高强度地膜对土壤温度、湿度及棉花生长的影响
Effects of high-strength mulch on soil temperature, humidity and cotton growth
通讯作者: 王刚(1981-),男,新疆石河子人,研究员,研究方向为作物栽培,(E-mail)wg579163@qq.com;段震宇(1979-),男,河南商丘人,研究员,研究方向为作物栽培,(E-mail)108689009@qq.com
收稿日期: 2024-08-10
| 基金资助: |
|
Corresponding authors: WANG Gang (1981-), male, from Shihezi, Xinjiang, professor, research direction: agricultural extension,(E-mail)wg579163@qq.com;DUAN Zhenyu (1979-), male, from Shangqiu, Henan, professor, research direction : agronomy, (E-mail)108689009@qq.com
Received: 2024-08-10
| Fund supported: |
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作者简介 About authors
章莲(1992-),女,四川自贡人,硕士,研究方向为作物栽培,(E-mail)1377052816@qq.com
【目的】研究高强度地膜对棉田土壤温度、湿度及棉花生长的影响。【方法】试验共设高强度地膜(H处理)和普通地膜(T处理)2种处理,于新疆图木舒克市滴灌棉田进行田间试验,统计分析2种地膜覆盖对棉田土壤温度、湿度及棉花农艺经济性状的影响,并对使用后的残留地膜进行回收比较。【结果】高强度地膜与普通地膜相比使0~5 cm土壤增温1.72%~8.7%、5~10 cm土层增温1.24%~3.1%,且在棉花生长前期增温保墒效果较佳。高强度地膜H处理较普通地膜T处理叶片数增加1.04~1.54个,株高增加1.5~7.2 cm,现蕾数增加0.96~1.13个,高强度地膜较普通地膜增产5.5%,同时高强度地膜较普通地膜的残留地膜回收率提升18.86%。【结论】高强度地膜比普通地膜具有更佳的增温保墒效果,高强度地膜处理有利于棉花根、茎、叶等器官的生长与发育,同时提高籽棉产量,且回收效率高。
关键词:
【Objective】The objective of this study is to study the effects of high-strength plastic film on soil temperature, humidity and cotton growth in cotton field. 【Methods】In this experiment, two treatments, high-strength plastic film (H) and ordinary plastic film (T), were carried out in the drip irrigation cotton field in Tumshuk City, Xinjiang, and the effects of the two kinds of plastic film mulching on soil temperature, humidity and cotton agronomic and economic traits of cotton field were statistically analyzed, and the residual plastic film after use was recovered and compared. 【Results】Compared with ordinary mulch film, the high-strength plastic film warmed the 0-5cm soil by 1.72%-8.7%, and the soil at the 5-10cm layer by 1.24%-3.1%, and the warming and moisture retention effect was better in the early growth stage of cotton. Compared with the ordinary plastic film T treatment, the number of leaves increased by 1.04-1.54, the plant height increased by 1.5-7.2cm, the number of buds increased by 0.96-1.13, the yield of high-strength plastic film increased by 5.5% compared with ordinary plastic film, and the recovery rate of residual plastic film of high-strength plastic film increased by 18.86% compared with ordinary plastic film. 【Conclusion】Compared with ordinary plastic film, high-strength plastic film has better warming and moisture preservation effect, and high-strength plastic film treatment is conducive to the growth and development of cotton roots, stems, leaves and other organs, and at the same time improves the yield of seed cotton, and has high recovery efficiency.
Keywords:
本文引用格式
章莲, 陈湘耀, 王潭刚, 马晓梅, 陈兵, 王刚, 段震宇.
ZHANG Lian, CHEN Xiangyao, WANG Tangang, MA Xiaomei, CHENG Bin, WANG Gang, DUAN Zhenyu.
