覆膜方式和灌水量對甜高粱產量和糖度的影響

韓 品，銀永安，陳 林，包芳俊，張曉峰，楊佳康，彭文沛

（新疆天業（集團）有限公司，石河子832000）

覆膜方式和灌水量對甜高粱產量和糖度的影響

韓 品，銀永安*，陳 林*，包芳俊，張曉峰，楊佳康，彭文沛

（新疆天業（集團）有限公司，石河子832000）

2015年在甘肅省張掖市開展了不同地膜覆蓋方式（覆白膜、覆黑膜、不覆蓋）與灌水定額（每次450、900、1350、1800 m3／hm2，共4次）對甜高粱產量和糖度影響的研究，旨在尋求最佳的覆膜方式和灌水量，為河西地區種植甜高粱節水增效提供理論和科學依據。結果表明：覆膜和灌水量對甜高粱產量和糖度影響顯著，不同覆膜方式在灌水定額1350 m3／hm2處理下，甜高粱產量較高，尤其在覆黑膜且灌水定額1350 m3／hm2處理下，甜高粱產量達到9.82 t／hm2，顯著高于覆白膜和不覆蓋條件下同等灌水量處理；3種覆膜方式都以灌水定額900 m3／hm2處理下糖度最高。綜合分析認為，覆黑膜并采用900、1350 m3／hm2的灌水定額，可作為提高甜高粱糖度和產量的主要技術措施。

甜高粱；地膜覆蓋；灌水；產量；糖度

甜高粱（Sorghum bicolor L.Moench）也稱蘆粟、甜稈和糖高粱［1］，在中國、美國、俄羅斯、澳大利亞、印度、巴西以及南非等國家廣泛種植［2］。甜高粱是一種C4作物，有較高的光合作用速率。與高粱的其他種屬相比，甜高粱具有高的生物學產量和糖產量，其莖稈產量一般為45～75 t／hm2，還可產3～6 t／hm2的籽粒，有“高能作物”之稱［1，2］，同時具有抗旱、耐澇、耐貧瘠、耐鹽堿能力，適應范圍廣，在一般耕地、草原、輕鹽堿地均可種植，享有“作物中的駱駝”之美譽［1］。甜高粱的這些顯著特性使得其成為土地貧瘠、投入低下的農田生態系統中成功種植的重要能源和糧食作物，為全球生物能源的發展發揮作用，為多數國力不足的發展中國家和亞洲國家的糧食安全與農村發展起著重要作用［3］。基于此，對甜高粱的種植和研究在世界各地廣泛興起［4］。

我國自1978年開始引進地膜覆蓋栽培技術以來，地膜覆蓋應用面積發展十分迅速，在北方旱區已成為一項突出的水分管理措施［5］。地膜覆蓋技術是在土壤表面設置一層不透水的物理阻隔層，使土壤水分垂直蒸發受到阻隔，從而使土壤水分蒸發速度相對減緩，總蒸發量大幅下降，達到保墑作用，從而促進農作物生長，提高產量［6］。

