盧星航，史海濱，李瑞平，梁建財，徐 昭，步懷亮

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，呼和浩特 010018）

覆蓋后秋澆對翌年春玉米生育期水熱鹽及產(chǎn)量的影響

盧星航，史海濱，李瑞平※，梁建財，徐 昭，步懷亮

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，呼和浩特 010018）

為探討寒旱鹽灌區(qū)覆蓋后秋澆對翌年春玉米生育期水熱鹽狀況的影響，2013年10月—2015年10月在河套灌區(qū)鹽漬土壤進行覆蓋秋澆后翌年春玉米田間試驗，設(shè)5個處理，秸稈覆蓋量0.9 kg/m2（F0.9）、秸稈覆蓋量0.6 kg/m2（F0.6）、玉米整稈覆蓋（YZ）、地膜覆蓋（DM）、未覆蓋（CK）。試驗于每月中旬進行取土測定土壤含水率、電導(dǎo)率，玉米收獲后測定籽粒產(chǎn)量及生物產(chǎn)量與經(jīng)濟系數(shù)。結(jié)果表明：秋澆前地面覆蓋影響翌年春玉米生育期內(nèi)各處理的土壤溫度，地膜覆蓋處理耕層地溫均值最高，秸稈覆蓋處理的土壤溫度低于未覆蓋處理，且秸稈覆蓋使得春季土溫升溫緩慢而不利于春播作物生長；各處理覆蓋秋澆后的土壤含水率均高于未覆蓋處理CK，無論是播期的土壤儲水量還是生育期內(nèi)的土壤儲水量，秸稈覆蓋處理的蓄水保墑性＞地膜覆蓋處理及未覆蓋處理；各處理0～40 cm覆蓋秋澆后的土壤含鹽量均值均低于CK，其中處理 Y Z的土壤含鹽量最低；地面覆蓋處理的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均高于未覆蓋處理 C K，籽粒產(chǎn)量最高的是處理YZ；各處理中，玉米整桿覆蓋處理YZ和粉碎的玉米秸稈覆蓋量為0.9 kg/m2的產(chǎn)量與經(jīng)濟系數(shù)較高。研究可為覆蓋秋澆農(nóng)藝節(jié)水應(yīng)用提供參考。

秸稈；土壤水分；灌溉；河套灌區(qū)；覆蓋；凍融；鹽堿土；玉米

0 引 言

河套灌區(qū)是亞洲最大的一首制灌區(qū)和全國3個特大型灌區(qū)之一，地處中國干旱的西北高原，由于氣象和地形條件等因素的影響，全年蒸發(fā)量高、降雨量偏小，在河套灌區(qū)干旱、低溫、土壤鹽漬化和次生鹽漬化等嚴重[1]制約著灌區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。地表覆蓋通過在地表設(shè)置不透氣的膜或通透結(jié)構(gòu)不同的覆蓋層，改變了農(nóng)田小氣候和耕層土壤環(huán)境條件。土壤凍結(jié)融化過程中，土壤水分、鹽分發(fā)生遷移而重新分布[2-4]。在河套灌區(qū)已有的秋澆研究中[3-5]，較少考慮到地面覆蓋措施對秋澆后土壤水熱鹽及播種作物的影響。相關(guān)研究表明，覆蓋對凍融期內(nèi)土壤水、熱、鹽具有調(diào)控作用[5-9]，調(diào)節(jié)春玉米播種期的土壤溫度，形成有利于春播作物播種及苗期生長的土壤水、鹽、熱環(huán)境[10-13]，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要意義。

生育期通過地膜覆蓋可以增加地溫，尤其在土壤溫度低、升溫慢的地區(qū)，覆蓋可以顯著地促進作物生長，提高作物產(chǎn)量[14]。不同覆蓋對表層地溫的影響在玉米苗期的表現(xiàn)最為明顯，地膜覆蓋處理的地溫高于傳統(tǒng)耕作，秸稈覆蓋處理則低于傳統(tǒng)耕作[15-17]。覆蓋具有蓄水保墑作用[18-21]，可以抑制土壤鹽分表聚[22]，覆蓋顯著增加了作物產(chǎn)量和水分利用效率[23-26]。

