3種地膜在不同覆膜方式下的控草效果及對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響

岳德成　吳崇義　史廣亮　姜延軍 李青梅 柳建偉 韓菊紅 胡冠芳

摘要

在隴東旱塬區(qū)雜草嚴(yán)重發(fā)生條件下，試驗(yàn)測(cè)定了3種地膜在不同覆膜方式下的控草效果及對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果表明，化學(xué)除草地膜和黑色地膜以全膜雙壟溝播、半膜平作和半膜壟作方式覆膜，對(duì)闊葉雜草的株防效和鮮重防效均在93%以上，對(duì)禾本科雜草的株防效和鮮重防效均在76%以上；白色地膜以半膜壟作和半膜平作方式覆膜對(duì)闊葉雜草有一定的控制作用，但對(duì)禾本科雜草作用微弱或無效，以全膜雙壟溝播方式覆膜可引起雜草大量發(fā)生?；瘜W(xué)除草地膜和黑色地膜以全膜雙壟溝播方式覆膜，均可明顯改善玉米主要農(nóng)藝性狀，顯著提高玉米產(chǎn)量及效益，玉米產(chǎn)量較半膜壟作分別增產(chǎn)22.17%和24.78%、較半膜平作分別增產(chǎn)9.23%和5.74%，純收益較半膜壟作分別增加3 553.13元/hm2和3 828.78元/hm2、較半膜平作分別增加1 343.46元/hm2和736.30元/hm2；白色地膜以全膜雙壟溝播、半膜平作和半膜壟作方式覆膜，玉米主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益均較覆蓋化學(xué)除草地膜和黑色地膜有明顯下降。因此，在雜草嚴(yán)重或較重發(fā)生的地區(qū)，推薦采取化學(xué)除草地膜和黑色地膜全膜雙壟溝播方式覆膜。

關(guān)鍵詞

地膜種類； 覆膜方式； 控草效果； 玉米產(chǎn)量； 純收益

中圖分類號(hào)：

S 451.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017311

Influences of film mulching methods on growth and development of

maize and weed control effect

YUE Decheng1， WU Chongyi2， SHI Guangliang1， JIANG Yanjun1，

LI Qingmei1， LIU Jianwei1， HAN Juhong1， HU Guanfang3

（1. Pingliang Institute of Agricultural Sciences， Pingliang 744000， China；

2. The Vegetable Production Office in Jingchuan County， Gansu Province， Jingchuan 744300， China；3. Institute of Plant Protection， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou 730070， China）

Abstract

The influences of film mulching methods on the growth and development of maize and weed control effect were measured in the severe weedoccurring areas in the arid loess plateau of the eastern Gansu Province. The results showed that the control effect of chemical weed mulching film and black plastic film on weed stem and fresh weight were above 93% for broadleaved weeds and above 76% for gramineae weeds， respectively. Semifilm ridge planting and semifilm flat planting with white plastic films had certain control effect on broadleaved weeds， but no obvious effect on gramineous weeds. However， whole field surface mulching and double ridgefurrow planting with white plastic films might cause of the outbreak of weeds. The main agronomic characters， yield and economic benefit were obviously improved when the corn field covered with chemical weed mulching films and black plastic films in whole field surface mulching and double ridgefurrow planting， with the yield of maize increased by 22.17% and 24.78%， respectively， compared to that in semifilm ridge planting， and increased by 9.23% and 5.74%， respectively， compared to that in semifilm flat planting. The net income increased by 3 553.13 and 3 828.78 yuan/hm2 compared with that in semifilm ridge planting， and 1 343.46 and 736.30 yuan/hm2 compared with that in semifilm flat planting， respectively. The chemical weed mulching film and black plastic film were recommended for the control of weeds in the corn field.

