多功能環(huán)保型土壤膜化劑對(duì)玉米生長的影響

潘丕克

(1.遼寧省森林經(jīng)營研究所,遼寧 丹東 118002;2.遼寧遼東半島森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測(cè)研究站,遼寧丹東 118002)

地膜具有良好的保溫增熵作用。發(fā)達(dá)國家從20 世紀(jì)50 年代開始就已經(jīng)將塑料地膜應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。我國也從80 年代開始應(yīng)用塑料地膜,且增長速度非?？?。雖然塑料地膜改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式以及提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,但是其殘留物的污染問題也日趨嚴(yán)重。殘留地膜不僅改變了土壤的理化性質(zhì),而且阻礙了植物根系的生長和發(fā)育,較大地影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量[1～2]。為改變普通地膜的污染問題,現(xiàn)今各國著力研制和推廣可降解地膜。可降解地膜主要分為光降解地膜、生物降解地膜和光/生物雙降解地膜?，F(xiàn)代發(fā)展的液態(tài)地膜是一種可降解地膜,其降解性能好,噴施方便。在其中加入農(nóng)藥或化肥,不僅能夠具備地膜的功能,更可以增加農(nóng)藥或肥料的緩釋功能,增加有效利用率[3]。遼寧省森林經(jīng)營研究所研制的多功能環(huán)保型土壤膜化劑是一種新型的土壤成膜材料。本文初步研究了其對(duì)玉米生長的影響,為其農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地及試驗(yàn)材料概況

試驗(yàn)地位于遼寧省本溪市本溪滿族自治縣草河口鎮(zhèn),遼寧省森林經(jīng)營研究所的試驗(yàn)苗圃內(nèi)。年平均溫度為6～8 ℃,年降水量800～1 000 mm,無霜期156～172 d。

試驗(yàn)所用多功能環(huán)保型土壤膜化劑為遼寧省森林經(jīng)營研究所自制產(chǎn)品,普通聚乙烯農(nóng)用地膜和玉米種子為市售產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020 年進(jìn)行,玉米播種密度3 500 株/667m2,不施加任何肥料。試驗(yàn)分以下3 種覆蓋方式,3 次重復(fù),且每種覆蓋方式之間設(shè)3 排緩沖帶。

多功能環(huán)保型土壤膜化劑(簡(jiǎn)稱膜化劑,下同):玉米播種后立刻在土壤表面噴施稀釋1 倍的土壤膜化劑,稀釋后的噴施量為1.0 kg/m2。

普通聚乙烯地膜(簡(jiǎn)稱PE 膜,下同):玉米播種后立刻在土壤表面噴水,噴施量為1.0 kg/m2,并立刻覆蓋上PE 膜。

對(duì)照(簡(jiǎn)稱CK,下同):玉米播種后立刻在土壤表面噴水,噴施量為1.0 kg/m2。

1.3 測(cè)定方法

分別在播種后10、24、47、110 d 測(cè)定玉米的株高、調(diào)查出苗數(shù)或死亡數(shù)。在110 d 時(shí)收獲玉米,并立刻稱量玉米質(zhì)量,同時(shí)測(cè)定玉米距地面5 cm 處徑粗。

1.4 數(shù)據(jù)處理

記錄的數(shù)據(jù)以Excel 2007 和origin 9.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 覆蓋方式對(duì)玉米出苗率及保存率的影響

圖1 表示的不同覆蓋方式作用下玉米出苗率及保存率的變化情況。由圖可知,玉米在播種10 d 時(shí)出苗較少,覆蓋膜化劑、PE 膜和對(duì)照的出苗率分別為20.6%、47.0%和12.9%。PE 膜明顯高于膜化劑和對(duì)照。24 d 時(shí)玉米基本出齊,出苗率分別達(dá)到了95.6%、95.5%和97.1%。3種覆蓋方式差別不大。110 d 玉米收獲時(shí),玉米保存率分別為95.6%、87.9%和95.7%。膜化劑和對(duì)照變化不大,PE 膜有明顯的降低。

