2024年2月22日发(作者：)
陕西农业科学2021,67(03)
:12-16Shaanxi
Journal
of
Agricultural
Sciences不同覆膜材料对旱地农田土壤理化性质及春玉米产量的影响王雯-白盼盼2,张雄1(1.榆林学院，陕西榆林719000;2.新疆农业大学，新疆乌鲁木齐830052)摘要：为探索不同覆膜材料对旱地农田土壤理化性质以及春玉米产量的影响，试验设置
五种覆膜处理(T1
:
0.01
mm普通聚乙烯地膜，T2：
0.01
mm降解地膜，T3
:
0.007
mm降
解地膜，T4：
0.006
mm降解地膜，CK：裸地)，研究不同覆膜材料对土壤水热状况、养分
含量、以及春玉米产量指标的影响。结果表明:T1和T2处理的0
~25
cm
土层的土壤温
度较其他处理高0.
82
~6.
05T
,0
~40
cm
土层的土壤水分高于其他处理0.
42%
~
4.44%。在0
~20
cm
土层中，T2处理的土壤碳、氮含量及腐殖酸含量较其他处理高
4.69%
~59.24%。T1和T2处理下春玉米的产量指标和水分利用效率均显著高于CK处
理(P
<0.05)。并且T2处理的穗粗和穗粒数最高，秃尖率最低。研究表明，T2处理有助
于改善旱地春玉米农田土壤理化性质,增加产量、提高品质，可作为春玉米高产环保栽培
的覆膜材料。关键词:覆膜；水热状况；养分含量;春玉米；产量中图分类号：S513,S153
文献标识码：A
文章编号：0488
-5368(2021)03
-0012
-05Effects
of
Different
Mulching
Films
on
Soil
Physiochemical
Properties
and
Spring
Maize
Yield
in
Dry
LandWANG
Wen1
,
BAI
Panpan1
,
ZHANG
Xiong2(1.
College of
Life
Science,
Yulin
University,
Yulin,
Shaanxi
719000
,
China;2.
College of
Agriculture,
Xinjiang
Agricultural
University,
Urumuqi,
Xinjiang
830052
,
China
)Abstract:To
explore
the
effects
of
different
mulching
films
on
soil
physicochemical
properties
and
spring
maize
yield
in
dry
land.
Five
mulching
film
treatments
(
T1
:
0.
01
mm
polyethylene
mulching
film,
T2
:
0.
01
mm
degradable
mulching
film，
T3
:0.
007
mm
degradable
mulching
film，
T4:
0. 006
mm
degradable
mulching
film，
CK:
bare
land)
were
conducted
to
study
the
effects
of
different
mulching
films
on
soil
water
and
temperature
conditions，
soil
nutrient
contents，
and
spring
maize
yield.
The
results
showed
that
the
soil
temperature
at
0
~25
cm
layer
treated
with
T1
and
T2
was
0.82兀
to
6.05兀
higher
than
that
of
other
treatments,
and
the
soil
moisture
at
0
~ 40
cm
layer
was
0.
42%
~
4.
44%
higher
than
that
of
other
treatments.
In
0
~
20
cm
soil
layer，
the
carbon
and
nitrogen
contents,
and
humic
acid
under
T2
treatment
were
4.
69%
~59.
24%
higher
than
that
under
other
treatments.
The
yield
index
and
water
use
efficiency
of
spring
maize
under
T1
and
T2
treatments
were
significantly
higher
than
those
CK( P
<0.05).
In
addition,
T2
treatment
had
the
highest
spike
diameter
and
spike
grain
number，
and
the
lowest
bald
tip
rate.
