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        不同材質(zhì)地膜在山南市玉米栽培上的試驗(yàn)初報(bào)

        2023-12-14 02:59:04楊艷斌胡朝霞達(dá)娃桑珠格桑德吉巴桑瓊達(dá)卓瑪彭川梁
        西藏農(nóng)業(yè)科技 2023年3期
        關(guān)鍵詞:露地聚乙烯覆膜

        楊艷斌,胡朝霞,達(dá)娃桑珠,格桑德吉,巴桑瓊達(dá),卓瑪,彭川梁

        (1.西藏山南市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,西藏 山南 856000;2.湖北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)展示中心,湖北 武漢 430345;3.濟(jì)南中科廣源環(huán)??萍加邢薰?,山東 濟(jì)南 250000)

        西藏自治區(qū)海拔高、地形復(fù)雜多樣,輻照強(qiáng)、日照時(shí)間長、氣溫低、晝夜溫差大、積溫少、年降雨量較少、蒸發(fā)量大[1],其中氣溫低、積溫不足、干旱少雨是限制西藏玉米生產(chǎn)的不利因素。地膜覆蓋具有增溫、保墑、控草、提高水肥利用率、促進(jìn)作物生長發(fā)育和提高產(chǎn)量等作用[2],是解決高海拔地區(qū)作物生長期土壤水分、溫度不足的重要技術(shù)措施。近年來,隨著極早熟品種引進(jìn)和地膜覆蓋技術(shù)的推廣應(yīng)用,高原地區(qū)青貯玉米推廣和籽粒玉米引種均獲得成功。

        當(dāng)前農(nóng)用地膜多以聚乙烯地膜為主,其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較高,在自然環(huán)境下難降解[3],舊膜回收難度大、用工多,而隨著殘留地膜含量增加,土壤遭受污染、耕地質(zhì)量下降、勞力增加,農(nóng)用地膜推廣帶來的負(fù)面效應(yīng)也受到社會(huì)的關(guān)注和擔(dān)憂。基于生態(tài)保護(hù)和綠色發(fā)展的需要,可降解膜的研發(fā)與應(yīng)用得到業(yè)界的高度關(guān)注??山到獾啬び蔁o害化分解產(chǎn)物組成,在自然環(huán)境中可自然降解[4],對(duì)土壤無污染,是替代聚乙烯地膜有效解決農(nóng)業(yè)面源污染問題的理想途徑。邵榮華等[5]研究了不同覆蓋材料對(duì)西藏林芝土壤溫濕度及玉米生長發(fā)育的影響,表明可降解地膜符合綠色發(fā)展理念,在玉米產(chǎn)業(yè)化種植中具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。為探索不同地膜覆蓋對(duì)玉米生長發(fā)育、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響,篩選出適宜西藏山南玉米栽培應(yīng)用的可降解地膜,特開展本試驗(yàn)研究,以期為降解膜在高原玉米生產(chǎn)實(shí)踐中的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)地概況

        試驗(yàn)地安排在西藏自治區(qū)山南市乃東區(qū)昌珠鎮(zhèn)克麥社區(qū)(29°10′11″N,91°45′53″E),海拔3 580 m,屬高原溫帶季風(fēng)半干旱氣候。年日照時(shí)數(shù)2 924.0 h,年太陽輻照量6 018.9 MJ/m2;年平均溫度8.6 ℃,大于0 ℃積溫3 187.3 ℃;年降水量383.2 mm,年蒸發(fā)量2 695.5 mm[1]。試驗(yàn)地平坦,肥力中上等,灰褐土土質(zhì),前茬為青貯玉米。

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與材料

        試驗(yàn)設(shè)6 種不同材質(zhì)地膜覆蓋處理(表1),代號(hào)為F1~F6,與不覆膜對(duì)照(CK)同田對(duì)比,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3 次重復(fù),小區(qū)長5.00 m、寬4.44 m,面積22.22 m2;平畦覆膜直播,種植密度6 000株/667 m2,每小區(qū)種植8 行,平均行距55 cm、株距20 cm。玉米品種為“先達(dá)103”。

        表1 試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)及材料

        1.3 栽培管理

        試驗(yàn)采取平畦地膜覆蓋直播。試驗(yàn)地冬季深翻炕土,4 月下旬灌水后適墑旋耕,結(jié)合整地撒施底肥,每667 m2施三元復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)40 kg+尿素10 kg;4 月25 日,按照4.44 m(包?。拕潊^(qū)作埂分廂,平整田面后噴施除草劑乙草胺和殺蟲劑敵百蟲,然后分區(qū)覆膜。4月26日用滾輪式播種器播種,每穴播種2 粒左右;5 月8 日人工輔助放苗,5月19日間苗、定苗;6月4日噴施玉米專用除草劑煙嘧·莠去津殺滅雜草,CK區(qū)于6月16日中耕除草;6月20日追施穗肥,追施尿素15 kg/667 m2;7 月12日、8月15日、9月14日澆水。

