覆膜方式和灌水量對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度的影響

韓 品，銀永安，陳 林，包芳俊，張曉峰，楊佳康，彭文沛

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，石河子832000）

覆膜方式和灌水量對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度的影響

韓 品，銀永安*，陳 林*，包芳俊，張曉峰，楊佳康，彭文沛

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，石河子832000）

2015年在甘肅省張掖市開(kāi)展了不同地膜覆蓋方式（覆白膜、覆黑膜、不覆蓋）與灌水定額（每次450、900、1350、1800 m3／hm2，共4次）對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度影響的研究，旨在尋求最佳的覆膜方式和灌水量，為河西地區(qū)種植甜高粱節(jié)水增效提供理論和科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：覆膜和灌水量對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度影響顯著，不同覆膜方式在灌水定額1350 m3／hm2處理下，甜高粱產(chǎn)量較高，尤其在覆黑膜且灌水定額1350 m3／hm2處理下，甜高粱產(chǎn)量達(dá)到9.82 t／hm2，顯著高于覆白膜和不覆蓋條件下同等灌水量處理；3種覆膜方式都以灌水定額900 m3／hm2處理下糖度最高。綜合分析認(rèn)為，覆黑膜并采用900、1350 m3／hm2的灌水定額，可作為提高甜高粱糖度和產(chǎn)量的主要技術(shù)措施。

甜高粱；地膜覆蓋；灌水；產(chǎn)量；糖度

甜高粱（Sorghum bicolor L.Moench）也稱(chēng)蘆粟、甜稈和糖高粱［1］，在中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、澳大利亞、印度、巴西以及南非等國(guó)家廣泛種植［2］。甜高粱是一種C4作物，有較高的光合作用速率。與高粱的其他種屬相比，甜高粱具有高的生物學(xué)產(chǎn)量和糖產(chǎn)量，其莖稈產(chǎn)量一般為45～75 t／hm2，還可產(chǎn)3～6 t／hm2的籽粒，有“高能作物”之稱(chēng)［1，2］，同時(shí)具有抗旱、耐澇、耐貧瘠、耐鹽堿能力，適應(yīng)范圍廣，在一般耕地、草原、輕鹽堿地均可種植，享有“作物中的駱駝”之美譽(yù)［1］。甜高粱的這些顯著特性使得其成為土地貧瘠、投入低下的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中成功種植的重要能源和糧食作物，為全球生物能源的發(fā)展發(fā)揮作用，為多數(shù)國(guó)力不足的發(fā)展中國(guó)家和亞洲國(guó)家的糧食安全與農(nóng)村發(fā)展起著重要作用［3］?；诖?，對(duì)甜高粱的種植和研究在世界各地廣泛興起［4］。

我國(guó)自1978年開(kāi)始引進(jìn)地膜覆蓋栽培技術(shù)以來(lái)，地膜覆蓋應(yīng)用面積發(fā)展十分迅速，在北方旱區(qū)已成為一項(xiàng)突出的水分管理措施［5］。地膜覆蓋技術(shù)是在土壤表面設(shè)置一層不透水的物理阻隔層，使土壤水分垂直蒸發(fā)受到阻隔，從而使土壤水分蒸發(fā)速度相對(duì)減緩，總蒸發(fā)量大幅下降，達(dá)到保墑作用，從而促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量［6］。

