不同材質地膜在山南市玉米栽培上的試驗初報

楊艷斌，胡朝霞，達娃桑珠，格桑德吉，巴桑瓊達，卓瑪，彭川梁

（1.西藏山南市農業技術推廣中心，西藏 山南 856000；2.湖北省現代農業展示中心，湖北 武漢 430345；3.濟南中科廣源環?？萍加邢薰?，山東 濟南 250000）

西藏自治區海拔高、地形復雜多樣，輻照強、日照時間長、氣溫低、晝夜溫差大、積溫少、年降雨量較少、蒸發量大［1］，其中氣溫低、積溫不足、干旱少雨是限制西藏玉米生產的不利因素。地膜覆蓋具有增溫、保墑、控草、提高水肥利用率、促進作物生長發育和提高產量等作用［2］，是解決高海拔地區作物生長期土壤水分、溫度不足的重要技術措施。近年來，隨著極早熟品種引進和地膜覆蓋技術的推廣應用，高原地區青貯玉米推廣和籽粒玉米引種均獲得成功。

當前農用地膜多以聚乙烯地膜為主，其分子結構穩定性較高，在自然環境下難降解［3］，舊膜回收難度大、用工多，而隨著殘留地膜含量增加，土壤遭受污染、耕地質量下降、勞力增加，農用地膜推廣帶來的負面效應也受到社會的關注和擔憂?；谏鷳B保護和綠色發展的需要，可降解膜的研發與應用得到業界的高度關注?？山到獾啬び蔁o害化分解產物組成，在自然環境中可自然降解［4］，對土壤無污染，是替代聚乙烯地膜有效解決農業面源污染問題的理想途徑。邵榮華等［5］研究了不同覆蓋材料對西藏林芝土壤溫濕度及玉米生長發育的影響，表明可降解地膜符合綠色發展理念，在玉米產業化種植中具有很好的推廣應用價值。為探索不同地膜覆蓋對玉米生長發育、產量及經濟效益的影響，篩選出適宜西藏山南玉米栽培應用的可降解地膜，特開展本試驗研究，以期為降解膜在高原玉米生產實踐中的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地安排在西藏自治區山南市乃東區昌珠鎮克麥社區（29°10′11″N，91°45′53″E），海拔3 580 m，屬高原溫帶季風半干旱氣候。年日照時數2 924.0 h，年太陽輻照量6 018.9 MJ/m2；年平均溫度8.6 ℃，大于0 ℃積溫3 187.3 ℃；年降水量383.2 mm，年蒸發量2 695.5 mm［1］。試驗地平坦，肥力中上等，灰褐土土質，前茬為青貯玉米。

1.2 試驗設計與材料

試驗設6 種不同材質地膜覆蓋處理（表1），代號為F1～F6，與不覆膜對照（CK）同田對比，隨機區組設計，3 次重復，小區長5.00 m、寬4.44 m，面積22.22 m2；平畦覆膜直播，種植密度6 000株/667 m2，每小區種植8 行，平均行距55 cm、株距20 cm。玉米品種為“先達103”。

表1 試驗處理設計及材料

1.3 栽培管理

試驗采取平畦地膜覆蓋直播。試驗地冬季深翻炕土，4 月下旬灌水后適墑旋耕，結合整地撒施底肥，每667 m2施三元復合肥（N∶P∶K=15∶15∶15）40 kg+尿素10 kg；4 月25 日，按照4.44 m（包?。拕潊^作埂分廂，平整田面后噴施除草劑乙草胺和殺蟲劑敵百蟲，然后分區覆膜。4月26日用滾輪式播種器播種，每穴播種2 粒左右；5 月8 日人工輔助放苗，5月19日間苗、定苗；6月4日噴施玉米專用除草劑煙嘧·莠去津殺滅雜草，CK區于6月16日中耕除草；6月20日追施穗肥，追施尿素15 kg/667 m2；7 月12日、8月15日、9月14日澆水。

1.4 測定項目與方法

定苗后選在第3重復的中間行連續標定10株，同期觀測苗高、葉齡及地膜降解情況；詳細觀察記載各處理的生育期；收獲前選在第3 重復第3 行的中間連續測定10 株的株高、穗位高、莖粗、總葉片數、穗上葉數等性狀，并連續取20株正常植株的第一個果穗帶回室內考察穗長、穗粗、禿尖長、穗行數、行粒數等性狀。分區收獲小區中間6行（16.65 m2）果穗單獨晾曬、脫粒、風凈后稱量計產。

1.5 數據分析

用Microsoft Excel 處理數據及作圖，用DPS 7.05 軟件進行統計分析，并采取新復極差法（SSR）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同地膜的田間降解情況

田間定點觀測單位面積地膜裂解孔、洞數量。結果顯示，F4處理在覆膜40 d左右進入降解期，55 d左右基本降解；F1 處理在覆膜55 d 后進入裂解期，玉米成熟期地膜處于降解期；F3 處理的地膜在玉米灌漿期進入裂解期，降解較慢；F2 處理的降解速度更慢，至抽雄前7月7日調查，單位面積裂解的孔洞數量略高于聚乙烯膜F5、F6 處理，F6 處理的黑色地膜在覆膜作業時受強光照影響吸熱膨脹，破口較多（表2）。

