旱地旱地旱地旱地旱地玉米旱地滲透膜試驗(yàn)研究

旱地旱地旱地旱地旱地玉米旱地滲透膜試驗(yàn)研究

滲濾膜是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合研究研究所開(kāi)發(fā)的一種新土壤?！八幚砗蛻?yīng)用”項(xiàng)目于1998年由山西省科學(xué)技術(shù)委員會(huì)組織，通過(guò)“國(guó)際先進(jìn)水平”。同年，他被列為山西省十大科技要領(lǐng)。2000年滲水地膜已經(jīng)輻射到甘肅、內(nèi)蒙古、北京等十余省市區(qū),并列入2000年度國(guó)家農(nóng)業(yè)科技跨越計(jì)劃。1措施設(shè)置試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)材料:滲水地膜和普通地膜。試驗(yàn)方法:分別在晉西南、晉中、晉北以及周邊省市區(qū)的旱地上,選擇玉米等主要栽培農(nóng)作物設(shè)立多個(gè)小區(qū)試驗(yàn)點(diǎn),采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù)。以滲水地膜作為處理,以普通地膜和無(wú)覆蓋作為對(duì)照。在試驗(yàn)點(diǎn)周圍設(shè)計(jì)大區(qū)對(duì)比示范田。定期觀測(cè)土壤水分、土壤溫度、作物生育動(dòng)態(tài)和最終產(chǎn)量等。2試驗(yàn)結(jié)果與分析2.1滲地膜覆蓋對(duì)作物前期營(yíng)養(yǎng)體的影響(1)多年多點(diǎn)試驗(yàn)1400mm寬幅滲水地膜覆蓋比普通地膜覆蓋的玉米平均增產(chǎn)2595kg/hm2,增產(chǎn)幅度為33.9%;比無(wú)覆蓋增產(chǎn)5055kg/hm2,增產(chǎn)幅度97%。(2)滲水地膜覆蓋在嚴(yán)重缺水年型增產(chǎn)效果十分明顯,但在平水年型的增產(chǎn)幅度更大;嚴(yán)重缺水年型如1997～1998年的隰縣、榆次、陽(yáng)高,平水年型如1998年的壽陽(yáng)。(3)滲水地膜覆蓋對(duì)作物前期營(yíng)養(yǎng)體的增加幅度大于對(duì)作物后期籽實(shí)體產(chǎn)量的增加幅度;如1997年6月25日隰縣滲水地膜覆蓋玉米試驗(yàn)測(cè)定,滲水地膜覆蓋的平均單株鮮重為810g,比普通地膜覆蓋的400g,增加幅度為103%,籽粒產(chǎn)量的增產(chǎn)幅度為38.3%。(4)在試驗(yàn)范圍內(nèi),滲水地膜的區(qū)位增產(chǎn)效應(yīng)隨著年積溫的降低增產(chǎn)幅度在增大;如年平均氣溫僅為5.5℃的繁峙1998年滲水地膜覆蓋的增產(chǎn)幅度大于年均氣溫7.4℃的壽陽(yáng)的增產(chǎn)幅度,更大于年均氣溫為8.8℃的隰縣。(5)滲水地膜覆蓋條件下,單株生產(chǎn)力明顯提高;如壽陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)的高密度63000株/hm2栽培條件下,玉米單株生產(chǎn)力達(dá)到了0.235kg,而對(duì)照僅為0.149kg。(6)滲水地膜使穗粒數(shù)增加對(duì)群體產(chǎn)量增加的貢獻(xiàn)率大于籽粒重量增加的貢獻(xiàn)率;如隰縣連續(xù)兩年試驗(yàn)均表明,在密度一定的情況下,穗粒數(shù)的貢獻(xiàn)率比籽粒重的貢獻(xiàn)率大2.5～10.1個(gè)百分點(diǎn)。