不同覆膜种植方式对大豆产量及土壤理化性质的影响

盖琼辉，张述强，张义凡，郑秀堂

(1.陇东学院农林科技学院，甘肃庆阳745000;2.庆阳市国营合水林业总场平定川林场，甘肃庆阳745000)

不同覆膜种植方式对大豆产量及土壤理化性质的影响

盖琼辉1，张述强1，张义凡1，郑秀堂2

(1.陇东学院农林科技学院，甘肃庆阳745000;2.庆阳市国营合水林业总场平定川林场，甘肃庆阳745000)

在陇东半干旱区设置全膜双垄沟播、全膜平铺及露地栽培3种覆膜种植方式，研究了覆膜对大豆产量及土壤理化性质的影响。结果表明，全膜双垄沟播种植方式具有增温、保水蓄水、疏松土壤等作用,可提高土壤含水量4.79%，降低土壤容重0.49g/cm3,增大土壤孔隙度7.42%。分析比较产量，全膜双垄沟播种植增产显著，可提高出苗率15.66%、产量25.95%。

大豆；覆膜方式；土壤理化性状；出苗率；产量

大豆起源于我国黄河流域，是全世界重要的蛋白作物和油料作物之一。目前，中国大豆生产发展相对缓慢，总产量虽位居世界第四，但国内市场供需矛盾依然严重，为大豆进口国[1]。大豆在甘肃种植区域广泛，主要分布在陇东旱塬区、中部沿黄灌区、河西灌区与陇南地区[2]，其中陇东旱塬区大豆种植面积较大，基本稳定在10万hm2左右。受降水影响，大豆年产量相差较大，为稳定生产，发展旱作保水栽培技术尤为重要。旱作农业增产的关键在于提高现有水资源的利用率，改善土壤物理环境，增加生产能力，补偿良性循环利用，协调水热资源的同步性。

农田覆盖种植是一种历史悠久的作物栽培技术，目前在我国农业生产中广泛应用。农田覆盖改变了地表下垫面性质、调节了地表能量平衡，对改善农田小气候和促进作物生长具有重要的意义[3]，采用覆膜栽培的保水增温耕作措施可以减少自然蒸发的无用消耗，不仅提高水资源的利用率，而且能协调土壤中的水、热、肥状况。旱地玉米地膜覆盖栽培已得到广泛应用，而对大豆覆盖栽培所产生的土壤环境改良效应及其产量的影响研究相对较少[4]。因此，本试验通过研究不同覆膜种植方式对旱地大豆土壤温度、含水量、贮水量、孔隙度、容重及大豆产量的影响，为旱地大豆增产，旱区土地利用，水资源有效利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015年设在甘肃省庆阳市西峰区陇东学院试验农场。该地属陇东中部半干旱塬区生态类型，海拔1421m，年平均温度7～10℃，年降水量480～660mm，年日照2250～2600h，无霜期140～180d，光照充足，四季分明，土壤为黑垆土。

1.2 试验设计

试验以“中黄35”大豆品种为材料，采用全膜双垄沟播(T1)、全膜平铺种植(T2)及起垄露地种植(CK)三种栽培方式(表1)，随机排列，重复3次，小区面积5m2(5m×1m)，区间距0.5m。地膜选用厚度为0.008mm,幅宽1m的聚乙烯吹塑农用黑色地膜，2015年5月8日播种，人工覆盖地膜后器械播种，同时打渗水孔，以便降雨入渗。每5m2留苗84株，基肥施尿素10公斤/亩,磷肥35公斤/亩。田间管理同大田生产。具体种植方法见表1：

表1 试验处理及方法

1.3 测定项目与方法

土壤温度：每小区选3个点用10cm的地温表测试土壤温度，一日测3次，分别为早上9∶30～10∶30，中午13∶00～14∶30，下午17∶00～18∶30，分别在大豆生长的播种期(5月8日)，幼苗期(5月23日)，分枝期(7月8日)，开花期(8月16日)，结荚鼓粒期(9月11日)，成熟期(10月12日)测定。

土壤含水量：用土钻取土，铝盒装土。分别取每个处理土层0～20cm的耕层土烘干法测定含水量。

土壤贮水量：取0～50cm土层测定贮水量，计算贮水量(mm)=50cm土壤含水量×50×土壤容重。

土壤容重及孔隙度：每小区环刀取样3个，共27个样。分别在大豆生长的萌发期、幼苗期、分枝期、开花期和结荚鼓粒期，成熟期测定。土壤总孔隙度(%)=100×(1-容重/比重)

大豆性状及产量：记载成熟期的株高、分枝数、荚长、每荚粒数、单株粒数、百粒重。大豆产量(/亩)=[每亩株数×每株荚数×每荚粒数×百粒重(g)]/1000×100；

1.4 统计分析

试验数据采用OFFICE2007、EXCEL2007和SPSS18.0软件联合处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆膜种植方式对大豆土壤理化性质的影响