表2 不同地膜處理的田間降解情況調查（6.7 m2孔、洞數量）

2.2 不同處理的玉米生育期差異

從表3 可以看出，6 種地膜覆蓋處理玉米的生育進程均較露地提早，籽粒均正常成熟，播種至成熟的全生育期在153～156 d，CK 處理未能正常成熟，其中覆膜處理較CK 的出苗期提早6～7 d，抽雄期和吐絲期提早12～17 d。在覆膜處理中，黑色地膜處理F6 出苗晚1 d、抽雄期晚3～4 d，中后期隨著地膜不同程度的裂解，不同地膜覆蓋對玉米生育期的影響越來越明顯，其中白色降解膜F2、F3與白色聚乙烯地膜F5 處理的生育進程及生育期較一致，F1 的生育期進程較其晚1 d，處理F4 的吐絲期、成熟期越來越接近F6，全生育期分別為155 d、156 d。

表3 不同地膜處理的玉米生育期

2.3 不同處理的玉米苗情差異

田間定點定株同期觀測不同處理玉米的葉齡、苗高。圖1 顯示，6 個覆膜處理的同期葉齡較露地（CK）多2.0～6.1 片，前期黑膜處理F6 的葉齡較其他白色地膜處理略少，中后期趨于一致。圖2 顯示，6個覆膜處理的同期苗高也較露地（CK）高，且隨著玉米拔節生長，差異越來越大，至7月7日差異達到84.9～128.2 cm；6 個覆膜處理間的同期苗高差異較小，其中6 月4 日以后觀測，F5 和F6 處理的苗高增長較快，F1、F2、F3 處理的苗高和增長速度趨于一致，均較F5、F6的矮、慢，F4的增長相對其他覆膜處理在覆膜40 d后減慢，同期苗高較矮。

圖1 不同處理對玉米出葉速度的影響

圖2 不同處理對玉米苗高的影響

2.4 不同處理的玉米農藝性狀差異

2.4.1 植株性狀差異

由表4 可知，6 個覆膜處理玉米的農藝性狀數值均大于露地處理（CK），且差異均具有統計學意義（p＜0.05）。6 個覆膜處理間的植株總葉片數、穗上葉片數及田間雙穗率差異不顯著，其他性狀的差異均有統計學意義（p＜0.05），其中莖稈粗2.07～2.44 cm，由粗到細的排序為F1＞F2＞F6＞F5＞F3＞F4；株高214.8～258.8 cm，由高到矮的排序為F6＞F5＞F1＞F2＞F3＞F4；穗位高55.7～84.7 cm，由高到低的排序為F6＞F5＞F2＞F1＞F3＞F4。上述結果均顯示F4處理的數值最小，F3處理的次之。

表4 不同處理的玉米植株性狀

2.4.2 穗、粒性狀差異

表5 為不同處理第一果穗相關性狀的考種結果，除CK 的所有性狀顯著低于6 個覆膜處理外，6個覆膜處理間的多數性狀的差異較小，其中行粒數的差異不顯著；穗長除F5 顯著長于F4 外，其余處理間的差異均不顯著；穗粗、禿尖長的差異趨勢同穗長；穗行數14.3～16.4 行，差異較大，由多到少的排序為F6＞F4＞F1=F2＞F5＞F3；單穗粒質量、千粒質量、出籽率及籽粒容重均是F4 較低，其余5 個覆膜處理間上述4個性狀的極差分別為10.9 g、12 g、0.6%、4 g。

表5 不同處理的玉米穗、粒性狀考種結果

2.5 不同地膜處理的籽粒產量差異

小區籽粒產量統計分析結果顯示，處理間的產量差異具有統計學意義（p＜0.01），其中露地處理（CK）單產最低，為464.8 kg/667 m2，6個覆膜處理的單產較CK 的增幅為101.3%～128.0%，均達到極顯著水平。6 個覆膜處理間的產量多重比較結果，F4處理相對F6 的差異達顯著水平，其他覆膜處理間的產量差異均不顯著（表6）。