在已有的全程覆蓋（凍融期覆蓋+生育期覆蓋）研究中[27-33]，主要針對秋覆蓋對土壤水分、溫度及春玉米生長狀況的影響，較少涉及到土壤鹽分遷移，土壤含鹽狀況對秋覆蓋的響應(yīng)關(guān)系并未明確。翌年土壤水熱鹽狀況對覆蓋秋澆的響應(yīng)關(guān)系及機理并不明確，作物產(chǎn)量水平與土壤的水、熱、鹽條件密切相關(guān)，覆蓋秋澆后翌年作物生長和產(chǎn)量的響應(yīng)機制需要進一步研究。

本研究以全程無覆蓋為對照，采取覆蓋后秋澆的措施，進行全程覆蓋（凍融期覆蓋+玉米生育期覆蓋）田間試驗，研究地表覆蓋條件下春播時土壤水熱鹽再分配特征、翌年水、熱、鹽分配，以及作物生長和產(chǎn)量的響應(yīng)，以期為覆蓋秋澆農(nóng)藝節(jié)水應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于河套灌區(qū)中上游地帶（40°92＇N、107°18＇E）。2013年10月—2015年10月于河套灌區(qū)沙壕渠試驗站研究基地進行為期2 a的試驗，該地區(qū)常年干旱少雨，冬季低溫，夏季炎熱，年均氣溫為6.9℃，年蒸發(fā)量為2306.9 mm。凍融期為11月中旬至次年4月上旬，平均最大凍結(jié)深度為0.75～0.95 m，非凍融期為4月15日—11月15日。2014年和2015年玉米生育期內(nèi)降雨量為139.2和147.3 mm（圖1）。

圖1 2a玉米生育期降雨量與氣溫Fig.1 Rainfall and air temperature in growth period of maize in 2 years

1.2 試驗設(shè)計及過程

為了研究最優(yōu)覆蓋方式及覆蓋量，本試驗共設(shè) 5 個處理，每個處理進行3次重復(fù)。①秸稈覆蓋量0.9 kg/m2（F0.9）；②秸稈覆蓋量0.6 kg/m2（F0.6）；③玉米整稈覆蓋（YZ）；④地膜覆蓋（DM）；⑤未覆蓋（CK）。秸稈為當(dāng)?shù)赜衩捉斩?，秋收后用機械粉碎，詳見表1。

表1 試驗處理內(nèi)容Table 1 Details of each treatment

小區(qū)長寬為8 m×5 m，每個小區(qū)四周埋深1.2 m的塑料布，以防止水分側(cè)滲。土質(zhì)為粉砂壤土，土壤容重為1.48 g/cm3，土壤（0～40 cm）全鹽量為2.28 g/kg，pH值為8.01，有機質(zhì)5.25 g/kg（0～40 cm）和3.36 g/kg（＞40～120 cm）。秋收翻地后，經(jīng)平整、耙后，于10月31日覆秸稈及鋪地膜。11月1日秋澆，秋澆定額150 mm，灌溉方式為畦灌。凍融期結(jié)束后，原地進行春玉米試驗，4月27日人工播種玉米，品種為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)品種內(nèi)單 3 14，行株距為65 cm×30 cm，種植密度為8株/m2。基肥：施N量為81 kg/hm2、施P2O5量為207 kg/hm2。9月25日收獲。

1.3 測試指標

于每月中旬進行取土測定土壤含水率、電導(dǎo)率，取土工具為土鉆，共取9個層次土，分別為：0～5、＞5～10、＞10～15、＞15～20、＞20～40、＞40～60、＞60～ 80、＞80～100、＞100～120 cm。采用經(jīng)驗公式[34]將土壤電導(dǎo)率（mS/cm）換算為土壤水溶性全鹽質(zhì)量分數(shù)（g/kg）。用HTR-8型溫度記錄儀（北京惠澤農(nóng)科技有限公司）測定土壤溫度（精度為±0.5℃），每個小區(qū)中間架設(shè)1臺溫度記錄儀，共9個探頭，分別埋深9層，埋深深度與取土土層一致，設(shè)置測定溫度間隔為1 h。在試驗小區(qū)北部和南部分別布置地下水觀測井，測定地下水水位與電導(dǎo)率（每7 d測定1次）。玉米出苗后統(tǒng)計出苗率，收獲后測定籽粒產(chǎn)量及生物產(chǎn)量（各小區(qū)取3株，105℃殺青2 h，而后在80℃條件下烘干至恒質(zhì)量，其質(zhì)量計為生物產(chǎn)量，稱量后，將玉米棒子揀出剝粒，稱量籽粒質(zhì)量，并將其計為籽粒產(chǎn)量）、經(jīng)濟系數(shù)（籽粒產(chǎn)量與干物質(zhì)累積量的比值）[34]。

