全 文 ：华北农学报·2012，27(6) :219 -223
收稿日期:2012 － 08 － 09
基金项目:农作物新品种及配套栽培技术“地膜二次利用免耕直播杂交向日葵栽培技术推广”(20101110) ;农业部“土壤有机质提升试点
补贴 －免耕栽培技术推广”项目;内蒙古农业大学创新团队项目(NDTD2010-8)
作者简介:闫雅非(1986 －) ，女，内蒙古兴安盟人，在读硕士，主要从事耕作制度与农业生态系统研究。
通讯作者:刘景辉(1965 －) ，男，内蒙古通辽人，教授，博士生导师，主要从事耕作制度与农业生态系统研究。
不同旧膜再利用方式对向日葵产量及
水分利用效率的影响
闫雅非1，刘景辉1，史建国1，2，贾利欣3，张志栋1，融晓萍3
(1．内蒙古农业大学 农学院，内蒙古 呼和浩特 010019;
2．包头轻工职业技术学院，内蒙古 包头 014035;3．内蒙古农业技术推广站，内蒙古 呼和浩特 010011)
摘要:为寻找合理的旧膜再利用种植方式，有效发挥旧膜覆盖的保水保墒作用，2010 － 2011 年在河套地区进行了
旧膜上种植(JS)、旧膜间种植(JJ)及露地种植(W)向日葵对土壤水分变化和产量的影响对比试验。结果表明，两年
内，JS 和 JJ整个生育期 0 ～ 40 cm土层含水量均显著高于W(P ＜ 0． 05) ，40 ～ 100 cm土层含水量高于W，差异不显著。
在 0 ～ 40 cm土层，旧膜能有效抑制土壤水分蒸发，提高作物的水分利用率，JS 和 JJ 的籽粒产量和籽粒水分利用效率
要显著高于W，其中以 JJ的效果最为显著。JJ籽粒产量较 JS和W分别增加了 1． 34%，12． 92%，0． 88%，17． 82%。说
明旧膜仍有利用价值，而且以 JJ效果最好。
关键词:旧膜再利用;向日葵;产量;水分利用效率
中图分类号:S565． 5 文献标识码:A 文章编号:1000 － 7091(2012)06 － 0219 － 05
Effect of Re-used Plastic Film Mulching under Different Planting Patterns on
Sunflowers Yield and Water Use Efficiency in Hetao Area
YAN Ya-fei1，LIU Jing-hui1，SHI Jian-guo1，2，JIA Li-xin3，ZHANG Zhi-dong1，RONG Xiao-ping3
(1． Agronomy College，Inner Mongolia Agricultural University，Huhhot 010019，China;
2． Baotou Light Industry ＆ Vocational Technical College，Baotou 014045，China;
3． Inner Mongolia Agricultural Technology Extension Station，Huhhot 010011，China)
Abstract:Aiming at finding best planting patterns mulching with re-used plastic film，the study investigated the
effects of re-used plastic film mulching under different planting patterns(mulching on lines(JS)and mulching under
lines(JJ) )on sunflowers yield and water use efficiency by compared with bare field in Hetao area，China． The re-
sults showed that，both planting patterns with re-used film mulching could increased soil water at different degree．
Compared with bare field，soil moisture of re-used film was higher significantly in 0 － 40 cm，and no significant in
40 － 100 cm． Meanwhile，the grain yield and water use efficiency(WUE)of re-used film were higher significantly
than that of bare field in 0 － 40 cm，especially the grain yield of JJ were higher significantly than that of bare field
