半干旱區玉米全膜雙壟一體化播種技術研究

牛芬菊 張雷 李小燕

摘要 ? ?本文在全膜雙壟溝播生產過程中，通過農機與農藝結合，推廣應用全膜雙壟一體化播種技術，研究該技術對玉米生長及產量的影響。結果表明，全膜雙壟溝播一體化播種技術的玉米壟形規范，播種深淺一致，出苗整齊;且集雨效果好，各生育期0～100 cm土壤含水量相對較高，玉米的主要農藝性狀和經濟性狀有所提高。玉米產量最高達9 545.45 kg/hm2，較全膜雙壟溝播秋覆膜增收3 305.45元/hm2、較全膜雙壟溝播頂凌覆膜增收4 658.25元/hm2，且該技術減少了全膜雙壟溝播技術的作業工序，便于實現規?；N植。

關鍵詞 ? ?玉米;全膜雙壟一體化播種技術;性狀;產量;半干旱區

中圖分類號 ? ?S513 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）21-0012-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

全膜雙壟溝播技術是我國旱作農業上的一項創新技術，該技術集膜面集雨、覆蓋抑蒸與壟溝種植為一體，實現了集雨、保墑、抗旱、增產的效果[1]。這一技術的成功應用給甘肅乃至全國干旱半干旱地區旱作農業發展提供了技術支撐，對促進農民增收、保證全省糧食安全起到了極大的促進作用。但多年來，該技術的應用主要依靠半機械化完成，作業質量難以保證。針對這一現狀，采取農機與農藝結合的措施，研究出了與小四輪拖拉機配套的全膜雙壟集雨溝播一體機，能夠一次性完成旋耕、起壟、施肥、覆膜、噴藥和播種等工序。

本文研究了全膜雙壟一體化播種技術對玉米生長的影響，以期為實現玉米規?；N植以及該技術的大面積推廣應用提供技術參考?，F將試驗結果總結如下。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗地概況

試驗于2016—2018年連續3年在榆中縣石頭溝旱作農業示范點進行。該地區≥10 ℃有效積溫為2 179 ℃，≥0 ℃積溫為3 044 ℃，海拔為1 970 m，年降雨量為350 mm左右，無霜期平均為139 d，農作物生長期為200 d。土壤類型為黑壚土川臺麻土，屬甘肅省中部地區典型的旱作農業區。試驗地土壤為黃麻土，前茬作物為玉米，產量為9 200 kg/hm2，耕層土壤含有機質1.36%、速效鉀98.5 mg/kg、速效磷32.4 mg/kg、全氮0.105%。

1.2 ? ?試驗材料

參試作物為玉米，品種為登義2號。供試地膜為蘭州金土地塑料制品有限公司生產的0.01 mm聚乙烯吹塑農用地膜。

1.3 ? ?試驗設計

試驗共設4個處理。對照（CK）：常規半膜覆蓋栽培，即前茬收獲后耕耱，不起壟，露地休閑;翌年半膜覆蓋，寬窄行栽培，穴播，窄行距40 cm、寬行距70 cm。處理A：全膜雙壟溝播頂凌覆膜栽培，即前茬收獲后整地，露地休閑;翌年3月上中旬地起壟鋪膜，全膜覆蓋，大壟寬70 cm、壟高10 cm，小壟寬40 cm、壟高15 cm，壟溝內穴播點種。處理B：全膜雙壟溝播秋覆膜栽培，即前茬收獲后耕耱，11月中上旬起壟鋪膜，全膜覆蓋，大壟寬70 cm、壟高10 cm，小壟寬40 cm、壟高15 cm;翌年壟溝內穴播點種。處理C：全膜雙壟一體化播種栽培，即在上年全膜雙壟溝播玉米收獲后，保護好地膜;翌年播種時，用廢膜撿拾機一邊清理地膜，一邊用旋耕起壟鋪膜播種機一次性完成旋耕、施肥、起壟、噴藥、覆膜、播種等作業。采用大區設計，3次重復，隨機排列，每處理面積為300 m2左右。