This
study
showed
that
the
T2
treatment
could
improve
the
soil
physiochemical
properties，
increase
the
spring
maize
yield，
and
improve
its
quality
in
dryland，
which
could
be
used
as
a
mulching
film
for
high
yield
and
environmental
protection
cultivation
of
spring
words:
Mulching
film;
Hydrothermal
conditions;
Nutrient
content;
Spring
maize;
Yield收稿日期：2020-10-28 修回日期：2020-11-20基金项目：国家重点研发计划项目(2018YFD1001003
-3)，国家自然科学基金项目(41763011)
第一作者简介:王雯(1982-),女，甘肃酒泉人，博士，副教授，主要从事旱区农业节水研究。通信作者:张雄(1970-),男，陕西榆林人，博士，教授，主要农业节水技术研究。
王雯，等:不同覆膜材料对旱地农田土壤理化性质及春玉米产量的影响13榆林地区是我国春玉米的优势产区，常年种植
面积约10万hm2
,旱地春玉米种植面积约占全区
hm
-
2
。1.3测定指标及方法(1)
在春玉米各生育期采用烘干法测定0
~
100
cm
土层土壤水分，用曲管地温计测量0
~25
cm
土层土壤温度。(2)
在春玉米成熟期采集0
~20
cm
土层土
玉米种植面积的2/3［1］。该地区春季干旱少雨、气
温较低，不利于春玉米种子萌发和幼苗生长。研究
表明，在西北旱地，地膜覆盖可提高土壤温度［2］,
保持土壤水分［3］，增加碳、氮等养分含量⑷，改善
作物生长的土壤微环境，提高作物水分利用效
率⑶，增加产量⑸。然而随着普通聚乙烯地膜使
壤，测定有机碳、速效氮、全氮、可溶性有机碳、可溶
性有机氮、微生物量碳和微生物量氮、腐殖酸含量。
用量的增加和使用面积的扩大，农田残膜污染问题
有机碳采用重铬酸钾-分光光度法测定;速效氮采
用碱解扩散法测定;全氮采用半微量凯氏定氮法测
日益严重，残膜在土壤中积累，破坏土壤结构［6］,
造成耕层土壤理化性质恶化［7］,根系难以下扎⑻,
最终影响作物的生长发育和产量,推广使用可降解
地膜,是解决“白色污染”的有效途径⑷。降解地
膜有助于保持土壤水分和温度［4'9］，增加玉米产量
［10］，但有关降解地膜对土壤理化性质与玉米产量
的综合研究少见报道。笔者研究通过分析不同覆
膜材料下土壤水热状况和养分含量变化，揭示不同
覆膜材料对春玉米产量及水分利用效率的影响，
为
西北旱地春玉米高产环保栽培提供理论依据。1
材料与方法1.1试验地概况试验于2019年4-10月在陕西省榆林市佳县
方塌镇谢家沟村进行(N
38°19',E
110°07'),试验
地属典型的干旱半干旱大陆性季风气候，年均气温
10.0^，年降水量395
mm,无霜期157
d,M10T积
温3
030^
,土壤为黄绵土，pH值为7.7,速效氮、
有机碳和全氮含量分别为15.
31
mg
-
kg-1
,13.
05
g
-
kg-1
和
1.06
g
-
kg-1。1.2试验设计试验采用随机区组设计,共设置5个处理:T1
(0.01mm
PE,PE
为聚乙烯),T2(0.
01
mm
PPC
+
KY,PPC为聚甲基乙撑碳酸酯;KY为光敏剂)，T3
(0.007
mm
PPC
+
KY)
,T4(0.
