半干旱區不同秋覆膜方式對土壤水分及春玉米光合特性的影響

張 超，吳 楊，黃方園，賈志寬，蔡 鐵，任小龍

(1.西北農林科技大學林學院， 陜西 楊凌 712100；2.中國旱區節水農業研究院，農業部西北黃土高原作物生理生態與耕作重點實驗室， 陜西 楊凌 712100；3.西北農林科技大學農學院， 陜西 楊凌 712100)

半干旱區不同秋覆膜方式對土壤水分及春玉米光合特性的影響

張 超1,2，吳 楊2,3，黃方園1,2，賈志寬2,3，蔡 鐵2,3，任小龍2,3

(1.西北農林科技大學林學院， 陜西 楊凌 712100；2.中國旱區節水農業研究院，農業部西北黃土高原作物生理生態與耕作重點實驗室， 陜西 楊凌 712100；3.西北農林科技大學農學院， 陜西 楊凌 712100)

為了提高旱作農區降雨利用效率，并解決春旱問題，在西北半干旱地區設置了秋季地膜全覆蓋(PA)和秋季溝壟集雨半膜覆蓋(RH)兩種覆膜方式，以裸地不覆蓋(CK)為對照，對土壤水分、春玉米功能葉片的光合參數、熒光參數和籽粒產量進行了研究。結果表明：與對照(CK)相比，不同秋覆膜方式顯著增加了春玉米播前0～100 cm土壤儲水量，2013年春旱嚴重，PA和RH處理分別提高了26.15%和13.40%；2014年春季有雨雪，兩種覆膜方式分別提高了10.44%和11.20%。不同秋覆膜處理的春玉米凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)、最大熒光(Fm)、最大光化學量子產量(Fv/Fm)、PSII的潛在活性(Fv/F0)和光化學猝滅系數(qP)較對照有不同程度提高，且2014年增幅高于2013年。2013年PA和RH處理的籽粒產量較CK分別提高了40.98%和25.83%，水分利用效率增加了29.70%和22.87%；2014年兩個處理春玉米籽粒產量分別提高了74.60%和48.64%，水分利用效率增加了64.87%和47.08%。試驗表明，不同秋覆膜方式在西北半干旱地區均可提高春玉米葉片的光合性能，并顯著提高春玉米籽粒產量及水分利用效率，在偏旱的年份效果尤為明顯，且秋季地膜全覆蓋優于秋季溝壟集雨半膜覆蓋，是西北半干旱區春玉米一種高效的栽培模式。

春玉米；秋季覆膜；土壤水分；光合特性；產量

西北半干旱地區是我國重要的糧食生產區之一，春玉米是該地區主要的栽培作物之一，由于光照資源充足，其單產遠高于全國單產平均水平[1-2]。該地區70%降雨集中在7—9月，冬閑期及春季降雨稀少，土壤蒸發量大。播前土壤水分一般偏低，不利于春玉米出苗，從而制約了作物的生長和產量的提高[3-5]。因此如何加強對秋季土壤水分的保蓄，以協調降水與作物需水供需矛盾，從而高效利用有限降水是該區域旱作農業發展的關鍵。

地膜全覆蓋具有顯著的增溫保水作用[6-8]，溝壟集雨半膜覆蓋可使雨水得以富集疊加[9-10]，并顯著降低了土壤水分的蒸發[11-13]；二者具有顯著增產和提高水分利用率的作用，這些技術在我國西北旱地農業生產中得到廣泛的應用。在作物關鍵的生育期時期，若遇到干旱脅迫植物葉片氣孔阻力變大，二氧化碳濃度增加，氣孔導度下降，這一系列的生理變化使蒸騰速率和光合速率急劇下降[14]。有研究表明，地膜全覆蓋和溝壟集雨半膜覆蓋下作物光合性能和產量較對照都顯著提高[15-16]。在半干旱區，關于秋季地膜全覆蓋和溝壟集雨半膜覆蓋兩種覆膜方式的效果比較研究，目前還未見相關文獻報道。為了比較不同秋覆膜方式的應用效果，以傳統裸地平作為對照，在半干旱地區通過定位研究不同覆蓋方式對土壤水分、玉米光合特性及產量的影響，為旱作農田覆蓋栽培技術的完善和推廣應用提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗區概況