12． 92% in 2010 and 17． 82% in 2011，than that of JS 1． 34% in 2010 and 0． 88% in 2011，but no significant． So
it was worth to apply re-used film to agriculture production for improving the soil moisture，enhancing water use effi-
ciency and increasing the yield of sunflower． At the same time，especially，we suggest that the application of re-used
film mulching on the lines as a suitable soil management practice increase soil water and WUE in Hetao area or oth-
er areas with similar conditions．
Key words:Re-used plastic film mulching;Sunflower;Yield;Water use efficiency(WUE)
地膜覆盖发挥其显著的保水保墒，提高水分利
用效率及增产增收［1 － 3］等积极作用，但因其每年每
茬新覆膜，造成地膜残留逐年增加，“白色污染”加
剧，农田生态环境恶化［4 － 6］。近年来有研究认为，地
220 华 北 农 学 报 27 卷
膜再利用不仅具有减少地膜用量，有效降低地膜残
留污染［7］，还达到增温保水、提高产量、节本增效的
作用［8 － 10］。但由于旧膜再利用再次在膜上打孔播
种，增大了旧膜的破损度，可能导致旧膜保水及增产
效果减弱。孙继颖等人对大豆覆新膜的研究表明，
在旱作情况下，行上覆膜的大豆产量和土壤水分利
用效率均高于行间覆膜［11］。李丽君等人对大豆不
同覆膜方式的研究表明，在大豆生育期仅灌一次水
的情况下，产量及水分利用效率表现为行间覆新膜
＞行上覆新膜 ＞不覆膜［12］。同时，也有学者对膜际
条播和覆膜穴播的覆膜方式进行研究［13 － 14］，但有关
旧膜覆盖下两种种植模式对向日葵产量及水分利用
效率的影响未见报道。本研究采用不覆膜露地种植
(W)为对照，对不同的旧膜再利用方式对土壤水分
变化和产量效果进行试验，以寻找合理的旧膜再利
用种植方式，有效发挥旧膜覆盖的保水保墒作用。
1 材料和方法
1． 1 试验区概况
试验于 2010 － 2011 年在巴彦淖尔市临河区双
河镇进步村进行。该区域属河套灌区，试验地点海
拔 1040 m，地处中纬度，属干旱半干旱温带大陆性
季风气候，四季分明，春季气温回升迅速而不稳定，
秋季气温下降较快，全年≥ 10℃ 积温 3 053 ～
3 339℃，年日照时数为 3 131 ～ 3 214 h，年辐射总量
为 6 269 ～ 6 386 MJ /m2，无霜期为 142 ～ 150 d，在作
物生长季(4 －9月)内，日平均气温为 17． 7 ～ 18． 8℃，
日较差为 12． 8 ～ 14． 7℃。光热资源丰富，日照时数
长，昼夜温差大，地势平坦［15］，供试土壤类型为壤
土，pH值 8． 36，有机质 6． 90 g /kg，全氮 0． 90 g /kg，
全磷 0. 22 g /kg，全钾 18． 30 g /kg，速效氮 27． 80
mg /kg，速效磷 7． 50 mg /kg，速效钾 40． 30 mg /kg。
属中等肥力的壤土地，土地平整，地力均匀，灌排方
便。试验地前茬为单种覆膜玉米，施磷酸二铵 600
kg /hm2，尿素 300 kg /hm2。
1． 2 试验设计
本试验采用玉米 －向日葵轮作模式，前一年种
植覆膜玉米，做留膜预备试验，第 2 年在覆膜玉米后
茬的旧膜上和旧膜间免耕栽培向日葵进行试验，分
别在播前、现蕾期、开花期进行灌水，本试验共设 3
个处理:旧膜上种植(JS) ，收获玉米后留茬不揭膜，
不耕作，第 2 年直接在旧膜上种植;旧膜间种植
(JJ) ，收获玉米后留茬不揭膜，不耕作，第 2 年直接
在旧膜间的露地上种植;露地(常规)栽培(W) ，收
获玉米后进行翻耕，清除残膜，第 2 年常规种植。
试验重复 3 次，共 9 个小区，小区面积为 6 m ×
20 m = 120 m2，采用单因素随机区组设计。采用人
工点播机播种，一膜两行(或膜间两行) ，大小行种
植，大行 80 cm，小行 40 cm，株距 42 cm，种植密度
40 000 株 /hm2，6 月初播种。供试向日葵(食用型)