圖1 不同覆蓋物玉米出苗率及保存率

2.2 覆蓋方式對(duì)玉米株高的影響

圖2 表示的不同覆蓋方式作用下玉米株高生長變化情況。由圖可知,玉米在播種10 d 時(shí)株高均較小。47 d時(shí)株高產(chǎn)生較明顯的差別,覆蓋膜化劑、PE 膜和對(duì)照的玉米株高分別達(dá)到了57.4、62.3 和53.4 cm。膜化劑和PE 膜的株高分別比對(duì)照提高了的7.5%和16.7%。110 d玉米收獲時(shí),株高產(chǎn)生了更加明顯的差異。3 種覆蓋物的玉米株高分別達(dá)到了268.9、307.2 和258.5 cm。膜化劑和PE 膜的株高分別比對(duì)照提高了4.0%和18.8%。方差分析結(jié)果表明,PE 膜與膜化劑及對(duì)照的差異均極顯著(P<0.01),膜化劑和對(duì)照的差異不顯著(P>0.05)。

圖2 不同覆蓋物玉米株高

2.3 覆蓋方式對(duì)玉米徑粗的影響

圖3 表示的不同覆蓋方式作用下玉米收獲時(shí)徑粗對(duì)比情況。由圖可知,110 d 玉米收獲時(shí),玉米徑粗產(chǎn)生了顯著的差異。覆蓋膜化劑、PE 膜和對(duì)照的玉米徑粗分別達(dá)到了25.9、24.2 和22.2 mm。膜化劑和PE 膜的徑粗分別比對(duì)照提高了的16.7%和9.0%。方差分析結(jié)果表明,膜化劑、PE 膜與對(duì)照的差異均極顯著(P<0.01),膜化劑和PE 膜的差異顯著但不極顯著(0.01

圖3 不同覆蓋物玉米徑粗

2.4 覆蓋方式玉米產(chǎn)量的影響

圖4 表示的不同覆蓋方式作用下玉米單株產(chǎn)量的對(duì)比情況。由圖可知,110 d 玉米收獲時(shí),玉米單株產(chǎn)量產(chǎn)生了顯著的差異。覆蓋膜化劑、PE 膜和對(duì)照的玉米單株產(chǎn)量分別達(dá)到了333.1、198.9 和169.0 g。膜化劑和PE膜的產(chǎn)量分別比對(duì)照提高了的97.1%和17.7%。方差分析結(jié)果表明,膜化劑、PE 膜和對(duì)照3 者之間的差異均極顯著(P<0.01)。

圖4 不同覆蓋物玉米產(chǎn)量

3 結(jié)論與討論

PE 膜能夠促進(jìn)玉米較早出苗,膜化劑則能夠保證玉米最終保存率沒有明顯的降低。在玉米植株?duì)I養(yǎng)生長中,膜化劑更顯著地提高徑粗的生長量,而PE 膜則更顯著地提高株高的生長量。膜化劑和PE 膜均能夠顯著提升玉米產(chǎn)量,膜化劑能夠提升近1 倍的產(chǎn)量。其原因可能是自制的膜化劑中加入了腐植酸鉀作為主要原料。這種原料是一種較為新型的緩釋肥料,降解后對(duì)土壤和植物無不良影響。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,應(yīng)用多功能環(huán)保型土壤膜化劑不僅能起到普通地膜的保溫保墑作用,而且不用施加任何肥料即可獲得較高的玉米產(chǎn)量。

前人的研究表明,普通地膜通過提高玉米生育期的土壤溫度和含水率而加快其株高、莖粗和地上部分干物質(zhì)的積累[4],這也與本項(xiàng)研究結(jié)論較為一致。而降解地膜與普通地膜增產(chǎn)機(jī)理一樣,也是通過提高土壤水熱條件加快玉米生育進(jìn)程,最終增產(chǎn)10%～35%[5～8]。腐植酸能夠顯著增加旱地作物的產(chǎn)量,是一種較為新型的液體地膜原料[9～10]。本膜化劑產(chǎn)品添加了腐植酸成分,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不僅能保溫保墑,而且節(jié)約了施肥的步驟,極大地節(jié)約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的人工和材料成本。