冷凉区旱地玉米微垄覆膜土壤水热及产量效应研究

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2019.02.018

摘要/Abstract

摘要：

针对冷凉区旱地玉米生产中存在的干旱缺水和低温冷凉两大主要限制因子,于2016年采用单因素随机区组设计,在山西省旱作节水农业试验示范基地阳曲县河村,采用地膜半覆盖模式,设置5种不同覆膜起垄高度处理,进行了冷凉区旱地玉米微垄覆膜土壤水热及产量效应研究。结果表明,覆膜垄高每增加5cm,玉米苗期垄侧播种行8cm日平均地温降低0.3℃;当覆膜垄高从0cm增加到5和10cm时,膜侧播种行0~20cm土壤含水量分别极显著（P<0.01）增加3.6和5.3个百分点;覆膜垄高每增加10cm,玉米拔节期推迟1d,抽雄吐丝期相应推迟1d;覆膜垄高5cm处理的经济产量极显著（P<0.01）高于垄高15cm、垄高20cm和地膜平铺处理,与垄高10cm处理之间没有显著差异;覆膜垄高5和10cm处理的水分利用效率最高,极显著（P<0.01）高于地膜平铺和垄高20cm处理,平均较地膜平铺和垄高20cm处理分别提高2.1和2.2kg/(hm ²·mm),增幅分别为6.8%和7.2%。研究认为,微垄覆膜（垄高5~10cm）可以协调垄高增加引起的增温和微集水之间的矛盾,同时兼顾地膜覆盖增温、保墒和微集水效应,增产增效,是冷凉区旱地玉米适宜的地膜覆盖方式。

关键词: 冷凉区, 旱地玉米, 微垄覆膜, 土壤水热, 产量

Abstract: Aim

ing at the two main limiting factors of drought or water shortage and low-temperature in dryland maize production in cold areas, an experiment of single factor random block design was conducted in the demonstration base of water-saving agriculture of Yangqu County, Shanxi Province. Five half-mulching treatments with different ridge heights were set up to study the effects of micro-ridge film mulching on soil water and temperature and yield of dryland maize in cold areas. The results showed that the average soil temperature of film side sowing line 8cm decreased by 0.3 for every 5cm mulching-ridge increase by 5cm; when the ridge height increased from 0cm to 5cm and 10cm, the soil water content of 0-20cm was significantly increased by 3.6 and 5.3 percentage points (P<0.01); For every 10cm of mulching ridge height increase, the jointing stage of maize was delayed by 1d, and the stage of sprouting and silking was delayed by 1d. The economic yield (P<0.01) of the ridge height 5cm treatment was significantly higher than that of the ridge height of 15, 20 and 0cm treatments, and there was no significant difference with the treatment of 10cm ridge height. The water use efficiencies (WUE) of the treatments of 5cm and 10cm ridge heights, which was significantly higher than that of the 0 and 20cm ridge height, and the average increase was 2.1 and 2.2kg/(hm ²·mm), which were increased by 6.8% and 7.2%, respectively. The results showed that micro-ridge mulching (ridge height 5-10cm) could coordinate the contradiction between the two of increasing soil temperature and micro-collecting water by increasing the ridge height. And at the same time, it can take into account the effects of mulching of increasing soil temperature, preserving soil moisture and micro-collecting water, and increase yield and WUE. It is an appropriate mulching method for dryland maize in cold areas.

Key words: Cold areas, Dryland maize, Micro-ridge film mulching, Soil water and temperature, Yield

张冬梅,黄学芳,姜春霞,张伟,王晓娟,刘化涛,闫六英,刘恩科,翟广谦. 冷凉区旱地玉米微垄覆膜土壤水热及产量效应研究[J]. 作物杂志, 2019 (2): 115–121

Dongmei Zhang,Xuefang Huang,Chunxia Jiang,Wei Zhang,Xiaojuan Wang,Huatao Liu,Liuying Yan,Enke Liu,Guangqian Zhai. Effects of Micro-Ridge Film Mulching on Soil Water and Temperature and Yield of Dryland Maize in Cold Areas[J]. Crops, 2019(2): 115–121

