地膜覆盖免放苗栽培对土壤温度及高粱生长的作用效应

摘要 为进一步丰富和完善地膜覆盖免放苗栽培技术，以高粱为指示作物，采用大田试验的方法，测定了地膜覆盖免放苗栽培对土壤温度、高粱出苗、主要农艺性状及产量的影响。结果表明，地膜覆盖免放苗栽培对土壤的增温保温效应明显，0～25 cm土层温度保持在23.90～15.62 ℃，较露地增温3.97～2.24 ℃，利于高粱出苗及壮苗。地膜覆盖免放苗栽培所涉及的地膜种类及其厚度对高粱主要农艺性状和产量均有明显影响，以厚度为0.010 mm的普膜覆蓋表现最好，高粱的出苗率超过93.0%，生育期较露地提前10 d，增产51.95%，茎、穗部性状有明显改善，可大面积推广应用;降解膜覆盖也有较好的表现，高粱的出苗率达到89.4%，生育期较露地提前5 d，增产29.61%，茎、穗部性状也有明显改善，但该种地膜成本较高、分解较快、保墒性较差、杂草危害较重，因此应用受限;银灰双色膜和黑色膜覆盖，高粱的茎、穗部性状表现较好，但明显影响出苗，出苗率不足85%，不宜推广应用。

关键词 地膜覆盖;免放苗;土壤温度;高粱生长;效应

Abstract In order to further enrich and improve the technology of plastic mulching and no seedling cultivation， taking sorghum as an indicator crop， we carried out field experiment to determine the effects of plastic mulching and no seedling cultivation on soil temperature and emergence rate， major agronomic traits and yield of sorghum at the drought area of eastern Gansu Province. The results showed that the technology of mulch over and no seedling cultivation significantly improved and preserved the soil temperature. The soil temperature at 0-25 cm soil depth was maintained at 23.90-15.62 ℃， which increased by 3.97-2.24 ℃ compared with the control group， which suggested that the technology of plastic mulching and no seedling cultivation was beneficial to the emergence rate of sorghum and strong seedlings. Different types and thicknesses of plastic mulch used in the technology of plastic mulching and no seedling cultivation had a significant impact on the main agronomic traits and yield of sorghum. Compared to the control group， the group of a mulch thickness of 0.010 mm showed the optimal production performance. The emergence rate of sorghum exceeded 93.0%， the growth period was 10 d earlier， and the yield increased by 51.95%. Furthermore， the stems and ears of sorghum were significantly improved compared with the control groups， suggesting that it was a highly efficient planting model and would be promoted in large areas. In addition， the group of degradation film cover also showed superior performance than control group. The emergence rate of sorghum was 89.4%. The growth period was 5 days earlier， and the yield increased by 29.61%，the traits of stems and ears also improved significantly. While this kind of plastic mulching had higher cost， faster decomposition， poorer moisture retention， heavier weed damage and limited application. The group of silvergray doublecolor film and black film was beneficial to the stems and ears of sorghum， but the emergence rate was less than 85%. Therefore， these two types of plastic mulching should not be widely promoted.

Key words Plastic film mulching;No seedling release; Soil temperature;Sorghum growth;Effect

