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作物杂志, 2025, 41(3): 149-155 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.020

生理生化·植物营养·栽培耕作

不同覆盖材料对河西灌区土壤环境及玉米产量的影响

王祎,1, 任永福,1, 张正鹏2, 丁德芳1, 张靖3, 刘祎鸿4, 孙多鑫4, 陈光荣,5

1甘肃省武威市凉州区农业技术推广中心，733000，甘肃武威

2甘肃省武威市凉州区种业中心，733000，甘肃武威

3甘肃省农业工程技术研究院，733006，甘肃武威

4甘肃省农业技术推广总站，730020，甘肃兰州

5甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省水资源高效利用重点实验室，730070，甘肃兰州

The Effects of Different Covering Materials on Soil Environment and Maize Yield in Hexi Irrigation Area

Wang Yi,1, Ren Yongfu,1, Zhang Zhengpeng2, Ding Defang1, Zhang Jing3, Liu Yihong4, Sun Duoxin4, Chen Guangrong,5

1Agricultural Technology Promotion Center in Liangzhou District, Wuwei 733000, Gansu, China

2Seed Industry Center of Liangzhou District, Wuwei 733000, Gansu, China

3Gansu Academy of Agri-Engineering Technology, Wuwei 733006, Gansu, China

4Gansu Agricultural Technology Extension Station, Lanzhou 730020, Gansu, China

5Institute of Dryland Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Efficient Utilization of Water in Dry Farming of Gansu Province, Lanzhou 730070, Gansu, China

通讯作者: 陈光荣，主要从事大豆新品种选育及作物高产栽培理论与技术研究，E-mail：chengr516@163.com

收稿日期: 2024-05-23   修回日期: 2024-08-29   网络出版日期: 2025-02-05

基金资助: 国家大豆产业技术体系兰州综合试验站项目(CARS04-CES17)
甘肃省自然科学基金(23JRRH0015)

Received: 2024-05-23   Revised: 2024-08-29   Online: 2025-02-05

作者简介 About authors

王祎，主要从事作物水肥利用与高产高效技术研究，E-mail：494135466@qq.com；

任永福为共同第一作者，主要从事作物高产优质高效栽培理论与技术研究，E-mail：1064428990@qq.com

摘要

研究不同覆盖材料对河西灌区土壤温度、湿度、玉米农艺性状及产量的影响，探讨全生物降解渗水地膜在玉米中的使用效果。采用大田试验，选用农华101为试验材料，设置普通地膜（T1）、普通渗水膜（T2）、全生物降解渗水地膜覆盖（T3）和露地（CK）4个处理。结果表明，T3条件下，玉米株高、穗位高和百粒重等农艺性状指标均显著大于CK；相同时间点和深度处土壤温度和湿度均显著大于CK，但显著低于T1和T2；T3玉米根系有向深层土壤生长的趋势，且根系生物量较CK显著提高。T3处理在玉米播种41 d后进入崩解阶段，地膜已经裂解成大碎块，没有完整的膜面，133 d后进入完全降解阶段，玉米收获时，地膜在地表基本消失。表明全生物降解膜降解速率较快，实现了生物降解。T3处理玉米产量达12 688.65 kg/hm2，较CK显著增产41.44%，较T1和T2处理分别减产3.12%和2.08%，但差异均未达显著水平。全生物降解渗水地膜降解速度快，土壤保水保温效果较差，但较露地栽培增温保墒和增产效果显著，且实现了完全降解，减少了残膜污染，具有一定的生态意义，在河西灌区可进一步推广应用。

