謝孟林，查 麗，郭 萍，王興龍，馬曉君，袁繼超，孔凡磊

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室， 四川 成都 611130)

壟作覆膜對川中丘區(qū)土壤物理性狀和春玉米產(chǎn)量的影響

謝孟林，查 麗，郭 萍，王興龍，馬曉君，袁繼超，孔凡磊

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)部西南作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室， 四川 成都 611130)

采用大田試驗，設(shè)置壟作覆膜(A1B1)、平作覆膜(A1B2)、壟作不覆膜(A2B1)、平作不覆膜(A2B2)4個處理，研究壟作與覆膜對川中丘區(qū)春玉米田土壤物理性狀和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：地膜覆蓋顯著提高了丘陵旱地玉米生育前期耕層土壤水分和溫度；壟作栽培顯著降低耕層土壤容重，增大土壤總孔隙度和毛管孔隙度；壟作與覆膜措施相結(jié)合可有效改善土壤水熱狀況和物理結(jié)構(gòu)。從玉米穗部性狀和產(chǎn)量看，覆膜顯著提高玉米穗長、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重，降低禿尖長，產(chǎn)量較不覆膜處理平均增加20.2%。壟作對玉米穗部性狀和產(chǎn)量的影響因覆膜與否而異。覆膜下，壟作較平作顯著提高了穗粒數(shù)，降低了禿尖長，產(chǎn)量較平作增加7.7%；不覆膜下，壟作則顯著降低穗粒數(shù)、百粒重，產(chǎn)量較平作降低12.6%。相關(guān)分析表明玉米產(chǎn)量與生育前期土壤溫度和土壤含水量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。壟作覆膜通過提高玉米生育前期土壤溫度和含水量，改善了耕層土壤物理性狀，最終提高了玉米產(chǎn)量。

壟作；覆膜；土壤水分；土壤溫度；春玉米；川中丘區(qū)

川中丘陵分布在四川盆地中部，是四川省玉米、小麥等糧食作物的主產(chǎn)區(qū)[1]，玉米常年種植面積在60萬hm2以上，約占全省玉米種植面積的44%[2]。區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)旱地既無外來水源，也難取用地下水灌溉，為典型的雨養(yǎng)旱地[3]。全年降水主要集中在5—9月份，降雨時間分布不均，季節(jié)性干旱明顯，冬春兩季極易發(fā)生重旱、極旱[4]。耕作土壤主要是紫色土，耕地坡度在8℃以上，耕層較為淺薄，土質(zhì)疏松，水土流失嚴(yán)重，保水、保肥能力較差[5-6]，農(nóng)作物生長受到嚴(yán)重制約[7]。

研究表明壟作開溝起壟可增大田間受光面積，提高作物光合能力，加厚作物生長的熟土層[8]；使淺層土壤容重小于平作，孔隙度明顯增加，為作物根系生長創(chuàng)造良好的環(huán)境[9-10]。地膜覆蓋通過改善耕層土壤水肥氣熱狀況進而改善作物生長的微生態(tài)環(huán)境，增溫保墑作用顯著，同時促進土壤有效養(yǎng)分的供應(yīng)，顯著提高玉米產(chǎn)量和水分利用效率[11-14]。有研究表明壟作在極干旱條件下，因其土壤水分蒸發(fā)量較大，抗旱力不及平作[15]，但將壟作栽培與覆蓋措施結(jié)合可充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢[16-19]。李尚中等[16]認(rèn)為，在西北干旱、半干旱區(qū)壟膜溝播能防止玉米苗期白天耕層土壤溫度過度上升和晚上溫度過度下降，并能把小于5 mm的無效降水轉(zhuǎn)化為有效水分貯存于土壤中，提高降水利用率，平水年全膜雙壟溝增產(chǎn)效應(yīng)最佳，干旱年半膜雙壟溝增產(chǎn)效應(yīng)較好。肖繼冰等[17]認(rèn)為，在遼西半干旱區(qū)壟膜溝播可有效匯集天然降雨，使玉米出苗率提高，出苗時間提前，有效減輕春季干旱對春播保苗和幼苗生長造成的不利影響，使玉米產(chǎn)量和水分效率增加，且在干旱年份其效果更好。劉勝堯[18]等認(rèn)為，華北旱地壟作覆膜措施增溫效果顯著，但隨著后期氣溫的迅速升高，覆膜處理0～10 cm土層溫度可達45℃，明顯超過玉米根系發(fā)育35℃的適溫閾值，同時膜內(nèi)高溫增加了土壤水分的蒸發(fā)潛勢，通過苗孔、破洞的水分噴發(fā)反而會加重旱情，對玉米生產(chǎn)造成負(fù)面影響。謝文等[19]認(rèn)為，在貴州黔西地區(qū)將壟作與覆蓋結(jié)合可明顯降低土壤容重、提高土壤孔隙度，同時提高土壤水分含量，使玉米產(chǎn)量明顯提高。陳尚洪等[20]認(rèn)為，全膜覆蓋可顯著提高川中丘區(qū)春玉米全生育時期的單株綠葉面積，通過協(xié)同提高春玉米干物質(zhì)積累、營養(yǎng)器官干物質(zhì)轉(zhuǎn)運能力以及花后光合同化物積累量而獲得較高產(chǎn)量，較對照增產(chǎn)15.02%～15.85%。