1.4 ? ?試驗實施

玉米于4月中旬播種，各處理種植密度為52 500株/hm2，按“品”字形種植。在整地、起壟、覆膜時，一次性施入尿素150 kg/hm2、沃夫特緩控釋肥900 kg/hm2，其他田間管理措施均相同。

1.5 ? ?測定內容及方法

1.5.1 ? ?土壤含水量測定。采用烘干法，在玉米主要生育時期0～100 cm土層測定土壤含水量，以20 cm為單位取土，在2株作物之間取樣。所取土樣在105～110 ℃烘箱中烘6～8 h至恒重后稱重。

土壤含水量（%）=[濕土重（W1）-干土重（W）]×100/干土重（W）

1.5.2 ? ?葉面積測定。觀察其展開葉片數及未展開葉片數，測量各展開葉片的長（從葉片基部到葉尖的距離）與寬（為葉片最寬處的距離），然后按照公式S=L×W×0.75（L為葉長，W為葉寬，S為葉面積）計算各葉片面積。在大喇叭口期前每次測量5株，大喇叭口期后每次測量3株。

葉面積指數=單株平均綠葉面積（m2）×密度（株/hm2）

÷10 000（m2）

1.5.3 ? ?干物質測定。在玉米整個生育期間按生育時期分別取樣。將各器官按莖、葉、鞘、雄穗、苞葉、籽粒、穗軸分開，于烘箱中105 ℃條件下殺青30 min，然后于85 ℃烘干至恒重后稱重。

1.5.4 ? ?產量及經濟性狀測定。玉米成熟收獲時，每小區在中間2行中隨機選取10株，用以考察玉米相關經濟性狀。按小區全區收獲進行測產。

2 ? ?結果與分析

2.1 ? ?降雨對區域內玉米生長的影響

圖1為試驗區內2016—2018年玉米播種至收獲期間的降雨情況。2016年玉米生育期內降雨218.4 mm，較常年降雨偏少33.54%。玉米苗期及拔節前期水分充足，中期6—7月高溫干旱，使玉米提前成熟，玉米減產;2017年降雨316.0 mm，與常年同期328.6 mm基本持平，但在7月玉米抽雄吐絲的生育時期遇高溫干旱，玉米產量受到一定的影響;2018年降雨584.7 mm，較常年偏多256.1 mm，偏多77.94%，玉米生長旺盛，產量達近年來最高。

2.2 ? ?全膜雙壟一體化播種對土壤含水量變化的影響

覆膜能增強土壤的保水、蓄水能力，特別是全膜能最大限度地將自然降水蓄積并保存于土壤之中，有效地促進了土壤-作物水分的良性循環，解決了干旱地區玉米生育期降水不均的問題[1]。從圖2可以看出，各個時期的土壤含水量均表現為全膜雙壟溝播栽培大于對照常規半膜栽培（CK）[2]，特別是從播種至苗期土壤含水量均高于對照常規半膜栽培（CK），全膜雙壟溝播起到很好的集雨保墑作用。玉米拔節期至灌漿中期是玉米一生中需水較多的時期，也是玉米的需水關鍵期[3]，降雨可補充玉米生長時的需求。從圖2可以看出，拔節前土壤含水量處理B>處理C>處理A>CK，拔節期后各處理的平均含水量表現為處理C>處理B>處理A>CK。由此可見，全膜雙壟一體化播種在玉米拔節期過后隨降雨增加，土壤含水量相對較高，為玉米豐產奠定了堅實基礎。

