覆蓋滲水地膜對旱作大豆田土壤水熱效應、酶活性及產量的影響

陜北地區位于黃土高原的中心地帶，屬于典型的旱作雨養農業區，是陜西省重要的大豆生產基地，種植面積和年產量分別占全省總量的55.2% 和 59.0%^[1] ，發展陜北大豆對促進全省大豆產業高質量發展具有重要意義。春播階段常發性的低溫干旱和生長季內降水資源供應不足，是該地區目前大豆生產中面臨的主要問題。因此，優化和改進現階段的生產栽培方式，有效協調大豆生長發育與土壤水熱環境之間的關系，是該地區大豆實現穩產增產的首要目標。

覆膜栽培技術因其對土壤良好的增溫保作用和穩定可靠的增產效能，已成為旱作區作物生產中不可或缺的重要技術手段之一[2]。諸多研究證實，覆蓋地膜可有效緩解旱作區春季低溫對作物的危害[3]，提高農田對自然降雨的捕獲量[4]，降低農田水分的無效蒸發5，從而實現降水資源的跨季節利用，提高作物的產量和降水利用率[]]然而，在干旱半干旱地區，降雨資源多以小于10mm 的小雨為主，在特定年份內其占總降雨次數和總降水量可達 88.17% 和 47.51%^[7] ，生產中PE地膜的物理阻隔作用[8]，無法將這部分降雨資源有效蓄集于土壤中而加以利用。基于此，姚建民等[9-10]在PE地膜的基礎上，采用化學加機械的方法成功研制了滲水地膜，其獨特的單向滲水特性使得小雨資源也能夠被有效利用。研究表明[1-12]，與PE地膜相比，滲水地膜具有明顯的增溫和保水作用，并且顯著提高作物產量和水分利用效率。近年來，為有效解決地膜殘留對農田的環境危害[13-14]，該團隊在滲水地膜的基礎之上，又研發出了生物降解滲水地膜，并在旱地谷子[15]、高梁[16]等作物上取得了良好的增產效果，有效促進了旱地農業綠色生產技術的發展。目前，滲水地膜應用效果的研究在不同作物中均有報道，但大多數主要以單一年份的田間試驗為主[11，17]，關于旱作區春大豆田中連續多年的應用研究鮮有報道，對于生物降解滲水地膜的田間應用效果也還有待于進一步的驗證。因此，本研究通過連續2a在旱作大豆田覆蓋3種不同類型地膜，比較研究不同覆膜類型對土壤水熱效應、酶活性、產量的影響，綜合評價滲水地膜的田間應用效果和增產潛力，以期為構建陜北地區大豆高產栽培技術體系提供科學依據。

1材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于 2020-2021 年在延安市農業科學研究院試驗基地 （36^°19^′20^′′N，109^°18^′10^′′E） 進行。該試驗地位于陜西省延安市中部，屬于黃土高原丘陵溝壑區，半濕潤內陸性季風氣候，平均海拔1018m ，年日照時數 2478.7h ，年平均氣溫8.6^°C ，無霜期130d左右，年均降水量約526.3mm ，土壤類型為黃綿土，耕層 （0～40cm） 土壤基本理化性質分別為土壤體積質量 1.38g?cm^-3 ，速效氮 20.7mg?kg^-1 ，速效磷 11.7mg?kg^-1 ，速效鉀 122.2mg?kg^-1 ，全氮 0.6g?kg^-1 ，有機質 8.6g?kg^-1 ，土壤 pH 為8.4。2020和2021年試驗期內（5一10月）總降水量分別為462.4mm 和 403.3mm ，月降水量和氣溫變化如圖1所示。

1. 2 試驗設計

根據地膜類型設3個試驗處理，分別為：T1（PPC生物降解滲水地膜，膜厚 0. 007mm ），T2（普通滲水地膜，膜厚 0.01mm ）， T3 （PE地膜，膜厚 0.008mm ），以CK（裸地不覆膜）為對照，PPC生物降解滲水地膜和普通滲水地膜由山西微通滲水膜生物科技有限公司提供，PE地膜購自延安市農資市場。田間試驗小區完全隨機區組排列，3次重復，小區面積為 30m²（6m×5m） ，小區內覆4個地膜帶，膜寬均為 80cm ，帶間距 60cm ，每年播種前人工整平地面后覆膜，地膜一年一換。每年4月中旬結合旋耕整地時，將尿素150kg?hm^-2 、磷酸二銨 300kg?hm^-2 、硫酸鉀45kg?hm^-2 一次性施人試驗地。參試大豆品種為‘冀豆17，分別于2020-05-05和2021-05-03人工點播，大豆種植行距 0.5m ，株距 0.12m ，密度為16.6萬株·hm^-2 ，于2020-10-03 和 2021-10-02收獲，試驗期內視田間情況進行人工除草和病蟲害的防治，其他管理同一般大田。