(7)滲水地膜覆蓋可以比普通地膜覆蓋的農(nóng)作物提早成熟1周左右。如1998年隰縣試驗(yàn)的滲水地膜覆蓋玉米的灌漿期為7月26日,黃熟期為8月21日,比普通地膜覆蓋的對(duì)照分別提前9d和5d。2.2地膜覆蓋物的鋪設(shè)與施肥-播種-鋪膜一體化施工滲水地膜覆蓋完成了兩步創(chuàng)新:一是采用140cm幅寬地膜,每條膜可種植玉米、棉花三行或西瓜、煙草兩行,集水面積加大滲水增多,地積溫增加;二是采用施肥-播種-鋪膜一體化機(jī)具,一次完成作業(yè),便于深開(kāi)溝、淺覆土,形成明顯播種溝。滲水地膜覆蓋的技術(shù)要點(diǎn):“平、空、壓、放”?！捌健笔卿伳で耙秸恋?鋪膜后可以使膜面平展,“空”是機(jī)器播種時(shí)保留播種溝,為幼苗出土后預(yù)留一定空間,俗稱小溫室?！皦骸笔卿伳ず笤谀ど祥g隔壓土,使地膜貼地,初現(xiàn)溝壟輪廓,便于雨水有序流動(dòng)?！胺拧笔怯酌绯鐾梁?要嚴(yán)格按苗距要求扎放苗孔,并用土填嚴(yán)苗溝。2.3土壤溫度與微生物活性2.3.1增加了土壤含水量,提高了水分利用率滲水地膜具有滲水功能,在田間覆蓋后的滲水速度為0.2mm/min,且隨著覆蓋時(shí)間的延長(zhǎng),滲水速度線性增加,保證了雨水的入滲,提高了土壤含水量。如1997年和1998年分別測(cè)定的整個(gè)玉米生育期中0～100cm土層中的含水量提高了2個(gè)百分點(diǎn)。滲水地膜有較好的保水功能,在田間覆蓋膜初期有極好的保水性,到作物生長(zhǎng)中后期,雖然膜本身的保水能力有所降低,但已經(jīng)有了大的郁閉度形成了生物覆蓋層,彌補(bǔ)了滲水地膜下降了的保水能力。這種動(dòng)態(tài)的滲水與保水功能的巧妙配合,將水分的利用率大大提高。如1988年隰縣滲水地膜覆蓋玉米試驗(yàn)中觀測(cè)得結(jié)果是:滲水地膜覆蓋的蒸騰與蒸散比高達(dá)0.97,而普通地膜覆蓋的為0.75,無(wú)覆蓋的僅僅為0.48。滲水地膜覆蓋比普通地膜覆蓋的土壤蒸發(fā)水減少了86.6mm,比無(wú)覆蓋的減少了185.1mm。滲水地膜多保持的水分的數(shù)量相當(dāng)于增加了2～3次的灌溉水的數(shù)量。2.3.2增加了地積溫,降低了膜下最高溫度、減輕了極端高溫的危害,提高了最低溫度,創(chuàng)造了一個(gè)比較穩(wěn)定的土壤環(huán)境條件如果僅以點(diǎn)式測(cè)定值計(jì)算地積溫,滲水地膜覆蓋的地積溫比普通地膜覆蓋的地積溫低。如1998年6月份在隰縣試驗(yàn)點(diǎn)測(cè)定的5cm地溫表明,滲水地膜覆蓋日平均地溫比普通地膜覆蓋的低0.5～1.5℃,測(cè)定的最高溫度可下降5℃,同時(shí)最低溫度可增加2℃。說(shuō)明滲水地膜覆蓋后,比普通地膜的空間地積溫提高幅度較大,局部地積溫提高的幅度較小,抑制了土壤最高溫度,提高了土壤最低溫度,為農(nóng)作物生長(zhǎng)創(chuàng)造了較穩(wěn)定的土壤溫度條件。滲水地膜的覆蓋度比普通地膜大,覆蓋度由45.5%增大到66.7%,增加21個(gè)百分點(diǎn),即增幅為46.6%,從而保溫面積增加,土壤的空間地積溫也提高46.6%。從膜下溫度分析,滲水地膜的地溫比普通地膜覆蓋的除早晨略高外,多數(shù)時(shí)間段都低。