006
mm
PPC
+KY),
CK(裸地)，重复4次，共计20个小区，小区面积28
m2(4
m
X
7
m),宽窄行(40
cm
+
80
cm)种植,密
度为6.0万株•
hm-2。春玉米于2019年4月22
日播种，9
月
27
日收获。
地膜宽
60
cm，
先覆膜，
然
后将玉米播种于地膜边际的2~3
cm处，播种深度
为3
~
5
cm。播种前在地表撒施尿素225
kg
•
hm-2
,P2O5
105
kg
•
hm-2
,K2O
90
kg
•
hm-2
,翻耕
入土。在大喇叭口期和花粒期结合自然降水，采用
人工开沟深施，追施尿素225
kg
•
hm-2和150
kg
•
定;可溶性有机碳用碳分析仪测定;流动分析仪测
定滤液中的无机氮含量，用过硫酸钾氧化法测定土
壤可溶性全氮含量，
可溶性有机氮含量为可溶性全
氮与无机氮含量之差;微生物量碳用重铬酸钾氧化
法来测定;微生物量氮测定采用氯仿熏蒸-IQS。。
提取法。(3)
小区产量为实打实收，每小区采集中间两
行玉米带回实验室进行考种，测定穗长、穗粗、穗
重、穗粒数、秃尖率和千粒重;春玉米耗水量为收获
时0
~100
cm
土层含水量-(播种时0
~
100
土层
含水量+春玉米生育期降水量)；春玉米水分利用
效率为耗水量/产量。1.4数据分析运用SPSS软件进行不同处理间数据的单因素
方差分析，采用Duncan检验(P
<0.05)进行平均
值间的多重比较,用Origin软件作图。2结果与分析2.1不同覆膜处理对土壤温度的影响由图1可见,在整个生育期，各处理土壤温度
随土层加深均呈现下降趋势,0
~25
cm的平均土
壤温度表现为T1
>T2
>T3
>T4
>CKO在苗期，T1
和T2处理间土壤温度差异小,较其他覆膜处理高
1.97
~3.
19^
,较
CK
处理高
4.34~4.70七。在拔
节期-灌浆期,T1和T2处理的土壤温度较其他覆
膜处理高1.54
~3.81T，较裸地高2.24
~6.05T
,
其中，T2处理的土壤温度较T1处理低0.
54
~
2.65T,较
T3
和
T4
处理高
0.58
~4.
03^；CK
处
理下各土层温度比其他处理低0.03~7.04七。在
成熟期，T1处理的土壤温度较T3、T4和CK处理
高3.80
~4.96^
,T2处理的土壤温度较T3、T4和
CK处理高0.82
~1.71T,T2处理的土壤温度较
T1处理高1.63
~2.98^，差异增大,T3和T4处理
14陕西农业科学2021年第67卷第3期较CK处理略咼0.
89和0.
66T，差异进一步缩小。土壤温度/°C18
土壤温度/°C24
26土壤温度/°C3020
22
20
22
24
26
28
悝WW出30」
苗期26
28
30
32
34
3630J22242830大喇叭口期16
18
20
22
241015202530J抽雄期30成熟期图1不同覆膜处理对春玉米各生育期土壤温度的影响2.2不同覆膜处理对土壤水分的影响0.12%
~2.
14%
,较
T3
和
T4
处理高
0.
42%
~
2.41%;CK处理下土壤含水量比其他处理低
图2表明,在整个生育期0
~
100
cm
土层的平
均土壤含水量表现为T1
>
T2
>
T3
>
T4
>
CK，且随
着土层加深土壤含水量呈增加趋势。0
~40
cm
土
0.20%
~5.01%。40
~80
cm
土层的土壤含水量
变化趋势与0
~40
cm
土层基本一致。80
~
100
cm
层中,T1和T2处理的土壤含水量较其他覆膜处理
土层中，覆膜处理的土壤含水量高于裸地，且T1和
T2，T3
和
T4
之间的差异较小。低
0.
42%
~
2.
02%
,较
CK
处理高
1.
42%
~
4.44%。T2处理的土壤含水量较T
1处理略低
土壤水分/%0土壤水分/%土壤水分/%12
13
14
1510
11
12
13
14
15204010
11
12
13
14
1520140160^801100204G6080109608G拔节期10»大喇叭口期12悝B轮W142040出册低60J6080100灌浆期-■~T1
-#-T->-T4
-X-CK图2不同覆膜处理对春玉米各生育期土壤含水量的影响
王雯，等:不同覆膜材料对旱地农田土壤理化性质及春玉米产量的影响2.3不同覆膜处理对土壤养分的影响15可溶性有机碳、微生物量碳、可溶性有机氮和微生
物量氮含量分别较其他处理高4.
69%
~43.
44%、
17.99%
~46.
71% .5.
38%
~59.
24%
.16.
03%
~
39.
77%、12.26%
~
34.
34%
和
7.
33%
~
37.
