全 文 ：　 　 倡 国家高技术研究（８６３）发展计划项目（２００２AA２ Z４３０１）资助
收稿日期 ：２００５唱１０唱０６ 　 改回日期 ：２００５唱１２唱２０
麦草与地膜覆盖对玉米田间生态环境及产量的影响 倡
买自珍 　程炳文 　王 　勇 　罗世武 　
（宁夏固原市农业科学研究所 　 固原 　 ７５６０００）
摘 　要 　 通过田间试验研究了麦草与地膜覆盖栽培措施对玉米田间生态环境及产量的影响 。 结果表明 ，麦草与地
膜二元覆盖可降低作物冠层温度 １ ～ ２ ℃ ，显著减少玉米田间土壤水分蒸发 ，对土壤具有一定的保温作用 ，并能明显
提高玉米产量和水分利用效率 。
关键词 　 二元覆盖 　 玉米产量 　 生态环境 　 冠层
Effects of plastic film and straw mulching on field environment and yield of maize畅MAI Zi唱Zhen ，CHENG Bing唱Wen ，
WANG Yong ，LUO Shi唱Wu（The Institute of Agriculture Science in Guyuan ，Guyuan ７５６０００ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５
（２） ：６６ ～ ６８
Abstract 　 The field experiment was conducted to study the effects of plastic film and straw mulching on field environment
and yield of maize畅The results show that the temperature in crown layer of maize can be decreased by １ ～ ２ ℃ ，and the e唱
vaporation of maize field is reduced significantly畅In addition ，the preservation effect on soil heat is also obvious畅Therefore ，
the yield and water use efficiency（WUE）of maize can be raised significantly畅
Key words 　 Film and straw mulching ，Maize yield ，Eco唱environment ，Canopy
（Received Oct畅６ ，２００５ ；revised Dec畅２０ ，２００５）
我国北方旱作区以旱地为主 ，面积占耕地面积 ８５ ％ ，地下 、地表水资源俱缺 ，该区农业生产用水主要依
靠自然降水 ，年降水量不足且分布不均 ，蒸发量大 ，农田降水利用率不足 ３０ ％ ，属典型的旱作雨养农业区 。
近年来旱地玉米大面积推广地膜覆盖种植 ，地膜覆盖保墒效果好 ，但田间沟内土壤水分蒸发损失严重 。 赵
聚宝等［１］试验研究表明 ，秸秆覆盖节水效果明显 ，但地膜和秸秆二元覆盖在玉米抗旱节水试验研究方面尚
报道较少 。 为此 ，于 ２００３ ～ ２００４ 年在宁南山区彭阳县王洼村水平梯田上进行了垄上覆膜沟内覆草试验 ，以
探讨二元覆盖沟内麦草不同覆盖量玉米田生育期土壤水分动态变化规律及其对玉米田间生态环境及产量
的影响 ，以期为旱作区农田保墒技术体系的保水 、保肥技术提供依据 。
1 　 研究区域概况与研究方法
试验于 ２００４ 年在宁南山区彭阳县国家“８６３”核心示范区新修 ２ 年的水平梯田上进行 ，供试土壤为缃黄
