全 文 ：第 13卷 第 2期
2 0 0 5年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．13 No．2
Apri1， 2005
不同覆盖材料土壤生态效应与玉米增产效应研究*
卜玉山 王建程 邵海林
(山西农业大学资源与环境学院 太谷 030801)
苗果 园
(山西农业大学农学院 太谷 030801)
摘 要 田间试验研究不同覆盖材料土壤生态效应与玉米增产效应结果表明，小麦秸秆、地膜、高粱秆蔗片和纸板
覆盖均有显著保水作用及明显水分表聚现象，即0～10cm 表层土壤含水量明显高于下层土壤 ，地膜覆盖兼有显著
增温效应，而小麦秸秆、高粱秆蔗片和纸板覆盖土壤 温度却明显低于对照。除纸板外其他覆 盖材料均不 同程度增
加 0～20cm 土层土壤细菌、真菌和放线菌数量，且以秸秆覆 盖增幅最大。各覆 盖处理均显著增加玉米株高、茎粗和
叶面积指数，不同程度提高玉米生育前期倒 1、2、3叶净光合速 率。小麦秸秆、地膜、高粱秆蓐片、纸板覆盖处理分
别 比对照增产 19．4％、17．2％、16．1％和 13．3％，其增产原因主要是 由于穗长和穗粒数的增加所致。
关键词 覆盖材料 土壤水分 土壤温度 土壤微 生物 玉米 产量
Effects of different mulch materials on the soil ecology and corn yield．BU Yu—Shan，WANG Jian—Cheng，SHAO Hai—Lin
(Colege of Resources and Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China)，MIAO Guo—Yuan(Colege
ofAgronomy，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China)，CJEA，2005，13(2)：138～141
Abstract The results of a field experiment show that the wheat straw，mulch film ，sorghum straw mat，and cardboard as
mulch materials can preserve the soil moisture and especialy increase the soil moisture in the upper layer(0～10cm in
depth)．Mulch film also has a high capacity for increasing the soil temperature，but the soil temperatures in the fields
mulched with straw ，mat，and cardboard are 1ower than those of contro1．AI1 the mulch materials but cardboard increase the
quantities of bacteria，fungus，and actinomyces in soil in varying degress．Microorganisms are the highest in the quantity in
the soil mulched with straw+Straw，mulch film ，and mat mulching treatments significantly increase the height，stem diam—
eter，and 1ear area index of corn plant．The mulch materials also have some influences on the net photosynthetic rate of corn
plant in the earlier stages of its growth and development．Straw，mulch film ，mat，and cardboard mulching treatments in—
crease the corn yield by 19．4％ ，17．2％ ，16．1％ ，and 13．3％ respectively．The direct reason of the mulch materials in—
creasing the corn yields is mainly because of the increases of ear length and grains per ear．
Key words Mulch materials，Soil moisture，Soll temperature，Sol micro rganism ，Co rn，Yield
(Received Dec．21，2003；revised Feb．10，2004)
农田覆盖具有降低土壤蒸发 、改善土壤水热和养分状况，提高土壤生物活性、抑制返盐和杂草、防止土