1.3 測定指標與計算方法

1.3.1土壤水分土壤含水量：采用經典烘干法測定土壤質量含水量。測定深度： 0～20cm ，每10cm 為一層， 20～100cm 每 20cm 為一層，共6個土層；測定時間：大豆播種后每隔10d測定一次耕層 （0～40cm） 土壤水分，同時在2個試驗年份的大豆播種前（5月3日、5月1日）、苗期（5月25日、5月23日）、開花期（7月15日）鼓粒期（8月16日、8月29日）、成熟期（9月29日、9月26日）測定 0～100cm 土壤水分，若數據測定期遇下雨天氣時，測定時間進行適當推遲。

土壤貯水量：

式中，SWS為土壤貯水量（ mm） ： h 為土層厚度 （cm）;a 為土壤體積質量 （g?cm^-3 ）， θ 為土壤質量含水量， 0～40cm 土層的土壤體積質量分別為 1.12，1.44，1.58g?cm^-3 ， 40～100cm 土層平均土壤體積質量為 1.60g?cm^-3 。

作物階段耗水量： ET=P+SWt₁-SWt₂

式中，P為 t₁ 至 t₂ 時間段的降水量 （mm） ，SWt₁Ω，SWt₂ 分別為階段初期和階段末期的土壤貯水量（ ：mm） °

耗水系數： CP= 各生育階段耗水量/作物全生育期耗水量

1.3.2土壤溫度在大豆行中間膜上插入曲管地溫計（5支一組）觀測土壤溫度。測定深度為5～25cm ，每 5cm 為一土層；測定時間與耕層土壤水分的測定時間一致。

1.3.3土壤酶活性在大豆開花期采集各小區的土樣，取樣土層為 0～10cm，10～20cm，20～ 40cm ，每小區取3個樣點，充分混合后帶回實驗室晾曬陰干，然后測定土壤酶活性。脲酶采用苯酚鈉一次氯酸鈉比色法，過氧化氫酶采用高錳酸鉀（濃度為 0.1mol?L^-1 滴定法，堿性磷酸酶采用磷酸苯二鈉法，蔗糖酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定。

1.3.4室內考種大豆收獲前，按小區選擇長勢均勻的大豆行，連續取10株大豆植株，帶回室內進行考種，分別測定大豆株高、單株有效分枝數、單株有效莢數、單株粒數、單株粒質量、百粒質量。1.3.5產量和水分利用效率大豆成熟后按小區進行人工收獲，然后用小區脫粒機進行脫粒，晾曬后稱量計產（籽粒含水量 13% ）。

水分利用效率： WUE=Y/ET

式中：Y為作物籽粒產量 （kg?hm^-2 ），ET為整個生育期內的耗水量 ：mm ）°

1.4 數據統計分析

利用MicrosoftWPS2016進行數據整理與制表，用SPSS19.0對數據進行方差分析，以最小顯著差數（LSD）進行多重比較與顯著性檢驗1 ?P=0.05） ，用主成分分析法對相關指標進行綜合分析，采用Sigmaplot12.0進行繪圖。