前人針對壟作與覆膜相結(jié)合種植技術(shù)的研究主要集中在北方干旱及半干旱等水分嚴(yán)重虧缺或積溫不足等地區(qū)[16-18,21]，而針對川中丘陵地區(qū)玉米壟作與覆膜的系統(tǒng)研究報道較少。故本研究針對川中丘陵降雨不均、季節(jié)性干旱明顯、土壤耕層淺薄、紫色土保水保肥能力差等問題，設(shè)置壟作與覆膜方式的田間試驗，研究壟作與覆膜對土壤物理特性(水熱狀況和土壤容重、孔隙度)和春玉米產(chǎn)量的影響，探討壟作覆膜技術(shù)對川中丘陵旱地春玉米產(chǎn)量的影響機制，為該區(qū)春玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2014年4月—8月在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)簡陽市英明村試驗站(104°53′E，30°38′N，海拔750 m)開展，該地屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均降水量874 mm，年均氣溫17℃，年均無霜期300 d，年日照時數(shù)1 250 h，為典型的丘陵地形。供試土壤為紫色土，耕層(0～20 cm)土壤基本理化性狀：土壤容重1.27 g·cm-3，全氮1.96 g·kg-1，有機質(zhì)20.35 g·kg-1，堿解氮37.80 mg·kg-1，速效磷23.75 mg·kg-1，速效鉀180.75 mg·kg-1，pH值7.70。春玉米為當(dāng)?shù)刂饕魑镏唬熘茷橐荒暌皇臁?014年總降雨量為802.5 mm，為平水年，玉米生育期內(nèi)降雨量為349.4 mm，具體降雨量分布見圖1。

1.2 試驗材料

供試作物為春玉米正紅505，供試地膜為寬100 cm、厚0.008 mm的農(nóng)用塑料地膜。

圖1 玉米生育期內(nèi)降雨量分布

Fig.1 Precipitation distribution in maize growth period

1.3 試驗設(shè)計

采用二因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計，因素A為覆膜方式，設(shè)覆膜(A1)和不覆膜(A2)兩個水平，因素B為種植方式，設(shè)壟作(B1)和平作(B2)兩個水平，共4個處理：壟作覆膜(A1B1)：壟寬60 cm，壟高15 cm，壟上覆膜后，種植2行玉米；壟作不覆膜(A2B1)：壟寬60 cm，壟高15 cm，壟上種植2行玉米，壟上不覆膜；平作覆膜(A1B2)：采用寬窄行平地種植，窄行上覆膜后種植2行玉米；平作不覆膜(A2B2)：采用寬窄行平地種植2行玉米，窄行上不覆膜。

各處理3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2(5 m×4 m)。采用直播方式播種，種植密度為5.0×104株·hm-2。寬窄行種植，幅寬2 m，寬行行距160 cm，窄行行距40 cm，株距20 cm。施肥為N 225 kg·hm-2(尿素，46%)，P2O560 kg·hm-2(過磷酸鈣，12%)，K2O 90 kg·hm-2(氯化鉀，60%)，磷肥和鉀肥作底肥一次性施入，氮肥60%作為底肥施入，40%在大喇叭口期做追肥施入，其他管理同大田。試驗于4月6日播種，其中覆膜處理先覆膜再播種，6月5日(大喇叭口期)覆膜處理揭膜，8月5日收獲。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 土壤含水量 于春玉米播前(04-06)、苗期(04-21)、拔節(jié)期(05-20)、大喇叭口期(06-05)、吐絲期(06-20)、灌漿期(07-20)、成熟期(08-05)采用烘干法[20]測定各處理0～10 cm、10～20 cm土層的土壤含水量。