关键词： 覆盖材料; 全生物降解地膜; 土壤; 玉米; 产量

Abstract

This study investigates the use effect and yield performance of biodegradable film in maize by examining and evaluating the effects of various covering materials on soil temperature, humidity, maize agronomic traits, and yield in Hexi Irrigation Area. Four treatments were established using Nonghua 101 as the experimental material and field experiments: ordinary plastic film covering (T1), ordinary permeable film covering (T2), totally biodegradable permeable film covering (T3), and open field (CK). The results showed that under the condition of T3, the agronomic traits such as maize plant height, ear height, and 100-grain weight were significantly higher than those of CK. At the same time and depth, the soil temperature and humidity were significantly higher than those of CK, but significantly lower than those of T1 and T2. The maize root system showed a trend of growing towards deeper soil layers, and the biomass of the root system of T3 were significantly increased compared to that in CK. Biodegradable permeable plastic film enters the disintegration stage 41 days after corn sowing, and the plastic film has already broken into large pieces without a complete film surface. It reached the full deterioration stage after 133 days. The plastic layer essentially vanishes off the surface of the maize once it is harvested. This showed that the totally biodegradable membrane is degrading quickly and reaching biodegradation. The yield of corn reached 12 688.65 kg/ha under T3, which was a significant increase of 41.44% over CK, and a decrease of 3.12% and 2.08% over T1 and T2, respectively, however, the difference was not significant. The fully biodegradable permeable plastic film has a fast degradation rate and poor soil water retention and insulation effect. However, it has a significant increase in yield compared to open field cultivation without film covering, and has achieved complete degradation, reducing residual film pollution. It has certain ecological significance and can be promoted and applied.

Keywords： Covering materials; Fully biodegradable permeable film; Soil; Maize; Yield

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本文引用格式

王祎, 任永福, 张正鹏, 丁德芳, 张靖, 刘祎鸿, 孙多鑫, 陈光荣. 不同覆盖材料对河西灌区土壤环境及玉米产量的影响. 作物杂志, 2025, 41(3): 149-155 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.020

Wang Yi, Ren Yongfu, Zhang Zhengpeng, Ding Defang, Zhang Jing, Liu Yihong, Sun Duoxin, Chen Guangrong. The Effects of Different Covering Materials on Soil Environment and Maize Yield in Hexi Irrigation Area. Crops, 2025, 41(3): 149-155 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.020

玉米为我国主要粮食作物，在粮食增产中的作用达55%，目前已成为我国种植面积最大的粮食作物[1-3]。我国西北地区作为玉米主产区之一，光热资源丰富，玉米产量潜力较大，但西北地区降水量少，土壤水分蒸发量大，干旱缺水是限制该地区玉米产量提升的主要因素[4]，因此，高效利用有限的降水量是西北地区玉米产量提升的核心问题。地膜覆盖是干旱地区抗旱保墒的主要农艺措施，地膜覆盖有蓄水保墒、改善土壤环境、抑制杂草、提高作物产量等作用[5-8]。前人[9]研究表明，地膜覆盖可以显著提高土壤含水率30%，作物平均增产42.3%，此外，地膜覆盖还可加快作物生育进程。但随着地膜覆盖措施的大面积推广应用，回收成本高和技术不完善导致土壤中残膜累积，不仅使耕层土壤透气性降低，还严重影响作物根系生长和养分吸收及机耕作业，同时造成白色污染[10-11]，因此，地膜污染是目前农业亟待解决的问题。近年，新型覆盖材料得到越来越多的关注，可降解地膜作为一种新型覆盖材料，既具有传统地膜的增温保墒功能，又可在达到使用寿命后被环境中的微生物或阳光中的紫外线降解，最终以还原形式重新进入环境中，既提高了作物产量，又缓解了地膜残留污染，同时减小了对机耕的影响，是保障粮食安全和农业可持续发展的重要途径[12-14]。申丽霞等[15]研究发现，在0.008 mm厚降解地膜覆盖条件下，玉米出苗率、农艺性状及产量均优于0.005 mm厚地膜。孙扬等[16]研究表明，降解地膜覆盖条件下，增施氮肥可在改善玉米农艺性状、提升产量的同时提高氮肥利用率。全生物降解地膜的应用效果和降解程度受环境气候和覆盖模式的影响，不同地区应用的效果不同，同时由于玉米地下系统研究难度大，针对河西灌区全生物降解地膜在玉米上的应用效果缺乏研究，生物降解地膜对河西灌区土壤环境和玉米产量及玉米地下系统的影响尚不明确。本研究通过对比不同覆盖材料对玉米地土壤环境及玉米生长的影响，旨在揭示全生物降解地膜在河西灌区玉米种植中的使用效果及产量表现，为加快旱作农业覆盖材料更新换代、破解全程机械化收获瓶颈提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022-2023年在甘肃省凉州区武南镇下中畦村开展，试验地属井水灌区，土壤肥力中等，砂壤土，前茬作物为玉米。试验区海拔1450 m，年均降水量150 mm，属干旱气候，太阳辐射强度大，日照时间长，光质好，年均日照时数2915 h，≥10 ℃积温3000 ℃，年平均气温6~8 ℃，无霜期150 d左右。

