-03 出版日期:2017-12-15 发布日期:2018-08-26
  • 通讯作者: 赵沛义
  • 作者简介:贾有余,副研究员,从事旱地作物丰产高效栽培技术研究
  • 基金资助:
    内蒙古科技计划项目“旱作农业关键技术研究与集成示范”(20150218);内蒙古农牧业科技创新基金项目“旱农区主要作物丰产高效栽培技术研究与示范”(CXJJ2013N10);国家“十二五”科技支撑项目“风沙半干旱区防蚀增效旱作农业技术集成与示范”(2012BAD09B02)

Effects of Mulching Ways on Soil Hydro-Thermal Condition and Yield of Sunflowers on Rainfed Farmland

Jia Youyu1,Zhang Xiong2,Gao Yu1,Zhang Jian1,3,Ren Yongfeng1,Yin Xiulan2,Zhao Peiyi1,Diao Shengpeng1,3,Nie Jing1,Di Caixia1,An Hao1   

  1. 1Institute of Resources and Environment and Testing Technology,IMAAAHS/Inner Mongolia Key Laboratory of Dryland Farming/Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (Inner Mongolia),Ministry of Agriculture/Wuchuan Scientific Observing and Experimental Station of Agro- Environment,Ministry of Agriculture,Hohhot 010031,Inner Mongolia,China
    2Bureau of Agriculture and Animal Husbandry in Wuchuan County,Hohhot 011705,Inner Mongolia,China
    3College of Agronomy,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010019,Inner Mongolia,China;
  • Received:2017-07-21 Revised:2017-08-03 Online:2017-12-15 Published:2018-08-26
  • Contact: Peiyi Zhao

摘要:

为探究地膜覆盖对旱作农田土壤水热状况、向日葵产量及减轻土壤风蚀效果的影响,通过大区试验对不同覆膜方式和覆膜时间处理的土壤温度、水分,向日葵生长状况、产量及土壤风蚀量进行了监测。结果表明,土壤温度表现为春季全覆膜>秋季半覆膜>春季半覆膜、全覆膜处理>半覆膜处理、垄上覆膜测定点>垄沟覆膜测定点;与春季半覆膜相比,春季全覆膜和秋季半覆膜全生育期累积地温分别增加了71.70℃和55.42℃,出苗时间分别提前了3d和1d,开花时间分别提前2d和1d,花期分别延长3d和1d,子实空秕率分别降低8.44和7.05个百分点,增产率分别为19.82%和9.84%,作物耗水量分别降低了5.82%和8.11%,水分利用效率分别提高2.70和0.73kg/(hm 2·mm);秋季半覆膜可降低土壤风蚀量,与大面积裸露农田相比可以降低土壤风蚀量73.87%左右,而且有利于增加冬春雨雪的储集,减少地表蒸发。试验认为春季全覆膜和秋季半覆膜具有提高土壤温度、增加土壤贮水量、促进向日葵提前出苗和开花并延长花期、增加向日葵产量和水分利用效率等作用,秋季半覆膜还具有减轻土壤风蚀的良好效果。

关键词: 旱作农田, 覆膜方式, 覆膜时间, 水热状况, 向日葵, 土壤风蚀

Abstract:

This study was conducted to explore soil hydrothermal condition, sunflower yield and soil wind erosion on rainfed farmland covered with plastic film mulching. The results showed that soil surface temperature had the order: full of mulching in spring > partially-mulching in autumn > partially-mulching in spring as well as full of mulching > partially-covered and ridge mulching > ditch mulching in spring. Accumulated temperature of soil for full of mulching in spring and partially-mulching in autumn were increased by 71.7℃ and 55.42℃, respectively in the whole study period, compared with partially-mulching in spring. Emergence time of sunflower were advanced by 3 days and 1 day, Florescence time were advanced by 2 days and 1 day, Flowering phase was prolonged 3 days and 1 day. The empty-percentage was reduced to 8.44% and 7.05%, yield increasing rate was 19.82% and 9.84%, respectively. The water consumption was reduced to 5.82% and 8.11%, Water use efficiency were improved to 2.70kg/(hm 2·mm) and 0.73kg/(hm 2·mm); partially-mulching in autumn could reduce soil wind erosion by 73.87% compared with without membrane. Mulching in autumn was more beneficial to reservoir of winter snow and spring rain, reducing the surface evaporation and soil wind erosion. In conclusion, full of mulching in spring and half-mulching in autumn could improve soil temperature and water conservation in soil, advance the emergence time, flowering time and extend the flowering phase, increase yields and water use efficiency of sunflower. Partially-mulching in autumn could reduce soil wind erosion.