2 結果與分析

2.1不同覆膜類型對旱作大豆田土壤水分的影響

2.1.1全生育期耕層土壤平均含水量動態變化

地膜覆蓋能夠顯著提高耕層土壤水分含量，不同覆膜處理平均含水量變化與大豆生育進程和自然降雨季節分布關系密切（圖2）。播種期至苗期，耕層土壤含水量逐漸降低，覆膜處理較CK平均含水量2a分別提高 4.99%～16 ： 40% 和9.35%～15.38% ，處理間表現為 T2gt;T1gt;T3 ，T2處理顯著高于CK，而T1、T3處理間差異不顯著；隨著降水量的增加，苗期至鼓粒期耕層土壤含水量有增有減，T2處理的平均含水量最高，較CK顯著提高 7.02%～17.98% ，尤其是在降雨較少的2021年保效果突出，T1與T3處理相比，年均含水量有所下降，且在開花期至鼓粒期減少4.68%～10.06% ，說明大豆旺盛生長期田間保效果 T2gt;T3gt;T1 ;鼓粒期至成熟期，各處理間土壤含水量的差異有所減小，這主要與試區9月份降雨頻繁有關，其中處理T1與CK差異最小。以上表明，大豆全生育期內T2處理對耕層的保效果最佳，T3處理次之，T1處理生育前期較好而中后期有所減弱。

2.1.2關鍵生育期 0～100cm 土層貯水量變化

覆蓋地膜能夠減少土壤水分無效蒸發，提高田間水分貯存量，不同覆膜處理在大豆各生育時期的貯水能力有一定差異（圖3）。 0～40cm 土層中，大豆苗期和開花期T1、T2處理貯水量較多，T2處理顯著高于CK；鼓粒期和成熟期T2、T3處理貯水量較多，T1和CK處理差異不顯著，各生育期平均貯水量T1、T2、T3處理分別較CK增加了 3.24%～4.55%.8.05%～10.27%.4.55%～ 8.19% 。說明T2處理的保水能力更強，T1處理的貯水能力在生育前期強，中后期逐漸減弱。40～100cm 土層中，除鼓粒期的貯水量有所下降外，其他生育時期均是T2處理最高，較CK各生育期平均貯水量提高 6.06%～8.45% ，可能是由于滲水地膜后在大豆需水旺盛的鼓粒期調動了更多深層土壤水分，以滿足自身的生長需求；T1和T3處理各生育時期的貯水量相比，苗期至鼓粒期T1處理較高，成熟期T3處理較高，但全生育期內處理間差異不顯著。

2.1.3不同生育階段土壤耗水量和耗水系數差異不同覆膜處理在大豆各生育階段的耗水量及耗水比例有一定差異（表1）。地膜覆蓋降低大豆播種至苗期的土壤耗水量，2a較CK平均減少31.53%～37.50% ，其中T2處理降幅最大，達到46.25%～62.48% ，與CK處理間差異顯著；隨著大豆生育進程的加快和對水分需求的增加，苗期至鼓粒期土壤耗水量大幅提高，占全生育期耗水總量的 78.41%～91.31% ，處理間年均耗水量T2gt;T1gt;T3gt;CK ，其中開花期至鼓粒期T2處理分別較T1、T3處理顯著提高 5. 05%～ 12.19%.5.66%～11.08% ；成熟期階段土壤耗水量有所減少，其中CK耗水量最大，T1處理次之，T2處理分別較CK、T1處理顯著下降了64.53%～71.26%.64.79%～68.48% ，T1、CK處理間差異不顯著。縱觀全生育期總耗水量，除2021年T1處理略高于CK外，試驗期內覆膜處理均降低土壤的耗水量，且在2020年達顯著水平，T2處理的耗水量最少，T3次之。綜上可見，與其他類型地膜相比，普通滲水地膜能夠降低大豆生育前期和后期的土壤水分消耗，提高大豆旺盛生長期的耗水量和耗水比例，更能滿足大豆生長期內對水分的需求。

2.2不同覆膜類型對旱作大豆田土壤溫度的影響

2.2.1全生育期 5～25cm 土壤平均溫度動態變化地膜覆蓋在大豆全生育期內有明顯的增溫效應，不同覆膜處理對 5～25cm 土層的增溫效果年際間有差異（圖4）。可以看出，各處理間土壤溫度的差異隨著大豆生育進程的推進而呈現出逐漸縮小的趨勢，2020年和2021年處理間的差異主要集中在大豆成熟期階段（9月15日）和鼓粒前期（8月9日）之前，覆膜處理較CK平均土壤溫度分別提高 和 ，其中T2處理的增幅最大，與CK處理間差異顯著，T1處理略高于T3處理。而在土壤溫度差異逐漸減小的其他生育階段，覆膜處理年際間土壤溫度均表現為 T2gt;T3gt;T1 ，年平均溫度分別較CK處理提高 1.17^°C.0.66^°C.0.25^°C 。以上說明，T2處理在大豆全生育期內的增溫作用優于其他地膜處理，T1和T3處理在生育前期保溫效果差異不大，但中后期T1處理的保溫作用有明顯下降。