1.2 试验材料

供试玉米品种为农华101，由北京金色农华种业科技有限公司提供，全生物降解渗水地膜由山西微通渗水膜生物科技有限公司提供，普通渗水膜由甘肃福雨塑业有限责任公司提供，普通地膜由甘肃天宝塑业有限公司提供。

1.3 试验设计

试验设普通地膜（T1）、普通渗水地膜（T2）、全生物降解渗水地膜（T3）和露地（CK）4个处理，随机区组设计，每个处理3次重复。玉米种植密度90 000株/hm2。试验采用全膜双垄沟播栽培模式，采用一机两膜机起垄覆膜，大垄宽70 cm，小垄宽40 cm，宽行行距70 cm，窄行行距40 cm，于5月1日起垄覆膜，5月2日播种。底肥施N-P2O5-K2O=15-15-15的复合肥25 kg/hm2。全生育期结合灌水追施氮肥3次，在拔节期，结合灌头水追施尿素300 kg/hm2；在大喇叭口期追施尿素450 kg/hm2；在灌浆期追施尿素150 kg/hm2，其他管理措施同大田。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 农艺性状

在吐丝期测量玉米株高、穗位高和茎粗。株高为植株地表到雄穗顶端的高度；穗位高为植株地表到第一果穗穗柄的高度；茎粗用游标卡尺测量地面上部近地面第三节间扁圆面的直径。

1.4.2 土壤温度

在玉米出苗期、拔节期、抽雄期和成熟期选择晴天用型号为ZYWL-A-2018-01-A1的农情田间监测专用设备（北京中国搏望科技发展有限公司）测定8:00、14:00和18:00时不同处理小区中间沿种植行任意2株之间深5、10、15和20 cm处的土壤温度。

1.4.3 土壤水分

在玉米苗期、拔节期、抽雄期和成熟期用型号为SU-LAW的土壤水分测定仪（浙江托普仪器有限公司）测定各处理中间沿种植行任意2株玉米之间深10和20 cm处的土壤体积含水量。土壤重量含水量=土壤体积含水量/土壤容重。

1.4.4 玉米根系分布

在灌浆期，每个小区选取长势一致的植株2株玉米，以每株所占土地面积划出界限，纵向每10 cm为一层分层取土，取到60 cm深，水平方向以玉米行为中心每10 cm为长，向两侧取至20 cm，以株距为宽，以10 cm×株距×10 cm的土块形式取土，人工挑出每个土块中的所有可见根系，用水冲洗干净后装入牛皮纸袋，烘干称重。

1.4.5 地膜表面降解观察

地膜表面的变化分为诱导、破裂、崩解、完全崩解和完全降解5个阶

段[17-18]，记录这5个阶段下列现象出现的时间，具体观测方法如下：

第1阶段：诱导阶段，开始铺膜到出现小裂缝（小裂缝标准为小于1 cm）。

第2阶段：破裂期，肉眼清楚看到大裂缝（大裂缝标准为大于3 cm）。

第3阶段：崩解期，地膜已经裂解成大碎块，没有完整的膜面（出现大于5 cm的裂缝，或者出现碎块）。

第4阶段：完全崩解，地面无大块残膜存在，仍有小碎片。

第5阶段：完全降解阶段，地膜在地表基本消失。

1.4.6 玉米生育时期

分别观察记载玉米播种期、苗期、拔节期、抽雄期和成熟期开始时间。出苗期：‌全区苗高2~3 cm的幼苗达50%以上；‌拔节期：‌全区60%以上的玉米植株基部茎节开始伸长；‌大喇叭口期：‌全区60%以上的植株上部叶片呈现喇叭口形；‌抽雄期：‌全区60%以上的植株雄穗尖端露出顶叶3~5 cm；‌成熟期：‌全区90%以上的植株籽粒硬化，‌在籽粒基部出现糊粉层，‌乳线消失。