2.3.3增強(qiáng)了通氣性利于根際好氣性有益微生物的活動(dòng)和促進(jìn)根系的活力如1998年9月29日對(duì)隰縣試驗(yàn)點(diǎn)試驗(yàn)小區(qū)滲水地膜覆蓋、普通地膜覆蓋和無(wú)覆蓋0～20cm土壤取樣,對(duì)土壤中的活菌數(shù)進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果表明:滲水地膜覆蓋下有產(chǎn)氣桿菌、酵母菌的存在,每百克土樣中總活菌數(shù)是普通地膜覆蓋的3.5倍,是無(wú)覆蓋的11.6倍,其中放線菌的數(shù)量是普通地膜覆蓋的44.1倍。普通地膜覆蓋下沒(méi)有產(chǎn)氣桿菌和酵母菌的存在,卻增加了假絲酵母和曲霉菌,普通地膜覆蓋的活菌數(shù)是無(wú)覆蓋的3.4倍。說(shuō)明滲水地膜覆蓋條件下的菌肥菌的數(shù)量明顯增加,比普通地膜覆蓋更利于土壤有益微生物活動(dòng),而無(wú)覆蓋條件下土壤微生物活動(dòng)較差。滲水地膜覆蓋下有更適宜的生物生存環(huán)境,對(duì)農(nóng)作物根系生長(zhǎng)有益。說(shuō)明滲水地膜覆蓋條件下,以土壤微生物活動(dòng)的數(shù)量為指標(biāo),證明了滲水地膜覆蓋下有更適宜的生物生存環(huán)境,而且土壤微生物活性的增強(qiáng)也利于土壤養(yǎng)分的分解利用和土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的活化,對(duì)農(nóng)作物根系生長(zhǎng)有益。如1998年6月中旬測(cè)定的滲水地膜覆蓋處理的玉米表層根為37條,比普通地膜覆蓋的17條增加20條。滲水地膜覆蓋的葉面積指數(shù)為2.93,而普通地膜覆蓋的為1.05。2.3.4提高了表土層肥效據(jù)測(cè)定耕作層土壤速效氮、速效磷的含量,滲水地膜覆蓋耕作法耕層土壤速效氮、速效磷分別為51.6mg/kg、10.3mg/kg,普通地膜平鋪種植的分別為71.5mg/kg、12.6mg/kg,氮磷養(yǎng)分轉(zhuǎn)化率分別比普通地膜平鋪種植提高27.8%和18.3%。原因在于滲水地膜覆蓋后表層土壤含水量的提高、微生物類群和數(shù)量的增加、作物根系在表層根量的增加,使活土層中的土壤養(yǎng)分得到更好地利用,提高了肥料利用率。2.3.5創(chuàng)造了水分、溫度、空氣、養(yǎng)分協(xié)調(diào)性好的土壤微生態(tài)環(huán)境滲水地膜的滲水、保水、增溫、調(diào)溫、微透氣、耐老化等功能與農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育及大氣環(huán)境周年變化節(jié)律的有機(jī)組合,構(gòu)成了協(xié)調(diào)性能極好的土壤微生態(tài)環(huán)境、土壤與作物的近地面環(huán)境、土壤與作物與大氣系統(tǒng)環(huán)境,從自調(diào)控的管理策略上創(chuàng)造了作物豐產(chǎn)的物質(zhì)、能量及交換的基礎(chǔ)。通過(guò)滲水地膜覆蓋技術(shù),小雨量資源得以有效化、使溫涼帶的熱量資源有效化、活土層養(yǎng)分資源有效化、土壤微生物資源有效化,并使各種自然資源集中反映到作物的高產(chǎn)上,建立了功能更強(qiáng)的人工生態(tài)系統(tǒng)或復(fù)合自然經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。這種生態(tài)系統(tǒng)的建立,有很大的實(shí)用價(jià)值。如中低產(chǎn)田的改造問(wèn)題中,冷涼、干旱、瘠薄是普遍認(rèn)為難以解決的客觀問(wèn)題,但土質(zhì)疏松、病蟲(chóng)害少、高溫危害小