土壤含水量(%)=[濕土重(w1)-烘干土重(w)]÷烘干土重(w)×100

1.4.2 土壤溫度 從春玉米苗期到成熟期，選擇天氣晴朗的一天在各處理小區(qū)兩株玉米間用數(shù)顯溫度計測定0～10 cm、10～20 cm土層的土壤溫度，分別在6∶00、8∶00、10∶00、12∶00、14∶00、16∶00、18∶00測定，每個土層3次重復(fù)，各處理土層的日均溫取當(dāng)天各土層所有測定值的平均值。

1.4.3 土壤物理性狀 于春玉米苗期(04-20)、大喇叭口期(06-05)、灌漿期(07-12)、成熟期(08-05)采用環(huán)刀法[22]測定各處理0～10 cm、10～20 cm土層的土壤容重和土壤毛管孔隙度。其中土壤毛管孔隙度的具體測定方法為：在方形磁盤中鋪上2層紗布，并向盤中加入少許自來水，使水量剛好浸濕紗布，將裝有土柱的環(huán)刀放入，使環(huán)刀蓋上帶小孔的一端平放在紗布上，再向盤中加水，水量以不漫過帶小孔的環(huán)刀蓋邊緣為宜。使土柱吸水(12 h以上)，土壤毛管全部充滿水分，取出稱取環(huán)刀及充滿毛管水的濕土重(m1)。將裝有土柱的環(huán)刀置于已預(yù)熱至105±2℃的烘箱中烘烤致恒重(12 h以上)，取出冷卻后稱取環(huán)刀及烘干土的重量(m2)，同時量取空環(huán)刀的體積(v)。土壤毛管孔隙度(%)=(m1-m2)÷v×100土壤總孔隙度通過公式計算獲得：土壤總孔隙度(%)=(1-土壤容重/土壤比重)×100。土壤比重取2.65[20]。

1.4.4 春玉米產(chǎn)量及穗部性狀 收獲時各小區(qū)單獨測產(chǎn)，每小區(qū)連續(xù)取20株，果穗自然風(fēng)干后進行室內(nèi)考種，測定穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重等指標(biāo)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)處理及圖表制作，DPS 7.05軟件進行差異顯著性檢驗(LSD法)與相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 壟作與覆膜對土壤含水量的影響

由圖2可知，壟作覆膜主要影響玉米揭膜前土壤含水量，且對0～10 cm土層的影響較大，覆膜處理顯著提高了玉米生育前期耕層土壤含水量，而壟作和平作處理間土壤含水量差異不顯著。揭膜(大喇叭口期)前覆膜(A1)處理0～10 cm土層水分含量均顯著高于不覆膜(A2)處理，苗期和拔節(jié)期的水分含量分別較不覆膜處理平均提高了15.4%和13.2%。這主要是因為該時段降雨量較少，而玉米處于根系形態(tài)建成期，對水分的需求量較大，覆膜處理因有效減少了表層土壤水分的蒸發(fā)，而提高了土壤含水量。大喇叭口期因降雨土壤含水量有所上升，且不覆膜處理高于覆膜處理，這主要是由于地膜覆蓋阻礙了雨水的下滲，且覆膜處理玉米前期生長較好，根系消耗土壤水分較多。

注：處理A1B1：壟作覆膜；A2B1：壟作不覆膜；A1B2：平作覆膜；A2B2：平作不覆膜。下同。

Note: Treatments A1B1: ridge planting with film mulching; A2B1: ridge planting with no film mulching; A1B2: flat planting with film mulching; A2B2: flat planting with no film mulching. The same below.