1.4.7 产量

玉米成熟后根据均重法每小区选取10个果穗，测定穗长、穗粗、百粒重。穗粗是玉米果穗基部到顶部的长度，穗粗是游标卡尺的一端对准玉米穗的一侧，另一端对准另一侧，得出直径。小区单收单打，按14%标准水分计算籽粒产量。

1.5 数据处理

2年玉米农艺性状和土壤温湿度数据趋势一致，本文选用2022年玉米农艺性状和土壤温湿度数据，采用Excel 2010整理数据，用DPS 2003分析和检验差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖材料对玉米农艺性状的影响

由表1可知，不同覆盖材料处理下，玉米生物学性状差异明显。T3处理下，玉米出苗率、株高、穗位高和茎粗均显著低于T1和T2处理，但较CK分别显著高4.3%、4.9%、8.3%和3.9%；穗长、穗粗较T1处理分别显著低5.8%、9.1%，与T2和CK处理差异不显著；穗粒数和百粒重显著低于T1和T2；穗数与T1和T2差异不显著，但较CK显著提高7.5%。结果表明，全生物降解渗水地膜覆盖条件下，玉米农艺性状差于普通地膜和普通渗水地膜，但显著优于露地栽培。

表1   不同覆盖材料对玉米农艺性状的影响

Table 1  The effects of different covering materials on the agronomic traits of maize

处理
Treatment		出苗率
Emergence
rate (%)		株高
Plant height
(cm)		茎粗
Stem diameter
(cm)		穗位高
Ear height
(cm)		穗长
Ear length
(cm)		穗粗
Ear diameter
(cm)		穗粒数
Grain number
per ear		百粒重
100-grain
weight (g)		穗数
Number of ears
(×104/hm2)
T198a293a2.85a113a19.0a5.5a526a33.01a7.557a
T298a291a2.80a110a18.5b5.4ab522a32.95a7.533a
T396b281b2.65b104b17.9b5.0b519b32.45b7.524a
CK92c268c2.55c96c17.8b4.8b425c30.21c7.001b

不同小写字母表示达0.05显著水平。下同。

Different lowercase letters are significantly different at 0.05 level. The same below.

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2.2 不同覆盖材料对土壤温度的影响

由表2可知，同一种覆盖材料下，随着深度增加，土壤温度呈降低趋势。同一深度下，相同时间点不同覆盖材料土壤温度均表现为T1>T2>T3>CK。8:00-18:00，不同覆盖材料条件下，各深度土壤温度呈先升高后降低的趋势，8:00-14:00，T1土壤温度升高幅度最大，CK升高幅度最小。14:00-18:00，T1土壤温度降低幅度最小，CK土壤湿度降低幅度最大。相同覆盖材料下，随着时间变化，0~5 cm土壤温度变化最大，随着深度增加，温度变化幅度逐渐减小。结果表明普通地膜覆盖条件下，土壤保温效果最好。

表2   不同覆盖材料对不同土层深度土壤温度的影响

Table 2  The effects of different covering materials on soil temperature at different soil depths ℃

处理
Treatment		时间
Time		出苗期Emergence period拔节期Jointing stage抽雄期Tasseling stage成熟期Maturation stage
5 cm10 cm15 cm20 cm5 cm10 cm15 cm20 cm5 cm10 cm15 cm20 cm5 cm10 cm15 cm20 cm
T18:0016.416.215.815.618.618.418.218.018.818.618.318.116.816.616.215.6
14:0018.017.817.617.221.821.621.421.022.522.221.721.518.418.217.917.5
18:0017.417.216.916.520.420.219.919.821.221.120.820.618.017.817.617.5
T28:0016.216.015.815.518.217.917.617.418.618.418.217.916.616.315.815.6
14:0017.517.317.016.821.020.820.520.121.621.421.221.117.717.517.416.8
18:0017.217.116.816.519.219.018.718.420.219.919.819.617.216.916.716.5
T38:0016.015.715.415.217.417.217.116.918.418.218.117.616.416.216.015.8
14:0017.217.016.816.420.219.919.719.420.720.420.320.117.417.216.916.5
18:0016.816.616.516.318.918.618.518.219.119.018.818.516.916.716.416.3
CK8:0015.415.215.114.616.816.416.015.818.117.817.617.415.815.515.316.8
14:0017.016.816.716.118.218.017.517.119.018.718.518.217.316.916.816.5
18:0016.516.216.015.417.817.517.016.817.217.117.016.916.816.516.316.1