Key words: Rainfed farmland, Mulching way, Mulching time, Hydrothermal conditions, Sunflower, Soil wind erosion

图1

全生育时期不同覆膜处理土壤温度变化"

图2

7月前不同覆膜处理土壤温度变化"

表1

各生育时期0~100cm土层贮水量"

处理
Treatment
播种前
Pre-sowing
苗期
Seedling stage
现蕾期
Budding stage
开花期
Flowering stage
收获时
At harvest time
作物耗水量
Crop water consumption
春季半覆膜Spring half membrane 86.32Bb 140.15Aa 103.65Abc 66.71Bb 102.58Cc 217.05Aa
秋季半覆膜Autumn half membrane 95.58Aa 139.79Aa 104.42Aab 65.42Bb 106.67Bb 212.22Ab
春季全覆膜Spring all membrane 86.32Bb 139.53Aa 106.43Aa 69.97Aa 114.62Aa 195.01Bc
降水量Amount of precipitation 0 31.68 24.37 42.67 87.11 -

表2

不同处理出苗时间及出苗率"

出苗时间(月/日)
Seedling emergence time
5/21 5/22 5/23 5/24 5/25 5/26 5/27 5/28 5/29 5/30 5/31 6/01 6/02 6/03 6/04 6/05 6/06 6/07 6/08
春季半覆膜
Spring half membrane
0.0
0.0
0.0
0.0
7.5
14.8
23.2
36.4
53.8
59.7
66.2
78.9
85.9
90.0
91.7
93.3
95.0
100
100
秋季半覆膜
Autumn half membrane
0.0
0.0
0.0
5.4
15.4
23.1
33.6
53.6
66.6
70.6
73.2
78.4
85.7
86.9
89.9
90.4
92.4
100
100
春季全覆膜
Spring all membrane
0.0
5.1
7.2
12.7
14.0
30.5
39.5
44.8
57.3
63.9
71.7
77.6
83.5
86.9
91.1
95.0
98.3
100
100

表3

不同处理开花时间及开花率"

开花时间(月/日)
Flowering time
7/20 7/21 7/22 7/23 7/24 7/25 7/26 7/27 7/28 7/29 7/30 7/31 8/01 8/02 8/03 8/04 8/05
春季半覆膜
Spring half membrane
0.0
0.0
0.0
0.9
1.2
6.9
15.3
18.8
22.4
43.1
55.4
78.7
90.3
96.4
99.1
100.0
100
秋季半覆膜
Autumn half membrane
0.0
0.0
1.2
2.3
5.6
10.6
16.4
22.5
32.9
43.8
61.6
88.3
96.0
98.4
99.1
100.0
100
春季全覆膜
Spring all membrane
0.0
0.7
3.3
5.8
17.6
22.2
40.8
56.8
67.3
74.6
81.3
84.5
94.3
97.1
98.6
99.5
100

表4

不同处理生长指标"

处理
Treatment
株高Plant height (cm) 单株叶面积Leaf area per plant (cm2) 单株干物质重Weight of dry matter per plant (g)
苗期
Seedling
stage
现蕾期
Budding
stage
开花期
Flowering
stage
收获期
Harvest
stage
苗期
Seedling
stage
现蕾期
Budding
stage
开花期
Flowering
stage
苗期
Seedling
stage
现蕾期
Budding
stage
开花期
Flowering
stage
收获期
Harvest
stage
春季半覆膜
Spring half membrane
17.60Bb
47.03Bc
100.00Bb
116.00Bb
933.33Cc
1 601.67Cc
5 083.35Cc
10.49Bc
29.31Bb
235.61Cc
706.82Cc
秋季半覆膜
Autumn half membrane
21.07Aa
48.77Bb
101.00Bb
116.67Bb
1 005.33Bb
1 742.50Bb
5 961.80Bb
10.77ABb
21.70Cc
260.93Bb
782.78Bb
春季全覆膜
Spring all membrane
21.13Aa
64.37Aa
105.00Aa
123.67Aa
1 565.00Aa
2 568.33Aa
7 575.88Aa
11.12Aa
56.36Aa
351.70Aa
1 055.11Aa

表5

不同处理产量性状"

处理
Treatment
花盘直径(cm)
Disc diameter
茎粗(cm)
Stem diameter
百粒重(g)
Hundred grain
weight
产量(kg/hm2)
Yield
增产率(%)
Yield increasing rate
空秕率(%)
Empty abortive
rate
水分利用效率
[kg/(hm2·mm)]
Water use efficiency
春季半覆膜
Spring half membrane
17.80Aa
5.93Bb
5.55Bb
1 966.8Cc
-
12.14Aa
9.45Cc
秋季半覆膜
Autumn half membrane
17.83Aa
5.97Bb
5.61Bb
2 160.5Bb
9.84
5.09Bb
10.18Bb
春季全覆膜
Spring all membrane
18.20Aa
6.40Aa
6.02Aa
2 356.8Aa
19.82
3.70Cc
12.15Aa

表6

秋季半覆膜的防风蚀效果 g/圈"

项目Item 对照
Control
秋季半覆膜
Autumn half membrane
风蚀前干土重
Dry soil weight before wind erosion
1 036.27
1 036.27
重复1 Repeat 1 957.74 1 005.92
重复2 Repeat 2 989.36 1 037.48
重复3 Repeat 3 978.26 1 026.38
重复4 Repeat 4 977.42 1 025.54
重复5 Repeat 5 952.88 1 000.00
重复6 Repeat 6 978.95 1 029.07
重复7 Repeat 7 986.04 1 034.17
重复8 Repeat 8 960.05 1 008.14
重复9 Repeat 9 970.85 1 024.07
重复10 Repeat 10 952.70 999.87
均值Average 970.42 1 019.07
风蚀量Wind-blown mass 65.85 17.21
风蚀降低率(%)
Wind-blown decreasing amplitude
-
73.87
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