2.1.1 不同覆膜种植方式对土壤温度的影响

由表2可知，大豆各个生育期内地膜覆盖土壤温度均高于CK，且温度差异达到极显著，T1与T2差异不显著。覆膜土温高于露地土温3.01～5.77℃，说明地面覆膜可显著提高土壤温度，增加大豆的有效积温，有利于大豆萌发，促进大豆幼苗生长，缩短生育期，提早成熟。

表2 不同生育期土壤温度及含水量差异显著性分析

注：小写字母表示差异达到0.05显著水平，大写字母表示差异达到0.01显著水平。表中数值均为各生育期不同处理测得的土壤温度及含水量平均值。

2.1.2 不同覆膜种植方式对土壤含水量及贮水量的影响

大豆是需水较多的作物,大豆每形成1g干物质消耗的水分为600～750g[1]，需水规律为干花湿荚。由表2可见，大豆各生育期0～20cm的土壤含水量T1均高于T2和CK，其中幼苗及分枝期土壤含水量T1、T2与CK均达到极显著差异，T1与T2差异不显著，开花期及成熟期三个处理的含水量均达到极显著差异，结荚鼓粒期土壤含水量T1与T2差异显著，与CK差异极显著，T2与CK差异显著，各生育期土壤含水量提高2.16%～4.79%，说明地面覆膜可显著提高土壤含水量，有利于大豆结荚饱果。

土壤贮水量可以综合反映土壤蓄水和保水性能以及持续供水能力。由图1可知，大豆在分枝期土壤贮水量最小，成熟期最大，其中T1为152.9～182.6mm,T2为146.2～170.3mm，CK为105.7～157.4mm。T1与T2均显著高于CK，T1在分枝期以后蓄水性能显现，土壤贮水量显著高于T2，说明全膜双垄沟播既保水又具一定的蓄水能力,集雨效果后期凸显，有利于提高结实率，增加大豆灌浆强度。

图1 不同生育期土壤贮水量

2.1.3 不同覆膜种植方式对土壤容重的影响

土壤容重反映土壤的松紧状况和孔隙状况，其值是衡量土壤肥力的重要指标之一，其值越低，土壤越疏松，越有利于根系从土壤中吸收养分。由图2可见，T1和T2处理均可降低0～20cm耕作层土壤容重，其中T1降低0.09～0.49g/cm3，T2降低0.04～0.45g/cm3，T1和T2间差异不显著。这说明采用地膜覆盖是降低土壤容重有效方法之一，能为大豆生长创造疏松的土壤环境，利于根系生长发育，增加吸收能力。

图2 不同生育期的土壤容重

2.1.4 不同覆膜种植方式对土壤孔隙度的影响

土壤孔隙度关系到耕作阻力，作物出苗及根系伸长发育，对于土壤水分入渗、保持和供应及土壤通气均具有影响。由图3可得，T1处理土壤孔隙度为50.6%～61.9%，T2为46.6%～60.4%，CK为40.4%～48.7%，各生育期均为T1>T2>CK。幼苗期及分枝期T1和T2处理土壤孔隙度显著高于CK，至结荚鼓粒期和成熟期T1处理土壤孔隙度为最佳，分别为54%及50.6%，比CK分别增加7.42%和6.04%。这说明地膜覆盖可明显增加土壤孔隙度。

图3 不同生育期的土壤孔隙度

2.2 不同覆膜种植方式对大豆生育期、性状、出苗率及产量的影响

地膜覆盖由于增温效应和储水能力的增强，可加快大豆的出苗和生长发育速度，缩短大豆的生育期。由表3可见，三种处理在苗期、分枝期及开花期表现出明显的差异。覆膜较对照出苗提前3天，分枝提前4天，开花提前6天。T1生育期最短，为153天，T2生育期156天，CK生育期最长163天，说明覆膜可缩短生育期7～10天。

覆膜可明显增加植株高度和单株生物产量，为高产奠定了基础。T1植株最高为80.90cm，比CK高13.5cm,比T2高6.2cm，T2比CK高7.3cm；T1分枝数较CK多1.52个，较T2多0.12个，T2较CK多1.40个；T1结荚数35.74个，较CK多0.60个，T2较CK多0.49个；T1荚粒数2.46个，较CK多0.14个，T2较CK多0.08个；T1百粒重25.37g，较CK高1.05g,T2较CK重0.56g(见表3)。

表3 不同覆膜种植方式对大豆生育期、性状、出苗率及产量的影响

不同的覆膜种植方式对大豆出苗率有不同的影响，如表3所示，出苗率T1>T2>CK。其中，T1比CK高15.66%，T2比CK高13.34%,T1比T2高2.32%。说明覆膜均可提高大豆出苗率,由于地面覆膜可提高苗期土壤温度及含水量。

由表3可知，大豆产量T1处理最高为220.78kg/亩，其次T2处理为213.57kg/亩，CK产量最低为175.29kg/亩。T1和T2与CK差异均达到极显著水平，T1和T2间差异不显著。T1与CK相比，产量增加了45.49kg/亩，增产25.95%,T2与CK相比，产量增加了38.28kg/亩，增产21.84%。