地膜覆盖免放苗栽培技术[1]是采用单垄种植，先播种后覆膜，然后给播种行膜面覆土的一种种植方式。该技术巧妙利用作物的趋光性及其锥状芽鞘钻透地膜的特性，不采用人工破膜放苗，实现作物自己顶膜出苗。该技术保证了地膜的完整性，出苗率高、垄面无杂草、保水保肥、节本效应十分显著。该技术能有效解决目前地膜覆盖栽培模式中需要人工放苗、填洞及膜孔杂草丛生等一系列问题[2-5]，也弥补了地膜覆盖穴播种植中杂草掀膜的困扰[6-7]，极大限度地提高了地膜覆盖的水肥利用率，因此推广意义很大。该技术成功运用于高粱、玉米、谷子、糜子、小麦等禾本科粮食作物。目前，该技术的相关报道很少，李铁山等[8]、杨忠娜等[9]、杨来胜等[10]进行了相关研究，但所涉及的地膜厚度均低于0.010 mm，与农用地膜国家强制性标准[11]相关规定不符。为进一步丰富和完善地膜覆盖免放苗栽培技术，笔者以高粱为指示作物，采用大田试验的方法，测定了地膜覆盖免放苗栽培对土壤温度、高粱出苗、主要农艺性状及产量的影响，为地膜覆盖免放苗栽培技术大面积推广应用提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在平凉市白水镇马莲村平凉市农业科学院试验基地（106°70′E，35°55′N）进行，该地属大陆性季风气候，海拔1 182 m，年均气温8.0 ℃，无霜期 172 d，>10 ℃的积温 2 800 ℃，持续 150 d左右，年均降水量500 mm左右，全年60%的降雨集中在7—9 月，春旱严重，倒春寒时常发生，栽培区属于典型的西北半干旱农业区。试验土壤为黄绵土，pH 7.68，土壤有机质20.53 g/kg、速效氮67.00 mg/kg、速效磷62.00 mg/kg、速效钾100.39 mg/kg。试验地地势平坦，耕层深厚，前茬为胡麻。

1.2 试验材料

试验用普通无色透明地膜（以下简称普膜）规格分别为70 cm×0.008 mm、70 cm×0.010 mm、70 cm×0.012 mm 和70 cm×0.014 mm，黑膜、银灰双色膜均为70 cm×0.012 mm，降解膜为70 cm×0.010 mm，4种地膜均由天水市宝塑业公司生产;高粱品种为吉杂127，由吉林农业科学院育成，芽率99%;过磷酸钙含磷量为6% ，由云南省红河州磷肥厂生产;尿素含氮量为46%，由中石油兰州石化公司化肥厂生产。0～25 cm土壤温度计共2组，由衡远仪器仪表有限公司生产。

1.3 田间试验设计

1.3.1 地膜覆盖免放苗栽培对土壤温度影响试验。设普膜（厚度0.010 mm）覆盖免放苗栽培和露地栽培2个处理，后者为对照，小区面积5.0 m×1.2 m，栽培方法见表1。

1.3.2 地膜厚度对高粱出苗影响试验。试验共设5个不同普膜厚度处理，分别为0.008、0.010、0.012、0.014 mm和露地（CK）。栽培方法见表1，各处理随机区组排列，重复3次，小区3垄6行，面积5.0 m×3.6 m。

1.3.3 地膜种类对高粱出苗及主要农艺性状的影响试验。试验设普膜（0.010 mm）、黑膜（0.012 mm）、银灰双色膜（0.012 mm）和降解膜（0.010 mm）覆盖免放苗栽培4个处理，另设露地栽培为对照（CK），栽培方法见表1，各处理随机区组排列，重复3次，小区3垄6行，面积5.0 m×3.6 m。

上述试验在前茬作物收获后，及时深耕晒垡;翌年4月26—30日，一次性施入腐熟纯牛粪25 000 kg/hm2、磷酸二铵375 kg/hm2，旋耕和平整地块后依次进行划行、起单垄、播种、覆膜、播种行膜面覆土（表1）。间苗时每穴选留1株健壮植株;拔节期和抽穗期分别追施1次尿素，施入量分别为150和100 kg/hm2。高粱生长过程中不去除分蘖、不灌水。其他管理同大田。

1.4 测定项目和方法

1.4.1 土壤温度测定。播种、覆膜和覆土后，将温度计从播种行间垂直插入土壤内并逐日记载不同土层的温度，共观察15 d。每天依次在07：00、09：00、11：00、13：00、15：00、17：00和19：00 分别记载0～5、5～10、10～15、15～20、20～25 cm土层的温度值。

1.4.2 出苗率测定。露地栽培区高粱出苗结束后，调查各小区的出苗情况，逐小区记载出苗数，计算出苗率：出苗率（%）=[（小区出苗数/小区播种粒数）]×100。

1.4.3 植株主要农艺性状测定。系统记载高粱播种期、出苗期、成熟期，计算生育期;高粱成熟后，测定株高、茎粗、穗长、穗柄长等。具体按《全国高粱品种区域试验调查记载项目及标准》执行。