0 引言
【研究意义】覆膜种植具有改善土壤环境、抑制杂草、促进农作物增收增产等作用。新疆棉花种植均采用覆膜种植方式[1-2]。近年来,新疆地膜用量增长较快[3
1 材料与方法
1.1 材料
试验于新疆生产建设兵团第三师图木舒克市44团10连1号棉田进行。该地区日照时数约2 935 h,属温带极干旱荒漠气候,年平均气温11.6℃,年平均降水量38.3 mm,无霜期212~225 d,且昼夜温差大,试验区中等肥力沙壤土,pH值为8.5。高强度地膜由广东星联科技有限公司生产,普通地膜由新疆图木舒克地膜厂生产,2种地膜厚度均为10 mm。供试棉花品种为新陆中78号。
1.2 方法
1.2.1 试验设计
设高强度地膜(H处理)和普通地膜(T处理)2个处理,每个处理设3个重复。棉花覆膜种植为1膜6行模式,行距为(10+66+10+66+10) cm。采用膜下滴灌种植,滴灌管为1膜3管配置,试验面积5.33 hm2(80亩)。各处理田间管理措施和条件保持一致。
1.2.2 测定指标
1.2.2.1 土壤温度和湿度
测定棉花整个生育期内2种地膜处理下的土壤温度和湿度。采用自动化温湿度记录仪,记录从4月16日播种到10月12日期间2种覆膜方式下的0~5 cm、5~10 cm土壤层次的温度和湿度,测定时段为每日01:30、05:30、09:30、13:30、17:30和21:30。
1.2.2.2 棉花农艺性状和产量
观察棉花在2种地膜处理下的各项农艺性状和产量。苗期测定棉花的叶片数、株高和现蕾数;蕾铃期测定棉花植株的鲜重和叶绿素含量;棉花出苗后,每隔14 d测定棉花的叶面积系数;成熟期进行试验小区棉花收获测产。
1.2.2.3 地膜回收测定
采用新疆农垦科学院农业机械研究所研发的牵引式联合作业残膜回收机进行地膜回收。地膜采样方法:采用双对角线取点,取点数量为3个点。每个点随机选取1条膜长29.24 m,宽2.28 m回收测算。残膜回收率=(实际铺膜量-残留量)/实际铺膜量×100%。
1.3 数据处理
利用IBM SPSS Statistics 26、Office 2007对数据进行分析并制图。
2 结果与分析
2.1 不同地膜覆盖对土壤温度及湿度的影响
2.1.1 不同地膜覆盖对土壤温度的影响
研究表明,棉花整个生育期内,H处理下土壤温度总体高于T处理,H处理日平均温度较T处理分别提高0.69和0.31℃,随着棉花生育期的延长,H处理的增温作用与T处理趋于一致。4~7月,H处理较T处理0~5 cm土壤日平均增温分别为0.89、2.1、1.09和0.41℃;5~10 cm土壤日平均增温分别为0.74、0.71、0.31和0.51℃。其中,5月H处理0~5 cm层次下土壤温度显著高于T处理;8~10月H处理和T处理下0~5 cm、5~10 cm的土壤温度逐渐下降,且2个处理之间土壤温度差异不显著。图1
图1
2.1.2 不同地膜覆盖对土壤湿度的影响
研究表明,不同地膜类型对不同层次土壤湿度的影响随棉花生育期延长而有不同差异。尤其在棉花生育前期,H处理与T处理下土壤湿度之间存在较大差异。高强度地膜H处理对土壤的保湿作用随着土壤深度的增加而逐渐减弱。H处理较T处理0~5 cm土壤平均湿度增加3.3%,5~10 cm土壤平均湿度减少1.03%。4~5月,H处理0~5 cm土壤湿度相比T处理分别增加10.48%、7.29%,5~10 cm土壤湿度分别减少5.34%、2.41%,随着时间延续,2种覆膜处理下对不同层次土壤的保湿作用逐渐趋同。H处理较T处理0~5 cm土壤在棉花生长前期具有更好的保湿作用,伴随棉花生长期的延长,H处理的保湿作用与T处理相当。图2
图2
2.2 不同地膜覆盖条件下对棉花生长发育的影响
2.2.1 2种地膜覆盖条件下对叶片、株高、现蕾的影响
研究表明,高强度地膜H处理棉花的叶片、株高、现蕾数均高于普通地膜T处理,且2个处理之间叶片、株高、现蕾数呈不同差异。其中,H处理较T处理的叶片数增加1.04~1.54个,在4~6月期间差异显著。H处理较T处理的株高增加1.5~7.2cm,且在棉花生育前期差异不显著,而5月25日后呈显著性差异。H处理较T处理的现蕾数增加0.96~1.13个,且2个处理间现蕾数呈显著性差异。表1
表1 不同覆膜条件下棉花的叶片、株高及现蕾数的变化
Tab.1
| 项目 Items | 处理 Treatments | 4月25日 April 25 | 5月5日 May 5 | 5月15日 May 15 | 5月25日 May 25 | 6月5日 June 5 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 叶片 Leaves | H | 4.17a | 5.1a | 6.33a | 6.67a | 7.97a | |||||
| T | 3.07b | 3.93b | 4.93b | 5.63a | 6.43b | ||||||
| 株高 Plant height(cm) | H | 6.5a | 10.5a | 16.13a | 29.1a | 36.4a | |||||
| T | 5a | 8.83a | 14.4a | 23.97b | 29.2b | ||||||
| 现蕾数 The number of buds(个) | H | / | / | / | 1.03a | 2.3a | |||||
| T | / | / | / | 0.07b | 1.17b | ||||||
注:H为高强度地膜,T为普通地膜,下同
Notes: H is high-strength mulch film, T is ordinary mulch film, the same as below
2.2.2 2种地膜覆盖条件下对植株鲜重、叶绿素含量的影响
表2 不同覆膜条件下棉花植株鲜重的变化
Tab.2
| 项目 Items | 处理 Treatments | 6月28日 June28 | 7月9日 July 9 | 7月20日 July 20 |
|---|---|---|---|---|
| 根 Root | H | 26.5a | 34.2a | 50.6a |