試驗于2012年10月—2014年10月在寧夏回族自治區彭陽縣長城村旱地農業試驗區(106°48′E，35°51′N)進行，海拔1 658 m，地貌類型屬黃土高原腹部梁峁丘陵地。該區處于黃土高原暖溫半干旱氣候區，年平均降水量430 mm左右，其中70%的降雨集中在7—9月份。年平均氣溫6.1℃，年平均日照時數2 518.2 h，年蒸發量1 753.2 mm，干燥度(≥0℃的蒸發量)為1.21～1.99，無霜期140～160 d。試驗田為旱平地，土壤質地為黃綿土，前茬作物為玉米。2013年播前三個月降雨不足20 mm，春旱嚴重，但生育期降雨量充裕，有效降雨量達到590 mm；2014年播前三個月降雨較多，大于79 mm，但生育期干旱，有效降雨量不足320 mm。

表1 2013—2014年試驗期間各月降雨量分布

1.2 試驗設計

本試驗設平地覆膜和壟覆膜兩種覆膜方式，傳統裸地平作為對照(CK)，采用隨機區組試驗。試驗共3個處理，分別是秋季地膜全覆蓋(PA)：秋季在農田地表直接覆蓋地膜，膜寬120 cm，厚度0.01 mm，不留空帶；秋季溝壟集雨半膜覆蓋(RH)：只在壟上覆膜，溝內不覆膜，起壟壟高15 cm，溝壟寬均為60 cm，膜寬80 cm，厚度0.01 mm；對照(CK)：傳統平作，不起壟，不覆膜。每處理3次重復。

田間試驗中各種植小區面積為80 m2(20 m×4 m)。上年秋季整地并進行地膜覆蓋，兩年秋季覆膜時間分別為2012-11-04和2013-10-26。來年春播玉米時，采用點播器在膜上和種植溝中基施化肥N 102 kg·hm-2和P2O590 kg·hm-2，在玉米大喇叭口期追施化肥N 153 kg·hm-2。供試玉米品種為大豐30，播種方式為人工點播，株距30 cm，行距60 cm。2013年播種期為4月15日，2014年播種期為4月29日；收獲日期分別為2013年10月10日和2014年10月24日。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 測定項目

1) 土壤水分測定：在春播前和收獲后測定0～100 cm土層土壤水分，取樣位置在玉米行間，0～20 cm土層間隔10 cm取樣，20 cm以下土層間隔20 cm取樣，采用烘干法測定土壤含水率，田間取樣重復3次。

2) 光合測定：用LI-6400光合儀測定玉米功能葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)和細胞間隙CO2濃度(Ci)，并計算葉片瞬時水分利用效率(WUE)，WUE=Pn/Tr。測定時間為進入拔節期后，選擇晴朗天氣的上午9∶00—11∶00，測定玉米的第一片完全展開葉。

3) 熒光測定：在測定光合參數的同時，采用德國Walz公司制造的PAM-2100便攜式葉綠素熒光儀測定春玉米功能葉的葉綠素熒光參數：Fo、Fm、Fv/Fm、qP，并計算熒光參數Fv=Fm-Fo。每處理3次重復，測定前暗適應30 min。

4) 最終產量指標的測定：收獲后每處理選取40株具有代表性的玉米植株進行室內考種，自然風干后測定玉米的穗長、穗粗、穗粒數和百粒重，并計算單位面積產量；集雨種植處理的籽粒產量以溝壟總面積計算。

