滲水地膜覆蓋對(duì)土壤含水量、溫度及谷子生長(zhǎng)的影響

盧東琪，高金權(quán)

（天津市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，天津 300061）

天津地區(qū)屬暖溫帶半干旱大陸季風(fēng)型氣候，年均降水量520～660 mm，降水日數(shù)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，多數(shù)年份有階段性干旱發(fā)生，尤其是春播期干旱一般十年七遇，初夏干旱發(fā)生率約為57%，干旱突出。

滲水地膜是專門為旱區(qū)設(shè)計(jì)的一種可使水分下滲的新型地膜，是在普通塑料地膜的生產(chǎn)配方中，添加助劑，經(jīng)特定的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出帶有許多細(xì)小孔隙的地膜。相對(duì)于普通地膜、秸稈覆蓋等抗旱措施，滲水地膜覆蓋具有滲水、保墑、增溫、透氣的優(yōu)勢(shì)，可使無效降雨經(jīng)微孔滲入，提高降水利用率；膜下溫度過高時(shí)，可透氣散熱，創(chuàng)造更利于根系生長(zhǎng)的土壤環(huán)境。本文旨在探討滲水地膜覆蓋種植對(duì)土壤溫度、含水量及谷子產(chǎn)量構(gòu)成的影響，為滲水地膜應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)3個(gè)處理：（1）露地（CK）；（2）普通地膜（PM）；（3）滲水地膜（WM）（普通地膜及滲水地膜厚度均為0.008 mm，幅寬90 cm）。3次重復(fù)，小區(qū)面積50 m2，隨機(jī)排列。

供試品種：晉谷21，山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所培育。

1.2 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)在天津市靜海區(qū)蔡公莊鎮(zhèn)四黨口中村進(jìn)行。土壤為鹽堿土，無灌溉條件，有機(jī)質(zhì)含量11.2 g·kg-1，全氮 1.1 g·kg-1，有效磷 28.7 mg·kg-1， 速 效 鉀 305 mg·kg-1，pH 值 8.1， 全 鹽0.3%。

試驗(yàn)于2016年6月17日播種，按設(shè)計(jì)采用施肥、覆膜、播種一體機(jī)進(jìn)行穴播，行距40 cm、穴距15 cm，每667 m2底施復(fù)合肥40 kg（N-P2O5-K2O=15-15-15）。試驗(yàn)周期為2016年6月—9月。

1.3 數(shù)據(jù)測(cè)定及分析

齊苗后，每7 d進(jìn)行1次田間調(diào)查，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取樣10個(gè)，測(cè)定土壤含水量、土壤溫度及谷子株高；抽穗后增加測(cè)量10個(gè)谷穗長(zhǎng)度，待谷子成熟進(jìn)行考種測(cè)產(chǎn)。

用土壤水分儀分別測(cè)定5 cm和20 cm土壤的含水量；用地溫儀分別測(cè)定10 cm土層、株間、膜上、膜間及露地溫度；用卷尺測(cè)定株高、穗長(zhǎng)；用精確至0.1 g電子天平測(cè)定穗重。

數(shù)據(jù)整理及繪圖用Excel，使用SPSS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理間土壤含水量的差異

根據(jù)氣象資料（圖1），試驗(yàn)區(qū)谷子全生育期總降水量472.8 mm，其中降雨天數(shù)29 d，僅占全生育期的30.5%；日均降水量4.98 mm，小于10 mm的無效降水日數(shù)22次，占降水日 數(shù)的75.9%。整個(gè)生育期，試驗(yàn)區(qū)的降水主要以無效降水為主，具有典型的旱區(qū)特征。

圖1 試驗(yàn)周期日降雨量

6月27日—7月18日，有5次降雨，降雨總量33.2 mm，平均降雨量6.64 mm，最高降雨量為6月28日的16.2 mm，其余均為無效降雨。經(jīng)測(cè)定，該階段各處理的5 cm及20 cm土壤含水量均在逐次下降，但滲水地膜的土壤含水量最高，普通地膜覆蓋次之，最低的是露地種植（圖2）。

圖2 不同處理5 cm和20 cm處土壤含水量

7月20日出現(xiàn)大到暴雨，降水量187.8 mm，各處理土壤含水量迅速升高。7月20日—8月15日，降水總量385.5 mm，占全生育期降水的81.5%。在降水量集中的情況下，普通地膜覆蓋，5 cm及20 cm土壤含水量最高，分別達(dá)到26.8%和93.1%；而滲水地膜表現(xiàn)出良好的透氣效果，土壤含水量更加接近露地種植，5 cm及20 cm土壤含水量分別為21%和86.1%；露地種植，5 cm及20 cm土壤含水量分別為24.7%和84.6%。良好的透氣功能，能顯著改善根系的生長(zhǎng)環(huán)境。