在我國，北方水資源尤為短缺，加上不合理的灌溉，農業用水損失嚴重，致使農業有效用水只占到總水量的80%，由此可知，合理灌溉刻不容緩［7］。目前，關于灌水對甜高粱產量和含糖量影響的研究報道較多。已有研究表明，甜高粱產量和含糖量在一定范圍隨著灌水量的增加而提高，當灌水量達到一定程度后，產量和含糖量隨著灌水量的增加呈下降趨勢［4］。關于覆膜對甜高粱產量和含糖量影響的研究也很多，有研究顯示，普通透明地膜不如黑色地膜的增溫效果好［8］。Schmidt等［9］研究發現，從地表的熱累積量看，白色地膜覆蓋顯著高于黑色地膜；另外，Ham等［10］和Ferias等［11］在研究中發現，地膜覆蓋增溫效果的差異和地表與地膜之間的熱傳遞有關。然而，目前對灌溉和覆膜技術的研究多是在以二者中某一措施為條件的情況下研究另一措施的效果或效應，很少有將兩者作為同等因素來研究［12］。因此，針對不同覆膜和灌水對甜高粱產量及糖度的影響開展試驗研究，找到最佳的覆膜方式和灌水量，對指導甜高粱生產、有限水資源的高效利用、發展高效灌溉農業具有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在甘肅省張掖市甘州區黨寨鎮上寨村進行。試驗區位于黑河灌區，海拔1490 m，為典型的溫帶大陸性干旱氣候，年均太陽輻射量5800～6000 MJ／m2，年平均氣溫日較差13～16℃，無霜期144 d，年降水量104～129 mm，年蒸發量2047～2341 mm，日照時數3095.1 h，≥10℃有效積溫3053℃，光熱資源充足，平均氣溫為7℃左右，6～9月份降雨比較集中，屬于綠洲灌溉農業區。試驗地前茬作物為制種玉米。供試土壤為厚淤泥土，0～20 cm土壤有機質含量25.5 g／kg，堿解N含量74.68 mg／kg，有效P含量28.34 mg／kg，速效K含量115.5 mg／kg，pH值8.49。

1.2 供試材料

試驗所用的甜高粱品種‘BJ0602’由張掖市農科所提供。

1.3 試驗設計

試驗采用完全隨機排列。每小區種2行甜高粱，行距50 cm，株距35 cm，小區面積25 m2，采用人工點播的種植方式，按照田間管理要求進行管理。覆膜處理有3種方式，分別為不覆膜、覆白膜和覆黑膜，采用聚乙烯薄膜，寬幅70 cm，厚度0.008 mm。每種覆膜方式處理下有4個灌水定額（每次450、900、1350、1800 m3／hm2），共灌水4次，分別在拔節期、開花期、孕穗期、灌漿期采用漫灌方式灌溉。3次重復，共36個處理。試驗地周圍設有保護行。

1.4 試驗實施

春播前對土地旋耕兩次，耙磨兩次，鎮壓一次，每公頃施農家肥（羊糞加牛糞）45 t，作基肥使用。每公頃施磷二銨375 kg，尿素225 kg，硫酸鉀150 kg，肥料的20%作基肥，30%作拔節肥，30%作孕穗肥，20%作灌漿肥。生育期間的中耕除草等田間管理與大田生產相同。

1.5 測定指標與統計

（1）生物產量測定。每15 d采樣3株／小區，先測葉面積、鮮質量。從植株下部第三片葉開始測葉長（葉片中脈長度）、葉寬（葉片最寬處的寬度），然后計算葉面積（葉長×葉寬×0.75），然后即稱鮮質量，最后用烘干法測干物質積累量。成熟期實地測產，并取樣進行室內考種，將莖、穗分別裝袋，在室內分析測定甜高粱產量構成。

（2）糖度測定。收獲期各小區隨機選取10株甜高粱，用SX-300型三輥式甘蔗壓榨機混合榨汁兩遍后，用DBR45型測糖儀測定汁液含糖量。

1.6 數據處理

數據采用Excel 2007，Spss11.5統計軟件進行分析，最小顯著差異法（LSD）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不覆膜下不同灌水量對甜高粱產量和糖度的影響

將不覆膜下不同灌水量對甜高粱產量和糖度影響的結果列于表1。由表1可知，在不覆膜條件下，灌水定額為1350 m3／hm2的處理3生物產量最高（6.84 t／hm2），與灌水定額為1800 m3／hm2的處理4的產量（6.69 t／hm2）相差不大，差異不顯著；灌水定額為450 m3／hm2的產量（5.97 t／hm2）和900 m3／hm2的產量（6.31 t／hm2）較灌水定額為1350 m3／hm2的處理分別低12.72%和7.75%，處理之間差異極顯著。

