玉米覆膜方式與土壤溫濕度變化探析范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了玉米覆膜方式與土壤溫濕度變化探析參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《耕作與栽培雜志》2016年第5期

摘要:

采用田間試驗(yàn)，研究了玉米不同覆膜方式(平作不蓋膜、平作膜側(cè)、平作全膜、壟作膜側(cè)、壟作全膜、壟作全膜溝栽)對土壤水分、溫度的影響。結(jié)果表明:從移苗到第1次測定，土壤水分含量為:壟作膜側(cè)＞壟作全膜溝栽＞平作全膜＞壟作全膜＞平作膜側(cè)＞平作不蓋膜，到第2次測定時土壤水分含量變化為:壟作全膜＞壟作膜側(cè)＞壟作全膜溝栽＞平作膜側(cè)＞平作不蓋膜＞平作膜側(cè)，從第3次測定土壤水分含量開始，結(jié)果差異都不大，到最后一次測定時，土壤水分含量基本一致;在溫度方面，在8:00時溫度最高的為平作全膜，在14:00和18:00時平作膜側(cè)溫度最高，平作不蓋膜在8:00、14:00和18:00時溫度均最低。

關(guān)鍵詞:

玉米;覆膜方式;土壤水分;土壤溫度

玉米覆膜種植是干旱區(qū)玉米栽培的主要種植方式，玉米覆膜種植方式在我國推廣已有20多年的歷史，為糧食生產(chǎn)帶來了顯著的效益［1］，地膜覆蓋主要是改善植物生長的環(huán)境條件，改善土壤耕作層的條件［2］，尤其是土壤溫度和水分等小氣候條件，從而為玉米生長提供一個良好的環(huán)境［3、4］。地膜覆蓋在春季可使5－10cm土層地溫提高2～4℃［5］，對植物根系的生長發(fā)育尤為重要，玉米根系生長的最適宜溫度為20～28℃，過高過低根系生長均受到影響，當(dāng)?shù)販亟档?．5℃時，根系生長停止，超過35℃則生長速度變緩［6］。不同覆膜方式對玉米田間土壤水分含量、溫度變化、玉米物候期、主要經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響不同［7］，也會影響到葉綠素的含量，因此影響玉米的產(chǎn)量，覆膜玉米葉綠素含量較高，光合速率也較高，使養(yǎng)分有效性和水分利用效率提高［8］。試驗(yàn)研究了不同方式覆膜處理下玉米膜內(nèi)及膜外栽培土壤表層水分、溫度的變化，為不同地方玉米生產(chǎn)中出現(xiàn)的栽培模式的選擇提供數(shù)據(jù)和理論的支持。

1材料與方法

1．1供試材料

1．1．1供試土壤

試驗(yàn)土壤屬紫色大土，養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)含量34．59g/kg，全氮含量0．916g/kg，堿解氮111．65mg/kg，有效磷36．28mg/kg，速效鉀222．2mg/kg。土壤pH為7．1。

1．1．2供試品種

供試玉米為耐密抗性品種川單418。1．1．3其它材料作底肥使用的13－5－7復(fù)合肥和有機(jī)肥，作追肥使用的氮肥以及1mm厚的不可降解塑料薄膜。

1．2試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)共設(shè)6個處理，以平作不蓋膜為對照(處理1)，然后在平作的基礎(chǔ)上蓋膜，玉米膜側(cè)平地栽(處理2)和膜上平地栽(處理3)，再起壟蓋膜分別膜側(cè)平地栽(處理4)、膜上平地栽(處理5)和膜上溝栽(處理6)。各處理設(shè)計詳見表1。重復(fù)3次，共18個小區(qū)，田間隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為4×4．5=18m2。

1．3試驗(yàn)實(shí)施

栽培上以玉米/大豆間作體系為栽培模式，玉米密度為4000株/667m2。肥料用量為:濕豬糞2222kg/667m2，N15kg/667m2、P2O55kg/667m2、K2O7kg/667m2。每小區(qū)內(nèi)有兩個玉米帶幅，玉米帶幅寬窄行，窄行寬為0．6m，寬行寬為1．4m，窩距為16．7cm，單窩單株。5月1日育苗，5月10日移苗，11日上午澆水，13日下午補(bǔ)苗，21日下午追肥，8月28日收獲。

1．4測定項(xiàng)目及方法

1．4．1土壤水分測定

土壤表層水分含量在玉米生育期間測定，采樣方法為混合取樣法，采樣工具為土鉆，采樣深度為0～15cm，土壤水分含量用烘干法［9］測定。

1．4．2土壤溫度測定

將溫度計斜埋于玉米植株間的土壤表層10cm深處，定時讀數(shù)(3d讀1次)，讀數(shù)時間為每天的8:00、14:00、16:00。

1．5數(shù)據(jù)處理

土壤水分含量表達(dá)式:水%=(w2－w3)/(w3－w1)＊100%式中w1表示烘干鋁盒重;w2表示烘干鋁盒重+土壤樣品重;w3表示鋁盒重+烘干土重;w2－w3表示土壤樣品中含水質(zhì)量;w3－w1表示土壤樣品烘干后質(zhì)量。所有數(shù)據(jù)用Office軟件進(jìn)行計算整理后用DPS軟件進(jìn)行方差的分析。

