覆膜对旱地冬小麦产量与土壤水分动态的影响

高慧洲，谢英荷，李廷亮，赵晓东，余高，岳丽，加武斌

（山西农业大学资源环境学院，山西太谷030801）

覆膜对旱地冬小麦产量与土壤水分动态的影响

高慧洲，谢英荷，李廷亮，赵晓东，余高，岳丽，加武斌

（山西农业大学资源环境学院，山西太谷030801）

通过大田试验研究了不同覆膜措施对旱地冬小麦产量和土壤水分动态的影响，试验设测控施肥、垄膜沟播+测控施肥和平膜穴播+测控施肥3种方式。结果表明，平膜穴播+测控施肥处理可显著提高产量，产量高达12 823.33 kg/hm2，在产量构成因素中，穗数和穗粒数是增产的主要因素；夏闲期土壤水分得到补充与恢复，播种时平膜穴播+测控施肥处理下2 m土壤贮水量显著提高，尤其是0～140 cm土层保水效果较好；平膜穴播+测控施肥处理耗水较多，较其他处理水分利用效率提高0.66%～7.37%。因此，平膜穴播+测控施肥是最适宜山西晋南地区的覆膜栽培模式。

覆膜；旱地；冬小麦；产量；土壤水分

水资源匮乏且降雨分布不均是旱地冬小麦生产的主要限制因素，因此，充分利用有限自然降水条件，提高土壤水库蓄水量，是旱作雨养农田区小麦增产的关键。目前，在旱作区地膜覆盖技术已得到大面积推广应用[1]，可有效保墒、增温和增产[2]，前人研究表明，地膜覆盖减少了土壤水分蒸发，蓄积降水，提高土壤贮水量，具有明显的保温效应，增加穗长、穗数和穗粒数，显著提高小麦水分利用效率和产量[3-7]。此外，适量施肥及氮、磷、钾肥合理配施有利于冬小麦吸收深层土壤水分和养分，提高水分利用效率和作物产量[8-10]，而大量研究表明，施肥与秸秆覆盖和垄覆沟播等相结合，改善了土壤水分含量和产量[11-12]。由于在不同环境条件下具有差异性，本试验在晋南雨养旱作区研究不同覆膜方式与测控施肥下冬小麦产量和土壤水分状况的变化，旨在为旱地冬小麦栽培施肥技术提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2014—2015年在山西省临汾市洪洞县刘家垣镇东梁村旱塬麦区进行，该区属暖温带大陆性季风气候，年平均日照时数2 419 h左右，有效积温3 326.9℃，年均气温12℃，无霜期180～210 d，年平均降雨量为500 mm左右，其中，7—9月降水量占全年降水量的60%以上，冬小麦生育期降雨量为95.9mm。供试土壤为石灰性褐土，质地为中壤土，pH值7.84，耕层土壤有机质平均含量14.52 g/kg，全氮0.77 g/kg，硝态氮8.63 mg/kg，速效磷12.23 mg/kg，速效钾198.14mg/kg，阳离子交换量（CEC）48.27cmol/kg。

1.2 试验设计

采用随机区组排列，4次重复，小区面积210～520 m2。设3个处理：测控施肥（当地测土配方施肥量）、垄膜沟播+测控施肥（在垄覆沟播基础上采取测控施肥）、平膜穴播+测控施肥（在平膜穴播基础上采取测控施肥）。各处理具体操作如表1所示。播前将全部肥料一次性均匀撒入相应小区，生育期不灌溉。冬小麦供试品种为长8744，播量为150kg/hm2，于2014年9月30日至10月1日播种，2015年6月7日收获，2014年7—9月为夏闲期。

表1 旱地冬小麦试验方案

1.3 测定项目及方法

1.3.1 土壤水分的测定2014—2015年生长季分别于播前和收获后采集2m深土壤样品，每20cm为一层，用烘干法测定土壤含水量。耗水量ET（mm）＝播前2 m土壤贮水量-收获时2 m土壤贮水量+生育期有效降水量

1.3.2 小麦产量的测定小麦成熟时，在各小区收获3个2 m2的小麦脱粒计产，并对每小区所标记的3个1 m长小麦样段，调查穗数、粒数、千粒质量等指标。

1.4 数据处理

试验数据均用Excel和DPS数据处理统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 覆膜对冬小麦产量及构成因素的影响

从表2可以看出，平膜穴播+测控施肥的生物产量、经济产量分别较垄膜沟播+测控施肥增加10.81%，12.1%（P＜0.05），分别较测控施肥增加25.44%，20.06%（P＜0.05），垄膜沟播+测控施肥的生物产量、经济产量分别较测控施肥增加13.2%，7.1%。因此，平膜穴播+测控施肥较其他处理增产效果显著，生物产量和经济产量均最高，分别达到12 823.33，5 662.15 kg/hm2。