1.3.2 計算方法

1) 土壤貯水量：W=C×ρ×H×10。式中，W為貯水量(mm)；C為土壤水分質量分數(%)；ρ為土壤容重(g·cm-3)；H為土層深度(cm)。

2) 土壤耗水量：E=W1-W2+P。式中，E為生育期耗水量(mm)；W1為播前土壤貯水量(mm)；W2為收獲后土壤貯水量(mm)；P為生育期有效降水量(mm)。

3) 水分利用效率：WUEy=Y/E。式中，WUEy為水分利用效率(kg·mm-1·hm-2)；Y為作物籽粒產量(kg·hm-2)。

1.3.3 數據處理 用Excel進行數據處理、繪制圖表。采用SPSS18.0進行數據分析，對測定結果進行單因素方差分析，并用Duncan法在0.05水平進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對春玉米播前和收獲后土壤儲水量的影響

2.1.1 春播前土壤儲水量 對春播前不同土層儲水量進行方差分析表明(表2)，2013年0～20 cm土層儲水量PA處理與CK和RH差異顯著(P<0.05)，RH處理與CK差異不顯著。20～40 cm土層各處理間土壤儲水量差異顯著。40～100 cm土層PA處理與RH差異不顯著，兩者均顯著高于CK。2014年播前PA處理各土壤土層儲水量與RH差異不顯著，兩處理均顯著高于CK。2013年播前PA處理0～100 cm土壤總儲水量顯著高于CK和RH，分別提高26.15%和11.25%，RH處理較CK顯著提高13.40%。2014年播前PA處理0～100 cm土壤總儲水量與RH差異不顯著，兩個處理均顯著高于CK，分別提高了10.44%和11.20%。不同秋覆膜方式對春播前0～100 cm土壤儲水量影響較大，兩種覆膜方式均能改善西北半干旱地區春播前耕層土壤墑情，但在春旱嚴重年份(2013年)，溝壟集雨半膜覆蓋(RH)的改善效果低于秋季地膜全覆蓋(PA)。

2.1.2 收獲后土壤儲水量 玉米收獲后的土壤儲水量受生育期降雨、作物吸收和蒸騰等因素影響。對收獲后不同土層儲水量進行方差分析表明(表2)，2013年PA處理0～10 cm土層土壤儲水量與CK、RH差異顯著(P<0.05)，RH與CK差異也達顯著水平(P<0.05)。10～20 cm土層PA處理顯著高于CK和RH，RH處理與CK差異不顯著。各處理20～60 cm土層儲水量之間無顯著差異。60～100 cm土層PA處理與CK差異不顯著，這兩個處理均顯著低于RH(P<0.05)。2014年0～10 cm土層儲水量PA處理與RH差異不顯著，兩者均顯著高于CK。10～20 cm土層儲水量大小為RH>PA>CK，各處理間差異顯著(P<0.05)。20 cm以下各土層PA處理與CK差異均不顯著，兩者均顯著低于RH。2013年兩種覆膜方式均提高了0～100 cm土壤總儲水量但差異不顯著；2014年PA處理與CK差異不顯著，提高了3.21%， RH顯著高于CK，提高了12.48%。兩年收獲期各處理0～100 cm土壤總儲水量不一致可能與生育期降雨量及春玉米生長耗水不同有關。

表2 不同處理春玉米播種前與收獲后0～100 cm土層土壤儲水量

注：同行不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。

Note: Different lowercase letters in the same row mean the significant difference at 0.05 level between treatments.