表6 不同地膜處理的小區籽粒產量統計及多重比較結果（SSR法）

2.6 不同地膜處理的經濟效益比較

表7、表8 表明，在收獲物單價一致、生產投入差異不大的情況下，不同處理的生產效益與產量呈正比，即7 個處理的單位面積產值、凈收益及產投比排序仍是F6＞F2＞F3＞F5＞F1＞F4＞CK，其中6個覆膜處理較CK的單位面積產量和產值的增幅均在101.2%～128.0%，凈收益增加1 426.2～1 934.6 元/667 m2，產投比提高0.48～0.63；CK 的投入最低，較覆膜處理每667 m2農膜、覆膜、舊膜回收等少投入800元左右，多支出除草劑和灌溉成本108元，約節省700 元左右，但是產投比為0.83，小于1，凈收益為-458.4 元/667 m2。6 個覆膜處理間比較，降解膜處理F1、F2、F3、F4 較聚乙烯地膜處理F5、F6，雖然每667 m2農膜投入高150 元，但是少舊膜回收投入200 元，總投入少50 元。經濟效益是F6 最高，產值為4 768.2元/667 m2，凈收益為1 476.2元/667 m2，產投比為1.45；F4的綜合效益較低，產值為4 209.8元/667 m2，凈收益為967.8 元/667 m2，產投比為1.30；其他4 個處理的綜合效益排序是F2＞F3＞F5＞F1，每667 m2產值、凈收益的極差均為149.9 元，產投比1.34～1.38，差異微小。

表7 不同地膜處理種植玉米的經濟效益概算

3 討論

3.1 地膜覆蓋在本地區玉米栽培上的促增效應更顯著

前人探明地膜覆蓋相較于露地，在低溫季節或冷涼地區能顯著增溫、保墑、控草，促進作物生長發育，達到增產增收的目的，在不同地區、不同季節覆蓋地膜對玉米的促增效應不同。申麗霞等［6］以山西玉米進行研究，表明可降解地膜覆蓋的玉米較露地出苗率高5.0%，產量提高40%；王藝君［7］以寧夏玉米進行研究，表明各覆膜處理較露地土壤平均含水量增幅為23.41%～73.75%，株高增加6.76%～12.09%，玉米增產51.69%～66.54%；邵榮華等［5］以西藏林芝玉米進行研究，表明不同覆蓋材料處理較露地可以提高地溫0.09～1.92 ℃，玉米各生育進程提前7～9 d，平均生育期提前14 d，增產8.3%～37.5%，顯著增加雙穗率。本試驗結果顯示，覆膜處理較露地出苗期提早6～7 d，抽雄期和吐絲期提早12～17 d，在9月底均能安全成熟，而露地玉米至初霜日（10月14 日）尚未能成熟，凈收益為-458.4 元/667 m2。覆膜處理的株高增加19.8%～44.3%，單產增幅101.2%～128.0%，差異均達極顯著水平（p＜0.01），凈收益增加1 426.2～1 934.6 元/667 m2，產投比提高0.48～0.63。分析原因：一是在高原半干旱區光照強、溫度（氣溫、地溫）低的條件下覆膜增溫保濕效果更顯著，楊世佳等［8］的研究認為，覆膜處理的最大增溫天氣類型是晴天；二是地膜覆蓋栽培提高了田間雙穗率和穗粒數，為豐產奠定了基礎，這一認識與于愛忠等［9］的研究一致。

3.2 不同材質地膜在本地區玉米栽培上的表現各異

對比分析顯示，降解膜對玉米生長的影響在苗期與聚乙烯地膜趨于一致，覆膜40 d后玉米進入拔節期，隨著促增效應的累加和地膜不同程度降解，聚乙烯地膜覆蓋的玉米生長加快，降解膜覆蓋的玉米生長減緩，F4 過早進入裂解期，中后期的促增效應較低，以致最終的玉米產量在覆膜處理中最低，且較F6 處理減產顯著；其他處理（3 種降解膜、2 種聚乙烯膜）間除對玉米莖稈粗、株高、穗位高及穗行數的影響有統計學意義（p＜0.05）外，對總葉片數、穗上葉片數、雙穗率和第一果穗的穗長、穗粗、行粒數、單穗粒質量及籽粒單產的影響均無統計學意義（p＜0.05）。申麗霞等［10］對可降解地膜在田間的應用效果進行了研究，結果表明，可降解地膜對玉米生長的影響與普通地膜相當。同為聚乙烯地膜處理的白膜F5 與黑膜F6 相比，F5 在前期對玉米生長的促增效應優于F6，玉米生育期較F6 短3 d，F6 的籽粒產量高7.3%，雖然差異不顯著，但是F6的控草效果優于F5，與楊世佳等［8］的研究結果一致。

4 結論

綜合上述分析與討論，西藏溫帶季風半干旱區種植玉米采取地膜覆蓋可以促進玉米生長發育，縮短生育期，增加正常成熟的安全系數，能大幅提高產量和經濟效益。在應用效果上，聚乙烯黑膜F6處理的生產效益略高，生態降解膜（慢）、生態降解膜（中）、全生物降解膜及聚乙烯白膜間的單產和生產效益相當，5 種地膜均可在本地區玉米生產上推廣應用；生態降解膜（快）F4 在覆膜后40 d 左右進入裂解期，降解期較早，中后期的促增效應較差，籽粒產量較聚乙烯黑膜F6 減產達顯著水平，不適宜在本區玉米生產上應用。白膜前期增溫對玉米生長的影響優于黑膜，中后期的控草效果不及黑膜，生產應用時可因地制宜選用。同樣的效益保障下建議優先選用降解膜，以利于進一步提升農業生態效益。