2結(jié)果與分析

2．1不同種植模式下田間表層(0～15cm)土壤含水量變化

從圖1可以看出平作不蓋膜即對照實(shí)驗(yàn)的水分變化為從增—減，其余處理的變化均為先減—增—減的趨勢。從5月10日移苗到6月1日第一次測定水分含量，測定結(jié)果為:壟作全膜＞壟作全膜溝栽＞平作全膜＞壟作膜側(cè)＞平作膜膜＞平作不蓋膜。從第1次水分含量的測定到第2次的測定，除了處理1即對照其余處理表層土壤含水量都有下降，這主要由以下原因造成:該時期處于玉米苗期，苗期玉米扎根過程中需要大量的水分，并且苗期玉米根系大部分分布在田間土壤0～20cm的表層，需要表層土壤來提供大量的水分，而在這個時期內(nèi)有降雨出現(xiàn)，對照由于沒有地膜的覆蓋可以吸收雨水，其余處理有膜的覆蓋不能直接吸收降雨。這段時期土壤表層含水量表現(xiàn)為:壟作全膜＞壟作膜側(cè)＞壟作全膜溝栽＞平作全膜＞平作不蓋膜＞平作膜側(cè)。這一結(jié)果表明地膜覆蓋與否以及不同覆膜方式和種植方式下，土壤表層的含水量具有一定的差異性。從第2次水分含量的測定到第3次水分含量的測定期間，土壤表層含水量都有所增加，這主要是這期間出現(xiàn)較多降水所致。從第3次水分含量的測定到地五次也就是最后一次測定期間，土壤表層水分含量都出現(xiàn)下降的趨勢，在第四次測定時出現(xiàn)了膜上栽培處理土壤表層含水量低于膜側(cè)栽培和對照，這主要是由于降雨，地膜覆蓋阻止了膜內(nèi)水分向大氣散失的同時也阻止了降水向膜內(nèi)的滲透，即使少量的降雨也能夠加大土壤表層含水量的變化。到最后一次測定水分含量時，6個處理間土壤水分含量基本在同一水平，處理間水分含量的差異處于最小，因?yàn)殡S著玉米的生長，玉米葉加上與其間種的大豆葉覆蓋了大部分土表，減少了太陽光對土表的照射，還有一部分原因是由于雅安這個地方的自然條件所決定的。通過LSD法計算比較，在上圖的水分測定數(shù)值中，只有在第1次測量中平作不蓋膜即對照之間與其他處理間出現(xiàn)了極顯著的差異，其他處理之間水分含量沒有極顯著差異。第三次測定是壟作膜側(cè)(處理4)和壟作全膜溝栽(處理6)與平作全膜(處理2)之間出現(xiàn)顯著差異水平。

2．2不同種植模式下田間土壤表層(10)溫度的變化

2．2．1不同種植模式下不同時間土壤表層(10)溫度變化

從圖2得出不同處理下玉米田間土壤表層溫度的變化趨勢是一致的，均為從8:00到18:00均呈上升趨勢，溫度在8:00時最低，在18:00時達(dá)到最高，溫度值在14:00時的排列次序與在18:00時的排列次序除了壟作全膜(處理5)之外均相同，即在14:00時的排列為:平作膜側(cè)＞壟作全膜＞平作全膜＞壟作膜側(cè)＞壟作全膜溝栽＞平作不蓋膜，18:00時為:平作膜側(cè)＞平作全膜＞壟作全膜＞壟作膜側(cè)＞壟作全膜溝栽＞平作不蓋膜，只是在8:00到14:00這段時間內(nèi)上升幅度大而在14:00到18:00期間溫度上升幅度有所減小。這是因?yàn)橐归g氣溫下降，土壤溫度也在下降，到8:00時土壤剛經(jīng)過了一夜的降溫，而后隨著太陽的升起，太陽光直接照射在地面上，土壤吸收太陽輻射能，隨著土壤對太陽輻射的吸收土表溫度逐漸上升，在8:00到14:00期間，太陽輻射是逐漸加強(qiáng)的，所以在這個期間溫度上升快，而在14:00到18:00間，太陽輻射逐漸減弱，地表吸收的能量在降低，所以溫度上升速度在減緩，但由于地表還在吸收熱量，所以土壤表面溫度還是呈現(xiàn)上升的趨勢。方差分析結(jié)果表明，不同種植模式下，土壤表層溫度在8:00、14:00、18:00時與對照相比差異除了在18:00時壟作膜側(cè)和壟作全膜溝栽(處理4和6)未達(dá)到顯著水平，其余均達(dá)到極顯著，各處理間的差異也有達(dá)到顯著甚至極顯著水平的。在8:00時，平作不蓋膜(處理1)即對照與其余處理的差異均達(dá)極顯著，只是平作全膜(處理3)、壟作膜側(cè)(處理4)、壟作全膜(處理5)、壟作全膜溝栽(處理6)間的差異未達(dá)到顯著水平，原因是玉米覆膜以后，晴天太陽光透過地膜，使地表溫度升高，由于地膜的阻隔作用，減少了膜內(nèi)外平行與垂直熱對流對土壤熱量的消耗，同時覆膜以后膜內(nèi)凝聚了一層細(xì)小的水珠，減少了汽化熱的散失，提高了土壤熱容量，使膜內(nèi)土壤溫度在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定，從而土壤溫度提高，而個處理間的差異之所以未達(dá)到顯著水平，也是由于它們都是覆膜處理，均有保溫作用的出現(xiàn)。同理，在14:00和18:00時各處理與對照相比溫度也出現(xiàn)極顯著差異。