圖2 各處理0～10 cm(A)、10～20 cm(B)土層土壤含水量隨生育時期的變化

Fig.2 The dynamics of soil water content in 0～10 cm(A), 10～20 cm(B) soil layer during the maize growing stage

壟作加厚了土層厚度，增大了土壤與外界的接觸面積，與平作相比可接受更多的降水。由圖2B可知全生育期壟作(B1)處理10～20 cm土層的土壤含水量均高于平作(B2)處理，尤其是揭膜前，苗期和拔節(jié)期壟作處理水分含量分別較平作處理平均提高了12.3%和7.3%。這主要是由于壟作10～20 cm土壤疏松孔隙多，可容納較多的水分，而平作10～20 cm土層未經(jīng)擾動土壤緊實，水分含量較低。壟作覆膜處理土壤含水量總體較高，是因為覆膜能有效減少0～10 cm土層的土壤水分散失，而壟作提高了10～20 cm土層的貯水能力，壟作與覆膜相結(jié)合能有效提高耕層土壤含水量。

2.2 壟作與覆膜對土壤溫度的影響

玉米生育前期土壤溫度提高，有利于提高玉米出苗率和加快生育進程。從圖3可以看出，土壤溫度隨著時間推移總體上呈現(xiàn)升高的趨勢，在6月22—29日有所下降，是因為此時玉米進入吐絲期，葉面積指數(shù)增大，地面獲得光照減少，且該時段降雨增多，故土溫降低。壟作覆膜處理主要影響揭膜前土壤溫度，揭膜后各處理間土壤溫度差異不大。地膜覆蓋顯著提高了玉米生育前期土壤溫度，揭膜前(06-05)覆膜處理土壤溫度顯著高于不覆膜處理，0～10 cm和10～20 cm土壤溫度均為A1B1>A1B2>A2B2 >A2B1，在0～10 cm土層A1B1處理揭膜前平均土壤溫度較A2B1處理高2.1℃，A1B2處理較A2B2處理高1.4℃；在10～20 cm土層則分別提高了1.5℃、1.0℃。土壤溫度隨著土壤深度的加深而下降，10～20 cm土層的土壤溫度較0～10 cm 土層低。地膜覆蓋的增溫效應(yīng)隨著土層的加深而減弱，對表層土壤溫度的提高作用明顯。壟作不覆膜(A2B1)處理土壤溫度較平作不覆膜(A2B2)處理低，而壟作覆膜(A1B1)處理增溫效果最明顯，在提高土壤溫度方面表現(xiàn)出優(yōu)越性。

圖3 全生育期各處理0～10 cm(A)、10～20 cm(B)土層土壤溫度變化

Fig.3 The dynamics of soil temperature at 0～10 cm(A), 10～20 cm(B)soil layer during the maize growing stage

2.3 壟作與覆膜對土壤容重和孔隙度的影響

2.3.1 壟作與覆膜對土壤容重的影響 土壤容重是土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、孔隙度等物理性狀的綜合反映，容重的大小除受土壤內(nèi)部性狀的影響外，還與降水、耕作方式等有關(guān)。表1結(jié)果表明壟作顯著影響玉米生育前期土壤容重，對生育后期土壤容重影響不顯著，而覆膜對土壤容重的影響較小。壟作處理降低了玉米全生育期耕層土壤容重，4月20日(苗期)和6月5日(大口期)0～10 cm土壤容重較平作處理平均降低了12.6%和10.4%，10～20 cm則降低了14.2%和8.3%，處理間差異均達顯著水平(P<0.05)；玉米生育后期壟作與平作間土壤容重差異逐漸縮小，但仍以壟作處理較低。其中大口期時因前一時段降雨較少而使土壤容重增大，后期(07-12)則因測定前幾天降雨較多而使土壤容重有所減小，但整體來看均為壟作處理低于平作處理。

表1 不同處理對不同土層土壤容重的影響/(g·cm-3)

注：同列數(shù)據(jù)后的不同小寫字母表示處理間差異達5%顯著水平，大寫字母表示A1、A2間差異達5%顯著水平。**和*分別表示在1%和5%水平下差異顯著。處理A1:覆膜；A2:不覆膜；B1:壟作；B2:平作。下同。

Note: Values followed by different lowercase letters in same column indicated the significant difference at 5% level respectively, and capital letters indicated the significant difference between A1 and A2 as well. ** and * indicated the significant difference at 1% and 5% level respectively. Treatments A1: film mulching; A2: no film mulching; B1: ridge planting; B2: flat planting. The same below.