土壤儲水量用下式計算[34]：

式中Wi是第i層土壤的儲水量，mm；hi是第i層土壤的厚度，cm；γi為第i層土壤的干容重，g/cm3；θi為第i層土壤含水率。

1.4 分析方法

試驗數(shù)據(jù)采用 WPS軟件進行整理與制圖，采用SUFER 8.0軟件畫等值線圖，采用SPSS19.0軟件進行差異顯著性檢驗和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地面覆蓋處理的地溫效應(yīng)

不同的地面覆蓋處理導(dǎo)致了整個生育期內(nèi)春玉米土壤溫度的不同，2 a整個生育期內(nèi)春玉米土壤溫度與氣溫變化規(guī)律基本相同，以2015年為例分析（圖2）。如圖2所示，隨著生育期推進，各處理土壤溫度逐漸升高，在播種后80～120 d之間達到溫度峰值，在120 d之后土壤溫度逐漸降低。如圖2a所示，在40 d前，處理F0.9的各土層溫度變化不大，而在40 d之后，同一天的土壤溫度隨著土層深度增大而降低，在80 d至120 d中變化幅度最大，在120 d之后溫度變化趨勢緩慢，F(xiàn)0.9的最高土溫出現(xiàn)在0～10 cm土層，溫度為25 ℃，而0～20 cm土層在整個觀測期內(nèi)的平均溫度為16.07 ℃。如圖2b所示，處理F0.6的整體溫度變化趨勢與F0.9的整體變化趨勢相近，但其整體平均溫度高于處理F0.9，且在80～120 d之間0～20 cm土層溫度達到峰值為25 ℃，0～20 cm土層在整個觀測期內(nèi)的平均溫度為16.66 ℃。如圖2c所示，處理YZ在整個生育期內(nèi)的最高溫度為24.61 ℃，最低溫度為-1.04 ℃，溫差較大，變化差異較大，在120 d前土壤溫度隨著土層深度增加而降低，在120 d之后0～20 cm土層的溫度起伏不定，而0～20 cm土層在整個觀測期內(nèi)的平均溫度為16.64 ℃。如圖2d所示，處理DM的溫度在土層深度為0～20 cm中變化劇烈，從30 cm開始隨著土層深度的增加溫度緩慢降低，且整個觀測期內(nèi)的溫度明顯高于其他處理，最高溫度為32 ℃，在0～20 cm土層整個觀測期內(nèi)的平均溫度為20.08 ℃。對于CK處理，裸地的土壤溫度高于覆蓋處理的土壤溫度，這說明了覆蓋阻礙外界熱量進入土壤，在40～120 d之間0～30 cm土層溫度變化明顯，最高溫度為30 ℃，0～20 cm土層在整個觀測期內(nèi)的平均溫度為18.59 ℃。各處理間春玉米耕層0～20 cm地溫均值相比較，DM＞CK＞F0.6＞ YZ＞F0.9。地膜覆蓋處理的地溫高于其他處理，由于秸稈覆蓋產(chǎn)生了隔熱作用，從而降低了耕層土壤的溫度，不利于春玉米植株與根系的快速生長。

圖2 2015年春玉米生育期土壤剖面溫度時空變化等值線圖Fig.2 Temporal and spatial variation contour of soil profile temperature during growth period of maize in 2015

2.2 不同地面覆蓋處理下土壤含水率及儲水效果分析

2.2.1 地下水位變化

圖3 2014和2015年觀測井地下水位動態(tài)變化Fig.3 Groundwater depth variations of observation wells in 2014 and 2015

