智建奇，胡奮山，武海麗，馬淑文，賈志森，鄭 義

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學院玉米研究所，山西忻州034000；2.山西省農(nóng)業(yè)科學院品種資源研究所，山西太原030031）

干旱與水資源短缺是制約旱地農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要因子，是我國乃至全世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要環(huán)境脅迫[1-2]。我國北方旱作農(nóng)業(yè)區(qū)有2/3的耕地由于水資源短缺或灌溉條件限制而無法灌溉[3]。我國農(nóng)作物旱災受災面積、成災面積或成災面積與受災面積比率均呈大幅增加之勢，全國農(nóng)作物的受旱災面積由1985—1987年3 a平均的2 631.7萬hm2上升為2000—2002年3 a平均的3369.8萬hm2，增加28.1%。同期，全國農(nóng)作物旱災成災面積從1262.0萬hm2上升為2122.1萬hm2，增加了68.2%[4]。

山西地處內陸，十年九旱是山西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的顯著特征，旱災頻繁發(fā)生[5-6]。2009年的春旱使忻州地區(qū)大部分旱地不能正常下種，2010年玉米播種后，直到7月底8月初才有了有效降水，給玉米生產(chǎn)帶來了很大危害，造成嚴重減產(chǎn)。同時，在干旱和半干旱地區(qū)，裸露土壤的無效蒸發(fā)量大，其蒸發(fā)量可占到同期降水量的60%～80%。在作物生長季節(jié)，裸地和種植作物地的年耗水量基本相同，再加上降水的年變率和季節(jié)變率較大的不利因素，產(chǎn)量低而不穩(wěn)定便成為必然[6]。因此，必須改善傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，進行覆蓋栽培，以提高作物的產(chǎn)量與品質。目前，地膜覆蓋、秸稈覆蓋作為一項節(jié)水豐產(chǎn)栽培措施在國內外已經(jīng)得到了較為廣泛的應用，也取得了可觀的經(jīng)濟效益[6-8]。但是遇到嚴重干旱年份，這些覆蓋方式就略顯有不足。近年來，甘肅等地研究出了頂凌全地膜覆蓋種植技術[9-10]，并開始應用于生產(chǎn)。

2009年，本研究進行了3種覆蓋方式下旱地玉米種植試驗，通過比較不同覆膜方式對旱地玉米產(chǎn)量的影響，探討山西省旱地玉米的抗旱減災技術，旨在為進一步明確旱地頂凌全膜雙壟溝播玉米的增產(chǎn)原因，推動山西省旱地玉米增產(chǎn)提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

2009年在山西省北部干旱地區(qū)的代縣磨坊鄉(xiāng)會里村進行試驗。該地區(qū)海拔868.7m，歷年降雨量在250.9～445.6mm之間，其中7，8，9這3個月的降雨量為151.8～307.3 mm；年蒸發(fā)量為1 797.8mm，是年平均降雨量的5.1倍；年平均氣溫8.3℃，常年≥10℃的有效積溫3 247.1℃，全年無霜期174 d。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)完全依靠天然降雨，無任何灌溉條件。土壤耕層質地為沙壤土，肥力水平中等，前茬作物為玉米。

1.2 試驗材料

種植玉米品種為先玉335。地膜厚度0.1mm，寬度為90 cm（窄膜）和130 cm（寬膜）2種。所用秸稈為前茬玉米收獲后收集并堆積在旁邊的干玉米秸稈。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，寬窄行播種，寬行80 cm，窄行40 cm，株距30 cm（種植密度為55 500株/hm2）。共設3個處理：CK.露地種植，不覆蓋地膜。M1.頂凌全地膜覆蓋雙壟溝播，帶寬120 cm，每帶起寬40 cm、高15～20 cm的小壟和寬80 cm、高15～20 cm的大壟，兩壟中間為播種溝。選用130 cm寬的地膜，邊起壟邊覆膜，膜與膜之間不留空隙，相接處留在大壟中間，用土壓住地膜，每隔4m壓土腰帶。按株距為30 cm在壟溝播種。M2.半地膜覆蓋，用90 cm寬的地膜覆蓋，每隔4m壓土腰帶，凈膜70 cm，膜間留50 cm的空隙，在膜內播種。各處理3次重復，小區(qū)面積為42m2（6m×7m）。

前茬作物玉米收獲后的2008年11月27日施用農(nóng)家肥15 000 kg/hm2，磷酸二銨750 kg/hm2，全部作底肥一次施入土中，28日進行了深松耕。頂凌全地膜覆蓋雙壟溝播（M1）在2009年3月20日進行旋地、起壟覆膜，并沿玉米種植區(qū)每隔30 cm打小孔（直徑約為3mm）。半地膜覆蓋、露地種植均整為平地，4月25日旋地，半地膜覆蓋進行覆膜。3種方式的播種日期都為4月26日。成熟后每處理收獲中間2行，分別脫粒，待籽粒含水量降至13.5%時，稱其質量計算產(chǎn)量，進行方差分析。其他栽培管理同大田。