2.3 ? ?膜雙壟一體化播種對玉米葉面積動態變化的影響

葉面積是作物生長狀況的重要指標，反映了光合有效面積的大小和光能截獲量的多少，從而影響干物質積累和最終產量[3]。從圖3可以看出，在抽雄后各處理葉面積均達到最大，成熟時葉片基本干枯，全生育期均呈單峰曲線變化。全膜雙壟溝播3個處理玉米的葉面積在各生育時期都較對照常規半膜栽培（CK）增長快，3個處理的葉面積相差不大，說明全膜雙壟溝播促進了玉米的生長。玉米大喇叭口期前葉面積表現為處理B>處理C>處理A>CK，在抽雄期至灌漿中期各處理葉面積表現為處理C>處理B>處理A>CK。由此可見，全膜雙壟一體化播種長勢較其他處理好，各處理葉面積與產量成顯著的正相關。

2.4 ? ?全膜雙壟一體化播種對玉米單株干物質的影響

玉米干物質是判定其生長狀況好壞的重要依據，它與經濟產量有密切關系[4]。從圖4可以看出，在大喇叭口期前干物質積累比較緩慢，大喇叭口期至灌漿期為快速增長階段。隨著灌漿期的推進、玉米植株的逐漸衰老和環境條件的改變，單株干物質積累逐漸緩慢。在各生育時期全膜雙壟溝播3個處理玉米的干物質量均高于對照常規半膜（CK），全膜雙壟溝播的各處理中，處理C的干物質積累量在各個生育時期均最高，表現為處理C>處理B>處理A;在灌漿中期的干物質積累量處理C較處理B高3.38 g，較處理A高18.61 g，較處理CK高140.54 g;成熟期處理C的干物質積累量較處理B高11.43 g，較處理A高47.88 g，較CK高215.38 g。

2.5 ? ?全膜雙壟一體化播種對玉米產量及其構成因子的影響

3年的主要農藝性狀和主要經濟性狀（表1、表2）的結果表明，全膜雙壟一體化播種（處理C）主要性狀稍優于全膜雙壟溝播秋覆膜（處理B）且好于全膜雙壟溝播頂凌覆膜（處理A）和對照常規半膜栽培（CK），其中處理C較處理B、A、CK雙穗率分別增加0.02、0.35、0.69個百分點，空稈率分別降低-0.02、3.56、12.39個百分點，穗粒數分別增加0.17%、1.69%、7.59%，百粒重分別增加0.28、2.34、4.13 g。處理C出苗最整齊，處理B和處理A的出苗整齊度一般，CK不整齊。全膜雙壟一體化播種玉米的出苗整齊，主要農藝性狀和經濟性狀有所改善。

3年玉米產量平均測產結果（表3）分析可知，全膜雙壟一體化播種（處理C）為9 545.45 kg/hm2，較全膜雙壟溝播秋覆膜（處理B）增產4.54 kg/hm2、增幅0.047%，增產不顯著，較全膜雙壟溝播頂凌覆膜（處理A）增產754.54 kg/hm2、增幅8.58%（增產顯著），較CK增產3 913.63 kg/hm2、增幅69.49%。全膜雙壟溝播秋覆膜（處理B）較對照常規半膜栽培（CK）增產69.41%、較全膜雙壟溝播頂凌覆膜（處理A）增產8.53%，全膜雙壟溝播頂凌覆膜（處理A）較對照常規半膜栽培（CK）增產56.09%。

2.6 ? ?全膜雙壟一體化播種對玉米經濟效益的影響

全膜雙壟溝播栽培3個處理中，處理C與處理B和處理A相比在其他投入不變的情況下，只減少了機械整地和播種用工成本3 300元/hm2;CK地膜投入減少720元/hm2，但中耕除草增加1 500元/hm2，總投入增加780元/hm2。按現行玉米市場價格1.8元/kg計算，處理C較處理B增加收益3 305.45元/hm2、較處理A增收4 658.25元/hm2，全膜雙壟溝播的3個處理較對照常規半膜栽培（CK）增收6 466.65～7 824.90元/hm2。