3 结论与讨论

大豆是对水分敏感的旱地作物，不同时期需要的水分不相同，开花至结荚鼓粒期是大豆需水的临界期，若这一时期缺水，大豆的开花、结荚数、粒数、粒重将受到极大的影响[5]。通过覆膜使土壤疏松多孔，从而改善土壤结构，降低了土壤容重[6]，且地面覆膜降低了雨滴对土层表面的打击，活化了土壤，适宜土壤微生物的活动，有效改善土壤孔隙度，促进作物生长[7-8]。该试验结果表明，地膜覆盖在萌发期增加土壤温度4.38℃，与大豆生长的适宜温度吻合，董树亭[1]指出，大豆种子在土温稳定在10℃以上时，种子即可发芽萌发，所以覆膜可实现大豆春季早播。覆膜土温在各生育期高于露地土温3.01～5.77℃，增加了大豆的有效积温，利于萌发，促进幼苗生长，缩短生育期，提早成熟，但大豆生长不耐高温，如温度超过40℃，结荚率反而减少57%～71%[9]影响产量，庆阳市在结荚期土壤温度为28℃，即使覆膜增温6℃，也不影响结荚。

该试验表明，全膜双垄沟播大豆出苗率提高了15.66%，土壤容重降低了0.09～0.49g/cm3，土壤含水量提高了2.16%～4.79%，土壤贮水量增加了12.86～47.24mm，土壤孔隙度增高7.49%，生育周期较对照提前10天，产量增加了45.49kg/亩，增产25.95%。全膜平铺处理在出苗期增加土壤温度5.32℃，大豆出苗率提高了13.34%，土壤容重降低了0.04～0.45g/cm3，土壤含水量提高了1.37%～4.7%，土壤孔隙度增大了7.42%，生育期比对照提前7天，产量增加了38.28kg/亩，增产21.84%。说明覆盖栽培可有效改善土壤理化性质，提高大豆出苗率，利于大豆生长发育，对干旱区可耕地的利用效率、资源保护及水资源利用均具有重要意义。

本研究仅对覆膜种植方式进行了比较，对于高温时期地膜覆盖增温影响地上荚果发育及内含物积累、削减后期不利影响等问题有待进一步深入研究。因此，在大豆夏播区和适宜晚春播种的地区，应考虑全膜双垄沟播模式后期增温的不利影响，慎重选用。

[1]董树亭.作物栽培学概论[M].北京：中国农业出版社,2007:229.

[2]张国宏,倪胜利,王利明,等.甘肃省大豆生产现状及发展对策[J].甘肃农业科技,2009(8):39-41.

[3]马生发.不同材料及覆盖方法对土壤环境和大豆产量的影响[J].作物杂志,2001,20(8):2-5.

[4]王荣堂.地膜覆盖大豆生态小气候效应研究[J].湖北农学院学报,2001,21(4)：22.

[5]莫英,毕世敏.玉米播种出苗期旱害对大豆生长的影响[J].耕作与栽培,2012,29(2)：7-8.

[6]张喜文,王栏兰.高寒区旱地大豆不同覆盖方式的生产效应[J].山西农业科学,2000,28(4)：21-24.

[7]王顺霞.不同覆盖方式对旱地大豆田土壤环境及玉米产量的影响[J].干旱区资源与环境,2004,18(9)：134-137.

[8]任冬莲,刘学义,王瑞.地膜覆盖春大豆增产效应研究[J].山西农业科学,2006,34(1)：35-37.

[9]邓晓奋,王英.崆峒区全膜双垄沟播大豆密度试验简报[J].甘肃农业科技,2009,(8)：27-28.

【责任编辑 赵建萍】

Effects of Different Film Mulching Planting on Soybean Yields and Physical and Chemical Properties of Soil

GAI Qiong-hui1，ZHANG Shu-qiang1，ZHANG Yi-fan1，ZHENG Xiu-tang2

(1.LongdongUniversity,Qingyang745000,Gansu； 2.StateForestFarmofHeshuiinQingyang,Qingyang745000,Gansu)

In order to study the effects of different film mulching planting on soybean yields and physical and chemical properties of the soil in the half arid areas of Longdong,this experiment adopts three kinds of cultivation patterns including completely mulched alternating narrow and wide ridges with furrow planting,alternating mulched with plastic film and bare plots with no ridges and flat plot with ridges. The results indicates that completely mulched alternating narrow and wide ridges with furrow planting can improve the soil moisture content by 4.79%,reduce soil bulk density by 0.49 g/cm3,increase soil porosity by 7.42%,and with a warming,water storage,loose soil,and so on. Based on our analysis and comparison on the output,we fine that the completely mulched alternating narrow and wide ridges with furrow planting can improve the rate of emergence 15.66% and the yield of 25.95%.

Soybean;film mulching patterns;soil physical and chemical properties;rate of emergence;yields

1674-1730(2017)03-0052-04

2016-11-25

盖琼辉(1978—)，女，甘肃庆阳人，讲师，硕士，主要从事农作物栽培和设施农业研究。

S516

A