在不覆膜的條件下，灌水定額為900 m3／hm2處理的甜高梁平均糖度（21.97%）最高，較處理1、3和4分別高7.74%、13.97%、19.89%，差異極顯著；處理4和其它3個處理均差異顯著。可見，在不覆膜條件下，灌水量不同對甜高粱的產量和糖度影響很大。

表1 不覆膜下不同灌水量的甜高粱（BJ0602）產量和糖度分析

2.2 覆白膜下不同灌水量對甜高粱產量和糖度的影響

由表2可知，甜高粱產量隨灌水量的增加逐漸遞增，當達到1350 m3／hm2時產量（9.13 t／hm2）最高，當超過1350 m3／hm2時甜高粱產量呈遞減趨勢。從差異顯著性比較可以看出，灌水定額為1350 m3／hm2的產量較其他處理產量分別高12.81%、 9.42%、8.76%，處理之間差異極顯著；處理2、4和1之間差異不顯著，表明甜高粱產量在各處理條件下基本一致。

在覆白膜的條件下，灌水定額為900 m3／hm2處理的甜高粱糖度最高，分別較處理1、3、4增長4.48%、10.97%和20.03%，差異達到顯著或極顯著水平。

表2 覆白膜下不同灌水量的甜高粱（BJ0602）產量和糖度分析

2.3 覆黑膜下不同灌水量對甜高粱產量和糖度的影響

研究表明，在覆黑膜的條件下，灌水定額為1350 m3／hm2的處理3產量均高于其他處理，其次為灌水定額1800 m3／hm2的處理。由表3可知，灌水定額為1350 m3／hm2的處理3與處理1、2、4的產量差異均達極顯著水平，灌水定額為1800 m3／hm2的處理4與灌水定額為450 m3／hm2的處理1差異也達極顯著水平，說明灌水有利于提高甜高粱產量。

在覆黑膜的條件下，灌水定額為900 m3／hm2的處理甜高梁糖度最高，平均為20.23%。差異顯著性分析可知，灌水定額為900 m3／hm2的處理與灌水定額為450 m3／hm2的處理糖度相差不大，差異不顯著，而比灌水定額為1350 m3／hm2和1800 m3／hm2處理的糖度高7.41%和20.42%，差異極顯著。

表3 覆黑膜下不同灌水量的甜高粱（BJ0602）產量和糖度分析

3 結論與討論

3.1 結論

通過對不同覆膜和灌溉處理下的甜高粱產量和糖度的測定與分析，對于覆膜和灌溉對甜高粱產量和糖度的影響，得出如下主要結論：

試驗所用的甜高粱品種（BJ0602）在不同覆膜處理條件下，產量隨灌水量的增加而增加，當達到1350 m3／hm2時產量最高，但超過一定范圍（約1350 m3／hm2）后產量開始下降。在不同覆膜處理的條件下，糖度隨灌水量的增加逐漸遞增，當灌水定額為900 m3／hm2時，糖度最高，但超過一定范圍（約900 m3／hm2）后糖度開始下降。

由此可見，在不同覆膜處理條件下，本試驗從產量和糖度結果分析，不同灌水量對甜高粱產量和糖度有明顯效果，其中產量以灌水定額1350 m3／hm2時最佳，糖度以900 m3／hm2時最佳。在不同灌水量處理條件下，本試驗從產量和糖度結果分析來看，覆黑膜對甜高粱產量影響最為顯著。因此，建議在甜高粱的種植過程中，地膜顏色用黑色為佳，在對糖度的影響方面，不覆膜對甜高粱糖度有明顯效果。

3.2 討論

甜高粱生產對土壤水熱條件的要求較高，水分虧缺和生育前期低溫均可限制其產量。灌溉是調節土壤水分的主要措施［13］。地膜覆蓋一方面可以減少土壤水分蒸發，另一方面還可以提高土壤溫度，為作物提供適宜的生長環境。本研究發現，在河西地區，相對于露地栽培，采用覆白膜或覆黑膜均能明顯改善甜高粱田耕層土壤水熱狀況，這一結果與干旱半干旱地區覆膜栽培方式的研究結果較為一致［14］。由此說明，在河西地區，采用覆膜方式是一項改善甜高粱生長水熱環境的有效措施。