在我國(guó)，北方水資源尤為短缺，加上不合理的灌溉，農(nóng)業(yè)用水損失嚴(yán)重，致使農(nóng)業(yè)有效用水只占到總水量的80%，由此可知，合理灌溉刻不容緩［7］。目前，關(guān)于灌水對(duì)甜高粱產(chǎn)量和含糖量影響的研究報(bào)道較多。已有研究表明，甜高粱產(chǎn)量和含糖量在一定范圍隨著灌水量的增加而提高，當(dāng)灌水量達(dá)到一定程度后，產(chǎn)量和含糖量隨著灌水量的增加呈下降趨勢(shì)［4］。關(guān)于覆膜對(duì)甜高粱產(chǎn)量和含糖量影響的研究也很多，有研究顯示，普通透明地膜不如黑色地膜的增溫效果好［8］。Schmidt等［9］研究發(fā)現(xiàn)，從地表的熱累積量看，白色地膜覆蓋顯著高于黑色地膜；另外，Ham等［10］和Ferias等［11］在研究中發(fā)現(xiàn)，地膜覆蓋增溫效果的差異和地表與地膜之間的熱傳遞有關(guān)。然而，目前對(duì)灌溉和覆膜技術(shù)的研究多是在以二者中某一措施為條件的情況下研究另一措施的效果或效應(yīng)，很少有將兩者作為同等因素來(lái)研究［12］。因此，針對(duì)不同覆膜和灌水對(duì)甜高粱產(chǎn)量及糖度的影響開(kāi)展試驗(yàn)研究，找到最佳的覆膜方式和灌水量，對(duì)指導(dǎo)甜高粱生產(chǎn)、有限水資源的高效利用、發(fā)展高效灌溉農(nóng)業(yè)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在甘肅省張掖市甘州區(qū)黨寨鎮(zhèn)上寨村進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)位于黑河灌區(qū)，海拔1490 m，為典型的溫帶大陸性干旱氣候，年均太陽(yáng)輻射量5800～6000 MJ／m2，年平均氣溫日較差13～16℃，無(wú)霜期144 d，年降水量104～129 mm，年蒸發(fā)量2047～2341 mm，日照時(shí)數(shù)3095.1 h，≥10℃有效積溫3053℃，光熱資源充足，平均氣溫為7℃左右，6～9月份降雨比較集中，屬于綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。試驗(yàn)地前茬作物為制種玉米。供試土壤為厚淤泥土，0～20 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量25.5 g／kg，堿解N含量74.68 mg／kg，有效P含量28.34 mg／kg，速效K含量115.5 mg／kg，pH值8.49。

1.2 供試材料

試驗(yàn)所用的甜高粱品種‘BJ0602’由張掖市農(nóng)科所提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)排列。每小區(qū)種2行甜高粱，行距50 cm，株距35 cm，小區(qū)面積25 m2，采用人工點(diǎn)播的種植方式，按照田間管理要求進(jìn)行管理。覆膜處理有3種方式，分別為不覆膜、覆白膜和覆黑膜，采用聚乙烯薄膜，寬幅70 cm，厚度0.008 mm。每種覆膜方式處理下有4個(gè)灌水定額（每次450、900、1350、1800 m3／hm2），共灌水4次，分別在拔節(jié)期、開(kāi)花期、孕穗期、灌漿期采用漫灌方式灌溉。3次重復(fù)，共36個(gè)處理。試驗(yàn)地周?chē)O(shè)有保護(hù)行。

1.4 試驗(yàn)實(shí)施

春播前對(duì)土地旋耕兩次，耙磨兩次，鎮(zhèn)壓一次，每公頃施農(nóng)家肥（羊糞加牛糞）45 t，作基肥使用。每公頃施磷二銨375 kg，尿素225 kg，硫酸鉀150 kg，肥料的20%作基肥，30%作拔節(jié)肥，30%作孕穗肥，20%作灌漿肥。生育期間的中耕除草等田間管理與大田生產(chǎn)相同。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與統(tǒng)計(jì)

（1）生物產(chǎn)量測(cè)定。每15 d采樣3株／小區(qū)，先測(cè)葉面積、鮮質(zhì)量。從植株下部第三片葉開(kāi)始測(cè)葉長(zhǎng)（葉片中脈長(zhǎng)度）、葉寬（葉片最寬處的寬度），然后計(jì)算葉面積（葉長(zhǎng)×葉寬×0.75），然后即稱(chēng)鮮質(zhì)量，最后用烘干法測(cè)干物質(zhì)積累量。成熟期實(shí)地測(cè)產(chǎn)，并取樣進(jìn)行室內(nèi)考種，將莖、穗分別裝袋，在室內(nèi)分析測(cè)定甜高粱產(chǎn)量構(gòu)成。