品种为 SH6009-M。供试地膜为高压聚乙烯膜，厚
度 8 μm，幅宽 70 cm。
1． 3 测定方法
1． 3． 1 土壤含水量测定 测定生育时期为播前(5
月 24 /27 日)、苗期(6 月 18 /25 日)、现蕾期(7 月 9 /
17 日)、始花期(8 月 2 /8 日)、终花期(8 月 23 /26
日)、成熟期(9 月 19 /25 日) ，分 0 ～ 10，10 ～ 20，
20 ～ 40，40 ～ 60，60 ～ 80，80 ～ 100 cm共 6 个土层，采
用土钻取土用铝盒烘干称质量法测定土壤含水量，
其中旧膜上种植和旧膜间种植分别在两种种植模式
的膜上和膜间取土，最后以二者的平均值表示。
1． 3． 2 向日葵产量测定 成熟时各小区分别取
6 m2内所有植株测定籽粒产量。
1． 3． 3 农田耗水量及水分利用效率计算
水分利用效率计算公式为 WUE = Y /ETa。式
中，WUE为水分利用效率(kg /(mm·hm2) ，Y 为籽粒
产量(kg /hm2) ，ETa为生育期间实际耗水量(mm) ，
即各阶段耗水量之和。
灌水量计算公式为 M = C × T × S。式中，M 为
灌水量(m3 /m) ;C 为流速(m/s) ;T 为灌水时间
(s) ;S为水泵出水口面积(m2)。
耗水量(mm)= 播前土壤贮水量 －成熟期土壤
贮水量 +生育期有效灌溉量 +生育期有效降水量
(由于该地区地下水位在 20m以下，且降雨量少，故
未考虑深层渗漏量、毛管上升水和径流量) ;贮水量
(mm)=土壤含水量 ×土壤容重 ×土层厚度 × 0． 1
(为单位换算系数)。
1． 3． 4 数据分析 采用 Microsoft Excel 2003
和 SAS9． 0 软件进行数据处理和分析。
2 结果与分析
2． 1 不同种植模式对各生育时期 0 ～ 100 cm 各土
层土壤含水量的影响
由图 1 可知，旧膜覆盖下的 0 ～ 100 cm 土层含
水量变化趋势与露地种植的含水量变化一致，随着
生育时期的推进，浅层(0 ～ 40 cm)土壤含水量受灌
水和降雨的影响呈波动下降，而深层(40 ～ 100 cm)
土壤含水量由于作物蒸腾散失，地下水位低得不到
补充，而灌水和降雨很难下渗到下层土壤，所以呈直
线下降趋势，其中下降幅度最大的是 80 ～ 100 cm
6 期 闫雅非等:不同旧膜再利用方式对向日葵产量及水分利用效率的影响 221
土层。
两年内在向日葵整个生育期，各处理下的土壤
含水量均高于露地种植，且各处理 0 ～ 40 cm土层的
含水量在 0． 05 水平上显著高于露地种植，以 2010
年现蕾期(7 月 17 日)为例，在 0 ～ 10，10 ～ 20，20 ～
40 cm 3 个土层，JS和 JJ处理的含水量分别较 W增
加了 14． 59%，20． 47%，13． 31%，27． 52%，11. 57%，
22． 35%。在整个生育期 JJ的含水量基本都高于 JS
的含水量，但是差异不显著，这可能是由于 JS 种植
时再次在膜上打孔，增大了旧膜的破损度，使旧膜保
水作用减弱，此外由于宽窄行种植导致 JJ 对地面裸
露部分的覆盖度大于 JS，进一步减少了水分的蒸
发，因而旧膜间种植的平均含水量要高于旧膜上种
植的含水量。
图 1 2010 －2011 年不同土层土壤含水量的生育期变化
Fig． 1 Variation of soil moisture during sunflowers growth stage under different
treatments in every depth of 0 －100 cm in 2010 －2011
2． 2 不同种植模式下 0 ～ 40cm土层含水量的变化
从图 2 可以看出两年的 0 ～ 40cm 土层的含水
量变化一致，随着生育时期的推进，从苗期到收获期
表现出减 －增 －减的趋势。从苗期到现蕾期土壤含
水量急剧下降，这主要是由于向日葵地下部根系生
长较快，吸水较多，而现蕾期是营养生长和生殖生长
并进时期，也是一生中生长最旺盛的阶段，这个时期
向日葵需肥、水最多。之后从现蕾到开花期含水量
呈现增加趋势，主要是由于灌水和降雨的缘故，而最
后又降低是因为籽粒灌浆需水增多，所以到生育后
期含水量达到最低。同时在向日葵整个生育期 0 ～
40 cm含水量表现为 JJ ＞ JS ＞ W，其原因是地膜覆盖
阻止了膜内水分向大气散失，同时地膜覆盖促使雨
水向膜间渗透，又由于 JJ 增加了地表覆盖度，减弱
了水分的蒸发，所以 JJ的含水量高于 JS的含水量。
图 2 2010 －2011 年不同种植模式下 0 ～ 40 cm土层土壤含水量生育期变化
Fig． 2 Variation of soil moisture during sunflowers growth stage under different