8月16日至收獲期間，共有8次降雨，降雨總量?jī)H為49.4 mm，平均降雨6.2 mm，降水量最大為8月18日達(dá)到23.6 mm，其余均為小于10 mm的無效降水。在該階段，滲水地膜蓄墑效果明顯，土壤含水量高于另外2個(gè)處理。

2.2 各處理間土壤溫度的差異

各處理土壤溫度及氣溫變化見圖3。整個(gè)試驗(yàn)調(diào)查期間，氣溫在21.3～33.8 ℃之間，10 cm處土壤溫度排列為：普通地膜＞滲水地膜＞露地種植。滲水地膜覆蓋下，土壤溫度較普通地膜覆蓋平均低3.35 ℃，較露地種植平均高1.27 ℃。

圖3 氣溫及不同處理10 cm地溫

6月27日，氣溫為32.36 ℃。普通地膜覆蓋下，土壤溫度為35.33 ℃，此時(shí)，滲水地膜覆蓋下的土壤溫度與露地種植相差最大，達(dá)到3.74 ℃；7月18日，氣溫為29.3 ℃，露地種植的土壤溫度為25.8 ℃，普通地膜覆蓋下的土壤溫度與滲水地膜覆蓋相差最大，達(dá)到7.33 ℃。與普通地膜相比，滲水地膜覆蓋下土壤溫度更低，更利于根系生長(zhǎng)發(fā)育。

2.3 各處理谷子生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的差異

由表1可知，滲水地膜覆蓋處理的谷子株高均顯著高于露地種植及普通地膜覆蓋處理（P＜0.05），尤其是第一次調(diào)查（7月11日），滲水地膜覆蓋處理的谷子株高與普通地膜覆蓋的處理呈極顯著差異（P＜0.01）。8月29日最后一次調(diào)查，滲水地膜覆蓋處理的株高較露地種植增加8.25%，較普通地膜覆蓋處理增加14.20%。

表1 各處理株高

表2表明，3個(gè)處理的穗數(shù)無顯著差異；穗長(zhǎng)，滲水地膜處理與其他2個(gè)處理差異顯著，比露地種植增加24.9%，比普通地膜增加19.9%；千粒重，滲水地膜處理與普通地膜差異顯著，比普通地膜增加7.7%，但與露地種植無顯著差異；露地種植與普通地膜覆蓋的2個(gè)處理在穗長(zhǎng)及千粒重上無顯著差異。在穗粒重及產(chǎn)量上，3個(gè)處理顯著差異，滲水地膜顯著高于另外2個(gè)處理，穗粒重比露地種植增加45.8%，比普通地膜增加23.4%；普通地膜比露地種植增產(chǎn)21.0%，滲水地膜比露地種植增產(chǎn)49.6%，比普通地膜增產(chǎn)23.6%，增產(chǎn)效果明顯。

表2 各處理產(chǎn)量構(gòu)成及產(chǎn)量

3 結(jié)論與討論

3.1 從全生育期來看，在前期缺少有效降雨的情況下，滲水地膜覆蓋下土壤含水量高于露地及普通地膜覆蓋，表明滲水地膜具有蓄集小雨及保墑的作用，有利于谷子等旱地作物出苗，保證了旱田作物群體結(jié)構(gòu)，為旱地谷子生長(zhǎng)奠定了基礎(chǔ)。

3.2 谷子生育中期降水量大且氣溫較高，由于滲水地膜具有微孔結(jié)構(gòu)，膜內(nèi)氣體能與外界聯(lián)通，可降低膜內(nèi)溫度，也有利于水分下滲，降低表層土壤含水量，避免根系受水淹影響，利于谷子生長(zhǎng)。谷子進(jìn)入灌漿成熟期后，降雨明顯減少，氣溫仍較高。露地種植土壤水分蒸發(fā)快，普通地膜覆蓋土壤溫度較高，水分難以得到補(bǔ)充，含水量下降更快，谷子早衰現(xiàn)象明顯，而滲水地膜覆蓋，通過收集小雨和透氣降溫，能使土壤含水量下降更緩慢，有利于谷子后期灌漿及產(chǎn)量的提高。

3.3 兩種地膜覆蓋對(duì)谷子產(chǎn)量增加均具有明顯的促進(jìn)作用，滲水地膜較露地種植增產(chǎn)49.6%，效果顯著。從產(chǎn)量構(gòu)成上看，露地、普通地膜、滲水地膜3個(gè)處理的穗數(shù)差異不大，差異主要存在于穗粒重及千粒重，這可能與后期有效降水少，滲水地膜集小雨，有利于灌漿有關(guān)。