| T | 18.5a | 22b | 37.7b | |
| 茎 Stem | H | 70.2a | 95.1b | 100.3b |
| T | 29.8b | 76.4b | 84b | |
| 叶 Leaf | H | 58.2a | 65.1a | 74.9a |
| T | 29.1b | 53.4a | 67a | |
| 花 Blossoms | H | 12.9a | 19a | 31.1a |
| T | 11.5a | 15b | 26b | |
| 蕾 Bud | H | 18.2a | 25.2a | 31.1a |
| T | 14.7b | 23.2a | 30.8a | |
| 铃 Flower bells | H | 15.5a | 26a | 56.8a |
| T | 10.9a | 19.8a | 40.4b |
表3 不同覆膜条件下棉花叶绿素含量的变化
Tab.3
| 处理 Treatments | 6月28日 June 28 | 7月9日 July 9 | 7月20日 July 20 |
|---|---|---|---|
| H | 44.3a | 55.6a | 73.6a |
| T | 41.2a | 52.6a | 69.1b |
2.2.3 2种覆膜条件对叶面积系数的影响
研究表明,在出苗后98~126 d,高强度地膜处理棉花叶片面积在总体上高于普通地膜处理,且2个处理下棉花叶面积呈先增加后减少的趋势。出苗后14 d,高强度地膜与普通地膜无明显差异;出苗后28~56 d,高强度地膜显著高于普通地膜;出苗后70~84 d,2个处理对棉花叶面积的促进作用相当,无明显差异;出苗后98~126 d,高强度地膜对棉花叶面积的促进作用显著高于普通地膜。不同时期内高强度地膜处理较普通地膜处理使棉花叶面积系数呈不同程度的差异。表4
表4 不同覆膜条件下棉花叶面积系数的变化
Tab.4
| 出苗后天数 Days after emergence (d) | 普通地膜(T处理) Ordinary mulch film (T treatments) | 高强度地膜(H处理) High-strength mulch film (H treatments) |
|---|---|---|
| 14 | 0.069 4a | 0.093 2a |
| 28 | 0.324 0a | 0.450 0b |
| 42 | 0.701 9a | 0.792 3b |
| 56 | 1.793 5a | 1.894 6b |
| 70 | 3.081 9a | 3.088 5a |
| 84 | 3.442 3a | 3.499 3a |
| 98 | 3.435 5a | 3.650 5b |
| 112 | 3.231 2a | 3.418 8b |
| 126 | 2.713 1a | 2.889 4b |
2.3 不同地膜覆盖条件下对棉花经济性状的影响
研究表明,高强度地膜H处理与普通地膜T处理相比,棉田株数增加266株/667m2,单铃重增加0.33 g,铃数766个/667m2。高强度地膜籽棉产量为432.41 kg/667 m2,较普通膜增产5.5%,高强度地膜能够提高植棉经济效益。表5
表5 不同覆膜条件下经济性状的变化
Tab.5
| 处理 Treatments | 株数(株/667m2) Number of plants (Plant/667m2) | 铃数(个/667m2) Number of bells (pcs/667m2) | 100朵铃 100 bells (g) | 株数(株/667m2) Number of plants (Plant/667m2) | 铃数(个/667m2) Number of bells (pcs/667m2) | 籽棉产量 Yield (kg/667m2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T | 505.7 | 4 033 | 4.98 | 10 114 | 80 667 | 401.1 |
| H | 519.0 | 4 072 | 5.31 | 10 380 | 81 433 | 423.8 |
注:鉴定单产=667m2平均铃数×平均单铃重/1 000
Notes: Identification yield = average number of bells per 667m2× average single bell weight / 1 000
2.4 残膜回收鉴定
研究表明,高强度地膜H处理的回收率为95.48%,普通地膜T处理的回收率为76.62%,在同等水肥管理条件下,1膜6行高强度地膜与普通地膜残膜对比,地膜回收率上升18.86%。高强度地膜H处理具有更强的韧性、不易断裂等优势,有利于地膜的机械回收或是人工回收,减缓了棉田残留地膜连续积累的速度。表6
表6 2种地膜覆膜条件下的残膜回收鉴定
Tab.6
| 处理 Treat- ments | 实测用膜量 Measured film quantity (kg) | 实测残膜量 Measured residual film quantity (kg) | 实测残膜 回收量 Measured residual film recovery (kg) | 地膜回收率 Mulch film recovery rate (%) |
|---|---|---|---|---|
| H | 3.05 | 0.138 | 2.912 | 95.48 |
| T | 3.05 | 0.719 | 2.331 | 76.62 |
3 讨论