图/表 8

表1

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图2

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表4

图4

参考文献 22

[1]	张冬梅, 张伟, 刘恩科 , 等. 早熟区不同播期旱地玉米产量对施肥水平和种植密度的响应. 中国生态农业学报, 2013,21(12):1449-1458. doi: 10.3724/SP.J.1011.2013.30581
[2]	张冬梅, 姜春霞, 黄学芳 , 等. 早熟区不同熟期玉米品种产量对播期和施肥方式的响应. 中国农学通报, 2015,31(24):59-66.
[3]	崔石新, 樊明寿, 贾立国 , 等. 沟垄集雨技术研究进展及其在旱作马铃薯生产中的应用潜力. 作物杂志, 2017(5):8-12. doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.05.002
[4]	张维国 . 不同类型地膜覆盖对马铃薯产量及品质的影响. 作物杂志, 2017(1):87-90.
[5]	郭满平, 刘生瑞, 白宏鹏 . 不同覆膜栽培对玉米土壤水分温度及产量的影响. 干旱地区农业研究, 2015,33(2):50-55. doi: 10.16302/j.cnki.1000-7601.2015.02.008
[6]	李尚中, 樊廷录, 王磊 , 等. 不同覆膜方式对旱地玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响. 干旱地区农业研究, 2013,31(6):22-27. doi: 10.3969/j.issn.1000-7601.2013.06.004
[7]	李小燕, 张雷, 牛芬菊 , 等. 旱地组合型微垄全膜不同覆盖时期对土壤水分及胡麻生长的影响. 干旱地区农业研究, 2015,33(2):16-21. doi: 10.16302/j.cnki.1000-7601.2015.02.003
[8]	杨祁峰, 岳云, 熊春蓉 , 等. 不同覆膜方式对陇东旱塬玉米田土壤温度的影响. 干旱地区农业研究, 2017(6):29-33.
[9]	张德奇, 廖允成, 贾志宽 , 等. 宁南旱区谷子地膜覆盖的土壤水温效应. 中国农业科学, 2005,38(10):2069-2075. doi: 10.3321/j.issn:0578-1752.2005.10.018
[10]	白秀梅, 卫正新, 郭汉清 . 旱地起垄覆膜微集水种植玉米技术研究. 山西农业大学学报(自然科学版), 2011,31(1):13-17. doi: 10.3969/j.issn.1671-8151.2011.01.004
[11]	张平良, 郭天文, 曾骏 , 等 . 一种北方旱区密植作物微垄覆膜穴播集雨栽培方法:中国, 106171386A. 2016 -12-07.
[12]	秦永林, 贾立国, 崔亚超 , 等 . 旱作马铃薯微垄覆膜侧播农艺方法:中国, 103460967A. 2013 -12-25.
[13]	张冬梅, 王娟玲, 黄学芳 , 等 . 一种冷凉区旱地玉米微垄覆膜播种方法:中国, 103843557A. 2014 -06-11.
[14]	刘恩科, 姜春霞, 黄学芳 , 等. 覆膜方式对土壤环境及玉米产量的影响. 中国农学通报, 2015,31(27):46-52. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb15060121
[15]	Qin R J, Stamp P, Richner W . Impact of tillage on maize rooting in a Cambisol and Luvisol in Switzerland. Soil and Tillage Research, 2006,85(1/2):50-61. doi: 10.1016/j.still.2004.12.003
[16]	Barlow E W R, Boersma L, Young J L . Photosymthesis,transpiration,and leaf elongation in corn seedlings at suboptimal soil temperatures. Agronomy Journal, 1977,69(1):95-100. doi: 10.2134/agronj1977.00021962006900010025x
[17]	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. 中国农业科学, 2010,43(5):922-931. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.05.005
[18]	谢孟林, 查丽, 郭萍 , 等. 垄作覆膜对川中丘区土壤物理性状和春玉米产量的影响. 干旱地区农业研究, 2017,35(2):31-38. doi: 10.7606/j.issn.1000-7601.2017.02.06
[19]	韩清芳, 李向拓, 王俊鹏 , 等. 微集水种植技术的农田水分调控效果模拟研究. 农业工程学报, 2004,20(2):78-82. doi: 10.3321/j.issn:1002-6819.2004.02.018
[20]	张友昌, 张教海, 王孝纲 , 等. 垄作的生理生态效应研究进展. 棉花科学, 2012,34(6):3-8.
[21]	Ramakrishna A, Tam H M, Wania S P , et al. Effect of mulch on soil temperature,moisture,weed infestation and yield of groundnut in northern Vietnam. Field Crops Research, 2006,95(2/3):115-125. doi: 10.1016/j.fcr.2005.01.030
[22]	谢军红, 柴强, 李玲玲 , 等. 黄土高原半干旱区不同覆膜连作玉米产量的水分承载时限研究. 中国农业科学, 2015,48(8):1558-1568. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.08.10