05%
,
由表1可见，与裸地相比不同覆膜材料均增加
了土壤养分含量。
在
0
~
20
cm
土层中有机碳、
可
溶性有机碳、微生物量碳含量表现为T2
>
T1
>
T4
>
T3
>
CK，
腐殖酸含量表现为
T2
>
T4
>
T3
>
T1
>
且显著高于CK(P<0.05)。T3处理的N素含量
较T4处理高2.62%
,T4处理的C素含量较T3处
CK，
可溶性有机氮和微生物量氮含量表现为
T2
>
T4>T1
>CK,速效氮和全氮的含量表现为T1
>T2
理高2.77%
,T1处理的速效氮和全氮含量较其他
处理高
3.32%
~32.74%
和
5.03%
~18.25%。>T3>T4>CK。T2处理的土壤有机碳、腐殖酸、
表1处理速效氮/(mg
•
kg-1
)不同覆膜处理对0
-20cm
土层土壤养分含量的影响T1T2T317.1±1.47
bT4Ck14.26±2.35
b11.36±0.83
b22.69
±1.87
a15.56
±2.01
a1.25±0.13
a21.
49
±
2. 47
a16.29±2.11
a16.55±1.51
b有机碳/(g
•
kg-1
)13.68±1.07
ab1.13±0.01
a14.02±1.46
ab1.12±0.02
a全氮/(g
-
kg-1
)1.19±0.04
a0.95
±0.
15
b腐殖酸/
%可溶性有机氮/(
mg
-
kg-1
)0.54
±0.08
b0.
74
±
0.
13
a34.
25
±
2.
21
a0. 61
±
0.
06
ab30.
51
±
2.
51
b0.
63
±
0.
05
ab0.
51
±
0.
05
b25.5
±1.48
c27.08
±1.24
bc29.36
±1.22
b可溶性有机(
mg
-
kg-1
)258.04
±30.08
ab271.
91
±
20.
62
a215.56±91.35
ab220.14±13.24
ab微生物量碳/(
mg
•
kg-1
)170.76±15.6
b247.57
±17.98
c291.83±17.27
b85.47±12.83
ab338.6±36.81
a274.23
±14.41
bc283.27
±5.9
bc微生物量氮/(
mg
•
kg-1
)91.73
±12.05
a77.57±8.06
ab75.93±11.04
ab66.93
±9.13
b注：同一列中不同小写字母表示不同处理在0.05水平上差异显著2.4不同覆膜处理下春玉米产量指标的变化高于T2,T2处理的穗粗和穗粒数最高，且秃尖率
表2显示,不同覆膜材料下的春玉米的产量指
标均高于裸地。T1和T2处理下春玉米的穗重、穗
最低。耗水量变化与产量相反(表2),T1和T2处
理的耗水量显著低于其他处理5.77%
~10.05%
(P
<0.05)。较高的产量和较低的耗水量致使T1
粒数、千粒重和产量显著高于CK处理1.69%
~
25.
55%、5.
28%
~
12.
85%、3.
35%
~
12.
49%、
9.94%
~21.87%(P
<0.05),且
T1
和
T2
处理下
和
T2
处理的春玉米水分利用效率显著高于其他处
理
12.33%
~35.54%(P
<0.05)
,T1
和
T2
处理间
的春玉米穗粒重和产量显著高于
T3
和
T4
处理(
P
<0.05)。T1处理的穗长、穗重、千粒重和产量略
无显著差异。表2
不同覆膜处理下春玉米产量指标变化处理T121.83±1.99
aT2T320.
4
±
0.
9
ab5.11
±0.06
aT4Ck18.73±1.46
b穗长/
cm21.13±1.02
ab20.17
±1.55
ab穗粗/
cm穗重/g穗粒数5.21
±0.18
a5.23±1.01
a224.38
±5.69
a5.
06
±
0. 18
a186.11±27.02
b4.80±0.22
a229.79
±16.16
a203.96
±31.05
ab631.27±14.68
b6.
05
±
0.
64
bc183.03±5.81
b595.3±21.47
b671.
77
±
28.