試驗期間2 a地下水位變化如圖3。 2 a整個非凍融期內(nèi)地下水位平均埋深為1.57 m。

2.2.2 覆蓋秋澆后春玉米播期的土壤墑情

冬閑期的土壤水分對春玉米的生長非常重要，本試驗采取在冬閑期進行覆蓋后秋澆的方式進行蓄水保墑，消融后0～120 cm土層土壤含水率的分布如圖4所示。

由圖3可知，2014年地下水位埋深平均大于2015年，覆蓋秋澆后，地下水位急劇上升，隨后開始緩慢下降，11月中下旬進入初凍期，地下水位下降速率較快，初凍期（11月14日—1月30日）2a平均下降速率為0.043 m/d，在凍結(jié)后期（1月30日至—2月27日），地下水位下降速率明顯緩慢，在3月13日達到最大地下水位埋深2.42 m；3月上旬進入消融期，地下水位上升明顯，2 a上升速率為0.012 m/d，2 a整個凍融期內(nèi)地下水位平均埋深為1.62 m。4月末進入玉米播種期，由于地下水位上升，可能導(dǎo)致土壤返鹽，不利于春玉米出苗；7月中旬—8月中旬是春玉米需水高峰期，分別在7月底和8月上旬灌水，為作物提供充足的水分同時抑制鹽分；成熟期（8月20日—9月24日）期間，地下水位下降速率平均值為0.006 m/d，

圖4 2014和2015年玉米播期土壤含水率分布Fig.4 Soil moisture distribution in sowing stage of maize in 2014 and 2015

從圖4中可以看出，2015年各覆蓋處理增幅高于2014年。對于0～20 cm土層，2 a秸稈覆蓋與地膜覆蓋平均含水率均在26%～30%之間，只有未覆蓋處理CK的土壤含水率為22.68%。對于＞20～60 cm土層內(nèi)，各處理的土壤含水率均有所增加，F(xiàn)0.9、F0.6、YZ、DM、CK的平均土壤含水率分別為31.86%、29.31%、30.45%、29.28%、27.60%。對于＞60～120 cm土層，處理F0.9、F0.6、YZ的土壤含水率均值分別較CK增加了7.40%（P＜ 0.05）、5.10%（P＜0.05）、6.14%（P＜0.05），處理F0.9的土壤含水率最高，主要是由于氣溫升高，表層凍土開始消融。消融水主要通過向上蒸發(fā)和向下下滲，使表層含水率降低。但秸稈覆蓋處理由于覆蓋層抑制了地表蒸發(fā)，使得表層含水率高于CK，消融期，地下水位開始上升，土壤含水率隨之增大，隨著消融水受重力作用向下運移，各層土壤的含水率逐漸增大，基本在＞60～120 cm土層內(nèi)達到峰值。

2.2.3 不同地面覆蓋處理下土壤儲水量的變化

由于2 a降水量相差不多，2 a生育期內(nèi)土壤儲水量基本變化一致，以2014年數(shù)據(jù)為代表分析，如表2所示。在整個生育期內(nèi)，秸稈覆蓋處理的土壤儲水量顯著高于未覆蓋處理CK。苗期由于春玉米需水量少，所以5個處理的土壤儲水量顯著高于其他生育期內(nèi)的土壤儲水量，處理YZ的土壤儲水量最高，較CK增加了11.50%（P＜0.05），處理F0.9、F0.6、DM分別較CK增加了4.71%（P＜0.05）、6.49%（P＜0.05）、6.14%（P＜0.05）。在拔節(jié)期，蓄水保墑效果好的處理是YZ和F0.9，其土壤儲水量較CK分別增加了42.83 mm（P＜0.05）、32.67 mm（P＜0.05）。抽雄期是春玉米的第1個需水高峰期，處理YZ、F0.6的土壤儲水量顯著高于（P＜0.05）未覆蓋處理CK，分別增加了15.02%、12.07%，灌漿期是春玉米生長的第2個需水高峰期，各處理間的土壤儲水量差異不大，考慮到地膜覆蓋的增溫效應(yīng)促進了玉米的快速生長，增加了玉米的蒸騰耗水，導(dǎo)致其處理土層的儲水量略低。處理YZ與F0.9的蓄水保墑效果最好（P＜0.05），分別較未覆蓋處理CK增加了22 mm、12.55 mm。在春玉米的整個生育期內(nèi)，平均土壤儲水量值處理YZ、F0.6、F0.9顯著高于CK（P＜0.05），秸稈覆蓋節(jié)水蓄水效應(yīng)最好。