2．2．2不同種植模式下土壤表層(10)平均溫度變化

不同種植模式下土壤表層(10)的平均溫度變化表現(xiàn)為覆膜栽培明顯高于對照不蓋膜(圖3)，達(dá)到極顯著水平，主要是因?yàn)榈啬さ谋刈饔?，一方面地膜可以減少地表熱量的散失，另一方面地膜還能提高土壤的熱容量，從而提高土壤表層溫度。土壤表層平均溫度高低表現(xiàn)為:平作膜側(cè)﹥平作全膜﹥壟作全膜﹥壟作膜側(cè)﹥壟作全膜溝栽﹥平作不蓋膜，出現(xiàn)了全膜種植的溫度低于膜側(cè)種植，這應(yīng)該是因?yàn)槎紴楦材しN植，有地膜的保溫作用和雅安特殊的地理環(huán)境和自然環(huán)境。方差分析結(jié)果表明，平作不蓋膜的平均溫度與其它處理的差異達(dá)到極顯著水平，平作膜側(cè)、平作全膜、壟作全膜間以及壟作膜側(cè)和壟作全膜溝栽的差異沒達(dá)到顯著水平。

3討論

不同種植模式下玉米田表層(0～15cm)土壤含水量的變化除對照外總體趨于一致，但在不同時間段內(nèi)又表現(xiàn)出一定的差異性。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，玉米植株間土壤表層含水量在玉米生長期內(nèi)出現(xiàn)了劇烈的變化，可能是因?yàn)橛衩字仓昙案悼梢酝ㄟ^自身作用來調(diào)節(jié)土壤表層水分的再分配來滿足玉米生長發(fā)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發(fā)，促使水分縱向移動，但是在玉米生長到一定高度時，各處理玉米田表層土壤含水量基本相同，這是由于玉米植株基本能夠覆蓋土表，減少太陽的直射還是試驗(yàn)田所在地特殊的自然氣候環(huán)境所致，還需進(jìn)一步的研究探討。不同種植模式下玉米田表層(10cm)土壤溫度的變化總體也是趨于一致的。各處理在不同時間溫度均高于對照(平作，不蓋膜)，這是因?yàn)橛衩赘材ひ院?，由于地膜的阻隔作用，可以減少膜內(nèi)熱量的消耗，同時還可以通過在膜內(nèi)凝聚一層細(xì)小的水珠來提高土壤熱容量，使膜內(nèi)溫度可以較長時間保持穩(wěn)定，從而提高土壤溫度，不同處理下土壤表層的平均溫度出現(xiàn)了膜側(cè)栽培高于膜上栽培，這可能與試驗(yàn)地區(qū)的自然地理因素有關(guān)，具體原因還需要進(jìn)一步研究探討。

參考文獻(xiàn)：

［1］田野．玉米不同覆膜栽培方式比較試驗(yàn)結(jié)果初報［J］．農(nóng)業(yè)科技與信息，2008，1．

［2］程炳文，王勇，羅世武，等．地膜玉米不同處理土壤水分和溫度變化規(guī)律對產(chǎn)量的影響［J］．玉米科學(xué)，2006，14(1):144－145，148．

［4］蔣云鵬．桔桿覆蓋和免耕對玉米生長與土壤環(huán)境的影響［J］．農(nóng)技服務(wù)，2008，25(8):41．

［5］陳奇思．中國塑料薄膜覆蓋農(nóng)業(yè)［J］．中國工程科學(xué)，2002(4):13－15．

［6］王樹安．作物栽培學(xué)各論［M］．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1995，142－143．

［7］高巖．不同覆膜方式對旱地玉米的影響［J］．甘肅農(nóng)業(yè)科技，2008，5，27－28．

［9］黃昌勇．土壤學(xué)［M］．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2003．3:102－103．

作者:孟春芬 陳遠(yuǎn)學(xué) 單位:水城縣農(nóng)業(yè)局 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院