84
a4.
9
±
0.
43
cd667.7
±17.45
a626.73
±13.81
b6.49
±0.66
b秃尖率/%千粒重/g产量/(kg
•
hm-2)4.65
±0.45
d8.70±1.21
a374.
3
±
9.
25
a12293.97±463.9
a365.1±15.27
ab348.93
±15.68
abc343.87±16.92
bc332.73
±10.23
c10087.45
±
126.
53555.17±3.06
a18.17±0.18
c11855.72±
325.42
a11203.64±153.94b509.23
±11.7
c11090.64±314.6b543.43
±9.1
ab20.
42
±
0.
91
b耗水量/
mm水分利用效率499.
37
±
6.
94
c540.
43
±
4.
47
b/(
kg
•
mm
-1
■
hm
-2)24.
63
±
1.
17
a23.28
±0.68
a20.
73
±
0.
16
b注：同一列中不同小写字母表示不同处理在0.05水平上差异显著
16陕西农业科学2021年第67卷第3期业研究，2020,
38(01):13-21.［3］
张超.不同材料秋覆盖对土壤水分及春玉米产量的
3讨论与结论不同覆膜材料下旱地春玉米农田土壤温度和
影响［D］.杨凌：西北农林科技大学，2016.水分高于裸地。0.01
mm普通聚乙烯地膜和降解
［4］
周昌明，李援农，谷晓博，等.降解膜覆盖种植方式
对夏玉米土壤养分和氮素利用的影响［J］.农业机
地膜覆盖下土壤保温保水效果明显。在春玉米生
育中后期0.
006
mm和0.
007
mm降解地膜覆盖下
土壤保水保温能力下降，由于在春玉米生育后期降
［5］
械学报，2016,
47(02)
：133-142
+112.王奇，扶亚芳，司雷勇，等.不同膜上遮挡措施对旱
地玉米土壤理化性状及产量的影响［J］.作物学报,
解地膜膜面破裂导致土壤裸露［9~11］,原有密封环
境被破坏，保水保温效果降低［12,
13］。2021(
02)
：359-367.［6］
王琼，周金娥，代健康，等.生物降解地膜应用与地
不同覆膜材料下土壤养分含量高于裸地。
0.01
mm降解地膜覆盖下土壤有机碳，可溶性碳等
含量均高于0.01
mm聚乙烯地膜覆盖，这可能是
由于聚乙烯地膜覆盖下土壤温度较高，加速了有机
质的分解矿化［3,
14］，从长期看，不利于土壤中有机
养分的积累。0.
007
mm和0.
006
mm降解地膜覆
盖下土壤养分低于0.
01mm降解地膜覆盖，可能是
由于降解地膜较薄,膜面过早分解破裂,土壤裸露,
导致养分挥发或随雨水淋溶⑼，也可能是膜面降
解导致土壤温度下降，土壤微生物分解残体速率减
慢，土壤养分含量降低［15，16］。不同覆膜材料下春玉米产量及水分利用效率
高于裸地。
T1
和
T2
处理下土壤水分和温度较高，
养分含量高于其他处理,具有良好的保水、保温和
保肥作用，有利于春玉米的生长发育［3，13］。虽然
0.01mm降解地膜覆盖的穗长、穗重、千粒重和产
量略高于0.
01
mm聚乙烯地膜覆盖，但0.
01
mm
降解地膜覆盖的穗粗和穗粒数最高，且秃尖率最
低，与聚乙烯地膜相比,0.01
mm降解地膜覆盖下
玉米品质较好。并且0.01
mm降解地膜覆盖下,
春玉米耗水量较少，其水分利用效率显著低于其他
降解地膜(P
<0.05)。丁宗江等(2018)和唐文雪
等(2019)也报道了降解地膜在减少玉米耗水
量［17］,提高水分利用效率［18］的作用。笔者研究显
示，在西北旱区,0.01
mm
PPC
+
KY降解地膜覆盖
可有效改善土壤理化性质，提高春玉米产量，改善
品质，可考虑作为替代普通聚乙烯地膜的环保型覆
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