2.3.2 壟作與覆膜對土壤總孔隙度的影響 土壤總孔隙度是土壤物理性質(zhì)的主要組成部分，它關(guān)系到土壤水、熱、氣的流通與貯存狀況，并影響著作物根系的生長。壟作顯著提高了玉米生育前期土壤耕層總孔隙度，改善耕層土壤通透性，覆膜對土壤總孔隙度影響較小(表2)。壟作處理增大了耕層土壤總孔隙度，且在4月20日和6月5日顯著高于平作處理(P<0.05)，兩個時期壟作處理0～10 cm土壤總孔隙度較平作處理分別提高了13.9%和13.3%，10～20 cm則分別提高了20.3%和11.6%。玉米生育后期壟作與平作間土壤總孔隙度差異不顯著，但仍表現(xiàn)為壟作處理高于平作處理。

2.3.3 壟作與覆膜對土壤毛管孔隙度的影響 土壤毛管孔隙度反映了土壤持水量，其值越大，土壤涵養(yǎng)水源和保持水分的能力越強。由表3可知，與平作相比，壟作不同程度地提高了玉米各生育時期耕層土壤毛管孔隙度，覆膜對耕層土壤毛管孔隙度的影響不大，全生育期覆膜與不覆膜處理間土壤毛管孔隙度差異不顯著。壟作對10～20 cm土層土壤毛管孔隙度的提高作用大于0～10 cm土層；壟作處理4月20日、6月5日10～20 cm土層土壤毛管孔隙度顯著高于平作處理(P<0.5)，土壤毛管孔隙度分別較平作提高了17.7%、17.6%。說明相較覆膜方式而言，種植方式對耕層土壤毛管孔隙度的影響作用較大，其中壟作明顯提高玉米生育前期土壤毛管孔隙度。

2.4 壟作與覆膜對春玉米產(chǎn)量和穗部性狀的影響

由表4可知，覆膜對玉米穗部各性狀和產(chǎn)量的影響均達顯著(P<0.5)或極顯著水平(P<0.01)，而壟作對玉米穗部性狀和產(chǎn)量的影響不大；從交互作用看，壟作與覆膜對玉米禿尖長、百粒重的影響達顯著水平，對穗粒數(shù)、產(chǎn)量的影響達極顯著水平。與不覆膜處理相比，覆膜處理顯著提高玉米穗長、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重，降低禿尖長，顯著提高玉米產(chǎn)量，較不覆膜處理平均增產(chǎn)20.2%。壟作對玉米穗部性狀和產(chǎn)量的影響因覆膜與否而不同。覆膜下，壟作處理較平作處理顯著提高穗粒數(shù)，降低禿尖長，玉米產(chǎn)量增加了7.7%。不覆膜下，壟作處理較平作處理顯著降低穗粒數(shù)、百粒重，產(chǎn)量減少了12.6%。這主要是因為不覆膜情況下壟作處理前期田間土壤溫度較低，土壤水分蒸發(fā)散失較大而影響了玉米的生長，造成玉米減產(chǎn)；而覆膜下壟作處理充分發(fā)揮了其改善土壤物理性狀的優(yōu)勢，促進了玉米的生長，使玉米增產(chǎn)?？梢妼抛髋c覆膜結(jié)合可改善玉米穗部性狀，增加玉米產(chǎn)量。

表2 不同處理對不同土層土壤總孔隙度的影響/%

表3 不同處理對不同土層土壤毛管孔隙度的影響/%

表4 不同處理下的春玉米產(chǎn)量和穗部性狀

2.5 土壤物理特性與春玉米產(chǎn)量的關(guān)系

對玉米產(chǎn)量性狀和揭膜前后的土壤物理性狀進行相關(guān)分析，結(jié)果表明(表5)，玉米產(chǎn)量性狀與揭膜前的土壤含水量和溫度呈正相關(guān)關(guān)系，其中穗粒數(shù)、產(chǎn)量與土壤含水量和土壤溫度均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)；玉米產(chǎn)量性狀與揭膜前后的土壤容重、土壤毛管孔隙度、土壤總孔隙度均無顯著相關(guān)性。說明揭膜前的土壤溫度和水分是影響川中丘區(qū)玉米產(chǎn)量的主要因素，玉米生育前期覆膜，有利于前期土壤溫度和水分的提高從而使玉米產(chǎn)量增加。

表5 土壤物理特性與春玉米產(chǎn)量性狀的相關(guān)系數(shù)

注：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分別代表土壤含水量、溫度、容重、毛管孔隙度、總孔隙度。

Note: Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ represented soil water content, temperature, bulk density， capillary porosity， porosity respectively.