Key words

mulch type； film mulching method； weed control effect； maize yield； net income

玉米Zea mays是我國(guó)僅次于水稻的主要糧食作物，也是我國(guó)重要的飼料作物，采取有效措施提高玉米產(chǎn)量對(duì)于保障國(guó)家糧食安全、促進(jìn)畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展、增加農(nóng)民收入具有十分重要的意義[1]。隴東地區(qū)是甘肅省重要的玉米生產(chǎn)基地之一，亦是典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，該地區(qū)地形復(fù)雜，塬、山（臺(tái)）、川地兼有，以塬、山地為主，“十年九旱”是其最基本的氣候特點(diǎn)，深化研究和大力推廣覆膜栽培技術(shù)是持續(xù)穩(wěn)定提高玉米產(chǎn)量的根本途徑之一。全膜雙壟溝播玉米栽培中應(yīng)用的地膜種類主要有普通白色地膜（以下簡(jiǎn)稱白色地膜）、化學(xué)除草地膜和黑色地膜，其中白色地膜由于具有優(yōu)良的保墑、增溫作用被廣泛應(yīng)用于玉米等多種作物生產(chǎn)，但對(duì)田間雜草控制作用較差；化學(xué)除草地膜是一類含有化學(xué)除草劑的新型地膜，除了具有白色地膜功能外還具有很好的控草效應(yīng)，現(xiàn)已成功應(yīng)用于甘蔗、花生、馬鈴薯、棉花、茄果類、瓜類等作物田[29]；黑色地膜是一種含有陽光屏蔽劑（黑色母粒）的地膜，具有很好的保墑和控草效果，現(xiàn)成功應(yīng)用于果樹、生態(tài)林、馬鈴薯、甘薯、花生、蔬菜、棉花等作物田[1015]。目前，白色地膜在玉米田的應(yīng)用已有大量的研究報(bào)道，對(duì)黑色地膜和化學(xué)除草地膜在玉米田的應(yīng)用亦有一定的研究報(bào)道[1621]，但有關(guān)白色地膜在雜草嚴(yán)重發(fā)生或較重發(fā)生玉米田的適宜覆膜方式及化學(xué)除草地膜和黑色地膜不同覆膜方式對(duì)玉米田雜草的綜合效應(yīng)則鮮有報(bào)道。為此，本文開展了化學(xué)除草地膜、黑色地膜和白色地膜在不同覆膜方式下的除草效果及對(duì)玉米出苗、株高、莖粗、株高整齊度、產(chǎn)量性狀、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益影響研究，以期為玉米覆膜栽培提供最佳的覆膜方式，盡可能地發(fā)揮地膜在控草、增產(chǎn)和增收方面的綜合效應(yīng)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在甘肅省平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)科學(xué)院高平試驗(yàn)站（35°17′26.6″N，107°29′43.8″E），該站位于六盤山以東的涇川縣南部旱塬區(qū)，海拔1 360 m，年降水量540 mm，主要降水期集中在7月-9月，年蒸發(fā)量1 466.55 mm，冬季至初夏干燥少雨，屬典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)。試驗(yàn)地地塊平整，地力均勻一致，土層厚度80～100 m，土壤質(zhì)地中壤土，田間持水量24.3%，土壤有機(jī)質(zhì)16.06 g/kg，pH 8.31，前茬作物為玉米；田間雜草發(fā)生密度大（總草密度206.44株/m2）且分布均勻，其優(yōu)勢(shì)種類有藜Chenopodium album L.、狗尾草Setaria viridis （L.） Beauv.、反枝莧Amaranthus retroflexus L.、水棘針Amethystea caerulea L.、刺兒菜Cirsium setosum （Willd.） MB.等。

1.2 試驗(yàn)材料

化學(xué)除草地膜、黑色地膜和白色地膜規(guī)格各有兩種，寬度×厚度分別為120 cm×0.01 mm和75 cm×0.01 mm?；瘜W(xué)除草地膜由廣州甘蔗糖業(yè)研究所廣州施威特經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)公司研制生產(chǎn)；黑色地膜和白色地膜由天水天寶塑業(yè)公司生產(chǎn)。玉米品種為‘先玉335，由美國(guó)先鋒公司育成。電子數(shù)顯卡尺由日本三豐株式會(huì)社生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

化學(xué)除草地膜（chemical weeding mulching film，CWMF）、黑色地膜（black plastic film，BPF）和白色地膜（white plastic film， WPF）分別設(shè)置全膜雙壟溝播（whole field surface mulching and double ridgefurrow planting，WFSMDRP）、半膜壟作（semifilm ridge planting，SRP）和半膜平作（semifilm flat planting，SFP） 3種覆膜方式，共9個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積19.8 m2。其中全膜雙壟溝播覆膜方式[22]：田間寬、窄壟相間排布，壟寬分別為70 cm和40 cm，壟高分別為10 cm和15 cm，壟面用寬度120 cm的地膜全覆蓋，2幅地膜在寬壟中間重疊5 cm，并用田土將重疊處壓實(shí)；半膜壟作覆膜方式：田間起單壟，壟高15 cm，壟寬70 cm，壟間距40 cm，壟面用寬度75 cm的地膜覆蓋，壟兩側(cè)膜面邊緣用田土壓實(shí)，壟與壟之間的地面裸露；半膜平作覆膜方式：田間不起壟，直接用寬度120 cm的地膜覆蓋地面，膜面邊緣用田土壓實(shí)，覆膜帶之間保留40 cm的裸露帶。