        1.4 測定項(xiàng)目與方法

        定苗后選在第3重復(fù)的中間行連續(xù)標(biāo)定10株,同期觀測苗高、葉齡及地膜降解情況;詳細(xì)觀察記載各處理的生育期;收獲前選在第3 重復(fù)第3 行的中間連續(xù)測定10 株的株高、穗位高、莖粗、總?cè)~片數(shù)、穗上葉數(shù)等性狀,并連續(xù)取20株正常植株的第一個(gè)果穗帶回室內(nèi)考察穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)等性狀。分區(qū)收獲小區(qū)中間6行(16.65 m2)果穗單獨(dú)晾曬、脫粒、風(fēng)凈后稱量計(jì)產(chǎn)。

        1.5 數(shù)據(jù)分析

        用Microsoft Excel 處理數(shù)據(jù)及作圖,用DPS 7.05 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并采取新復(fù)極差法(SSR)進(jìn)行多重比較。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同地膜的田間降解情況

        田間定點(diǎn)觀測單位面積地膜裂解孔、洞數(shù)量。結(jié)果顯示,F(xiàn)4處理在覆膜40 d左右進(jìn)入降解期,55 d左右基本降解;F1 處理在覆膜55 d 后進(jìn)入裂解期,玉米成熟期地膜處于降解期;F3 處理的地膜在玉米灌漿期進(jìn)入裂解期,降解較慢;F2 處理的降解速度更慢,至抽雄前7月7日調(diào)查,單位面積裂解的孔洞數(shù)量略高于聚乙烯膜F5、F6 處理,F(xiàn)6 處理的黑色地膜在覆膜作業(yè)時(shí)受強(qiáng)光照影響吸熱膨脹,破口較多(表2)。

        表2 不同地膜處理的田間降解情況調(diào)查(6.7 m2孔、洞數(shù)量)

        2.2 不同處理的玉米生育期差異

        從表3 可以看出,6 種地膜覆蓋處理玉米的生育進(jìn)程均較露地提早,籽粒均正常成熟,播種至成熟的全生育期在153~156 d,CK 處理未能正常成熟,其中覆膜處理較CK 的出苗期提早6~7 d,抽雄期和吐絲期提早12~17 d。在覆膜處理中,黑色地膜處理F6 出苗晚1 d、抽雄期晚3~4 d,中后期隨著地膜不同程度的裂解,不同地膜覆蓋對(duì)玉米生育期的影響越來越明顯,其中白色降解膜F2、F3與白色聚乙烯地膜F5 處理的生育進(jìn)程及生育期較一致,F(xiàn)1 的生育期進(jìn)程較其晚1 d,處理F4 的吐絲期、成熟期越來越接近F6,全生育期分別為155 d、156 d。

        表3 不同地膜處理的玉米生育期

        2.3 不同處理的玉米苗情差異

        田間定點(diǎn)定株同期觀測不同處理玉米的葉齡、苗高。圖1 顯示,6 個(gè)覆膜處理的同期葉齡較露地(CK)多2.0~6.1 片,前期黑膜處理F6 的葉齡較其他白色地膜處理略少,中后期趨于一致。圖2 顯示,6個(gè)覆膜處理的同期苗高也較露地(CK)高,且隨著玉米拔節(jié)生長,差異越來越大,至7月7日差異達(dá)到84.9~128.2 cm;6 個(gè)覆膜處理間的同期苗高差異較小,其中6 月4 日以后觀測,F(xiàn)5 和F6 處理的苗高增長較快,F(xiàn)1、F2、F3 處理的苗高和增長速度趨于一致,均較F5、F6的矮、慢,F(xiàn)4的增長相對(duì)其他覆膜處理在覆膜40 d后減慢,同期苗高較矮。