1.4.4 籽粒性状及产量测定。高粱成熟后，每小区收获中间4行进行计产，收获面积12 m2。按小区测定穗粒重和千粒重。每小区随机称取20穗的籽粒重，计算穗粒重;每小区随机称取500粒重，重复3次，计算千粒重。

1.5 数据处理 采用Excel 2007对试验数据进行统计并绘图;釆用SPSS 19.0进行方差分析。数据均采用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 地膜覆盖免放苗栽培对土壤温度的影响

由图1可知，免放苗栽培模式下地膜覆盖区0～25 cm土层温度显著高于露地， 0～5、5～10 cm土層随气温的变化最活跃，10～15、15～20、20～25 cm土层随气温的变化逐渐趋于平缓。

从表2可以看出，免放苗栽培模式下地膜覆盖区0～25 cm土层温度保持在23.90～15.62 ℃，较露地增温3.97～2.24 ℃。2个处理各土层平均温度由高到低依次均为5 cm>10 cm>20 cm>15 cm>25 cm。

2.2 地膜覆盖免放苗栽培对高粱出苗的影响

2.2.1 地膜厚度对高粱出苗的影响。 从表3可以看出，在地膜覆盖免放苗栽培模式下，高粱出苗率随地膜厚度的增加呈下降趋势。其中，0.008和0.010 mm厚度的高粱出苗率较高，分别达到95.1%和94.0%;厚度超过0.010 mm时出苗率明显下降，均低于82.0%。

2.2.2 地膜种类对高粱出苗的影响。

从表4可以看出，地膜覆盖免放苗栽培模式下，普膜和降解膜覆盖的出苗率较高，分别为93.8%和89.4%;黑色膜和银灰双色膜覆盖明显影响高粱出苗，出苗率不足85.0%。

2.3 地膜覆盖免放苗栽培对高粱主要农艺性状的影响

2.3.1 地膜种类对高粱物候期的影响。从表5可以看出，在地膜覆盖免放苗栽培模式下，普膜、黑色膜、银灰双色膜、降解膜均有促进高粱提早出苗和成熟的作用。与露地栽培处理比较，4种地膜均使高粱出苗期提早6 d，生育期提前5～12 d，以普膜和银灰双色膜的效应最明显，黑色膜和降解膜次之。

2.3.2 地膜种类对高粱茎、穗部性状的影响。

由表6可知，从高粱的茎部性状来看，地膜覆盖免放苗栽培模式下，与露地相比，普膜、黑色膜、银灰双色膜、降解膜均可极显著降低株高、增加茎粗，株高降幅16.7～23.9 cm，茎粗增幅3.65～8.00 mm，银灰双色膜、普膜、黑色膜的降高效应最明显，银灰双色膜和降解膜的增粗效应最显著;从高粱的穗部性状看，地膜覆盖免放苗栽培下，普膜、黑色膜、银灰双色膜、降解膜均较露地有极显著增加穗长、增大穗粒重和提高千粒重的作用，穗长、穗粒重和千粒重增幅分别达到0.58～2.00 cm、17.06～33.73 g和0.94～4.70 g，其中銀灰双色膜的穗长最长，千粒重最大，黑色膜穗粒重最大;普膜、黑色膜和降解膜的穗柄均较露地显著缩短，幅度为0.66～2.03 cm，银灰双色膜的穗柄较露地略有增长。

2.4 地膜种类对高粱产量的影响 从表7可以看出，地膜覆盖免放苗栽培模式下，普膜、黑色膜、银灰双色膜、降解膜均较露地有极显著增产作用，增幅为51.95%～29.61%。其中，普膜和银灰双色膜增产幅度较大，分别为51.95%和42.47%;黑色膜和降解膜产量次之。