2.2.2不同生育階段 5～25cm 土層平均溫度變化大豆全生育期內各處理 5～25cm 的土壤溫度均隨土層深度的增加而呈逐漸下降的趨勢（圖5）。不同生育階段中，苗期至開花期覆膜處理與CK的土壤溫度差異最大，說明覆蓋地膜的增溫作用主要表現在大豆開花期之前，生育前期較高的地溫有利于促進大豆的生長發育。比較不同處理各土層溫度發現，覆膜處理明顯提高苗期至開花期 5～25cm 的土層溫度，且各處理在每一土層中均表現為 T2gt;T1gt;T3，T2 處理較CK各土層平均溫度顯著增加了 2.07^°C～2.38^°C，T1 和T3處理間差異不顯著；開花期至鼓粒期覆膜處理。

在 10cm 以上土層增溫作用較明顯，且各土層溫度均為 T2gt;T3gt;T1，5～10cm 王層平均土壤溫度覆膜處理較CK增加了 T3處理顯著高于CK，T1處理與CK相比，僅在2021年 5～10cm 土層有顯著差異；鼓粒期至成熟期，隨著秋雨增多氣溫下降，各土層溫度均有不同程度的下降，處理間各土層溫度仍為 T2gt;T3 gt;T1gt;CK ，T2處理與CK差異顯著，T1和T3處理間差異不顯著。

2.3不同覆膜類型對大豆田土壤酶活性的影響

地膜覆蓋提高大豆開花期土壤蔗糖酶和堿性磷酸酶活性（表2）。 0～40cm 土層，覆膜處理較CK平均蔗糖酶活性提高 1.98%～11.82% ，其中T2處理的增幅最大，分別較T1和T3處理顯著提高 5.13%～5.77% 和 6.80%～6.96%， T1、T3處理間差異不顯著；與蔗糖酶活性變化相似，堿性磷酸酶活性也是T2處理最高，較之CK顯著提高 5.41%～6.03% ，覆膜處理間沒有顯著差異，T1、T3處理堿性磷酸酶活性高于CK，且在2021年達顯著差異水平。

地膜覆蓋降低大豆開花期王壤脲酶和過氧化氫酶活性（表2）。 0～40cm 土層，覆膜處理脲酶活性下降了 0.53%～3.50% ，2020年T2處理降幅最小，分別較T1、T3處理脲酶活性提高1.31%.1.42% ，2021年T3處理降幅最小，T2、T3處理間差異不顯著；覆膜處理過氧化氫酶活性較CK顯著下降 1.69%～5.47%，2020 年T2處理分別較T1、T3處理顯著提高 1.75% 、 2.65% T1、T3處理間差異不顯著，2021年覆膜處理間過氧化氫酶活性均沒有顯著差異。

2.4不同覆膜類型對旱作大豆產量和水分利用效率的影響

2個試驗年份內，地膜覆蓋處理表現出顯著的增產和提高水分利用效率的作用（圖6）。產量方面，T1、T2、T3處理分別較CK顯著增產11.99%～16 ： 09% 、17. 36%～19 ： 31% 、12.66%～13.28% ，其中T2較T3處理顯著提高4.17%～5.32% ， T1 、T3處理在2020年達顯著差異水平。水分利用效率方面，T1、T2、T3處理分別較CK顯著提高11. 33%～19 二 91% 、24.03%～25.07%.14.68%～18.43%，T2 處理分別較T1和T3處理顯著提高4. 31%～ 11.43% 和 5.62%～8.18% T1 、T3處理間差異不顯著。綜上可見，本試驗中普通滲水地膜增產作用和水分高效利用的能力更強，尤其是在旱作 年份，效果更加顯著。

2.5大豆主要農藝性狀及產量構成因子的差異

不同覆膜類型條件下大豆的農藝性狀和產量構成因子指標有一定差異（表3）。與CK相比，地膜覆蓋能夠增加大豆株高、單株有效分枝數、有效莢數、粒數、粒質量，尤其是在干旱年份（2021）作用效果顯著，覆膜與否對大豆百粒質量沒有顯著影響。其中T2處理表現最優，較CK平均株高、單株有效分枝數、有效莢數、粒數、粒質量分別顯著增加 11.00%?29.98%?16.16.40%?20.32% ，21.88% ；T1與T3處理各指標間差異不顯著。