壤侵蚀及退化等多方面农田生态效应 ，促进作物生长发育和丰产早熟_1 J。国内外传统覆盖材料有砂石 、
卵石、树叶、畜粪、谷草、秸秆、油纸、瓦片、泥盆、铝箔和纸浆等_7 J。20世纪中期 以来广泛应用的地膜虽在农
业生产中占有极其重要的地位 ，但因其抗分解特性使其很难 自然降解 ，造成农 田“白色污染” 8]。本试验研
究了农业废弃物及其加工品小麦秸秆、高粱秆蔗片和纸板覆盖农田的生理生态和产量效应 ，为降低“白色污
染”，改善农 田生态环境寻求有效途径。
1 试验材料与方法
试验于2001年在山西农业大学农场进行，试验设对照、小麦秸秆(简称秸秆)、地膜、高粱秆蔗片(简称篇
片)、单瓦楞纸箱纸板(简称纸板)等 5个处理 ，随机区组设计 ，4次重复，共 20个小区，每小区面积 3m×3m，
供试土壤为石灰性褐土，沟施磷酸二铵(含 N18％、P20％)750kgdam 作基肥，用常规方法测定 9]土壤与覆
盖材料理化性状见表 1。供试玉米品种为“农大 108”，4月 16日播种 ，行距 0．5m，4月 28日出苗 ，5月 9日定
*山西省归国留学人员基金项 目(99045)和山西省科技攻关项目(011053)资助
收稿 日期：2003—12—21 改回 日期 ：213134—02—10
第 2期 卜玉山等 ：不同覆盖材料土壤生态效应与玉米增产效应研究 139
植，每小区留苗 45(±1)株，并垄间覆盖处理 ，秸秆覆盖处理每小区覆盖小麦秸秆 10kg。玉米各生育期用烘干
法测定 10cm、30cm、50cm、70cm 和 90cm土层土壤含水量并测定地面或覆盖物表面和 5cm、10cm、20cm、
25 m土层土壤温度 日变化(每隔 2h记录 1次)，用培养记数法测定 0～20cm 土层土壤细菌、放线菌和真菌
数量。拔节期(6月 14日)和灌浆期(7月 23日)测定玉米株高、茎粗、叶面积指数和光合速率 ；收获时(9月
13日)小区单收测定玉米植株和产量性状。
表 1 供试土壤与覆盖材料理化性状
Tab．1 Physical and chemical characteristics of the experimental soil and mulching materials
2 结果与分析
2．1 不同覆盖处理对土壤水温及微生物的影响
各覆盖处理均有 良好保墒作用 ，特别是 10cm 深度土壤含水量 比对
照高 24．5％～34．2％，且各覆盖处理之间土壤含水量差异随土层深度增
加而缩小(见图 1)。对照表层土壤含水量低于下层 ，10cm土层比 30cm、
50cm、70cm和 90cm土层土壤含水量低 7．2％～11．9％，而各覆盖处理土
壤含水量随土层深度增加逐渐下降 ，10cm土层土壤含水量约 比90cm 土
层高 11．6％～23．1％。表明不同覆盖处理均具有明显水分表聚作用 ，即
下层土壤水分通过毛管作用上升后 ，因各覆盖处理对蒸发的抑制作用，使 lO 2O 30 40 50 60 70 80 90 土
层／cm
其相对聚积至上层土壤 中，这一特性对作物特别是浅根性作物供水及抗
旱保苗具有重要意义。不同覆盖处理土壤温度效应存在明显差异，玉米 图1不同覆盖处理土壤含水量变化(2o0l。06 o2}
生育期特定时间不同土层深度或相同土层不同时间土壤温度均以地膜覆 Fig． “m 。讪re changes unde州me。
盖最高，而秸秆 、蔗片和纸板覆盖处理土壤温度均低于对照(见 图 2和图 rem m山chⅡeannen m un ’ U1
3)。地膜覆盖对土壤水分和温度兼有正效应的特点 ，尤其对干旱 、半干旱地区早春作物具有重要 的应用价
值。其他覆盖处理 ，尤其是秸秆覆盖处理土壤温度明显低于对照 ，其原因主要是 因这些植物性材料阻隔了
太阳对土壤的直接辐射所致。但这一特性在作物生长高温期具有 良好的降温缓冲作用，可延缓其根 系衰老
过程和延长生长期。除纸板覆盖处理外 ，其他覆盖处理 0～20cm土层土壤微生物数量均有不 同程度增加 ，
且以秸秆覆盖处理细菌、真菌和放线菌增幅最大(见表 2)，其主要原因是秸秆腐解过程 中部分有机物质和养
分随降雨下渗到土壤中，为土壤微生物提供了较为充足养分和能量物质。而纸板覆盖处理 的细菌和真菌数
均 比对照有所下降，其原因可能是纸板中的碱性物质被大量淋溶下渗到土壤 内，虽对石灰性土壤 pH无明显
影响，但对土壤中喜酸性真菌及喜中性细菌的生长繁殖有明显影响。
O 5 lO l 5 2O 25
土层／cm
图 2 不 同覆盖处理对苗期玉米土壤
温度的影响(2001—06—06，16：00)
Fig．2 Effect of different mulch treatments
on soil temprature at 16：O0 of June 6，2001
2：00 4：00 6：00 8：00 10：00 I2：00 14：00 16：00 I8：00 20：O0 22：OO 2：O0
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图 3 不 同覆盖处理苗期玉米 lOom土层
土壤温度日变化 (2001-06·06)
Fig．3 Daily variations of soil tempratuer at 1 0cm depth