2.2 不同處理對春玉米光合參數的影響

2.2.1 凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)和瞬時水分利用效率(WUE) 由表3可知，2013年PA處理的葉片凈光合速率(Pn)與RH差異不顯著，顯著高于CK(P<0.05)，提高了19.86%；RH較CK提高10.03%。PA處理的蒸騰速率(Tr)和瞬時水分利用效率(WUE)均顯著高于CK(P<0.05)，與RH差異不顯著。2014年PA處理的葉片凈光合速率(Pn)較CK提高34.19%，PA較RH提高了11.10%；RH較CK提高了20.78%。PA和RH處理的蒸騰速率(Tr)與CK差異顯著(P<0.05)，PA和RH差異不顯著。瞬時水分利用效率(WUE)大小為PA>RH>CK，各處理間差異顯著(P<0.05)。兩年PA和RH處理的瞬時水分利用效率(WUE)較CK平均提高14.46 %和7.90%。研究結果表明，不同秋覆膜方式均能提高玉米葉片凈光合速率和葉片瞬時水分利用效率，尤其是生育期降雨量少的年份(2014年)提高的幅度較大，且秋季地膜全量覆蓋(PA)在增加光合速率和水分利用效率上都優于溝壟集雨半膜覆蓋(RH)。

表3 不同處理對春玉米光合參數的影響

注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

Note ：Different lower letters in the same column mean the significant difference at 0.05 level between treatments. The same below.

2.2.2 氣孔導度(Gs)和胞間二氧化碳濃度(Ci) 由表3可知，2013年PA處理的氣孔導讀(Gs)顯著高于CK和RH(P<0.05)，RH與CK差異不顯著。胞間二氧化碳濃度(Ci)則表現為對照(CK)顯著高于PA和RH處理(P<0.05)，PA與RH差異不顯著。2014年氣孔導度(Gs)大小為PA>RH>CK，各處理之間差異顯著(P<0.05)。胞間二氧化碳濃度(Ci)大小為CK>RH>PA，各處理之間差異顯著(P<0.05)。兩年PA和RH處理的氣孔導讀(Gs)較CK平均提高27.40%和12.33%，胞間二氧化碳濃度(Ci)較CK降低了19.73%和11.57%。說明PA和RH處理較CK顯著增加了春玉米的氣孔導度，尤其在春玉米生育期較干旱的年份(2014年)，PA較RH優勢更為明顯。

2.3 不同處理對春玉米熒光參數的影響

2.3.1 初始熒光(Fo)、最大熒光(Fm)和可變熒光(Fv)的變化 由表4可知，2013年PA處理的最大熒光(Fm)較CK增加11.31%，較RH增加5.20%。2014年各處理間最大熒光(Fm)差異顯著(P<0.05)。說明對照玉米植株PSⅡ反應中心的電子傳遞受到影響，尤其在2014年水分脅迫下影響最為嚴重；而PA處理在兩年均保持相對較高的電子傳遞效率，RH處理僅在2014年較CK優勢明顯，但低于PA處理。2013年PA和RH處理的初始熒光(Fo)顯著低于CK(P<0.05)，PA與RH差異不顯著；2014年Fo大小為PA>RH>CK，各處理間差異顯著(P<0.05)，兩年PA和RH處理的初始熒光(Fo)較CK平均降低26.47%和19.12%，說明PA和RH能保持較高的光化學活性，尤其在水分脅迫時(2014年)PA處理效果明顯?？勺儫晒?Fv)大小反映了PsⅡ最初的電子受體QA的還原狀況，兩年各處理Fv大小為PA>RH>CK，處理與處理間差異顯著，PA和RH處理較CK提高83.93%和53.57%，Fv的變化與主要是由于Fm的變化所致。

表4 不同處理對春玉米熒光參數的影響

2.3.2 PSⅡ最大光化學量子產量(Fv/Fm)、PSII的潛在活性(Fv/F0)和光化學猝滅系數(qP) 由表4可知，兩年PA處理的Fv/Fm、Fv/F0、qP均顯著大于CK(P<0.05)，除了在2013年Fv/Fm、qP與RH差異不顯著外，兩年各指標均顯著大于RH(P<0.05)；RH兩年的Fv/Fm、Fv/F0、qP均顯著大于CK(P<0.05)。兩年PA和RH處理的的Fv/Fm較CK平均增加24.77%和16.51%，Fv/F0較CK平均提高151.53%和88.96%，qP較CK平均增加45.16%和25.81%。說明PA和RH處理的玉米植株較CK具有較高的光能轉化效率，尤其在降雨量少時(2014年)，PA處理效果更為明顯，而平作的最大PSⅡ光能轉化效率、PSⅡ潛在活性及PSⅡ原初反應過程較秋季覆膜處理受到較為強烈的抑制，PSⅡ反應中心“開放”程度較秋季覆膜處理顯著減小。