表2 玉米生育期內(nèi)土壤儲水量Table 2 Soil water storage at different growth stages of maize mm

2.3 不同覆蓋處理下土壤含鹽量動態(tài)變化及控鹽效果

2.3.1 覆蓋秋澆后春玉米播期的土壤剖面鹽分分布

覆蓋秋澆消融后土壤鹽分剖面分布如圖 5 所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，2015年土壤含鹽量均值＜2014年，后一年降水量大且覆蓋措施得到了更好的體現(xiàn)，分析2a均值可知，各個覆蓋處理土壤含鹽量均值均小于CK處理，在0～20 cm耕層深度內(nèi)，5個處理的土壤含鹽量均隨著深度增加而降低，其中處理CK的含鹽量最大，均值為1.69 g/kg，這是由于秸稈覆蓋與地膜覆蓋有效地減緩并抑制了覆蓋秋澆消融后消融水的蒸發(fā)，從而抑制了土壤鹽分表聚。在0～40 cm土層內(nèi)，處理F0.9、F0.6、YZ、DM、CK的土壤含鹽量均值分別為0.82、0.76、0.71、1.05、1.38 g/kg，4個地面覆蓋處理的土壤含鹽量均值均低于CK的土壤含鹽量，其中處理YZ的土壤含鹽量最低，秸稈覆蓋能有效地抑制鹽分，為春玉米的生長創(chuàng)造了相對淡化的根層土壤環(huán)境。在＞40～120 cm土層內(nèi)的土壤含鹽量均值最低的為YZ處理，土壤含鹽量為0.91 g/kg，較未覆蓋CK處理降低了0.46 g/kg（P＜0.05），土壤含鹽量CK顯著高于F0.9、YZ（P＜0.05）。

圖5 2014和2015年春玉米播期土壤鹽分剖面分布Fig.5 Distribution of soil profile salinity in maize sowing stage in 2014 and 2015

2.3.2 春玉米生育期內(nèi)土壤含鹽量動態(tài)變化

針對每個月不同深度土層的土壤含鹽量進行分析，0～20、＞20～60、＞60～120 cm深度內(nèi)土壤含鹽量變化如圖6所示，以降雨量少的2014年為例。在0～20 cm耕層內(nèi)，處理 C K、DM的含鹽量顯著高于其他處理，0～20 cm土層內(nèi)F0.9、F0.6、YZ、DM、CK土壤含鹽量均值分別為 1 .69、1.77、1.37、2.72、3.47 g/kg，表明各個覆蓋處理的土壤含鹽量均較未覆蓋處理CK的含鹽量低?？佧}效果處理YZ、F0.9顯著高于CK（P＜0.05），玉米成熟期耕層土壤含鹽量與播前相比，均有所增加，呈積鹽狀態(tài)，而控鹽效果最好的是處理YZ。＞20～60 cm土層與0～20 cm耕層一樣，CK的含鹽量均值最高，為1.51 g/kg，而處理 F 0.9、F0.6、YZ、DM的含鹽量均值分別較CK降低了0.18、0.16、0.17、0.15 g/kg，這表明了秸稈覆蓋能有效的抑制土壤積鹽。在＞60～120 cm土層內(nèi)，除了未覆蓋處理CK，其他處理的成熟期土壤含鹽量與播前相比，均低于播前的土壤含鹽量，土壤成脫鹽狀態(tài)，＞60～120 cm 土層深度控鹽效果由高到低的順序為F0.9＞YZ＞CK（P＜0.05）。秸稈覆蓋可以減少棵間蒸發(fā)，從而有效地抑制了鹽分的表聚，降低了土壤含鹽量。

圖6 2014年玉米生育期內(nèi)土壤含鹽量動態(tài)變化Fig.6 Dynamics of soil salinity in maize growth stage in 2014