mulched with different materials in June 6，200 l
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140 中 国 生 态 农 业 学 报 第 13卷
2．2 不同覆盖处理对玉米生长的影响
从拔节期和灌浆期不同覆盖处理间玉米株高、茎粗或叶面积指数的差异(见表 3)来看 ，各覆盖处理对玉
米生长发育均有不同程度促进作用，但秸秆覆盖处理对玉米生长发育促进作用主要表现在玉米生长中、后
期 ，而纸 板 处 理 的 促 进 作 用 至 灌 浆 期 后 有 所 降低 ，这 可 能 与 其 在 中、后 期 严 重 腐 烂 后 大 量 碱 性
物质淋溶下渗到土壤中所产生的不利影响有关。地膜和蔗片覆盖处理 ，特别是地膜覆盖处理前期促进作用
表 3 不同覆盖处理玉米株高 、茎粗及叶面积指数比较 。
Tab．3 Plant height，stem diameter，and LAJ of corn mulched with different materials
*同列不 同字母 间 差异 达 0．05显著 水平 ，无 字母 者I司差 异不 显著 ，F l司。
相对较大，至玉米生长中、后期仍有显著作用，但较前期略有下降。拔节期不同覆盖处理间玉米倒 1、2、3同位
叶净光合速率差异达显著水平 ，且以秸秆覆盖处理倒 1、2、3叶净光合速率最大，其次为蔗片覆盖，均显著高于
对照，而地膜覆盖处理仅倒 1叶显著高于对照，纸板覆盖与对照无明显差异(见表 4)。至灌浆期各覆盖处理间
倒 1、2、3叶净光合速率差异不显著，这可能是由于各覆盖处理玉米植株叶片均已发育完全，同时玉米株高和叶
面积指数均显著增加，各覆盖材料对玉米上部叶片净光合速率的影响减弱。
表4 不同覆盖处理对拔节期玉米光合作用的影响 从玉米经济产量构成因子看 ，每小区株数为 45
Tab·4 Efectofdiferentmulchtreatments on c0m plant photosynthes／ jointing stage (±1)株，且各处理单株结穗率均为 1，故不 同覆盖处
处 理 净光合速率／~mol·m ·s Net photosynthetic rate
T eatment。 倒 1叶 倒 2叶 倒 3叶
1st leaf from 2nd leaf from 3rd leaf from
thetop thetop thetop
理对小区穗数无明显影响，各覆盖处理间千粒重差
异不显著，但穗粒数均显著高于对照 ，且秸秆覆盖
处理穗长也显著高于对照(见表 5)。各覆盖处理小
区产量显著高于对照的主要原因是 因穗长和穗粒
数的差异 所 致。最 终产 量 以秸 秆覆 盖处 理最 高
(8666．7kg／hm )，对照最低 (7255．6kg／hm )。秸
秆、地 膜、蔗 片和纸 板覆 盖处 理分 别 比对照 增产
19．4％、17．2％、16．1％和 13．3％，且各覆盖处理增
产作用时期主要在拔节～抽雄期雌穗分化发育阶段，而对后期籽粒的形成作用较小
3 小结与讨论 表5 不同覆盖处理对玉米穗部性状及小区产量的影响
本研究结果表明秸秆、蓿片和纸
板覆盖处理均有明显增产效果 ，因而
可替代地膜覆盖 ，有利于就地取材和
实现农业废弃物资源化利用，从而降
低“白色污染”。这些农业废弃物具
有培肥土壤作用，有利于土壤可持续
Tab．5 Ear characteristics and block yield of corn covered with different materials
第 2期 卜玉山等 ：不同覆盖材料土壤生态效应与玉米增产效应研究 141
利用和农业可持续发展。土壤生态效应方面各覆盖处理均有明显保水作用和水分表聚现象，但温度效应不
同，地膜覆盖有明显增温作用 ，而秸秆 、蒂片和纸板覆盖土温均低于对照 ，故选择应用这些覆盖材料时应充
分考虑当地气候、季节和作物生育期等具体情况，才能全面发挥其生态效应和增产效应。在北方寒冷地区
或早春提前播种以延长生长期时 ，低温成为作物生长的主要障碍 因子，因而选择地膜覆盖可充分利用其增
温作用，达到丰产早熟的目的 』。在以干旱为主且灌溉有限或无灌溉条件地 区则完全可利用植物性覆盖材
料实现保水增产的目的，尤其在北方高温干旱季节作物生长旺盛 时期，植物性覆盖材料降温缓冲作用更具
优越性。
参 考 文 献
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李酉开，蒋柏藩 ，袁可能．土壤农业化学常规分析方法．北京：科学出版社 ，1984．67～119，273～278
欢 迎 订 阅 2005年 《北 京 农 业 》
<北京农业)是由北京市农业局主办的农业科普期刊 ，主要刊登农业新技术 、新品种 、新产品和农村实用技术 、农业政策信
息等 ，内容丰富 ，信息量大 ，适于各层农业管理部门、生产部门 、农业院校师生 、种养户等阅读 。本刊为月刊，每期定价 4．O0元 ，
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