渗水地膜覆盖对土壤含水量、温度及谷子生长的影响

卢东琪，高金权

（天津市农业技术推广站，天津 300061）

天津地区属暖温带半干旱大陆季风型气候，年均降水量520～660 mm，降水日数63～70 d。春季干旱少雨，夏季雨水集中，占全年降水量的七成以上，多数年份有阶段性干旱发生，尤其是春播期干旱一般十年七遇，初夏干旱发生率约为57%，干旱突出。

渗水地膜是专门为旱区设计的一种可使水分下渗的新型地膜，是在普通塑料地膜的生产配方中，添加助剂，经特定的生产工艺，生产出带有许多细小孔隙的地膜。相对于普通地膜、秸秆覆盖等抗旱措施，渗水地膜覆盖具有渗水、保墒、增温、透气的优势，可使无效降雨经微孔渗入，提高降水利用率；膜下温度过高时，可透气散热，创造更利于根系生长的土壤环境。本文旨在探讨渗水地膜覆盖种植对土壤温度、含水量及谷子产量构成的影响，为渗水地膜应用提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

设3个处理：（1）露地（CK）；（2）普通地膜（PM）；（3）渗水地膜（WM）（普通地膜及渗水地膜厚度均为0.008 mm，幅宽90 cm）。3次重复，小区面积50 m2，随机排列。

供试品种：晋谷21，山西省农科院经济作物研究所培育。

1.2 试验概况

试验在天津市静海区蔡公庄镇四党口中村进行。土壤为盐碱土，无灌溉条件，有机质含量11.2 g·kg-1，全氮 1.1 g·kg-1，有效磷 28.7 mg·kg-1， 速 效 钾 305 mg·kg-1，pH 值 8.1， 全 盐0.3%。

试验于2016年6月17日播种，按设计采用施肥、覆膜、播种一体机进行穴播，行距40 cm、穴距15 cm，每667 m2底施复合肥40 kg（N-P2O5-K2O=15-15-15）。试验周期为2016年6月—9月。

1.3 数据测定及分析

齐苗后，每7 d进行1次田间调查，每个重复随机取样10个，测定土壤含水量、土壤温度及谷子株高；抽穗后增加测量10个谷穗长度，待谷子成熟进行考种测产。

用土壤水分仪分别测定5 cm和20 cm土壤的含水量；用地温仪分别测定10 cm土层、株间、膜上、膜间及露地温度；用卷尺测定株高、穗长；用精确至0.1 g电子天平测定穗重。

数据整理及绘图用Excel，使用SPSS对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 各处理间土壤含水量的差异

根据气象资料（图1），试验区谷子全生育期总降水量472.8 mm，其中降雨天数29 d，仅占全生育期的30.5%；日均降水量4.98 mm，小于10 mm的无效降水日数22次，占降水日 数的75.9%。整个生育期，试验区的降水主要以无效降水为主，具有典型的旱区特征。

图1 试验周期日降雨量

6月27日—7月18日，有5次降雨，降雨总量33.2 mm，平均降雨量6.64 mm，最高降雨量为6月28日的16.2 mm，其余均为无效降雨。经测定，该阶段各处理的5 cm及20 cm土壤含水量均在逐次下降，但渗水地膜的土壤含水量最高，普通地膜覆盖次之，最低的是露地种植（图2）。

图2 不同处理5 cm和20 cm处土壤含水量

7月20日出现大到暴雨，降水量187.8 mm，各处理土壤含水量迅速升高。7月20日—8月15日，降水总量385.5 mm，占全生育期降水的81.5%。在降水量集中的情况下，普通地膜覆盖，5 cm及20 cm土壤含水量最高，分别达到26.8%和93.1%；而渗水地膜表现出良好的透气效果，土壤含水量更加接近露地种植，5 cm及20 cm土壤含水量分别为21%和86.1%；露地种植，5 cm及20 cm土壤含水量分别为24.7%和84.6%。良好的透气功能，能显著改善根系的生长环境。