于頂凌期（3月11日）依次平整土地、撒施基肥（尿素和磷酸二銨的施入量均為300 kg/hm2）和淺耕耙耱土壤；隨后，按各處理設(shè)計(jì)要求起壟和覆膜；播種期（4月21日），用點(diǎn)播器在膜面上打孔穴點(diǎn)播玉米，其中全膜雙壟溝播和半膜壟作方式分別播種于壟溝內(nèi)和壟肩部，穴距均為27.5 cm，每穴2粒，半膜平作方式每幅膜面上等行距播種3行，穴距28.6 cm，每穴2粒；間苗時(shí)每穴選留1株健壯植株，植株密度66 000株/hm2；玉米大喇叭口期，追施尿素1次，施用量225 kg/hm2，用點(diǎn)播器在玉米植株間打孔點(diǎn)施于土壤內(nèi)；玉米全生育期，各小區(qū)的膜內(nèi)外雜草均不再受人為干預(yù)，讓其自然生長(zhǎng)，裸露帶內(nèi)的雜草及時(shí)人工拔除，其他管理措施同大田。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 除草效果調(diào)查

玉米播后40 d，調(diào)查除草效果，每小區(qū)對(duì)角線3點(diǎn)取樣，樣點(diǎn)面積0.25 m2，各樣點(diǎn)均在覆膜區(qū)域內(nèi)選取，記載樣點(diǎn)內(nèi)各種雜草株數(shù)并稱取鮮重，以全膜雙壟溝播覆蓋白色地膜處理為對(duì)照計(jì)算防效。

1.4.2 玉米出苗調(diào)查

玉米2葉1心期調(diào)查出苗情況，每小區(qū)隔1行調(diào)查1行，共調(diào)查3行，每行連續(xù)10穴，逐穴記載出苗數(shù)。

化學(xué)除草地膜分別以全膜雙壟溝播、半膜壟作和半膜平作方式覆膜時(shí)，玉米單位面積果穗數(shù)以全膜雙壟溝播和半膜平作顯著高于半膜壟作；玉米果穗有效長(zhǎng)度以全膜雙壟溝播極顯著高于半膜平作并顯著高于半膜壟作；玉米穗粗在各覆膜方式間無顯著差異；玉米穗粒數(shù)亦以全膜雙壟溝播最高，顯著高于半膜平作并稍高于半膜壟作；玉米百粒重以全膜雙壟溝播>半膜平作>半膜壟作，在3種覆膜方式間有極顯著差異（表5）。

黑色地膜分別以全膜雙壟溝播、半膜壟作和半膜平作方式覆膜時(shí)，玉米單位面積果穗數(shù)、穗有效長(zhǎng)度和穗粒數(shù)均以全膜雙壟溝播最高，稍高于或顯著高于半膜平作和半膜壟作；果穗粗在各覆膜方式間無顯著差異；百粒重以全膜雙壟溝播和半膜平作的較高，極顯著高于半膜壟作（表5）。

白色地膜分別以全膜雙壟溝播、半膜壟作和半膜平作方式覆膜時(shí)，玉米單位面積果穗數(shù)和果穗粗均在各覆膜方式間無顯著差異；果穗有效長(zhǎng)度以全膜雙壟溝播最高，顯著高于半膜壟作并稍高于半膜平作；穗粒數(shù)和百粒重均以半膜平作>全膜雙壟溝播>半膜壟作，但穗粒數(shù)在各覆膜方式間無顯著差異、百粒重在各覆膜方式間有顯著差異。試驗(yàn)結(jié)果亦表明，不論以何種方式覆膜，化學(xué)除草地膜和黑色地膜覆蓋區(qū)的玉米產(chǎn)量性狀均明顯優(yōu)于覆蓋白色地膜（表5）。

因此，從有效改善玉米主要產(chǎn)量性狀的角度考慮，化學(xué)除草地膜和黑色地膜的最佳覆膜方式均應(yīng)選擇全膜雙壟溝播覆膜，半膜平作次之，半膜壟作較差；白色地膜在雜草嚴(yán)重或較重發(fā)生地區(qū)或田塊應(yīng)盡量避免使用。