2.4 不同處理對春玉米產量構成因素、產量和水分利用效率的影響

2.4.1 產量構成因素 2013年各處理的穗長、穗粗、穗粒數均無顯著差異。2014年各處理間穗長、穗粗差異顯著(P<0.05)，PA和RH處理的穗粒數均顯著大于CK(P<0.05)，PA和RH差異不顯著。2013年和2014年百粒重大小均為PA>RH>CK，各處理間差異顯著(P<0.05)。2013年PA和RH處理的百粒重較CK增加30.87%和19.11%，2014年兩個處理分別增加54.37%和34.67%。由此可見，兩種秋季覆膜方式在生育期降雨量較大時(2013年)對春玉米穗長、穗粗、穗粒數影響不明顯，在生育期干旱少雨時(2014年)則影響較大。兩年不同秋季覆膜方式可以顯著提高春玉米的百粒重，其中以處理PA最為明顯。

2.4.2 產量和水分利用效率 2013年各處理間耗水量差異顯著，2014年PA處理顯著高于其余處理，RH與CK差異不顯著，兩年PA和RH處理的耗水量較CK平均增加7.53%和1.85%。兩年籽粒產量和水分利用效率大小均為PA>RH>CK，各處理間差異顯著(P<0.05)。2013年PA和RH處理的籽粒產量較CK分別提高了40.98%和25.83%，水分利用效率增加了29.70%和22.87%；2014年PA和RH處理的籽粒產量較CK分別提高74.60%和48.64%，水分利用效率增加64.87%和47.08%。不同秋季覆膜方式提高了春玉米的水分利用效率和產量，且PA處理優于BA處理。

表5 不同處理對春玉米產量構成因素、產量和水分利用效率的影響

3 討 論

在西北半干旱地區，水分對作物生長發育至關重要。喬靈芝等[3]在陜西半濕潤區研究結果表明，秋季覆膜顯著提高了播前土壤蓄水量，增加了土壤溫度，使玉米出苗提前。信東旭等[17]在遼西半干旱半濕潤地區通過試驗發現無論是春播前還是收獲后秋季覆膜一直保持較高的含水量。本試驗兩年研究結果表明，在西北半干旱地區，不同秋季覆膜方式與對照相比，播前和收獲儲水量均有提高，與信東旭等[17]和喬靈芝等[3]的研究結果相似。本試驗與以往研究有很大的區域性差異，且覆蓋處理不同。2013年春旱嚴重，PA和RH處理0～100 cm土壤儲水量較CK顯著提高了26.15%和13.40%，PA與RH差異顯著(P<0.05)；2014年春季有雨雪，不同秋覆蓋方式播前土壤儲水量提高了10.44%和11.20%，但兩者差異不顯著。說明兩種覆膜措施均能有效地改善西北半干旱地區春播前耕層土壤水分條件，但在春旱嚴重時溝壟集雨半膜覆蓋效果低于秋季地膜全覆蓋，秋季地膜全覆蓋更能有效地解決因春旱嚴重而不能適時播種等問題。秋季不同覆膜方式也提高了收獲后土壤儲水量。2013年兩種覆膜方式雖提高了收獲后土壤儲水量但差異不顯著；2014年RH處理較CK顯著提高了12.48%(P<0.05)，而PA與CK差異不顯著。這可能是由于2013年玉米生育后期降雨較多，土壤水分得以補充，而春玉米收獲后各處理間土壤儲水量無顯著差異；2014年玉米生育期遭遇干旱，秋季地膜全覆蓋處理玉米長勢較好，生育期耗水量大于溝壟集雨半膜覆蓋，使收獲后土壤儲水量小于溝壟集雨半膜覆蓋。