在棉花的整个生育期,高强度地膜覆盖可以明显改善土壤的温度和湿度,较普通地膜有不同程度地提升。祖米来提·吐尔干等[14]研究表明,地膜覆盖可以提高土壤温度,地膜覆盖时间改变了棉花不同生育期内土壤的水热状况。研究与前人试验研究结果相似。戚瑞敏等[15]研究表明,高强度地膜覆盖的棉花株高、开花数、花蕾数、株铃数及产量明显好于传统地膜,株铃数的增加致使棉花增产。高强度地膜能够明显提高棉田0~5 cm土层的土壤温度,且其透湿量为20.7~35.7 g/(m2·d),显著低于传统PE地膜,具有良好的增温保墒功能。高强度地膜覆盖显著增加了棉花出苗率和真叶长出率(P<0.05),较传统PE地膜更利于棉花的生长和产量的提高,增产率为3.1%~4.7%。陈兵[16]等研究表明,厚度高于0.008 mm地膜处理使棉花株高增加0.1~5 cm,干物质增加约40 kg/株,棉花产量提高4.5%以上,地膜回收率提升15%。曹艳春等[17]研究表明,高强度地膜棉田0~5 cm的土壤温度达到21℃,较传统地膜高0.9℃,较裸地高3.3℃。高强度地膜对棉花叶片、根系和整体植株的生长是有利的,研究结果与前人研究结果相似。
4 结论
4.1 在棉花的整个生长阶段,高强度地膜的增温保湿效果整体优于普通地膜。0~5 cm土壤温度平均提高0.69℃、土壤水分增加3.3%;5~10 cm层次土壤温度提高0.69℃、土壤水分减少1.03%,其增温保湿效果随土壤层次的增加而减弱,随棉花生育期的延长而下降。在棉花生育前期增温保湿效果较强,特别是4~6月,有助于棉花前期的生长。
4.2 高强度地膜覆盖有利于棉花叶片、株高、现蕾数以及根茎花等器官的生长和发育,尤其对棉花茎的增长速度最快。高强度地膜H处理的叶片、株高和现蕾数均高于普通地膜T处理,其中,叶片数增加1.04~1.54个,株高增加1.5~7.2 cm,现蕾数增加0.96~1.13个,高强度地膜较普通地膜增产5.5%,地膜回收率提升18.86%,籽棉产量较普通地膜增产5.5%,具有较好的经济效益。
参考文献
中国棉花地膜覆盖产量效应的Meta分析
[J].
Meta-analysis of effect of plastic film mulching on cotton yield in China
[J].
新疆棉田残膜回收方式及资源化再利用现状问题与对策
[J].
Problems and countermeasures of recycling methods and resource reuse of residual film in cotton fields of Xinjiang
[J].
An overview of the use of plastic-film mulching in China to increase crop yield and water-use efficiency
[J].
Permanent ridge-till sorghum with furrow irrigation
[J].
新疆棉田地膜残留对棉花产量及土壤理化性质的影响
[J].
Effects of plastic film residue on cotton yield and soil physical and chemical properties in Xinjiang
[J].
不同残膜量对土壤水盐运移及棉花生长发育的影响
[J].
Effects of different amount of residual film on soil water andsalt transport and cotton growth and development
[J].
地膜覆盖残留的危害及防治对策研究
[J].
Harm and prevention countermeasures of plastic film mulching residue
[J].
残留地膜对番茄幼苗形态和生理特性的影响
[J].
Effects of plastic film residue on morphology and physiological characteristics of tomato seedlings
[J].
我国地膜应用污染现状及其防治途径研究
[J].
Study on the pollution by plastic mulch film and its countermeasures in China
[J].
北疆滴灌条件下生物降解膜的降解性能、棉田土壤水热及效益分析
[J].
Degradation performance of biodegradable membrane and its effect on cotton soil water temperature and benefit under drip irrigation in northern Xinjiang
[J].
不同生物降解膜在新陆早61号上的应用研究
[J].
Application of different biodegradable film on xinluzao 61
[J].
液体地膜对滴灌棉花生理特性和产量的影响
[J].
Effect of liquid mulch on physiological characteristics and yield of drip irrigated cotton
[J].
地膜覆盖时间对新疆棉田水热及棉花耗水和产量的影响
[J].
Effect of plastic film mulching duration on soil temperature and moisture in field and cotton water comsumption and yield in Xinjiang
[J].
高强度地膜应用对棉花生产及地膜回收的影响
[J].
Effects of high-strength plastic mulch film application on cotton production and residual plastic film recovery
[J].
高强度地膜对盐碱地滴灌棉花生长发育及其产量提升效果研究
[J].
Study on effects of high strength mulching film on growth and yield improvement of drip irrigation cotton in saline-alkali soil
[J].
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