2 結果與分析

2.1 不同覆蓋方式對玉米生育進程的影響

從表1可以看出，M1各生育時期和總的生育期都要比CK和M2要早。從出苗期、拔節(jié)期、抽雄期到成熟期，早的天數(shù)都越來越多，最終M1方式下的玉米生育期為123 d，比M2和CK方式分別早了10 d和17 d。主要原因是地膜覆蓋有增溫的效應，以及生育期間土壤水分保持的不一樣。全地膜頂凌覆蓋得早，地溫比其他處理升高得早，而且水分被保留到土壤中，生育最快，半地膜覆蓋次之。

表1 不同覆蓋方式的生育進程

2.2 不同覆蓋方式對農(nóng)藝性狀的影響

從表2可以看出，3種方式中，M1方式下的玉米株高、穗長、穗粗、百粒質量都比M2和CK方式要高，而禿尖長比M2和CK方式的要短。由于M1充分利用了土壤水分，植株整個生育期間都基本處于水分較為飽和的狀態(tài)，因此，株高、穗長、穗粗、百粒質量、禿尖長等方面生長發(fā)育都要比M2和CK要好。

表2 不同覆蓋方式的主要農(nóng)藝性狀

2.3 不同覆蓋方式對玉米產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，M1方式下的玉米產(chǎn)量為11 926 kg/hm2，比M2和CK方式都要高，比CK增產(chǎn)58.9%。經(jīng)方差分析（表4），重復間F值為0.04＜1，處理間 F 值為 62.27＞F0.01=18，因此，重復間差異不顯著，處理間差異達極顯著水平。

表3 不同覆蓋方式的產(chǎn)量

表4 不同覆蓋方式產(chǎn)量的方差分析

經(jīng)過差異顯著性測驗（表5）看出，M1和M2都比CK增產(chǎn)，且差異達到顯著水平，M1與CK的產(chǎn)量之間差異達到極顯著水平。M1比CK小區(qū)增產(chǎn)18.6 kg，折合公頃增產(chǎn)4 426 kg，增產(chǎn)率58.9%?？梢缘贸觯斄枞啬じ采w雙壟溝播（M1）的增產(chǎn)效果明顯，半地膜覆蓋（M2）也有一定增產(chǎn)效果，比對照露地種植小區(qū)增產(chǎn)8.6 kg。

表5 不同覆蓋方式產(chǎn)量差異顯著性比較（q測驗）

3 結論與討論

頂凌全地膜覆蓋起壟溝播這項技術，通過在頂凌時期全地膜覆蓋，把冬季降水在蒸發(fā)以前保留到土壤中，增加了播種期土壤水分；而且還升高了地溫，因此，玉米的各生育時期都有提前，最終成熟得最早。因為其成長的各個時期水肥充足，玉米生長沒有受到影響，因此，株高、穗長、穗粗、禿尖長、百粒質量等農(nóng)藝性狀表現(xiàn)也好。最終表現(xiàn)在產(chǎn)量上，產(chǎn)量最高，與露地種植和半地膜覆蓋產(chǎn)量之間差異都達到顯著水平。頂凌全地膜覆蓋起壟溝播是解決山西省旱區(qū)玉米干旱問題的有效方法。

覆膜后土壤水分含量的增加、溫度的提高都對玉米增產(chǎn)起到了很大的作用，但覆膜后各個時期的土壤濕度和土壤溫度變化對產(chǎn)量的影響，還有待進一步研究。

本研究采用寬窄行種植，已經(jīng)盡可能增強了玉米的通風透光性。據(jù)報道，地膜壟溝全覆蓋還有集雨作用，可將5mm以內的無效降雨通過地膜微孔（直徑3mm）流入土壤，成為玉米生長的有效水分[7]，可以緩解旱區(qū)降雨少、蒸發(fā)大的矛盾。還有報道認為，覆蓋結合抗旱保水劑可以達到更好的保水抗旱的目的[11]；也有研究認為，起壟可使壟背土壤變得疏松，孔隙度增大，有利于土壤通氣透水，增加土壤水庫容，減少地表徑流，從而使表土土壤結構體免遭破壞[3]，這有待于進一步研究。

［1］ 李永平，劉世新，賈志寬，等.壟溝集水種植對土壤有效蓄水量及谷子生長、光合特性的影響 [J].西北農(nóng)林科技大學學報：自然科學版，2007，35（10）：163-167.

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