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2.3 不同覆盖材料对土壤含水量的影响

由表3可知，同一种覆盖材料下，随着深度增加，土壤含水量呈增加趋势，其中T3处理增幅低于T1处理。相同生育时期和深度，不同覆盖材料条件下土壤含水量均表现为T1>T2>T3>CK。随着玉米生育时期的推进，T3处理10~20 cm处的土壤含水量与T1和T2差异逐渐增大，玉米成熟期显著低于T1和T2，表明玉米生育后期生物降解渗水地膜降解后保水效果降低。

表3   不同覆盖材料对土壤含水量的影响

Table 3  The effects of different covering materials on soil moisture contents %

土层深度
Soil
depth (cm)		处理
Treatment		出苗期
Emergence
period		拔节期
Jointing
stage		抽雄期
Tasseling
stage		成熟期
Maturation
stage
0~10T119.84a18.60a16.38a18.58a
T218.10ab16.40ab15.50b17.80ab
T317.54b15.50b15.22b17.08ab
CK16.90c14.50c14.00c16.92b
10~20T120.10a19.42a17.12a19.32a
T219.45ab16.90b16.40b18.45b
T318.20b16.20b16.10b17.21c
CK17.36c15.30c14.82c17.18c

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2.4 不同覆盖材料对玉米根系分布的影响

不同覆盖材料下玉米根系空间分布如图1所示，T3和CK促进玉米根系向下生长，表现出深层土壤根系分布量增加的趋势，而T1和T2处理玉米根系主要集中在土壤浅表层0~30 cm。0~30 cm土层，T3玉米根干重量明显低于T1和T2，但较CK提高32.6%。0~60 cm内，T3玉米根干重量与T1差异不明显，但较CK提高29.8%。表明全生物降解地膜覆盖可明显促进玉米根系生长，提高玉米根系生物量，有利于根系对地下养分的吸收。

图1

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图1   不同覆盖材料对玉米根系分布的影响

Fig.1   The effects of different covering materials on the distribution of maize roots


2.5 不同覆盖材料表面降解程度

不同地膜表面降解情况如表4所示，随着玉米生育时期的推进，全生物降解渗水地膜最先开始降解，覆膜5 d（5月5日）后进入诱导阶段，41 d（6月10日）后进入崩解阶段，地膜已经裂解成大碎块，没有完整的膜面，107 d（8月15日）后进入完全崩解阶段，133 d（9月10日）后进入完全降解阶段，玉米收获时，地膜在地表基本消失。普通渗水膜在覆膜36 d（6月5日）后进入诱导阶段，地膜出现小裂缝，玉米收获时地膜处于崩解阶段，地膜裂解成大碎片。普通地膜在玉米收获时表面相对完整，仅有小裂缝。结果表明全生物降解膜降解速率较快，实现了生物降解，避免地膜残留对土壤的伤害，对提高农业生产效益具有一定的作用。

表4   不同覆盖材料降解进程差异

Table 4  Differences in degradation process of different covering materials 月-日Month-day

材料
Material		诱导阶段
Induction phase		破裂阶段
Fracture		崩解阶段
Disintegration		完全崩解
Completely disintegrated		完全降解阶段
Complete degradation
普通地膜Ordinary plastic film08-10
全生物降解渗水地膜
Fully biodegradable permeable plastic film		05-05
05-20
06-10
08-15
09-10
普通渗水地膜Ordinary permeable plastic film06-0507-2109-20

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2.6 不同覆盖材料对玉米生育期的影响

由表5可知，与CK相比，地膜覆盖可加快玉米生育进程，T3处理使玉米苗期、拔节期、抽雄期和成熟期分别提前1、2、3和3 d，全生育期缩短3 d。与T1处理相比，T3处理下玉米苗期推迟1 d，全生育期延长3 d。

表5   不同覆盖材料对玉米生育期的影响

Table 5  The effects of different covering materials on the growth period of maize