2.4 地面覆蓋對春玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)的影響

不同的地面覆蓋處理可以有效抑制土壤鹽分，并且貯存土壤水分，從而為春玉米提供了良好的生長條件和環(huán)境，不同程度地提高了春玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)。如表3所示，2015年春玉米籽粒產(chǎn)量明顯高于2014年。分析2a均值，地面覆蓋處理的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均高于未覆蓋處理 C K，籽粒產(chǎn)量最高的是處理 Y Z，與處理CK比較，增加了108.79%，處理F0.9、F0.6、DM分別較CK增加了82.75%、58.55%、68.05%（P＜0.05）。比較各處理間的生物產(chǎn)量，YZ＞DM（F0.6、F0.9）＞CK，覆蓋措施有效地增加了春玉米干物質(zhì)的累積量。通過計算其經(jīng)濟系數(shù)可知，處理F0.9、YZ的經(jīng)濟系數(shù)最高，與未覆蓋處理CK相比，分別提高了24.15%、19.91%（P＜0.05），處理YZ與F0.9的產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)較高，這是由于秸稈覆蓋有效地調(diào)控了土壤水分同時抑制了土壤鹽分，從而提高了產(chǎn)量與經(jīng)濟系數(shù)。

表3 不同覆蓋處理對春玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)的影響Table 3 Impacts of different mulching treatments on yields and economic coefficients of spring maize

3 結(jié)論與討論

通過2013年10月—2015年10月2 a春玉米田間試驗，分析覆蓋秋澆對翌年春玉米生育期水熱鹽及產(chǎn)量的響應(yīng)，得到以下結(jié)論：

1）對于0～20 cm耕層，地膜覆蓋處理地溫高，秸稈覆蓋處理下的土壤溫度低于未覆蓋裸地。秸稈覆蓋層有一定的正效應(yīng)，但同時也有一定的負效應(yīng)，使春季土溫升溫緩慢不利于作物生長。覆蓋層抑制了地表蒸發(fā)，秋澆后春玉米生育期間各覆蓋處理的土壤含水率的均高于未覆蓋處理CK，不同程度增加了土壤含水率?？傮w來看，秸稈覆蓋處理的蓄水保墑性高于地膜覆蓋及未覆蓋處理。

2）“鹽隨水走”，由于秸稈覆蓋抑制地表蒸發(fā)，從而能有效地抑制鹽分向上運移，為春玉米的生長耕層提供了相對良好的土壤環(huán)境。在0～20 cm土層內(nèi)，玉米成熟期的耕層土壤含鹽量與播前相比，均有所增加，呈積鹽狀態(tài)，而控鹽效果最好的是處理YZ。在＞60～120 cm土層內(nèi)，除了未覆蓋處理，其他處理的成熟期土壤含鹽量與播前相比，均低于播前的土壤含鹽量，土壤脫鹽。控鹽效果秸稈覆蓋高于地膜覆蓋。

3）地面覆蓋處理的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均高于未覆蓋處理CK，籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量最高的均為整桿覆蓋處理YZ，所有地面覆蓋處理均不同程度地增加了玉米的生物產(chǎn)量，這說明覆蓋措施有效地增加了春玉米干物質(zhì)累積量。玉米整桿覆蓋處理YZ和粉碎的玉米秸稈覆蓋量為0.9 kg/m2的產(chǎn)量與經(jīng)濟系數(shù)較高。

考慮到地面坡度、平整度和灌溉方式等因素，該試驗的灌水均勻度和灌水質(zhì)量有所影響，地面覆蓋增加了水流下滲的阻力，灌溉時，秸稈容易被沖刷導(dǎo)致覆蓋不均，所以對于不同質(zhì)地的土壤制定合適的灌溉種植技術(shù)特別重要，針對河套灌區(qū)土壤質(zhì)地的覆蓋后灌溉和種植技術(shù)成果缺乏，后續(xù)將進一步深入研究，以供生產(chǎn)實踐參考。

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Effect of autumn irrigation after mulching on water-heat-salt and yield of following spring maize

Lu Xinghang,Shi Haibin,Li Ruiping※,Liang Jiancai,Xu Zhao,Bu Huailiang
(Water Conservancy and Civil Engineering College of Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010018,China)