        圖1 不同處理對(duì)玉米出葉速度的影響

        圖2 不同處理對(duì)玉米苗高的影響

        2.4 不同處理的玉米農(nóng)藝性狀差異

        2.4.1 植株性狀差異

        由表4 可知,6 個(gè)覆膜處理玉米的農(nóng)藝性狀數(shù)值均大于露地處理(CK),且差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)。6 個(gè)覆膜處理間的植株總?cè)~片數(shù)、穗上葉片數(shù)及田間雙穗率差異不顯著,其他性狀的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05),其中莖稈粗2.07~2.44 cm,由粗到細(xì)的排序?yàn)镕1>F2>F6>F5>F3>F4;株高214.8~258.8 cm,由高到矮的排序?yàn)镕6>F5>F1>F2>F3>F4;穗位高55.7~84.7 cm,由高到低的排序?yàn)镕6>F5>F2>F1>F3>F4。上述結(jié)果均顯示F4處理的數(shù)值最小,F(xiàn)3處理的次之。

        表4 不同處理的玉米植株性狀

        2.4.2 穗、粒性狀差異

        表5 為不同處理第一果穗相關(guān)性狀的考種結(jié)果,除CK 的所有性狀顯著低于6 個(gè)覆膜處理外,6個(gè)覆膜處理間的多數(shù)性狀的差異較小,其中行粒數(shù)的差異不顯著;穗長除F5 顯著長于F4 外,其余處理間的差異均不顯著;穗粗、禿尖長的差異趨勢同穗長;穗行數(shù)14.3~16.4 行,差異較大,由多到少的排序?yàn)镕6>F4>F1=F2>F5>F3;單穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量、出籽率及籽粒容重均是F4 較低,其余5 個(gè)覆膜處理間上述4個(gè)性狀的極差分別為10.9 g、12 g、0.6%、4 g。

        表5 不同處理的玉米穗、粒性狀考種結(jié)果

        2.5 不同地膜處理的籽粒產(chǎn)量差異

        小區(qū)籽粒產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示,處理間的產(chǎn)量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01),其中露地處理(CK)單產(chǎn)最低,為464.8 kg/667 m2,6個(gè)覆膜處理的單產(chǎn)較CK 的增幅為101.3%~128.0%,均達(dá)到極顯著水平。6 個(gè)覆膜處理間的產(chǎn)量多重比較結(jié)果,F(xiàn)4處理相對(duì)F6 的差異達(dá)顯著水平,其他覆膜處理間的產(chǎn)量差異均不顯著(表6)。

        表6 不同地膜處理的小區(qū)籽粒產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)及多重比較結(jié)果(SSR法)

        2.6 不同地膜處理的經(jīng)濟(jì)效益比較

        表7、表8 表明,在收獲物單價(jià)一致、生產(chǎn)投入差異不大的情況下,不同處理的生產(chǎn)效益與產(chǎn)量呈正比,即7 個(gè)處理的單位面積產(chǎn)值、凈收益及產(chǎn)投比排序仍是F6>F2>F3>F5>F1>F4>CK,其中6個(gè)覆膜處理較CK的單位面積產(chǎn)量和產(chǎn)值的增幅均在101.2%~128.0%,凈收益增加1 426.2~1 934.6 元/667 m2,產(chǎn)投比提高0.48~0.63;CK 的投入最低,較覆膜處理每667 m2農(nóng)膜、覆膜、舊膜回收等少投入800元左右,多支出除草劑和灌溉成本108元,約節(jié)省700 元左右,但是產(chǎn)投比為0.83,小于1,凈收益為-458.4 元/667 m2。6 個(gè)覆膜處理間比較,降解膜處理F1、F2、F3、F4 較聚乙烯地膜處理F5、F6,雖然每667 m2農(nóng)膜投入高150 元,但是少舊膜回收投入200 元,總投入少50 元。經(jīng)濟(jì)效益是F6 最高,產(chǎn)值為4 768.2元/667 m2,凈收益為1 476.2元/667 m2,產(chǎn)投比為1.45;F4的綜合效益較低,產(chǎn)值為4 209.8元/667 m2,凈收益為967.8 元/667 m2,產(chǎn)投比為1.30;其他4 個(gè)處理的綜合效益排序是F2>F3>F5>F1,每667 m2產(chǎn)值、凈收益的極差均為149.9 元,產(chǎn)投比1.34~1.38,差異微小。