treatments in depth of 0 －40 cm in 2010 －2011
2． 3 各处理各生育时期土壤含水量垂直变化
两年各处理与露地处理的各时期土壤含水量的
垂直变化规律基本一致。这里以 2011 年的水分垂
直变化为例分析(图 3)。由于受田间灌溉、降雨和
大气蒸散量的影响，随着土层深度的增加而呈波动
性变化。在 0 ～ 60 cm随土层的加深，各时期土壤含
水量增高，60 ～ 100 cm土层含水量除了播种前和苗
期较为稳定外，从现蕾到收获期，随土层的加深，土
壤含水量呈波动下降。向日葵整个生育期 JJ 和 JS
处理的含水量均高于W，其中 JJ的含水量要高于 JS
222 华 北 农 学 报 27 卷
处理，以开花期(8 月 23 日)为例，JS和 JJ的 0 ～ 100
cm土层含水量较W分别提高了 5． 56%和 6． 19%。其
中 0 ～ 40 cm 土层的含水量均显著高于对照(P ＜
0. 05) ，分别较 W提高了 8． 25%和 13． 48%。
图 3 2011 年向日葵不同生育时期 0 ～ 100 cm 土层土壤含水量垂直变化
Fig． 3 Changes of soil moisture in 0 ～ 100 cm profile at different stage in 2011
2． 4 不同种植模式对水分利用效率和产量的影响
水分利用效率是节水农业研究的重要目标，高
水平的水分利用效率是缺水条件下农业得以持续稳
定发展的关键所在。生理学上的水分利用效率实际
上是作物的用水效率，是衡量作物产量与用水量关
系的一种指标［16］。
旧膜覆盖可提高向日葵产量和水分利用效率
(表 1)。向日葵全生育期，JS、JJ 和 W 的总耗水量
差异较小，但籽粒产量和籽粒水分利用效率呈现出
JJ ＞ JS ＞ W。JS与 JJ的籽粒产量和水分利用效率与
W相比均有显著增加(P ＜ 0． 05)。JJ的产量两年较
W分别增加了 12． 92%和 17． 82%，JS 的产量较对
照分别增加了 11． 43%和 16． 79%，其中 2 年 JJ的籽
粒产量较 JS 的籽粒产量增加了 1． 34%和 0． 88%。
从产量结果分析看，说明旧膜覆盖种植向日葵有明
显的增产效果，其中以行间种植处理为最佳。不同
种植模式对土壤水分的利用效率不同，以 JJ 处理水
分利用效率为最高，两年分别较 JS 和 W 增加了
1. 75%，14． 57%，2． 51%，20． 21%。说明 JJ 处理在
增加产量的同时，也提高了土壤水分的利用效率。
表 1 不同处理向日葵的水分利用效率及产量比较
Tab． 1 Comparison of water use efficiency(WUE)and yield of sunflower under different treatments
年份
Year
处理
Treatments
播前贮
水量 /mm
WS at
preplanting
收获时贮
水量 /mm
WS at
maturity
生育期
降水量 /mm
Rainfall
灌溉量
/mm
Irrigantion
总耗水量
/mm
Total of WC
籽粒产量
/(kg /hm2)
Grain yield
籽粒水分
利用效率
/(kg /(mm·hm2) )
WUE
2010 JS 321． 49 194． 37 100． 30 375． 00 602． 42 5 495． 10a 9． 12a
JJ 321． 49 197． 02 100． 30 375． 00 599． 77 5 568． 69a 9． 28a
W 307． 73 173． 86 100． 30 375． 00 609． 17 4 931． 39b 8． 10b
2011 JS 341． 38 243． 31 39． 50 400． 00 537． 57 5 367． 49a 9． 98a
JJ 341． 38 251． 65 39． 50 400． 00 529． 23 5 414． 92a 10． 23a
W 322． 60 221． 81 39． 50 400． 00 540． 29 4 595． 91b 8． 51b
注:a，b表示 0． 05 水平显著。
Note:letters of a，b stand for significant level at 0． 05．
3 结论与讨论
旧膜再利用覆盖在向日葵生育期仍具有较强的
保水作用，且旧膜间种植方式保水效果更佳。2 年
旧膜 0 ～ 100 cm 土层土壤含水量均高于露地，且在
0 ～ 40 cm土层达到显著水平(P ＜ 0． 05)。JJ 和 JS
(0 ～ 100 cm)平均含水量两年较露地处理分别提高