In order to investigate the impacts of autumn irrigation after mulching on water-heat-salt conditions during maize growth in the next spring in cold-drought-salt irrigation district,field experiments was carried out in the saline soil in Hetao irrigation district(located at 40°92′N、107°18′E) from October 2013 to October 2015. There were 5 treatments including mulching with 0.9 kg/m2straw(F0.9),0.6 kg/m2straw(F0.6),whole maize straw(YZ) and plastic film(DM),and no mulching(CK). The maize straw was chopped into 3-5 cm length after harvesting in the treatment of F0.6 and F0.9. The YZ treatment used the whole maize straw with amount of 6 plants per meter. The plastic film was white polythene film in width of 70 cm,thickness of 0.020 mm,and spacing among film was 40 cm. The plot for each treatment had a length of 8 m and a width of 5 m. Each treatment replicated 3 times. The soil was loam with bulk density of 1.48 g/cm3and pH value of 8.01. The straw and plastic film was mulched on 31st,October. The irrigation carried out on 1st,November with amount of 150 mm. The maize was planted in the next April. It was harvested on 25th,September. Measured items included soil moisture,electrical conductivity,soil temperature,maize yield,biological yield,and economic coefficients. The electrical conductivity was converted into soil salinity by an empirical equation. Groundwater depth was observed during the experimental process. The results showed that the average soil temperature at 0-20 cm was 16.07oC for F0.9,16.66oC for F0.6,16.64oC for YZ,20.08oC for DM,and 18.59oC for CK,respectively. The straw mulching decreased soil temperature and did not facilitate rapid growth of maize. During the non-frozen period,the groundwater depth averaged 1.57 m during the 2 years. The soil moisture at 0-20 cm averaged 26%-30% for the mulching treatment and 22.68% for the CK. The soil water storage was significantly higher in the straw mulching treatment than in the CK. The soil water storage of YZ was highest among the treatments. The soil salinity at 0-40 cm averaged 0.82,0.76,0.71,1.05 and 1.38 g/kg for the treatment of F0.9,F0.6,YZ,DM and CK,respectively. The treatment of YZ had the lowest soil salinity and could effectively inhibit soil salinization. Dynamics of soil salinity showed that the soil salinity at the mature stage of maize was higher than that before sowing at 0-20 cm while that at 60-120 cm was lower than that before sowing except for CK. The YZ treatment had the best salinization control effect. The grain yield of mulching was significantly higher than that of CK(P＜0.05). Compared with CK,the treatments of YZ,F0.9,F0.6 and DM increased the grain yield by 108.79%,82.75%,58.55% and 68.05%,respectively(P＜0.05). The biological yield of YZ was higher than DM,F0.6 and F0.9 and that of CK was lowest. The economic coefficient of YZ and F0.9 was 19. 91% and 24.15% higher than that of CK(P＜0.05),respectively. Overall,the treatment of YZ and F0.9 had the highest yield and economic coefficient. This study provides valuable information for application and development of autumn irrigation after mulching technology in Hetao irrigation district.

straw;soil moisture;irrigation;Hetao Irrigation District;mulching;freezing-thawing;saline soil;maize

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.01.020

S152.7；S278

A

1002-6819(2017)-01-0148-07

盧星航，史海濱，李瑞平，梁建財，徐 昭，步懷亮. 覆蓋后秋澆對翌年春玉米生育期水熱鹽及產(chǎn)量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(1)：148－154.

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.01.020 http://www.tcsae.org

Lu Xinghang,Shi Haibin,Li Ruiping,Liang Jiancai,Xu Zhao,Bu Huailiang. Effect of autumn irrigation after mulching on water-heat-salt and yield of following spring maize[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(1):148－154.(in Chinese with English abstract)

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.01.020 http://www.tcsae.org

2016-03-02

2016-09-10

國家自然科學(xué)基金項目（51369018）；國家自然科學(xué)基金重點項目（51539005）；教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金（[2013]693）；內(nèi)蒙古自治區(qū)第五批“草原英才”工程項目（〔2015〕56）

盧星航，內(nèi)蒙古烏蘭浩特人，主要從事節(jié)水灌溉新技術(shù)方面的研究。呼和浩特 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，010018。Email：15774710534@163.com

※通信作者：李瑞平，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，教授，博士，主要從事節(jié)水灌溉理論與技術(shù)的研究。呼和浩特 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，010018。Email：nmglrp@163.com