3 討 論

地膜覆蓋在土壤表面設(shè)置了一層物理阻隔，可有效地抑制水分蒸發(fā)損失，明顯提高耕層土壤含水量[23-24]，同時提高耕層土壤溫度[25]，顯著增加玉米生育前期的有效積溫[26]，從而加快玉米的生育進程[26-27]。研究表明壟作覆膜種植能顯著提高地表溫度[24-25,28]，顯著提高5～10 cm土層含水量，最大程度將天然降水蓄存在土壤中[28-29]，正常情況下土壤水分為壟上覆膜>行間覆膜>壟上直播，雨后為壟上覆膜<壟上直播<行間覆膜[14]。壟作栽培一定程度上改善了土壤的物理性狀，降低土壤容重，增加土壤總孔隙度[30]。本研究結(jié)果表明壟作覆膜處理顯著增加了春玉米生育前期耕層的土壤溫度和土壤含水量，在0～10 cm土層壟作覆膜處理揭膜前土壤含水量均保持較高水平，而在10～20 cm土層則是壟作覆膜與壟作不覆膜處理土壤含水量較高。可見地膜覆蓋有效減少了表層土壤水分的散失，而壟作因改善了土壤物理結(jié)構(gòu)而提高了10～20 cm土層的貯水能力，天氣晴朗時壟作覆膜表現(xiàn)出較高土壤含水量，雨后則為壟作不覆膜處理表現(xiàn)最佳。與平作不覆膜處理相比，壟作不覆膜處理土壤溫度降低，壟作覆膜與平作覆膜均明顯提高玉米生育前期前期土壤溫度，這主要是因為壟作增大了土壤表面積，在極干旱條件下，溫度散失快，且土壤水分蒸發(fā)量較大，保溫性和抗旱力不及平作，可見進行壟作栽培時應(yīng)結(jié)合一定的覆蓋措施以充分發(fā)揮二者的作用。川中丘陵地區(qū)早春溫度較低，春玉米生育前期生長常受低溫的抑制，而影響玉米出苗率和幼苗的生長，覆膜有利于增加積溫，促進玉米苗期正常生長，保證出苗率與幼苗質(zhì)量，但后期降雨增多，溫度升高，覆膜處理阻止了雨水的入滲，且增溫效應(yīng)使溫度過高而不利于玉米根系生長，故而選擇在6月初春玉米大喇叭口期揭膜，以有效利用地膜覆蓋的增溫保墑效應(yīng)，為春玉米的生長提供了有利的條件，為后期高產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

大量研究表明，壟作栽培可促進玉米根系生長和干物質(zhì)的積累，使葉面積指數(shù)前期增長快，后期下降慢，促進穗部性狀發(fā)育，使禿尖長變短，穗粒數(shù)增加，千粒重提高，產(chǎn)量明顯增加[10,31-32]。王敏等[33]認(rèn)為，在渭北旱原區(qū)地膜覆蓋顯著提高玉米穗長、穗粗、行粒數(shù)及地上部干重，使產(chǎn)量顯著增加。湯文光等[13]研究表明，在南方季節(jié)性干旱區(qū)地膜覆蓋可提高玉米生長前期土壤溫度，加快玉米生育進程，縮短生育期，使玉米提早成熟，有利于避害減災(zāi)；同時提高土壤含水量，緩解季節(jié)性干旱危害，實現(xiàn)玉米增產(chǎn)。陳尚洪等[21]研究認(rèn)為地膜覆蓋通過提高穗數(shù)和穗粒數(shù)來使玉米產(chǎn)量增加，Li等[34]則認(rèn)為地膜覆蓋是通過提高玉米穗粒數(shù)和百粒重而顯著提高玉米產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，地膜覆蓋顯著改善玉米穗部性狀，覆膜處理穗長、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重、均顯著高于不覆膜處理，而禿尖長顯著低于不覆膜處理，產(chǎn)量顯著增加，其中壟作覆膜處理產(chǎn)量較平作覆膜處理高。壟作不覆膜處理玉米產(chǎn)量則顯著低于平作不覆膜，與前人研究結(jié)果[10,31-32]存在分歧，主要是因為川中丘區(qū)早春低溫干旱壟作不覆膜處理水分蒸發(fā)大，溫度散失快，使土壤含水量和溫度降低，幼苗生長發(fā)育受限制，而影響了后期玉米的生產(chǎn)。壟作覆膜因改善了土壤物理性狀，明顯提高耕層土壤水分含量和土壤溫度，進而增加穗粒數(shù)和百粒重，使玉米產(chǎn)量得到提高。