3 结论与讨论

白志刚[12]研究指出，高粱种子发芽最低温度为4～7 ℃，最高温度为20～30 ℃。杜社妮等[13]、刘凯等[14]研究表明，地膜覆盖在玉米的生育前期有明显的增温效果， 作物苗期5～25 cm 土层的土壤日平均温度比对照提高2.2～3.0 ℃，有利于玉米壮苗。该试验结果显示，地膜覆盖免放苗栽培0～25 cm 土层平均温度为23.90～15.62 ℃，较露地栽培区显著增温3.97～2.24 ℃，保证了高粱种子出苗所需的温度条件;不同土层温度由高到低为5 cm>10 cm>20 cm>15 cm>25 cm，该结果与漆永红等[15]的研究结论相似。由此得出，地膜覆盖免放苗栽培对高粱播种出苗期的增温保温效应明显，为高粱出全苗、长壮苗、获高产奠定了基础。

出苗率、农艺性状、产量三者之间紧密相关[16-19]。①厚度为0.010 mm的普膜高粱出苗率较高（93.8%～94.0%）、成苗能力较强[20]，较露地提高了4.6%～5.1%、生育期提前10 d、增产51.95%、其他农艺性状也具有较优良的特点，因此0.010 mm地膜是该栽培技术条件下的首选地膜。②厚度为0.008 mm 地膜高粱出苗率95.1%，在参试地膜中出苗率最高，但其厚度低于0.010 mm，与2018年5月1日颁布实施的强制性国家标准《农用地膜》规定不符，厚度为0.012和0.014 mm 的地膜高粱出苗率较差、缺苗较大，因此0.008、0.012 和0.014 mm这3种厚度地膜不适合在该技术中应用。③降解膜覆盖高粱出苗率较高，为89.4%，具有降低株高、增加茎粗、优化农艺性状的作用，成熟期较露地提前5 d，增产29.61%，但因分解较快，高粱拔节后其生态条件与露地相同，垄面易受杂草危害，因此该膜应根据使用目的酌情运用[21]。④银灰双色膜株高接近150.00 cm，茎秆粗壮、成熟最早、生育期最短、穗子最长、穗柄最长、千粒重最大、产量较高[22-26]，因此耐倒伏，适宜机械收获且高产。但由于出苗率比露地低5.8%，因此在地膜覆盖免放苗栽培中的应用受限。银灰双色膜对高粱主要农艺性状具有明显的改善效应，因此可在地膜覆盖人工放苗栽培中推广应用。⑤黑色膜也有降低株高、增加茎粗、增大穗粒重、缩短穗柄，增加产量等明显特点，但出苗率比露地低5.4%，因此该膜也不建议在该技术条件下运用。此外，目前可供农作物栽培的地膜种类很多，该试验仅选择了4种地膜，因此地膜种类还有很大的试验扩展空间，今后还应继续进行深化研究，从而筛选出更适合免放苗栽培的地膜种类，为当地高粱地膜栽培提供更高效的技术支撑。

该试验栽培区属于典型的西北半干旱农业区，其生态、气候条件、土壤状况、栽培技术、管理水平[27-29]等在甘肃东部地区具有代表性，因此该研究结果可为相同或相近地区的地膜覆盖高粱生产提供一定的理论依据。

参考文献

[1] 石晓瑛.旱作农业区禾本科粮食作物地膜免放苗栽培技术[J].现代农业科技，2018（20）：14-15.

[2] 开运.谈地膜机械穴播的孔穴错位及人工放苗[J].农村机械化，1998（2）：28.

[3] 姜延军，岳德成，李青梅，等.全膜双垄沟播玉米田选用除草地膜的适宜田间杂草密度研究[J].植物保护，2018，44（1）：110-115.

[4] 周丽娜，于亚薇，孟振雄，等.不同颜色地膜覆盖对马铃薯生长发育的影响[J].河北农业科学，2012，16（9）：18-21.

[5] 王丽娜.不同颜色的地膜覆盖对马铃薯生长发育的影响[J].杂粮作物，2004（3）：162-163.

[6] 漆永红，岳德成，胡冠芳，等.土壤封闭性除草剂在全膜双垄沟播玉米田局部施用效果[J].现代农药，2015，14（1）：50-53.

[7] 王仁如.地膜穴播麦田春季防除杂草法[J].河北农业，2001（12）：16.

[8] 李铁山，范长海.地膜玉米自出苗方法[J].技术与市场，1999（6）：12.