2.6不同覆膜類型田間應用效果的綜合評價

為綜合評價不同類型地膜在大豆田中的應用效果，將不同處理下的產量（X1）、WUE（X2）、全生育期 0～40cm 平均土壤含水量（X3）、關鍵生育時期貯水量（ ?X4～X7） 、全生育期耗水量（X8）、全生育期 0～25cm 平均土壤溫度（X9）、不同生育階段土壤溫度（ X10～X12） 、主要酶活性Δ[X13-X16 ）、株高（X17）、有效分枝數（X18）、單株有效莢數（X19）、單株粒數（X20）、單株粒質量（X21）、百粒質量（X22）共22個指標作為變量進行主成分分析。按照特征值大于1的原則提取到2個主成分，其中主成分1特征值為13.93、貢獻率為 63.30% ，主成分2特征值為5.27、貢獻率為23.97% ，以上兩個主成分的累計貢獻率達到87.27% ，說明可以反映系統內 87.27% 的變異信息，具有一定代表性（表4）。

從主成分初始因子載荷矩陣（圖7）可以看出，PC1主要包括 X1～X8 、 X13～X21 （相關系數0.60～0.99） 這些指標，可視為產量一水分一酶活性因子，其中 X1～X2，X7，X13～X16，X18～X21 與PC1相關系數為正，說明以上指標對大豆生長和產量的形成起促進作用；與之相反， X3～X6 ！X8、X17這些指標起負向調控作用。PC2主要包括指標 X9～X12 （相關系數 0.82～0.98） ，可視為土壤溫度因子，以上指標均與PC2相關系數為正，說明與大豆田土壤的增溫效果關系密切。圖8是不同覆膜類型田間應用效果的綜合得分，可以看出，各處理的綜合得分 T2gt;T3gt;T1gt;CK T2顯著高于T1和T3處理，T1、T3處理間差異不顯著。這說明覆蓋普通滲水地膜的田間應用效果最佳，更有利于改善土壤水分和溫度狀況，增強土壤酶活性，促進大豆產量的提高；PPC生物降解滲水地膜和PE地膜的應用效果差異不大。

表4主成分特征值及累計貢獻率

3討論

3.1 不同覆膜類型的田間保水效果

滲水地膜其良好的保水效果已被大量研究證實與應用[18-20]。劉延超等[17]研究發現，相比普通地膜，降解滲水地膜具有顯著的保水效果。本研究表明，全生育期內對 0～40cm 土層的保水效果普通滲水地膜最優，PE地膜次之，PPC生物降解滲水地膜在大豆生育前期強而中后期逐漸減弱。滲水地膜較強的保水能力主要得益于其獨特的單向滲水特性，能夠有效蓄集小于 10mm 的降水資源[9，尤其是在干旱的5、6月份，集雨效果明顯。PPC生物降解滲水地膜本身具有降解能力[21」，且降解的始發期與春大豆的開花期基本吻合，一般開始于覆膜后60d左右[22]，花后持續的微降解過程導致了其保水能力的下降。本研究還發現，關鍵生育期的平均貯水量普通滲水地膜最高，PPC生物降解滲水地膜較PE地膜顯著提高苗期和開花期的貯水量，但整個生育期與PE地膜的貯水量差異不大。鼓粒期階段，普通滲水地膜40～100cm 土層貯水量有明顯的下降，這可能是因為該階段大豆對水分的需求旺盛，普通滲水地膜通過自身的調控作用促使較深層水分向作物可利用層垂直運移而引起的[3]。通過栽培措施調控有效水資源進行合理分配，協調作物在不同生長階段的需水矛盾，是旱作區作物實現增產和水分高效利用的核心要點[23]。本研究中，覆膜處理均降低大豆全生育期田間耗水量，其中普通滲水地膜的耗水量最少，該膜通過降低生育前期和后期的耗水量，提高大豆旺盛生長期（苗期 ～ 鼓粒期）的耗水量和耗水比例，進一步優化了旱作大豆的農田耗水結構，為促進大豆生長發育和產量形成奠定了良好的水分基礎[24]。