4 結(jié) 論

地膜覆蓋可顯著提高玉米生育前期耕層土壤水分和溫度，具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)。壟作栽培可降低耕層土壤容重，增大土壤總孔隙度和毛管孔隙度，提高10～20 cm土層的貯水能力。壟作與覆膜結(jié)合既具有覆膜保溫保水的作用，同時兼有壟作改善土壤結(jié)構(gòu)的作用，可為作物生長提供良好的土壤條件，通過改善玉米穗部性狀，增加穗粒數(shù)，降低禿尖長，最終顯著提高玉米產(chǎn)量，表現(xiàn)出明顯的增產(chǎn)優(yōu)勢。

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Effects of different ridging and mulching measures on soil physical properties and yield of spring maize in hilly area of central Sichuan basin

XIE Meng-lin, ZHA Li, GUO Ping, WANG Xing-long, MA Xiao-jun, YUAN Ji-chao, KONG Fan-lei

(KeyLaboratoryofCropEcophysiologyandFarmingSysteminSouthwestChina,MinistryofAgriculture,CollegeofAgronomy,SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu,Sichuan611130,China)

Maize is one of the main grain crops in the hilly area of central Sichuan basin. However its spring maize production is constrained by low temperature and drought during the early growth stage. Plastic film mulching is an effective practice to improve soil temperature, soil water content and crop yield in rain-fed farming area. A field experiment was conducted with the aim to identify the effects of different ridging and mulching measures on soil physical properties soil temperature, soil water content, soil bulk density, soil porosity, soil capillary porosity and spring maize yield. The trial was a random block design with 3 replications and 4 treatments which included ridge planting with plastic film mulching (A1B1), flat planting with plastic film mulching (A1B2), ridge planting with no plastic film mulching (A2B1), flat planting with no plastic film mulching (A2B2). The results showed that film mulching effectively reduced the evaporation loss of soil water of topsoil(0～20 cm) during maize seedling and jointing stage and thus improved its soil water content which significantly improved the soil temperature at 0～20 cm soil layer during the early growth stage as well. Ridge planting reduced soil bulk density, increased soil total porosity and capillary porosity in topsoil (0～20 cm).Ridge planting had more marked effects in promoting improvement of the soil hydrothermal condition and physical structure when combined with film mulching. Compared with no plastic film mulching treatment, film mulching treatment significantly improved maize ear length, ear diameter, grains per spike, 100-grains weight, and reduced barren tip, and its maize yield increased by an average of 20.2%. The effects of ridge planting on maize ear traits and yield depended on mulching or not. When under mulching, ridge planting significantly improved the grains per spike, reduced the barren tip, and its maize yield increased by 7.7% compared with flat planting; on the contrary, when under no mulching condition, ridge planting significantly reduced the grains per spike, increased the barren tip, maize yield reduced by 12.6% compared with flat planting. Correlation analysis revealed that maize yield had a significant positive correlation with soil temperature, soil water content in early growth stage. The results indicated that ridge planting with plastic film mulching treatment significantly improved the yield of maize by increasing the early soil temperature and soil water content and improving the soil physical structure, it may be considered one of the most efficient measures for high-yield spring maize cultivation in the hilly area of central Sichuan Basin.

ridge planting; film mulching; soil water content; soil temperature; spring maize; hilly area of central Sichuan Basin

1000-7601(2017)02-0031-08

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.02.06

2015-12-28基金項目：國家自然科學(xué)基金(31301282)；國家科技支撐計劃項目(2012BAD04B13)；四川省科技支撐計劃項目(2014NZ0040)

謝孟林(1993—)，女，四川敘永人，在讀碩士，主要從事作物高產(chǎn)耕作栽培技術(shù)研究。 E-mail:2010xml@sina.com。

孔凡磊(1985—)，男，副教授，主要從事農(nóng)作制度與作物生理生態(tài)研究。 E-mail:kflstar@163.com。

S513；S152.7+5

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