生物降解地膜对不同熟期玉米生长及产量影响

【作者】 王磊； 樊廷录； 米庆华； 李尚中； 王文俊； 赵刚； 党翼； 程万莉； 张建军； 王淑英；

【机构】 甘肃省农业科学院旱地农业研究所； 甘肃省农业科学院科研管理处； 山东农业大学； 浙江大学；

【摘要】 【研究背景】地膜覆盖技术改善了土壤温度、水分环境,调整了作物生育期,促进了作物需水期与降水期耦合,将无效降水进行了有效转化,增加了自然降水保蓄率,提高了作物产量和水分利用效率。随着地膜覆盖栽培技术研发和推广,地膜使用量和覆盖面积逐年增加,地膜覆盖技术已成为雨养农业区粮食增产的主导技术,地膜成为继种子、化肥、农药之后的第四大农业生产资料。由于普通PE地膜是高分子化合物,在自然状态下很难降解,在自然环境中能存在数百年以上,随着地膜使用范围扩大、年限增长,地膜残留累积量不断上升,对生态环境及各类生物均造成了重大影响。因此,减少地膜使用量和研制使用环境友好型降解地膜产品,进行地膜减量替代技术研究成为我国农业生产亟待解决的重要科学及应用问题。【材料与方法】试验于2017年在国家农业科学土壤质量镇原观测实验站进行,以中晚熟品种吉祥1号和晚熟品种先玉335为试验材料,设置PE地膜和生物降解地膜2种覆盖处理,进行完全区组田间小区试验,种植密度均为75000株hm^-2,三次重复,小区大小为27m²。肥料采用一次基施,覆膜前结合整地施用尿素495kghm^-2、过磷酸钙938kghm^-2,覆膜时施用乙草胺进行杂草封闭,其它管理措施同高产田管理。【结果与分析】生物降解地膜覆盖对不同熟期玉米品种经济产量影响不同,与PE覆盖相比,吉祥1号产量下降16.13%,与PE覆盖产量差异显著;先玉335下降0.09%,与PE覆盖产量没有差异。植株生育前期由于生物降解地膜分子结构影响,生物降解地膜保温性低于PE地膜。玉米生长初期,生物降解地膜覆盖下玉米叶面积指数增长速率低于PE地膜,播种后42天至55天吉祥1号与先玉335PE覆盖较生物降解地膜覆盖叶面积指数增长速率分别提高0.022m²m^-2 d^-1和0.020 m² m^-2d^-1,吉祥1号叶面积指数增长速率高于先玉335,随植株不断发育,叶面积增加,叶片对地面遮阴效果提升,PE地膜与生物降解地膜覆盖对地温影响差距逐渐缩小,玉米生长后期受高温热害影响,PE地膜良好的保温功能对玉米生长形成负效应,播种后83天至125天,吉祥1号与先玉335生物降解地膜覆盖同PE覆盖相比叶面积指数衰减速率分别降低0.042m²m^-2d^-1和0.044 m²m^-2d^-1。生物降解地膜覆盖减缓了灌浆期玉米植株叶片早衰,提高了灌浆期叶片的SPAD值,与PE覆盖相比,生物降解地膜覆盖吉祥1号与先玉335灌浆期SPAD值分别增加了6.16%和2.35%,生物降解地膜覆盖处理下,吉祥1号与先玉335叶片气孔导度分别较PE覆盖增加了31.46%和27.37%。生物降解地膜覆盖较PE地膜覆盖能够显著增加先玉335的株高和穗位高,对吉祥1号的株高和穗位高没有显著影响。【结论】在灌浆期发生高温热害条件下,PE地膜覆盖使玉米植株显著早衰,造成叶面积指数、SPAD及气孔导度等植株生长指标降低,生物降解地膜覆盖在高温热害天气条件下能够延缓植株生育后期衰老,促进产量形成。在高温热害发生情况下,不同玉米熟期品种选择可以消减由于生物降解地膜保温保水性低于PE地电膜带来的不利影响,而丰水年、平水年生物降解地膜对不同熟期玉米品种生长及产量影响还需要进一步研究。更多还原