8月16日至收获期间，共有8次降雨，降雨总量仅为49.4 mm，平均降雨6.2 mm，降水量最大为8月18日达到23.6 mm，其余均为小于10 mm的无效降水。在该阶段，渗水地膜蓄墒效果明显，土壤含水量高于另外2个处理。

2.2 各处理间土壤温度的差异

各处理土壤温度及气温变化见图3。整个试验调查期间，气温在21.3～33.8 ℃之间，10 cm处土壤温度排列为：普通地膜＞渗水地膜＞露地种植。渗水地膜覆盖下，土壤温度较普通地膜覆盖平均低3.35 ℃，较露地种植平均高1.27 ℃。

图3 气温及不同处理10 cm地温

6月27日，气温为32.36 ℃。普通地膜覆盖下，土壤温度为35.33 ℃，此时，渗水地膜覆盖下的土壤温度与露地种植相差最大，达到3.74 ℃；7月18日，气温为29.3 ℃，露地种植的土壤温度为25.8 ℃，普通地膜覆盖下的土壤温度与渗水地膜覆盖相差最大，达到7.33 ℃。与普通地膜相比，渗水地膜覆盖下土壤温度更低，更利于根系生长发育。

2.3 各处理谷子生长发育及产量的差异

由表1可知，渗水地膜覆盖处理的谷子株高均显著高于露地种植及普通地膜覆盖处理（P＜0.05），尤其是第一次调查（7月11日），渗水地膜覆盖处理的谷子株高与普通地膜覆盖的处理呈极显著差异（P＜0.01）。8月29日最后一次调查，渗水地膜覆盖处理的株高较露地种植增加8.25%，较普通地膜覆盖处理增加14.20%。

表1 各处理株高

表2表明，3个处理的穗数无显著差异；穗长，渗水地膜处理与其他2个处理差异显著，比露地种植增加24.9%，比普通地膜增加19.9%；千粒重，渗水地膜处理与普通地膜差异显著，比普通地膜增加7.7%，但与露地种植无显著差异；露地种植与普通地膜覆盖的2个处理在穗长及千粒重上无显著差异。在穗粒重及产量上，3个处理显著差异，渗水地膜显著高于另外2个处理，穗粒重比露地种植增加45.8%，比普通地膜增加23.4%；普通地膜比露地种植增产21.0%，渗水地膜比露地种植增产49.6%，比普通地膜增产23.6%，增产效果明显。

表2 各处理产量构成及产量

3 结论与讨论

3.1 从全生育期来看，在前期缺少有效降雨的情况下，渗水地膜覆盖下土壤含水量高于露地及普通地膜覆盖，表明渗水地膜具有蓄集小雨及保墒的作用，有利于谷子等旱地作物出苗，保证了旱田作物群体结构，为旱地谷子生长奠定了基础。

3.2 谷子生育中期降水量大且气温较高，由于渗水地膜具有微孔结构，膜内气体能与外界联通，可降低膜内温度，也有利于水分下渗，降低表层土壤含水量，避免根系受水淹影响，利于谷子生长。谷子进入灌浆成熟期后，降雨明显减少，气温仍较高。露地种植土壤水分蒸发快，普通地膜覆盖土壤温度较高，水分难以得到补充，含水量下降更快，谷子早衰现象明显，而渗水地膜覆盖，通过收集小雨和透气降温，能使土壤含水量下降更缓慢，有利于谷子后期灌浆及产量的提高。

3.3 两种地膜覆盖对谷子产量增加均具有明显的促进作用，渗水地膜较露地种植增产49.6%，效果显著。从产量构成上看，露地、普通地膜、渗水地膜3个处理的穗数差异不大，差异主要存在于穗粒重及千粒重，这可能与后期有效降水少，渗水地膜集小雨，有利于灌浆有关。