表2 覆膜对冬小麦产量及构成因素的影响

从冬小麦产量构成三要素来看，垄膜沟播＋测控施肥、平膜穴播＋测控施肥的穗数显著高于测控施肥（P＜0.05），各处理之间穗粒数、千粒质量无显著差异，而平膜穴播+测控施肥的穗粒数、千粒质量高于其他处理，产量与穗粒数呈极显著正相关（r＝0.999 7）。不同处理之间，穗粒数变异系数最大（5.77%），千粒质量变异系数最小（1.86%），穗数变异系数居中（2.87%）。说明穗数和穗粒数对旱地冬小麦产量调控效应较大。

2.2 覆膜对2 m土层土壤贮水量的影响

从图1可以看出，播前2 m土层土壤贮水量，平膜穴播＋测控施肥处理显著高于其他处理，不同处理播前较收获后土壤贮水量均增加，测控施肥、垄膜沟播+测控施肥、平膜穴播＋测控施肥分别增加139.18，170.40，181.79 mm，表明夏闲期土壤水分得到补充与恢复，播种时覆膜土壤贮水量较高，且平膜穴播+测控施肥显著高于其他处理。土壤水分主要集中在140 cm以上土层，其中，20～120 cm土层贮水量较多，平膜穴播+测控施肥较垄膜沟播+测控施肥增加27.68%，平膜穴播+测控施肥较测控施肥增加36.87%，140～200 cm土层因水分入渗较少，土壤贮水量较少，表明旱地麦田覆膜后提高了0～140 cm土层土壤贮水量，平膜穴播+测控施肥保水效果较好。

2.3 覆膜对土壤耗水量及水分利用效率的影响

由表3可知，覆膜后土壤耗水量平膜穴播＋测控施肥较其他处理均增加，较垄膜沟播＋测控施肥增加11.39 mm，较测控施肥显著增加42.61 mm，表明平膜穴播+测控施肥处理耗水较多，水分被冬小麦吸收利用。各处理之间的水分利用效率差异均不显着，且以平膜穴播＋测控施肥处理最高，较测控施肥、垄膜沟播＋测控施肥处理提高0.66%～7.37%，表明平膜穴播+测控施肥能够有效增加播前底墒，提高水分利用效率。

表3 覆膜对土壤耗水量及水分利用效率的影响

3 讨论与结论

地膜覆盖技术能有效增温保墒，具有良好的增产效应[13-14]。柴守玺等[15]研究表明，覆膜后土壤水分状况得到改善，冬小麦产量和水分利用效率明显增加；王红丽等[16]研究表明，半干旱地区全膜覆土穴播较裸地单株干物质量增加，产量增加49%～858%；张平良等[17]研究表明，在全膜覆土穴播条件下，合理配方施肥能显著提高小麦籽粒产量。本研究表明，在山西晋南旱区覆膜促进冬小麦生长发育，尤其平膜穴播＋测控施肥较其他处理增产效果显著，产量高达5 662.15 kg/hm2。赵海帧等[18]研究表明，地膜覆盖对小麦穗数影响最大，其次是穗粒数，对千粒质量影响最小，这与本研究结果相一致，穗数和穗粒数是旱地小麦增产的关键。

张永涛等[19]研究表明，覆膜可有效减少水分亏缺，降低蒸散量，提高土壤贮水量。本试验结果表明，平膜穴播+测控施肥处理下2 m土壤贮水量显着提高，尤其是0～140 cm土层保水效果较好。杨长刚等[20]研究表明，不同覆膜方式下土壤耗水量增加，水分利用效率提高，这与本研究结果一致，覆膜能有效蓄水保墒，增加耗水量，提高水分利用效率，而平膜穴播+测控施肥效果更好。

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Effects of Plastic Film Mulching on Grain Yield and Soil Moisture Dynamics in Dryland Winter Wheat

GAOHuizhou，XIE Yinghe，LI Tingliang，ZHAOXiaodong，YUGao，YUE Li，JIAWubin
（College ofResources and Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

A field experiment was conducted to study the effects of different film nulching measures on dryland winter wheat yield and soil moisture dynamics.Three experimental designs were measurement-control fertilize,ridge film furrow sowing with measurement-control fertilize and flat film dibbling with measurement-control fertilize.The results showed that the flat film dibbling with measurement-control fertilize could significantly increase the yield up to 12 823.33 kg/hm2,spike and grain number were main factors to increase production.Soil moisture in summer fallowperiod was supplemented and restored.Flat film dibbling with measurement-control fertilize significantly increased 2 m soil water storage in sowing stage,especially 0-140 cm soil water retaining effect was better.Flat film dibbling with measurement-control fertilize had more water consumption increased 0.66%-7.37%water use efficiency compared with other treatments.Therefore,flat film dibbling with measurement-control fertilize is the most suitable film cultivation mode in Jinnan area ofShanxi.

film;dryland;winter wheat;yield;soil moisture

S512.1＋1

A

1002-2481（2016）12-1793-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.12.13

2016-09-16

国家公益性行业（农业）科研专项（201303104）；山西省青年科技基金项目（2013021027-1）

高慧洲（1994-），男，山西朔州人，在读硕士，研究方向：土壤与环境。谢英荷为通信作者。