（2）糖度測(cè)定。收獲期各小區(qū)隨機(jī)選取10株甜高粱，用SX-300型三輥式甘蔗壓榨機(jī)混合榨汁兩遍后，用DBR45型測(cè)糖儀測(cè)定汁液含糖量。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2007，Spss11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，最小顯著差異法（LSD）進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不覆膜下不同灌水量對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度的影響

將不覆膜下不同灌水量對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度影響的結(jié)果列于表1。由表1可知，在不覆膜條件下，灌水定額為1350 m3／hm2的處理3生物產(chǎn)量最高（6.84 t／hm2），與灌水定額為1800 m3／hm2的處理4的產(chǎn)量（6.69 t／hm2）相差不大，差異不顯著；灌水定額為450 m3／hm2的產(chǎn)量（5.97 t／hm2）和900 m3／hm2的產(chǎn)量（6.31 t／hm2）較灌水定額為1350 m3／hm2的處理分別低12.72%和7.75%，處理之間差異極顯著。

在不覆膜的條件下，灌水定額為900 m3／hm2處理的甜高梁平均糖度（21.97%）最高，較處理1、3和4分別高7.74%、13.97%、19.89%，差異極顯著；處理4和其它3個(gè)處理均差異顯著?？梢?jiàn)，在不覆膜條件下，灌水量不同對(duì)甜高粱的產(chǎn)量和糖度影響很大。

表1 不覆膜下不同灌水量的甜高粱（BJ0602）產(chǎn)量和糖度分析

2.2 覆白膜下不同灌水量對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度的影響

由表2可知，甜高粱產(chǎn)量隨灌水量的增加逐漸遞增，當(dāng)達(dá)到1350 m3／hm2時(shí)產(chǎn)量（9.13 t／hm2）最高，當(dāng)超過(guò)1350 m3／hm2時(shí)甜高粱產(chǎn)量呈遞減趨勢(shì)。從差異顯著性比較可以看出，灌水定額為1350 m3／hm2的產(chǎn)量較其他處理產(chǎn)量分別高12.81%、 9.42%、8.76%，處理之間差異極顯著；處理2、4和1之間差異不顯著，表明甜高粱產(chǎn)量在各處理?xiàng)l件下基本一致。

在覆白膜的條件下，灌水定額為900 m3／hm2處理的甜高粱糖度最高，分別較處理1、3、4增長(zhǎng)4.48%、10.97%和20.03%，差異達(dá)到顯著或極顯著水平。

表2 覆白膜下不同灌水量的甜高粱（BJ0602）產(chǎn)量和糖度分析

2.3 覆黑膜下不同灌水量對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度的影響

研究表明，在覆黑膜的條件下，灌水定額為1350 m3／hm2的處理3產(chǎn)量均高于其他處理，其次為灌水定額1800 m3／hm2的處理。由表3可知，灌水定額為1350 m3／hm2的處理3與處理1、2、4的產(chǎn)量差異均達(dá)極顯著水平，灌水定額為1800 m3／hm2的處理4與灌水定額為450 m3／hm2的處理1差異也達(dá)極顯著水平，說(shuō)明灌水有利于提高甜高粱產(chǎn)量。

在覆黑膜的條件下，灌水定額為900 m3／hm2的處理甜高梁糖度最高，平均為20.23%。差異顯著性分析可知，灌水定額為900 m3／hm2的處理與灌水定額為450 m3／hm2的處理糖度相差不大，差異不顯著，而比灌水定額為1350 m3／hm2和1800 m3／hm2處理的糖度高7.41%和20.42%，差異極顯著。