光合作用是植物最基本的生命活動，是植物合成有機物質和獲取能量的根本來源，可以反映植株的生長勢和抗旱性強弱[18]。水分是影響植物光合生理特性的一個重要因子，干旱缺水可降低植物的光合速率。地膜覆蓋栽培能夠提高土壤含水量，從而有利于作物光合性能和產量的提高[19]。孫繼穎等[20]研究表明，地膜覆蓋栽培種植的大豆葉片光合速率和蒸騰速率明顯高于不覆膜處理。任小龍等[15]通過模擬降雨試驗發現，在偏旱條件下，壟覆膜種植較傳統平作可以顯著提高光合速率、蒸騰速率和氣孔導度。試驗發現在生育期降雨較多的年份(2013年)溝壟集雨半膜覆蓋(RH)處理的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)與對照(CK)差異不顯著，而在生育期干旱的年份(2014年)則顯著高于對照(CK)，這與任小龍等[13]的研究結果相似。秋季地膜全覆蓋(PA)處理在兩年試驗中都優于溝壟集雨半膜覆蓋(RH)，在旱年效果更加明顯。這可能是因為在生育期干旱的情況下，水分成了限制玉米光合作用的關鍵因子，秋覆膜處理的保墑作用改善了春玉米生長的水分環境，使其光合作用明顯提高。秋季地膜全覆蓋(PA)處理的增溫保墑效果優于溝壟集雨半膜覆蓋(RH)，在提高光合作用方面更有優勢；但當春玉米生育期降雨量較大時，水分已經不是影響玉米光合作用的主要因素，秋覆膜處理雖然明顯提高了土壤水分含量，但不能使春玉米的光合作用顯著增強。

水分虧缺會導致光合量子效率的降低。利用葉綠素熒光這一植物體內發出的天然探針，能夠有效探測許多有關植物生長發育等信息[21-22]，可快速、靈敏和非破壞性地分析環境因子對光合作用的影響[23-24]。羅俊[25]等已通過試驗利用熒光證明干旱脅迫直接影響光合作用的電子傳遞和二氧化碳同化過程。本試驗中，葉綠素熒光參數的規律與凈光合速率的規律基本一致，在春玉米生育期干旱時，各處理之間的熒光參數差異顯著；而當生育期降水較多時，處理間熒光參數差異相比旱年減小，部分熒光參數差異不顯著。秋覆膜技術可顯著改善半干旱地區作物生長的水分環境，究其原因，可能是干旱條件下秋覆膜處理的蓄水保墑功能有效緩解了玉米的水分脅迫；而當生育期降雨量增加時，處理間玉米的可利用水量相似，秋覆膜處理的水分優勢相比旱年減弱。

水分利用效率是衡量作物水分利用程度高低的重要指標[26]。相關研究表明[3,27-28]，秋季覆膜能提高作物產量和水分利用效率，本試驗也證實了這一點。本試驗發現在生育期降雨量差異較大的兩個年份，秋季地膜全覆蓋(PA)和溝壟集雨半膜覆蓋(RH)的產量和水分利用效率都有顯著提高，但在生育期降雨量少的年份增產幅度和水分利用效率提高更為明顯，且秋季地膜全覆蓋(PA)更有優勢。這是由于秋季覆膜可以有效地將休閑期的雨水資源保存于土壤中，使之不在冬、春季蒸發損失，保證播種時土壤能夠供應種子發芽時所需要的水分；另外，秋季覆膜使春玉米生育期內土壤上層保持較高的土壤水分含量，為春玉米生長發育提供有利條件，從而提高了水分利用效率。秋季地膜全覆蓋(PA)處理增溫保墑效果優于溝壟集雨半膜覆蓋(RH)，所以產量和水分利用效率相對較高。