土 ，土壤肥力中等 ，０ ～ １００cm土层平均土壤容重 １畅２７g／cm３ ，海拔高度 １７７０m ，年均降雨量 ４１３畅９mm ，年均蒸
发量 １４５４畅０mm ，干燥系数 １畅８ ，年均气温 ６畅８ ℃ ，年日照时数 ２５１８h ，≥ １０ ℃ 年积温 ２６９０畅４ ℃ ，年无霜期
１４５d 。 ２００４ 年玉米全生育期降水 ２４３畅５mm ，较历年同期少 １４３畅５mm ，其中 ４ ～ ６ 月份降水 ９７畅２mm ，占同期
降雨量的 ６２畅９ ％ ，７ ～ ９ 月份降水 １４６畅３mm ，占同期 ５７畅９ ％ ，≤ ５mm 无效降水次数 ３２ 次 ，降水 ４８畅１mm ，占总
降雨量 １９畅８ ％ 。
供试玉米品种为“中原单 ３２” ，玉米种植垄上覆盖地膜 。 试验设垄沟内覆盖麦草 ９７５０kg／hm２ （ Ⅰ ） 、
７５００kg／hm２ （ Ⅱ ） 、５２５０kg／hm２（ Ⅲ ） 、３０００kg／hm２ （ Ⅳ ）和未覆盖麦草（CK）５ 个处理 ，随机区组排列 ，３ 次重复 ，
小区面积 ３０m２（５m × ６m） ，垄沟宽 ４５cm ，覆草面积 １２畅５m２ ，试验周围种保护行 。
玉米播种前和收获后测定 ０ ～ ２００cm 土层土壤含水量 ，计算水分利用率 。 试验期间连续监测土壤沟内
和膜内株间各层次土壤含水量 。 分生育期测定 ０ ～ １００cm 土层土壤含水量 ，同时测定株高 、叶面积 、干物质
量等作物生理生态指标 。 ２００４ 年 ７ 月 ２１ ～ ２２ 日（晴天）用曲管地温表自上午 ８ ：００ 时开始每隔 １h 测定一次
第 １５卷第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol畅１５ 　 No畅２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
５cm 、１０cm 、１５cm 、２０cm 、２５cm 土层地温 。 ７ 月 １７ 日（玉米大喇叭口期）１４ ：００ 时用 MINLTA５０５ 测定仪测定
作物冠层温度 ，测定系数为 ０畅９８ ，从冠层上方约 １畅０m 高处以 ４５°仰角从 ５ 个不同方向取 ５ 个读数 ，求其平均
数 。 收获时每小区随机取样 １５ 株进行考种 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 二元覆盖麦草不同用量对土壤温度的影响
由表 １ 可知 ，５ ～ ２５cm土层温度随着气温的升高 ，地温逐渐上升 ，中午 １２ ：００ ～ １４ ：００ 时达到最大值 ，然
后逐渐降低 ，有明显的日变化过程 。 表层 ５cm 地温随麦草覆盖量增加差异明显 ，温度变幅较大 ；１０ ～ １５cm
土层随麦草覆盖量增加地温温度变幅较小 ，２０ ～ ２５cm 土层地温趋于平稳 ，温度变幅较小 。 ５ ～ ２０cm 土层地
温 １０ ：００ 时之前二元覆盖基本高于对照 ，之后一元地膜覆盖增温效应快 ，二元覆盖明显低于对照 ；２５cm 土层
地温各处理间温度变化无明显差异 。 说明二元覆盖夜间地温高于对照 ，具有较好的保温 、平稳土壤耕层温
度的作用 。 马耀光等研究表明［２］ ，秸秆覆盖层能吸收短波辐射 ，降低热量交换速率 ，使大部分热量吸收到秸
秆内 ，降低地温 ；而夜间长波辐射大于短波辐射 ，起到保温作用 。 朱自玺等［３］试验也有类似结果 ，秸秆覆盖
麦田潜热通量和土壤热通量均明显小于未覆盖麦田 。
表 1 　 麦草不同覆盖处理玉米田 5 ～ 25cm土层地温日变化规律 倡
Tab畅１ 　 Daily va riatio n of soil t empera ture in ５ ～ ２５cm soil laye rs under dif fe rent treatment s of maize field