表3 覆黑膜下不同灌水量的甜高粱（BJ0602）產(chǎn)量和糖度分析

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

通過(guò)對(duì)不同覆膜和灌溉處理下的甜高粱產(chǎn)量和糖度的測(cè)定與分析，對(duì)于覆膜和灌溉對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度的影響，得出如下主要結(jié)論：

試驗(yàn)所用的甜高粱品種（BJ0602）在不同覆膜處理?xiàng)l件下，產(chǎn)量隨灌水量的增加而增加，當(dāng)達(dá)到1350 m3／hm2時(shí)產(chǎn)量最高，但超過(guò)一定范圍（約1350 m3／hm2）后產(chǎn)量開(kāi)始下降。在不同覆膜處理的條件下，糖度隨灌水量的增加逐漸遞增，當(dāng)灌水定額為900 m3／hm2時(shí)，糖度最高，但超過(guò)一定范圍（約900 m3／hm2）后糖度開(kāi)始下降。

由此可見(jiàn)，在不同覆膜處理?xiàng)l件下，本試驗(yàn)從產(chǎn)量和糖度結(jié)果分析，不同灌水量對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度有明顯效果，其中產(chǎn)量以灌水定額1350 m3／hm2時(shí)最佳，糖度以900 m3／hm2時(shí)最佳。在不同灌水量處理?xiàng)l件下，本試驗(yàn)從產(chǎn)量和糖度結(jié)果分析來(lái)看，覆黑膜對(duì)甜高粱產(chǎn)量影響最為顯著。因此，建議在甜高粱的種植過(guò)程中，地膜顏色用黑色為佳，在對(duì)糖度的影響方面，不覆膜對(duì)甜高粱糖度有明顯效果。

3.2 討論

甜高粱生產(chǎn)對(duì)土壤水熱條件的要求較高，水分虧缺和生育前期低溫均可限制其產(chǎn)量。灌溉是調(diào)節(jié)土壤水分的主要措施［13］。地膜覆蓋一方面可以減少土壤水分蒸發(fā)，另一方面還可以提高土壤溫度，為作物提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。本研究發(fā)現(xiàn)，在河西地區(qū)，相對(duì)于露地栽培，采用覆白膜或覆黑膜均能明顯改善甜高粱田耕層土壤水熱狀況，這一結(jié)果與干旱半干旱地區(qū)覆膜栽培方式的研究結(jié)果較為一致［14］。由此說(shuō)明，在河西地區(qū)，采用覆膜方式是一項(xiàng)改善甜高粱生長(zhǎng)水熱環(huán)境的有效措施。

品種依然是影響甜高粱產(chǎn)量和糖度的重要因素之一。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的覆膜處理對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度影響不大，推測(cè)為在水分含量較多的土壤上覆膜和灌溉對(duì)甜高粱產(chǎn)量和糖度的提高并沒(méi)有明顯幫助。灌水量對(duì)產(chǎn)量和糖度有顯著影響，同時(shí)，由于2015年在甜高粱春播期間降水量較往年多10 mm左右，恰處于種子吸漲萌發(fā)時(shí)期，以此為基礎(chǔ)的灌溉試驗(yàn)結(jié)果，僅能代表降水量較多年份甜高粱的情況，要得到普遍適用的結(jié)果還需要進(jìn)一步試驗(yàn)。

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S566.5

A

1001-5280（2017）04-0395-04

：10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.04.11

2017- 03- 25

韓 品（1990-），男，助理農(nóng)藝師，從事作物水生理研究，Email：1970652778＠qq.com。*通信作者：銀永安，博士，副研究員，從事節(jié)水農(nóng)業(yè)研究，Email：270457471＠qq.com；陳林，研究員，從事節(jié)水農(nóng)業(yè)研究，Email：cl1030＠qq.com。

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)特派員項(xiàng)目；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師石河子市科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)計(jì)劃。