        表7 不同地膜處理種植玉米的經(jīng)濟(jì)效益概算

        3 討論

        3.1 地膜覆蓋在本地區(qū)玉米栽培上的促增效應(yīng)更顯著

        前人探明地膜覆蓋相較于露地,在低溫季節(jié)或冷涼地區(qū)能顯著增溫、保墑、控草,促進(jìn)作物生長發(fā)育,達(dá)到增產(chǎn)增收的目的,在不同地區(qū)、不同季節(jié)覆蓋地膜對(duì)玉米的促增效應(yīng)不同。申麗霞等[6]以山西玉米進(jìn)行研究,表明可降解地膜覆蓋的玉米較露地出苗率高5.0%,產(chǎn)量提高40%;王藝君[7]以寧夏玉米進(jìn)行研究,表明各覆膜處理較露地土壤平均含水量增幅為23.41%~73.75%,株高增加6.76%~12.09%,玉米增產(chǎn)51.69%~66.54%;邵榮華等[5]以西藏林芝玉米進(jìn)行研究,表明不同覆蓋材料處理較露地可以提高地溫0.09~1.92 ℃,玉米各生育進(jìn)程提前7~9 d,平均生育期提前14 d,增產(chǎn)8.3%~37.5%,顯著增加雙穗率。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,覆膜處理較露地出苗期提早6~7 d,抽雄期和吐絲期提早12~17 d,在9月底均能安全成熟,而露地玉米至初霜日(10月14 日)尚未能成熟,凈收益為-458.4 元/667 m2。覆膜處理的株高增加19.8%~44.3%,單產(chǎn)增幅101.2%~128.0%,差異均達(dá)極顯著水平(p<0.01),凈收益增加1 426.2~1 934.6 元/667 m2,產(chǎn)投比提高0.48~0.63。分析原因:一是在高原半干旱區(qū)光照強(qiáng)、溫度(氣溫、地溫)低的條件下覆膜增溫保濕效果更顯著,楊世佳等[8]的研究認(rèn)為,覆膜處理的最大增溫天氣類型是晴天;二是地膜覆蓋栽培提高了田間雙穗率和穗粒數(shù),為豐產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),這一認(rèn)識(shí)與于愛忠等[9]的研究一致。

        3.2 不同材質(zhì)地膜在本地區(qū)玉米栽培上的表現(xiàn)各異

        對(duì)比分析顯示,降解膜對(duì)玉米生長的影響在苗期與聚乙烯地膜趨于一致,覆膜40 d后玉米進(jìn)入拔節(jié)期,隨著促增效應(yīng)的累加和地膜不同程度降解,聚乙烯地膜覆蓋的玉米生長加快,降解膜覆蓋的玉米生長減緩,F(xiàn)4 過早進(jìn)入裂解期,中后期的促增效應(yīng)較低,以致最終的玉米產(chǎn)量在覆膜處理中最低,且較F6 處理減產(chǎn)顯著;其他處理(3 種降解膜、2 種聚乙烯膜)間除對(duì)玉米莖稈粗、株高、穗位高及穗行數(shù)的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)外,對(duì)總?cè)~片數(shù)、穗上葉片數(shù)、雙穗率和第一果穗的穗長、穗粗、行粒數(shù)、單穗粒質(zhì)量及籽粒單產(chǎn)的影響均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)。申麗霞等[10]對(duì)可降解地膜在田間的應(yīng)用效果進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,可降解地膜對(duì)玉米生長的影響與普通地膜相當(dāng)。同為聚乙烯地膜處理的白膜F5 與黑膜F6 相比,F(xiàn)5 在前期對(duì)玉米生長的促增效應(yīng)優(yōu)于F6,玉米生育期較F6 短3 d,F(xiàn)6 的籽粒產(chǎn)量高7.3%,雖然差異不顯著,但是F6的控草效果優(yōu)于F5,與楊世佳等[8]的研究結(jié)果一致。

        4 結(jié)論

        綜合上述分析與討論,西藏溫帶季風(fēng)半干旱區(qū)種植玉米采取地膜覆蓋可以促進(jìn)玉米生長發(fā)育,縮短生育期,增加正常成熟的安全系數(shù),能大幅提高產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。在應(yīng)用效果上,聚乙烯黑膜F6處理的生產(chǎn)效益略高,生態(tài)降解膜(慢)、生態(tài)降解膜(中)、全生物降解膜及聚乙烯白膜間的單產(chǎn)和生產(chǎn)效益相當(dāng),5 種地膜均可在本地區(qū)玉米生產(chǎn)上推廣應(yīng)用;生態(tài)降解膜(快)F4 在覆膜后40 d 左右進(jìn)入裂解期,降解期較早,中后期的促增效應(yīng)較差,籽粒產(chǎn)量較聚乙烯黑膜F6 減產(chǎn)達(dá)顯著水平,不適宜在本區(qū)玉米生產(chǎn)上應(yīng)用。白膜前期增溫對(duì)玉米生長的影響優(yōu)于黑膜,中后期的控草效果不及黑膜,生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)可因地制宜選用。同樣的效益保障下建議優(yōu)先選用降解膜,以利于進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)生態(tài)效益。

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