品種依然是影響甜高粱產量和糖度的重要因素之一。本試驗設計的覆膜處理對甜高粱產量和糖度影響不大，推測為在水分含量較多的土壤上覆膜和灌溉對甜高粱產量和糖度的提高并沒有明顯幫助。灌水量對產量和糖度有顯著影響，同時，由于2015年在甜高粱春播期間降水量較往年多10 mm左右，恰處于種子吸漲萌發時期，以此為基礎的灌溉試驗結果，僅能代表降水量較多年份甜高粱的情況，要得到普遍適用的結果還需要進一步試驗。

［1］ 朱 敏，葉 凱，再葉尼古麗·庫爾班，等.不同肥料配施處理對甜高粱產量及錘度的影響［J］.新疆農業科學，2012，49（10）：1847-1851.

［2］ 張麗敏，劉智全，高士杰，等.我國能源甜高粱育種現狀及應用前景［J］.中國農業大學學報，2012，17（6）：46-82.

［3］ 楊相昆，田海燕，陳樹賓.不同種植密度對甜高粱糖分積累的影響［J］.西南農業學報，2009，22（1）：60-63.

［4］ 張曉英，趙威軍.甜高粱莖稈含糖量的研究進展［J］.山西農業科學，2011，39（6）：616-618.

［5］ 袁翠平，王永軍.甜高粱莖稈糖產量形成及其調控研究進展［J］.中國農業科技導報，2008，10（3）：12-17.

［6］ 王宇先.半干旱地區不同灌溉方式對玉米覆膜產量的影響［J］.黑龍江農業科學，2014（3）：22-25.

［7］ 王紹美.河西灌區不同覆膜和灌水量處理玉米的節灌增產效應［D］.蘭州：蘭州大學碩士學位論文，2011.

［8］ 江興漢，章志強.不同顏色地膜對光譜的透射反射與吸收性能［J］.江蘇農業科學，1986（4）：31-33.

［9］ Schmidt JR，Worthington JW.Modifying hexatone accumulation with contrasting colors of poetry lonemulch［J］. Hurt Science，1998，33（2）：210-214.

［10］Ham JM，Kurtenberg GJ，Lamont WJ.Optical properties of plastic mulches affect the field temperature regime［J］.JAmer Soc Hort Sci，1993，118（2）：118-193.

［11］Ferias-Lariats J，Ooze-Santo M.Color polyethylene mulches increase fruit quality and yield in watermelon and reduce insect pest populations in dry tropics［J］. Gartenbau Wessenehaft，1997，62（6）：255-260.

［12］張厚華.灌溉、覆蓋對玉米生理及產量的影響［D］.楊凌：西北農林科技大學碩士學位論文，2001.

［13］陳金平，尹志剛，周國勤.不同生育時期澆水對小麥生長發育和產量的影響［J］.河南農業科學，2016，45（3）：39-42.

［14］李尚中，王 勇，樊延錄，等.旱地玉米不同覆膜方式的水溫及增產效應［J］.中國農業科學，2010，43（3）：922-931.

［15］王 嬋，趙向田，李永生，等.灌水量對河西地區制種玉米產量的影響［J］.河南農業科學，2016（8）：25-30.

S566.5

A

1001-5280（2017）04-0395-04

：10.16848／j.cnki.issn.1001-5280.2017.04.11

2017- 03- 25

韓 品（1990-），男，助理農藝師，從事作物水生理研究，Email：1970652778＠qq.com。*通信作者：銀永安，博士，副研究員，從事節水農業研究，Email：270457471＠qq.com；陳林，研究員，從事節水農業研究，Email：cl1030＠qq.com。

新疆生產建設兵團特派員項目；新疆生產建設兵團第八師石河子市科技基礎條件平臺建設計劃。