3.2不同覆膜類型對土壤的增溫效應

地膜覆蓋是北方旱區作物抵御早春低溫的有效措施，能夠促進作物種子萌發和苗期的形態建成，為作物實現高產奠定基礎[25]。本研究表明，地膜覆蓋具有明顯的增溫效應，且隨著大豆進程的推進而逐漸減弱，全生育期內普通滲水地膜的增溫效果最好，PE地膜次之。滲水地膜（普通型和PPC生物降解型）在大豆開花期之前增溫幅度最大，隨后PPC生物降解滲水地膜增溫作用弱于PE地膜。其主要原因是：（1）大豆生育前期地表覆蓋度低，地膜能夠接受更多的太陽輻射而促進土壤增溫，隨著生育中后期大豆葉面積指數增加，導致膜上透光率下降，加之大豆成熟期落葉增多阻礙了膜內外的水熱交換，因而各處理間土壤溫度差異減小[26-27]；（2）普通滲水地膜在大豆生育前期氣溫較低時孔徑會縮小，減少土壤熱量的散失，并且該地膜的膜厚度高于其他兩種地膜，有利于其全生育期增溫能力的保持[18，28]；（3）PPC 生物降解滲水地膜在開花期之前有較高的增溫作用，可能與其在前期能夠保持較高的土壤含水量以及降解型地膜材料本身高透光的特性有關[29-30]。

3.3不同覆膜類型下主要土壤酶活性的差異

地膜覆蓋通過改善土壤的水熱環境狀況，進而影響微生物的活動和土壤酶活性[31-32]。劉高遠等[33]研究發現，覆蓋栽培提高土壤蔗糖酶、脲酶及磷酸酶活性，且表層土壤增幅高于亞表層。白雪等[12]研究發現，地膜覆蓋使得土壤脲酶和過氧化氫酶活性降低，土壤堿性磷酸酶和蔗糖酶活性則有所升高。本研究表明，覆膜能夠提高大豆開花期土壤蔗糖酶和堿性磷酸酶活性，其中普通滲水地膜效果最佳，且蔗糖酶活性顯著高于其他處理。這是因為開花期階段大豆對土壤水分、養分的需求增加，促使作物與土壤間物質交換加快，相比于其他地膜，普通滲水地膜提供了更加適宜的土壤水熱環境，有利于增強土壤微生物的代謝產酶能力，從而促進土壤酶活性的提高[34]。本研究還表明，地膜覆蓋降低土壤脲酶和過氧化氫酶活性，但覆膜處理間年際間變化不一致，2020年這兩種酶活性普通滲水地膜較高，2021年脲酶活性PE地膜較高，而過氧化氫酶活性覆膜處理間差異不顯著。以上兩種酶活性的下降可能與土壤中養分含量的變化、微生物活動以及土壤溫濕度變化有關。有研究認為，當土壤速效氮含量顯著增加時，土壤脲酶活性呈下降的趨勢，土壤氮素的礦化速度會減緩，從而引起脲酶活性的降低；氣溫的升高也會導致脲酶和過氧化氫酶活性的下降[35-36]]。

3.4不同覆膜類型的增產節水潛力和應用效果的綜合評價

本研究發現，普通滲水地膜的產量和水分利用效率顯著高于PE地膜，PPC生物降解滲水地膜的增產作用與生產年型有關，其水分利用效率與PE地膜差異不顯著，這與前人的研究結果基本一致[37-38]。普通滲水地膜能夠促成大豆產量和水分利用效率的協同提升，主要是因為該膜為大豆生長提供了適宜的土壤水熱環境，影響了土攘中微生物活動和養分循環的過程，提高土壤主要酶活性，從而促進了大豆產量相關因子的形成[39]；并且該膜在提高產量的同時，有效降低農田耗水量，因而水分利用效率較高[40]。與PE地膜相比，PPC生物降解滲水地膜2020年增產顯著，2021年產量略減，這可能與2020年試驗區降水量較少有關。閆乃桐等[41]統計比較了降解型地膜和滲水地膜的應用效果后認為，降解型地膜在降水量大于 500mm 地區的短生育期作物上更具產量優勢。