2.5 3種地膜的覆膜方式對(duì)玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

效益核算中的相關(guān)參數(shù)依次為：（1）農(nóng)機(jī)費(fèi)：各處理的機(jī)械耕地、耙地和脫粒費(fèi)依次為750、750、1 050元/hm2，機(jī)械覆膜費(fèi)在半膜平作、半膜壟作和全膜雙壟溝播3種覆膜方式中分別為529.5、750、750元/hm2。（2）人工費(fèi)：各處理的施肥（基肥和追肥）、覆膜、播種、間定苗及打叉費(fèi)依次為1 950、300、1 500、1 800、1 800元/hm2，除草費(fèi)在半膜平作、半膜壟作和雙壟溝覆膜3種覆膜方式中分別為405、600和0元/hm2。（3）生產(chǎn)資料費(fèi)：各處理的尿素、磷酸二銨、種子費(fèi)依次為840、900和720元/hm2，化學(xué)除草地膜和黑色地膜成本在半膜平作、半膜壟作、雙壟溝覆膜3種覆膜方式中均依次為1 083.6、984.9、1 575元/hm2，白色地膜成本在半膜平作、半膜壟作、雙壟溝覆膜3種覆膜方式中依次為1 006.20、914.55、1 462.50元/hm2。（4）玉米市場(chǎng)價(jià)格1.70元/kg。

測(cè)定和核算結(jié)果（表6）表明，化學(xué)除草地膜覆膜栽培中，玉米產(chǎn)量和純收益均以全膜雙壟溝播覆膜方式>半膜平作覆膜方式>半膜壟作覆膜方式， 3種覆膜方式間存在極顯著差異，全膜雙壟溝播覆膜較半膜平作和半膜壟作覆膜分別增產(chǎn)9.23%和22.17%，分別增收1 343.46和3 553.13元/hm2；黑色地膜覆膜栽培中，玉米產(chǎn)量和純收益亦均以全膜雙壟溝播覆膜方式>半膜平作覆膜方式>半膜壟作覆膜方式，全膜雙壟溝播顯著高于半膜平作并極顯著高于半膜壟作，全膜雙壟溝播較半膜平作和半膜壟作分別增產(chǎn)5.74%和24.78%，分別增收736.30和3 828.78元/hm2。白色地膜覆膜栽培中，玉米產(chǎn)量和純收益均以半膜平作覆膜方式>全膜雙壟溝播覆膜方式>半膜壟作覆膜方式，半膜平作顯著高于全膜雙壟溝播并極顯著高于半膜壟作，半膜平作較全膜雙壟溝播和半膜壟作分別增產(chǎn)5.44%和11.16%，分別增收1 079.64和1 897.46元/hm2，但以全膜雙壟溝播、半膜平作和半膜壟作覆膜方式覆膜的玉米產(chǎn)量和純收入均極顯著低于覆蓋化學(xué)除草地膜和覆蓋黑色地膜，較相應(yīng)覆膜方式覆蓋化學(xué)除草地膜分別減產(chǎn)23.87%、12.32%和11.78%，分別減少純收入4 547.88、2 124.78和1 812.57元/hm2，較相應(yīng)覆膜方式覆蓋黑色地膜分別減產(chǎn)22.71%、13.84%和8.53%，分別減少純收入4 254.88、2 438.94和1 243.92元/hm2。

可見，為了充分發(fā)揮化學(xué)除草地膜和黑色地膜的增產(chǎn)增收效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)量及其經(jīng)濟(jì)效益的最大化，生產(chǎn)上應(yīng)將化學(xué)除草地膜和黑色地膜的覆膜方式選擇為全膜雙壟溝播，盡量避免選用半膜平作特別是半膜壟作方式；白色地膜以各種方式覆膜，均可引起玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的明顯降低，甚至入不敷出，在雜草發(fā)生較重的地區(qū)或田塊應(yīng)盡量避免應(yīng)用白色地膜。

3 結(jié)論與討論

覆膜栽培技術(shù)的增產(chǎn)增收效果是由其相應(yīng)覆膜方式的集水效應(yīng)與地膜的保墑、增溫、控草效應(yīng)綜合作用的結(jié)果。覆膜后適宜的土壤理化性狀、充足的土壤溫濕度及良好的外界環(huán)境是確?；瘜W(xué)除草地膜中除草劑成分充分釋放和有效利用的前提條件，而特定的地膜種類及其覆膜方式對(duì)自然降水的有效匯集與滲入、對(duì)土壤水分的有效保持、對(duì)土壤溫度的明顯提高、對(duì)田間雜草的有效控制是最大限度提高作物產(chǎn)量、增加經(jīng)濟(jì)收益的基礎(chǔ)條件。