处理
Treatment		播种日期（月-日）
Sowing date
(month-day)		出苗日期（月-日）
Date of emergence
(month-day)		拔节日期（月-日）
Date of jointing
(month-day)		抽雄日期（月-日）
Date of tasseling
(month-day)		成熟日期（月-日）
Date of maturation
(month-day)		全生育期
Whole growth
period (d)
T104-2505-0206-1007-1509-10138
T204-2505-0206-1007-1509-11139
T304-2505-0306-1107-1609-13141
CK04-2505-0406-1307-1909-16144

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2.7 不同覆盖材料对玉米产量的影响

不同覆盖材料下玉米产量如图2所示，2年玉米产量表现出相同的趋势，2023年由于干旱缺水导致各处理产量均低于2022年，其中CK减产幅度最大。T3处理玉米2年平均产量达12 688.65 kg/hm2，较T1和T2分别降低3.12%和2.08%，但差异均不显著，较CK显著增产41.44%。结果表明，全生物降解渗水膜增产效果显著，但增产幅度低于普通地膜和普通渗水地膜。

图2

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图2   不同覆盖材料对玉米产量的影响

不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著。

Fig.2   The effects of different covering materials on maize yield

Different lowercase letters are significantly different at P < 0.05 level.


3 讨论

地膜覆盖通过改善土壤水分、温度和微生物活性等因素来调节作物的生长[19]。刘长源等[20]研究表明，生物可降解地膜覆盖下玉米土壤保温性能好，与不覆盖栽培的玉米土壤相比，显著提高了土壤温度，而且土层深度5与15 cm相比，普通地膜覆盖下玉米土壤温度变化幅度最大。本试验结果与其基本一致，同一深度下，相同时间点全生物降解渗水地膜土壤温度显著大于露地不覆膜栽培，相同深度下，8:00-14:00，全生物降解渗水地膜土壤温度升高幅度显著低于普通地膜，但大于露地不覆膜栽培，表明全生物降解渗水地膜对玉米土壤保温效果明显。阎晓光等[21]试验表明降解地膜能显著提高土壤含水量，从而促进玉米生长发育，本试验结果与其基本一致，相同生育时期和深度，全生物降解渗水地膜覆盖下土壤含水量显著高于露地不覆膜栽培，随着玉米生育时期的推进，全生物降解渗水地膜10~20 cm处的土壤含水量与普通地膜和普通渗水地膜的差异逐渐增大，与露地处理差异逐渐减小，主要原因可能是在玉米生育后期全生物降解地膜裂解程度大，失去保水功能[22]。普通地膜降解难度较大，残膜在土壤中完全分解需要200年以上[23]，全生物降解地膜可通过微生物的分解或氧化降解成水溶性碎片，最终生成CO2和水融入土壤[24]。本试验中全生物降解膜在覆膜41 d后进入崩解阶段，地膜已经裂解成大碎块，没有完整的膜面，133 d后进入完全降解阶段，玉米收获时，地膜在地表基本消失，实现了全生物降解，降低了田间残膜回收的成本，同时减少了残膜对土壤和环境的污染。

赵海燕等[25]研究发现降解地膜覆盖条件下玉米株高、穗位高和穗长等农艺性状指标均低于普通地膜，本研究结果与其一致，全生物降解地膜覆盖条件下，玉米株高和穗位高均显著低于普通地膜，这可能是因为全生物降解地膜在玉米拔节时开始分解破裂，抽雄之后进入崩解阶段，保墒效果较普通地膜差，从而影响了玉米的生长和农艺性状表现[26]。但本试验中全生物降解地膜覆盖下玉米株高、穗位高较露地不覆膜栽培分别显著高4.9%和8.3%，表明全生物降解地膜能够显著提高玉米农艺性状指标，为玉米增产奠定了基础。玉米根系是吸收地下营养成分的主要器官，其获取水肥的能力主要取决于根系的空间分布特征与生长情况[27-28]。

