不同地膜覆盖对土壤理化性状及玉米产量的影响

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降水不足和季节性高温是限制干旱地区玉米生长的重要因素。通过滴灌覆膜措施来降低玉米生育期土壤水热环境对其生长造成的负面影响,是玉米增产增益的关键技术手段。故本研究以中晚熟玉米品种“先玉1225”,采用单因素随机区组试验。设置4种不同类型地膜覆盖,即渗水地膜(S1)、氧化生物双降解膜(S2)、全生物降解膜(S3)和普通地膜(P),以不覆膜为对照(CK),系统研究滴灌条件下不同地膜覆盖对玉米生长发育、土壤水分、温度、养分、光合荧光特征和产量等方面的影响,以此筛出适宜玉米生长的地膜类型。主要研究结果如下:(1)不同种类地膜降解性能存在明显差异,P处理较S1、S2、S3处理降解速率最慢,收获后地膜质量损失率仅为5.84%,生物降解膜(S1、S2、S3)质量损失率为28.03%-41.71%。各生物降解膜(S1、S2、S3)在拔节期(V6时期)已进入诱导阶段,在蜡熟期(R5时期)出现2-3级降解,普通地膜(P)在成熟期(R6时期)仅达2级降解程度。(2)不同地膜覆盖均可有效改善0~40cm层土壤理化性状,在生育前期,S1、S2、S3处理的增温保墒性能较佳,在生育后期,P处理的增温保墒性能较佳。各覆膜处理下速效磷、速效钾、全氮、有机质含量均随玉米生育期推进呈增长趋势。在0-40cm 土层处,覆膜处理可降低土壤容重1.55%-8.62%,增加土壤孔隙度2.23%-10.87%,在玉米成熟期速效磷含量相较于CK,增幅为2.17%-24.54%。全氮含量在收获期相较于苗期,增幅为5.16%-15.19%,有机质含量为S1、S2、S3处理均高于P处理。在5-25cm 土层处,各处理中,以P和S2处理保温性较好,随着土层的加深各覆膜处理下日间土壤温度差异相逐渐缩小。在25cm 土层处,P和S2处理相较于CK,日间土壤平均增温分别为6.60%、8.09%。在0-100cm 土层处,各覆膜处理下土壤平均含水量较CK,增幅为23.41%-73.75%。其中,S1处理下土壤含水量较高。(3)不同地膜覆盖可促进玉米增长,加快玉米生育进程。各覆膜处理下玉米株高增加6.76%-12.09%;群体冠层含水量增加53.25%-94.05%。叶面积指数在大喇叭口期(V12时期)达到峰值,较CK增幅为42.08%-82.91%。各覆膜处理下玉米干物质积累量在玉米全生育期呈先增后减的趋势,在乳熟期增速最快,较CK增幅为14.17%-37.88%。各覆膜处理中,以P和S1处理玉米生育进程较快,相较于CK分别加快2d、3d。(4)不同地膜覆盖可提高玉米光合荧光特性。不同覆膜处理能有效提高玉米生育期功能叶净光合速率、气孔导度和叶蒸腾速率、Fv/Fm、Fv/Fo、PI、ABS/RC,除胞间二氧化碳浓度以外,均以P和S1处理表现较佳,P和S1处理下净光合速率与CK相比,分别增加23.20%、21.07%。各项荧光指标(Fv/Fm、Fv/Fo、PI、ABS/RC)与 CK 相比,增幅分别为 0.39%-3.82%、1.63%-32.24%、26.27%-44.23%、4.45%-11.96%。(5)地膜覆盖可提高玉米产量和水分利用效率。S1、S2、S3、P处理下玉米产量与CK相比,分别增加64.59%、53.25%、51.69%、66.54%,其中以S1处理产量较高,P处理次之。水分利用效率以S1处理表现最佳,与CK相比增加26.17%。综上可得:生物降解膜覆盖具有显著提高地温、增强光合荧光性能、保水等多重功效,使作物能充分有效地利用水热资源,促进玉米的生长发育,提高水肥利用效率,从而获得早熟、高产、优质的良好效果,其农田应用效果与普通地膜相近,但能获得优于普通地膜覆盖的经济效益。因此生物降解膜可替代普通地膜应用于农业生产,减少污染。
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