3 ? ?結論與討論

試驗結果表明，從玉米全生育期不同處理0～100 cm的平均土壤含水量來看，各個時期的含水量均表現為全膜栽培大于半膜栽培，這與王喜慶等[5]、李來祥等[6]、馬淑珍等[7]的研究結果一致。全膜雙壟溝播3個處理中，全膜雙壟一體化播種處理由于壟形規范，玉米播種深淺一致、出苗整齊、集雨效果好，在玉米拔節至灌漿期土壤含水量一直保持相對較高水平，為玉米健康生長奠定堅實的基礎。

各處理葉面積、干物質量與產量均成顯著的正相關，隨著葉面積的增大、干物質的增加，玉米產量也呈現增加的趨勢。這與蔡承智等[8]的研究結果一致。

全膜雙壟溝播較對照常規半膜栽培增加了株高、穗位高、莖粗、穗長、穗粗、穗粒數、雙穗數和百粒重，同時減少了禿尖。在全膜雙壟溝播條件下，全膜雙壟一體化播種優于全膜雙壟溝播秋覆膜，全膜雙壟溝播秋覆膜優于全膜雙壟溝播頂凌覆膜。

試驗中，全膜雙壟溝播的3個處理玉米產量較對照常規半膜栽培增產幅度達到56.09%～69.49%，增產效果顯著。全膜雙壟溝播的3個處理以全膜雙壟一體化播種產量最高，達9 545.45 kg/hm2，較全膜雙壟溝播秋覆膜處理增產0.047%，兩者幾乎沒有差異;較全膜雙壟溝播頂凌覆膜栽培處理增產8.53%、較對照常規半膜栽培處理增產69.49%。全膜雙壟溝播較對照常規半膜增產56.09%～69.49%。經濟效益分析結果顯示，全膜雙壟一體化播種較全膜雙壟溝播秋覆膜增收3 305.45元/hm2、較全膜雙壟溝播頂凌覆膜增收4 658.25元/hm2，全膜雙壟溝播的3個處理較對照常規半膜栽培增收6 466.65～7 824.90元/hm2。

綜上所述，全膜雙壟一體化播種可以一次性完成施肥、整地、起壟覆膜、播種等工序，結合廢膜撿拾機聯合作業，提高了作業效率，減輕了勞動強度，節約了生產成本，省工省時;全膜雙壟一體化播種作業壟形規范、播種均勻一致、出苗整齊，為玉米穩產、增產奠定了基礎;同時地膜周年覆蓋可以保護地表，減少水分流失，最大限度保蓄天然降雨，改變了生態環境。在半干旱區應用全膜雙壟一體化播種技術，可以實現規?；a，對推動玉米全膜雙壟溝播技術穩步發展起到積極作用。

4 ? ?參考文獻

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[2] 洪曉強.渭北旱塬春玉米農田土壤水分狀況及水分平衡試驗[J].干旱地區農業研究，1996（3）：31-35.

[3] 王玲，謝德體，劉海隆，等.玉米葉面積指數的普適增長模型[J].西南農業大學學報，2004，26（3）：303-306.

[4] 陳傳永，趙明，董志強，等.多雨年寒地覆膜對玉米干物質積累與分配及產量的影響[J].玉米科學，2007，15（1）：88-91.

[5] 馬淑珍，王生菊，陳娟娟，等.旱地覆膜方式對土壤水熱效應及玉米的影響[J].甘肅農業科技，2008，6（6）：20-24.

[6] 趙武云，戴飛，楊杰，等.玉米全膜雙壟溝直插式精量穴播機設計與試驗[J].農業機械學報，2013，44（11）：91-97.

[7] 侯玉虹，尹光華，劉作新，等.土壤含水量對玉米出苗率及苗期生長的影響[J].安徽農學通報，2007，13（1）：70-73.

[8] 蔡承智.不同地表處理下坡地土壤溫度變化對玉米產量的影響[J].耕作與栽培，2001（6）：41-43.