张玉芹等[29]试验表明，高产玉米根系主要集中在40 cm以下。王化岑等[30]研究发现，高产小麦根系主要分布在0~40 cm，下层根量占总根量的比重大且分布均匀。本试验中，全生物降解地膜覆盖下玉米根系表现出深层土壤根系分布量增加的趋势，0~60 cm土层，全生物降解地膜覆盖玉米根干重量较露地不覆膜显著提高29.8%。全生物降解地膜覆盖下玉米根系向土壤深层生长可能是因为全生物降解地膜降解时间早，保墒效果差，玉米为了吸收更多的水分而向土壤深层生长。同时本试验中露地不覆膜玉米根系深层土壤生长的趋势也证明这一结论。另外，全生物降解地膜较露地有显著增温保墒效果，促进玉米根系生长，使玉米根系生物量显著提高，增强了玉米抗旱和养分吸收能力。前人[31]研究表明，与露地不覆膜栽培相比，生物降解膜能显著提高玉米产量。张海强等[24]研究发现，降解地膜较露地不覆膜显著增产41.88%，本试验中全生物降解地膜较露地不覆膜栽培玉米生育期缩短3 d，同时显著增产41.44%，但与普通地膜和普通渗水地膜差异不显著，此结果与阎晓光等[21]研究结果一致。

4 结论

全生物降解地膜覆盖条件下，土壤保温保水能力低于普通地膜和普通渗水地膜，随着生育时期的推进，差异逐渐增大，但与露地不覆膜栽培相比，全生物降解地膜增温保墒、增产效果显著，根系较发达。全生物降解地膜降解进程较快，在玉米收获时完全降解，有效解决了普通地膜在土壤中难分解、破坏土壤结构、影响农作物生长发育等问题，避免了地膜残留对土壤的污染。综上所述，全生物降解渗水地膜可替代普通地膜，具有较大的推广意义和前景。

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通过大田试验研究了地膜覆盖对土壤水温状况及春小麦产量形成的影响．结果表明，地膜覆盖对土壤的增温作用在春小麦生育期内呈&ldquo;U&rdquo;型变化，地膜覆盖可以通过防止蒸发和提升土壤深层水分至作物可利用层来增加土壤中有效水含量，利于作物利用．地膜覆盖的增温保墒作用利于作物前期生长和水分利用，在生育后期覆膜，作物根系发育受到抑制，作物蒸散量和水分利用效率下降，影响产量的形成．对照(CK)、播前灌水(W)、全程覆膜(M)、播前灌水 覆膜30d(WM30)、播前灌水 覆膜60d（WM60)及播前灌水十全程覆膜(WMw)6个处理的产量分别为2554、2424、2750、3138、3305、3123kg&middot;hm^-2，最佳覆膜时间在40&mdash;60d．

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针对棉花生产中使用普通农用塑料地膜导致棉田土壤污染的现状,进行了不同配方氧化-生物双降解地膜和普通地膜棉花栽培对比试验,探讨可降解地膜的降解性能及其对土壤水分、温度和棉花生长的影响。结果表明：氧化-生物双降解地膜比对照降解效果显著,降解1号降解率达74.5%,不同降解地膜的降解速率及强度不同,具有一定可控性。降解后残存地膜碎片化、变薄、变脆并紧贴地表,继续起到一定的增温、保墒作用。合理设定降解诱导期的降解地膜对土壤水分、温度和棉花生长的影响与普通地膜相当,未对棉花生长发育及产量水平产生显著影响。

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为探讨可降解地膜在晋东南地区玉米生产中的实际意义,从土壤保温性、土壤保水性、玉米生育进程与产量、田间降解等方面对3种地膜进行分析比较。结果显示：与不覆膜裸地相比,两种降解地膜能显著提高土壤温度和土壤水分,但效果稍逊于普通地膜,两种降解地膜之间差异不显著；地膜覆盖可显著加快玉米生育进程和增加玉米产量,降解地膜使生育期缩短4天,普通地膜使生育期缩短了9天,分别增产9.06%、9.72%、14.54%,普通地膜优于可降解地膜的促进效果,但普通地膜与降解地膜产量之间差异未达显著水平。在地膜降解方面,2种可降解地膜破裂启动期较为一致,发生于覆膜后约40～50天,可基本满足玉米苗期对温度、水分的需要; 覆膜 90～100天后可降解地膜从土壤表面基本消失。以上结果显示,供试的2种可降解地膜不仅具有显著的生物学效应和经济学效果,其降解特性也基本符合玉米生长对环境条件的要求,且较普通地膜既省工省时,并可降低环境污染,所以降解地膜替代普通地膜应用于晋东南玉米生产具有可行性。

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