前人對(duì)化學(xué)除草地膜、黑色地膜和白色地膜在不同覆膜方式下的控草效應(yīng)缺乏研究。本研究結(jié)果顯示，化學(xué)除草地膜和黑色地膜以各種方式覆膜對(duì)玉米田雜草均有較徹底的防除作用，其原因是化學(xué)除草地膜中含有的除草劑成分在各種覆膜方式下均能夠有效溶解到膜面水滴中并隨水滴跌落到地面，在地面上形成一層藥膜，從而起到較好的封閉除草作用[24]；黑色地膜含有黑色母質(zhì)，透光性差，不論以何種方式覆膜，膜下雜草均因光照不足而受到嚴(yán)重抑制，甚至不能出苗[16，25]，從而達(dá)到有效控制雜草之目的。白色地膜以半膜壟作和半膜平作方式覆膜，對(duì)闊葉雜草有一定的控制作用，株防效分別為63.46%和34.84%，鮮重防效均超過80%，但對(duì)禾本科雜草作用微弱或無效，而以全膜雙壟溝播方式覆膜可引起雜草大量發(fā)生和嚴(yán)重危害，其原因主要是半膜平作和半膜壟作方式覆蓋下，自然降水利用率較低，膜面因拉力較大而與地面緊貼，從而使得膜下空間狹小、溫度較高、濕度較小，闊葉雜草對(duì)該環(huán)境適應(yīng)性較差，不利其出苗和生長(zhǎng)，禾本科雜草對(duì)該環(huán)境適應(yīng)性較好，對(duì)其出苗和生長(zhǎng)影響不大；而在全膜雙壟溝播方式覆蓋下，自然降水的利用率高[26]，膜面與地面接觸不夠緊密，且在壟溝處常留有較大間隙，從而使得膜下空間較充足、溫度較高、濕度較大，對(duì)各類雜草的生長(zhǎng)發(fā)育十分有利。

國(guó)內(nèi)對(duì)化學(xué)除草地膜和黑色地膜在不同覆膜方式下的增產(chǎn)、增收效應(yīng)鮮有研究，本試驗(yàn)得出，化學(xué)除草地膜和黑色地膜均以全膜雙壟溝播方式覆膜最為理想，與半膜平作和半膜壟作覆膜方式比較，可明顯改善玉米主要農(nóng)藝性狀，顯著提高玉米產(chǎn)量及效益，化學(xué)除草地膜全膜雙壟溝播覆膜較半膜平作、半膜壟作覆膜分別增產(chǎn)9.23%和22.17%，分別增加純收入1 343.46和3 553.13元/hm2，黑色地膜全膜雙壟溝播覆膜較半膜平作、半膜壟作覆膜分別增產(chǎn)5.74%和24.78%，分別增加純收入736.30和3 828.78元/hm2，其原因主要是因?yàn)橐匀るp壟溝播方式覆蓋化學(xué)除草地膜和黑色地膜，不但可持續(xù)有效地控制雜草的發(fā)生與危害，而且對(duì)自然降水具有富集疊加和高效利用的效應(yīng)，能將大面積接納的降水集中滲入到玉米根系分布區(qū)[27]，為玉米正常生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造了十分有利的環(huán)境條件。本試驗(yàn)顯示，白色地膜各覆膜方式下的玉米主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益均明顯低于以相同覆膜方式覆蓋化學(xué)除草地膜和覆蓋黑色地膜，玉米產(chǎn)量及純收益以半膜平作>全膜雙壟溝播>半膜壟作，這與郭滿平等[28]、高玉紅等[29]、李尚中等[30]的研究結(jié)果不一致，其原因與試驗(yàn)田中雜草發(fā)生基數(shù)不同有關(guān)，上述學(xué)者的研究是在田間雜草發(fā)生基數(shù)較小、草害不足以明顯影響玉米生長(zhǎng)發(fā)育的條件下進(jìn)行的，全膜雙壟溝播較其他覆膜方式在集水、保墑等方面占明顯優(yōu)勢(shì)，使之有顯著的增產(chǎn)、增收效應(yīng)；而本研究是在雜草發(fā)生基數(shù)大、草害嚴(yán)重的條件下進(jìn)行的，全膜雙壟溝播較其他覆膜方式更有利于雜草的迅速生長(zhǎng)，從而加重了對(duì)膜面的破壞程度，降低了集水、保墑效果，加大了土壤水分、養(yǎng)分的無效耗損，因而顯著削弱了該覆膜方式應(yīng)有的增產(chǎn)、增收效應(yīng)，引起玉米減產(chǎn)和減收[31]。

因此，在雜草嚴(yán)重或較重發(fā)生的地區(qū)，為了有效控制草害、明顯改善玉米農(nóng)藝性狀、顯著提高玉米產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，化學(xué)除草地膜和黑色地膜均應(yīng)采取全膜雙壟溝播方式覆膜；白色地膜以半膜平作和半膜壟作方式覆膜雖有一定的控草效果，但各覆膜方式均可引起玉米明顯減產(chǎn)和減收。

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（責(zé)任編輯：田 喆）