本試驗利用大豆產量、水分利用效率、土壤水分溫度、主要酶活性等多個指標進行主成分分析，綜合評價不同地膜的應用效果。結果發現，普通滲水地膜的綜合得分最高，說明該膜的田間應用效果優于其他類型地膜。此外，本團隊前期對比了3種類型地膜的經濟效益得出[37]，普通滲水地膜的經濟效益最高，屬于低投入高產出型地膜，PPC生物降解滲水地膜的產出效益雖然與PE地膜相差不大，但生產成本卻增加了345.0元·hm^-2 。綜合比較來看，普通滲水地膜是本地區大豆覆膜生產中的最佳選擇。

4結論

在陜北旱作農業區，大豆田覆蓋普通滲水地膜能夠改善耕層土壤水熱狀況，具有良好的增溫保作用，有利于大豆關鍵生育期土壤貯水量的提高和農田耗水結構的優化，有效緩解大豆不同生長階段的需水矛盾，提高大豆開花期土壤主要酶活性，促進大豆增產和降水資源高效利用。PPC生物降解滲水地膜的增溫保水效果、增產作用和水分利用效率與PE地膜相當，符合今后農田綠色、可持續生產的發展要求，但生產成本問題仍需進一步解決。因此，建議將普通滲水地膜作為目前本區域大豆生產中主要的地膜類型進行推廣應用。

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Effects of Water Permeable Mulch Film on Soil Hydrothermal Effect， Enzyme Activity and Soybean Yield in Dryland

ZHANG Mingjun，DENG Changfang，ZHANG Qiang，DU Juan， WANG Bo，ZOU Yaya， YUN Yanmei and LIANG Fuqin （Yan'an Research Institute of Agricultural Sciences，Yan'an Shaanxi 716ooo，China）

AbstractTo comprehensively evaluate the field application of water-permeable mulch films under dryland conditions，this study investigated changes in soil environmental factors and soybean yield.A two-year field experiment was conducted with three mulching treatments：T1 （PPC biodegradable water-permeable film），T2 （ordinary water-permeable film），and T3 （polyethylene film），with bare soil （no mulching） as the control （CK）.The dynamic changes in soil moisture，temperature，enzyme activity，and soybean yield were monitored，and principal component analysis （PCA）was used to evaluate the comprehensive score of each treatment. The results showed that，compared with CK，the average soil water content in 0-40cm soil layer increased by 3.46% to 4.82% under T1 and by 9.25% to 12.27% under T2 during the entire growth period. At the key growth stages of soybean， T2 had the highest average soil water storage， while Tl significantly increased water storage at seedling and flowering stage compared with T3 ；in terms of water consumption over the full growth period，the order was T1gt;T3gt;T2 ，with T2 reducing water consumption by 3.76%-7.23% compared to CK. Mulching treatments increased soil temperature in the order T2gt;T3gt;T1 ，with mean temperatures in the 5-25cm soil layer rising by 0.59^°C-1.58^°C compared to CK.Before the flowering stage，T1 and T2 increased average soil temperature by and 1.23^°C-1.31^°C ，respectively， compared to T3 ， while temperature differences between treatments gradually diminished after flowering.Tl and T2 increased the activities of soil sucrase and alkaline phosphatase by 1.36%-6.88% and （204號 0.47%-2.60% ，respectively，compared to T3 ，while urease and catalase activities were reduced by （204號 1.86%-2.66% and 3.58%-4.43% relative to CK. T2 significantly improved soybean yield components，achieving the highest grain yield and water use efficiency（WUE），with increases of 17.36%- 19.31% and 24.03%-25.07% ，respectively，compared to CK.Principal component analysis indicated that T2 had the highest comprehensive performance score， significantly surpassing both Tl and T3.Therefore，ordinary water-permeable film （T2） is recommended as the preferred mulching material for soybean production in northern Shaanxi.

Key wordsWater permeable film； Soil hydrothermal efect；Soil enzymes；Soybean yield;Water use efficiency

Received 2024-11-19 Returned 2025-02-08 Foundation item National Modern Agriculture Industry Technology System of China（No.CARS-04）; Shaanxi's Modern Agriculture Industry Technology System （No.SNTX-36）.

First authorZHANG Mingjun，male，agronomist. Research area： high-yield cultivation techniques for rainfed soybeans.E-mail：yankszmj@163.com

Corresponding authorLIANG Fuqin， female， senior agronomist. Research area： soybean breeding and cultivation. E-mail：yankslfq@126.com

（責任編輯：成敏Responsibleeditor：CHENG Min）