7． 02%，6． 07%和 6． 36%，5． 44%。其中，0 ～ 40 cm
6 期 闫雅非等:不同旧膜再利用方式对向日葵产量及水分利用效率的影响 223
土层，2 年内 JJ和 JS的平均含水量较露地处理分别
提高了 7． 83%，6． 91%和 8． 01%，7． 12%，40 ～ 100
cm土层，JJ和 JS 两年平均含水量较露地处理分别
提高了 5． 98%，5． 70%和 4． 72%，4． 30%。
旧膜再利用覆盖仍具有较强的增产和提高水分
利用效率的作用，且旧膜间种植方式效果更好。两
种种植模式相比较而言，JJ 的水分利用效率和增产
效果要高于 JS，但差异不显著。JS和 JJ的籽粒产量
2 年分别比 W 增加了 563． 71，637． 30 kg /hm2和
771． 58，819． 01 kg /hm2。可能是由于 JJ处理增加了
地表的覆盖面积，有效的抑制了向日葵株间水分的
蒸发，减少了无效的损失，使水分充分被利用，使这
部分无效蒸发转换为作物的有效蒸腾和水分生产效
率的提高上。而 JS处理由于膜间露置在空气中，JS
膜间水分的无效蒸发要高于 JJ ，同时膜上作物生长
吸收水分及蒸腾作用散失，使得 JJ 和 JS 在对向日
葵水分利用效率上出现了一定的差异，表现为籽粒
水分利用效率 JJ ＞ JS。
对旧膜覆盖下不同种植方式对土壤水分和产量
影响的研究结果表明，旧膜有再利用的价值，而且以
旧膜间种植在提高水分利用效率和增加产量上的效
果更加显著。而且进行旧膜利用在提高地膜利用效
率的同时，还可达到缓解白色污染的作用，所以进行
旧膜再利用很有重要的栽培利用价值和推广前景。
参考文献:
［1］ Ravi V，Lourduraj A C． Comparative performance of plastic
mulching on soil moisture content，soil temperature and yield
of rain fed cotton［J］． Madras Agric J，1996，83:709 －711．
［2］ Mohapatra B K，Lenka D，Naik D． Effect of plastic mulc-
hing on yield and water use efficiency in maize［J］． An-
nals of Agric Res，1998，19:210 － 211．
［3］ Ramakrishna A，Tam H M，Wani S P，et al． Effect of
mulch on soil temperature，moisture，weed infestation and
yield of groundnut in northern Vietnam［J］． Field Crops
Research，2006，95:115 － 125．
［4］ 肖 军，赵景波．农田塑料地膜污染及防治［J］．四川
环境，2005，24(1) :102 － 105．
［5］ 尉海东，伦志磊，郭 峰．残留农膜对土壤性状的影响
［J］．生态环境，2008，17(5) :1853 － 1856．
［6］ 严昌荣，梅旭荣，何文清，等． 农用地膜残留污染的现
状与防治［J］． 农业工程学报，2006，22(11) :269 －
272．
［7］ 王洪军，武凤玲，马成琴，等． 地膜再利用技术及其意
义［J］．北方园艺，1998，1:23 － 24．
［8］ 陈 浩，贾利欣，融晓萍，等． 地膜二次利用免耕种植
小麦套晚播向日葵栽培技术［J］． 现代农业，2010，
(9) :47 － 48．
［9］ 苏化洲，韩 成，张瑞琴，等． 地膜玉米后茬免耕直播
向日葵栽培技术［J］．内蒙古农业科技，2005(7) :357．
［10］ 史建国，刘景辉，闫雅非，等．旧膜再利用对土壤温度
及向日葵生育进程和产量的影响［J］． 作物杂志，
2012(1) :130 － 134．
［11］ 孙继颖，高聚林，王志刚，等．不同覆膜方式对旱作大
豆生理特性及水分利用效率的影响［J］． 大豆科学，
2008，27(2) :252 － 254．
［12］ 李丽君，高聚林，武向良，等．不同覆膜方式对大豆田
水分动态及利用效率的影响［J］．大豆科学，2008，27
(2) :262 － 266．
［13］ 水建兵．一膜两用胡麻种植节本增效效果试验研究
［J］．农业科技与信息，2008(7) :5 － 6．
［14］ 郭志利．旱地大豆不同覆膜方式栽培效应研究［J］．
陕西农业科学，2000(1) :19 － 21．
［15］ 李金田，张喜林，孔德胤，等．巴彦淖尔市农牧业气候
资源与区划［M］．北京:科学普及出版社，2006．
［16］ 王会肖，刘昌明．作物水分利用效率内涵及研究进展
［J］．水科学进展，2000，11(1) :99 － 104．