4 結 論

通過兩年試驗研究發現，與傳統平作相比，兩種秋季覆膜種植均表現出較好的蓄水保墑效果，顯著提高了播前土壤水分，有效緩解了春季干旱，同時顯著增加了凈光合速率、氣孔導度，提高了春玉米葉片的光合能力、水分利用效率和產量。兩年秋季地膜全覆蓋和溝壟集雨半膜覆蓋處理較傳統平作平均增產55.60%和35.75%，平均水分利用效率提高了47.93%和35.43%，尤其在春玉米生育期干旱的年份效果更明顯，且秋季地膜全覆蓋處理優于溝壟集雨半膜覆蓋。

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Effects of different patterns of plastic film mulching in autumn on soil moisture and photosynthetic characteristics of spring maize in the semi-arid regions

ZHANG Chao1,2, WU Yang2,3, HUANG Fang-yuan1,2, JIA Zhi-kuan2,3,CAI Tie2,3, REN Xiao-long2,3

(1.CollegeofForestry,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China；2.InstituteofWater-SavingAgricultureinAridAreasofChina,NorthwestA&FUniversity,KeyLaboratoryofCropPhysi-ecologyandTillageinNorthwesternloessPlateau,MinisryofAgriculture,Yangling,Shaanxi712100,China；3.CollegeofAgronomy,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

With the purpose of promoting rainfall utilization efficiency and mitigating spring drought, the effects of plastic film mulching in autumn on soil moisture, photosynthetic indexes and fluorescence parameters in functional leaves and grain yield of spring corn were studie. Two different patterns of plastic film mulching in autumn-all film mulching in autumn (PA) and ridge and furrow planting of semi-film mulching in autumn (RH)-were tested in the semi-arid areas in Northwest. Corn plants with no mulching cover(CK) served as control. Results showed that water storage within 0～100 cm soil of the two different patterns of plastic film mulching in autumn increased significantly, compared with CK. In the spring of severe drought in 2013, soil water storage in the treatment of PA and RH increased by 26.15% and 13.40%, respectively. In the spring of rain and snow in 2014, soil water storage in the two patterns of plastic film mulching increased by 10.44% and 11.20%. The net photosynthetic rate (Pn), transpiration rate (Tr), stomatal conductance (Gs) and chlorophyll fluorescence parameters(Fm,Fv/Fm,Fv/F0andqP) of corn functional leaves in treatment PA and treatment RH were all higher than those in control in 2013 and 2014 (the rate of increase in these parameters was higher in 2014 than in 2013). The corn grain yield of PA and RH increased by 40.98% and 25.83% respectively, and 74.60%, 48.64% in 2014.Water production efficiency of PA and RH increased by 29.70% and 22.87% in 2013 respectively, and 64.87%, 47.08% in 2014. The results also showed that different patterns of plastic film mulching in autumn in the semi-arid areas of Northwest promoted the photosynthetic performance of leaves, and significantly increased grain yield and water use efficiency of corn, which was particularly evident in the drought year, and the all film mulching in autumn was the optimal cultivating model in the semi-arid region of Northwest and it was better than ridge and furrow planting of semi-film mulching in autumn.

spring corn; film mulching in autumn; soil moisture; photosynthetic characteristics; yield

1000-7601(2017)02-0039-07

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.02.07

2016-01-12基金項目：“十二五”國家科技支撐計劃課題“西北旱作區抗逆穩產旱作農業技術集成與示范”(2012BAD09B03)；“十二五”863課題“作物生境過程光能利用調控技術”(2013AA102902)；“十二五”公益性行業項目“黃土高原雨養農田水分高效利用技術研究與示范”專題“陜西(寧夏)雨養農田玉米水分高效利用技術研究與示范”(201303104)

張 超(1991—)，男，陜西西安人，碩士研究生，主要從事旱地節水農業研究。E-mail：zc1009971@aliyun.com。

賈志寬(1962—)，男，教授，博士生導師，主要從事旱區農業水分高效利用研究。E-mail：zhikuan@tom.com。

S343.1

A