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[1]	张宇飞,刘立志,马昱萱,王晓纯,戴建军. 耕作和秸秆还田方式对玉米产量及钾素积累转运的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 122–127
[2]	刘亚军,储凤丽,王文静,胡启国,杨爱梅. 不同配套栽培措施对商薯9号产量及杂草防控的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 179–184
[3]	董立峰,林小虎,刘春荣,侯桂双,张春璐,付金锋,王凤宝. 复配种衣剂对豌豆生长及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 185–191
[4]	高运青,李姝彤,尚启兵,石俊春,徐东旭. 施肥对蚕豆根瘤及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 164–167
[5]	唐会会,许艳丽,王庆燕,马正波,李光彦,董会,董志强. 叶面喷施5-氨基乙酰丙酸对不同密度春玉米生长特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 136–141
[6]	向德明,张明发,彭曙光,田峰,罗建新,陈武,蔡云帆,田明慧,吕启松. 连年施用新型肥料对土壤真菌群落及烤烟产质量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 156–163
[7]	肖小军,吕伟生,余跑兰,郑伟,李亚贞,胡磊,肖富良,张绍文,黄天宝,肖国滨. 三熟制油菜秸秆还田条件下施氮量对早稻产量形成和氮肥利用率的影响[J]. 作物杂志, 2019, (2): 103–109
[8]	欧行奇,任秀娟,李新华,欧阳娟. 小麦品种边行优势和内行表现对小区产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (1): 97–102
[9]	赵凯男,常旭虹,王德梅,陶志强,杨玉双,马瑞琦,朱英杰,徐哲莉,张保军,赵广才. 立体匀播和施氮量对冬小麦产量构成及旗叶光合性能的影响[J]. 作物杂志, 2019, (1): 103–110
[10]	梁茜,刘文亚,葛均筑,赵明,侯海鹏,杨永安,辛德财. 条带深旋小双行精播技术对夏玉米产量调控效应研究[J]. 作物杂志, 2019, (1): 111–115
[11]	张洋,于惠琳,王延波. 东华北不同生态区玉米品种产量及相关性状差异研究[J]. 作物杂志, 2019, (1): 38–43
[12]	吴海兵,刘道红,钟鸣,汪友元. 水分管理和钾肥施用对水稻产量和抗倒伏性的影响[J]. 作物杂志, 2019, (1): 127–133
[13]	谭京红,张露萍,吴启侠,朱建强,张在镇. 基于不同肥源的棉花减氮施肥效果比较研究[J]. 作物杂志, 2019, (1): 134–140
[14]	王小明,李大成,廖政达,甘远初,陈辉袖,苏喜德,韦增林. 糖料蔗新品种农艺性状及产量的比较[J]. 作物杂志, 2019, (1): 50–55
[15]	胡树平,孟天天,赵卉,包海柱. 深松对向日葵光合性能及产量的影响[J]. 作物杂志, 2019, (1): 116–120

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年份Year	5月 May	6月 June	7月 July	8月 August	9月 September	5-9月 From May to September	降水年型 Precipitation year type	底墒(0~200cm) Base soil moisture
2016	19.1	47.2	241.0	44.4	28.6	380.3	平水年	386.4（好）
1960-2005	33.2	57.0	102.9	103.7	62.2	359.0	-	-
2016-（1960-2005）	-14.1	-9.8	138.1	-59.3	-33.6	21.3	苗期、灌浆期受旱

处理Treatment	出苗期 Emergence	拔节期 Jointing	抽雄期 Heading	灌浆期 Filling	收获期 Harvesting	平均值 Average
RH0	371.1aA	333.2bB	418.2aA	386.1aA	339.1aA	369.5aA
RH5	372.0aA	321.5cC	417.4aA	388.3aA	340.5aA	367.5aA
RH10	371.3aA	335.4bB	412.8aA	385.4aA	347.7aA	370.1aA
RH15	373.4aA	336.1bB	413.4aA	379.2aA	348.9aA	369.8aA
RH20	373.3aA	346.4aA	416.6aA	387.8aA	340.2aA	372.4aA
CK	366.7aA	338.6bB	413.0aA	391.9aA	325.1bB	366.7aA
平均值±标准偏差Average±Standard deviation	371.2±2.6	335.3±8.2	415.4±2.5	386.3±4.2	340.5±8.0	369.3±2.0

处理Treatment	播种期Sowing	出苗期Emergence	拔节期Jointing	抽雄期Heading	吐丝期Silking	成熟期Maturity
RH0	4月27日	5月11日	6月23日	7月23日	7月24日	未成熟
RH5	4月27日	5月11日	6月24日	7月24日	7月25日	未成熟
RH10	4月27日	5月11日	6月24日	7月24日	7月25日	未成熟
RH15	4月27日	5月11日	6月25日	7月25日	7月26日	未成熟
RH20	4月27日	5月11日	6月25日	7月25日	7月26日	未成熟
CK	4月27日	5月13日	6月28日	7月30日	7月31日	未成熟

处理 Treatment	穗长(cm) Ear length	穗粗(cm) Ear diameter	穗行数 Ear row number	行粒数 Grain number per row	穗粒数 Grain number per spike	百粒重(g) 100-grain weight	经济产量 (kg/hm²) Grain yield	生物产量 (kg/hm²) Shoot biomass	出子率(%) Shelling percentage	收获指数(%) Harvest index
RH0	14.9abA	7.0aA	17.0aA	34.2aA	579.7bB	32.4cC	12 643.4bB	23 766.9cC	86.6aA	49.9aA
RH5	15.2aA	7.0aA	17.5aA	34.2aA	597.7aA	34.9aA	13 444.0aA	27 540.4aA	87.4aA	48.8abA
RH10	14.5bB	7.1aA	17.4aA	33.2aA	576.0bB	33.7bB	13 330.7aA	25 536.1bB	87.3aA	49.5aA
RH15	14.3bB	7.1aA	17.4aA	32.9aA	573.6bB	33.9bB	12 742.0bB	25 849.6bB	87.1aA	47.7bB
RH20	14.5bB	7.1aA	17.1aA	32.9aA	560.3cC	33.6bB	12 645.0bB	26 506.6bB	86.7aA	44.9cC
CK	13.3cC	7.1aA	17.0aA	30.3bB	514.0dD	33.8bB	10 514.3cC	25 923.0bB	87.1aA	45.6cC