土层／cm
Soil laye rs
处 　 理
Treatments
测定时刻 M easuring time
８ ：００ ９ ：００ １０ ：００ １１ ：００ １２ ：００ １３ ：００ １４ ：００ １５ ：００ １６ ：００ １７ ：００ １８ ：００ １９ ：００ ２０ ：００
５ Ⅰ ２０畅２ ２３畅０ ２４畅０ ２６畅６ ２７畅５ ２８畅５ ２９畅３ ２６畅５ ２５畅２ ２６畅５ ２７畅８ ２５畅６ ２３畅９
Ⅱ ２０畅０ ２２畅０ ２２畅０ ２７畅０ ２８畅０ ２９畅０ ３１畅１ ２７畅６ ２６畅０ ２７畅５ ２８畅７ ２６畅５ ２４畅９
Ⅲ １９畅７ ２２畅６ ２５畅０ ２８畅０ ２８畅６ ３０畅５ ２６畅７ ２５畅２ ２６畅５ ２７畅７ ２６畅５ ２４畅２ ２６畅１
Ⅳ １９畅４ ２２畅０ ２５畅０ ２７畅５ ２８畅０ ２８畅２ ２９畅２ ２６畅５ ２４畅８ ２６畅０ ２６畅４ ２５畅５ ２４畅９
CK １９畅５ ２２畅６ ２６畅５ ２８畅３ ２９畅８ ３０畅０ ３２畅５ ２８畅５ ２６畅３ ２７畅１ ２９畅２ ２７畅０ ２５畅１
１０ Ⅰ ２０畅３ ２１畅２ ２２畅６ ２４畅５ ２５畅１ ２５畅９ ２７畅３ ２６畅６ ２５畅８ ２５畅５ ２６畅０ ２５畅５ ２５畅０
Ⅱ １９畅４ ２０畅５ ２２畅０ ２４畅３ ２５畅０ ２５畅８ ２７畅７ ２６畅８ ２６畅９ ２６畅５ ２６畅３ ２６畅０ ２５畅１
Ⅲ １９畅５ ２０畅３ ２２畅０ ２４畅０ ２４畅２ ２５畅２ ２６畅７ ２５畅７ ２５畅０ ２５畅０ ２６畅０ ２５畅５ ２４畅８
Ⅳ ２０畅１ ２１畅０ ２３畅０ ２５畅０ ２５畅５ ２６畅０ ２７畅３ ２６畅４ ２５畅５ ２５畅６ ２６畅５ ２６畅０ ２５畅５
CK １９畅４ ２０畅５ ２２畅５ ２４畅３ ２５畅７ ２６畅５ ２８畅２ ２７畅０ ２５畅７ ２５畅６ ２６畅４ ２６畅２ ２５畅４
１５ Ⅰ ２０畅２ ２０畅５ ２１畅４ ２２畅５ ２３畅０ ２３畅３ ２４畅７ ２４畅７ ２４畅５ ２４畅５ ２４畅７ ２４畅５ ２４畅２
Ⅱ １９畅６ １９畅６ ２０畅５ ２１畅３ ２１畅５ ２２畅０ ２３畅５ ２３畅６ ２３畅７ ２４畅０ ２４畅０ ２６畅２ ２６畅０
Ⅲ ２０畅５ ２０畅６ ２１畅５ ２２畅０ ２２畅５ ２３畅１ ２３畅８ ２４畅１ ２４畅０ ２３畅７ ２４畅１ ２４畅０ ２４畅０
Ⅳ ２０畅９ ２１畅０ ２１畅５ ２３畅０ ２３畅８ ２４畅０ ２４畅８ ２５畅０ ２４畅８ ２４畅５ ２５畅０ ２５畅０ ２５畅０
CK １９畅８ ２０畅６ ２１畅５ ２２畅５ ２３畅４ ２４畅０ ２４畅９ ２５畅０ ２４畅９ ２５畅０ ２５畅０ ２５畅０ ２４畅９
２０ Ⅰ ２０畅２ ２０畅５ ２１畅４ ２２畅５ ２３畅０ ２３畅３ ２４畅７ ２４畅７ ２４畅５ ２４畅５ ２４畅７ ２４畅５ ２４畅２
Ⅱ １９畅６ １９畅６ ２０畅５ ２１畅３ ２１畅５ ２２畅０ ２３畅５ ２３畅６ ２３畅７ ２４畅０ ２４畅０ ２６畅２ ２６畅０
Ⅲ ２０畅５ ２０畅６ ２１畅５ ２２畅０ ２２畅５ ２３畅１ ２３畅８ ２４畅１ ２４畅０ ２３畅７ ２４畅１ ２４畅０ ２４畅０
Ⅳ ２０畅９ ２１畅０ ２１畅５ ２３畅０ ２３畅８ ２４畅０ ２４畅８ ２５畅０ ２４畅８ ２４畅５ ２５畅０ ２５畅０ ２５畅０
CK １９畅８ ２０畅６ ２１畅５ ２２畅５ ２３畅４ ２４畅０ ２４畅９ ２５畅０ ２４畅９ ２５畅０ ２５畅０ ２５畅０ ２４畅９
２５ Ⅰ ２０畅９ ２０畅７ ２０畅７ ２１畅０ ２１畅０ ２１畅３ ２１畅６ ２１畅５ ２１畅９ ２２畅０ ２２畅２ ２２畅０ ２２畅２
Ⅱ ２１畅０ ２１畅０ ２１畅０ ２０畅９ ２１畅０ ２１畅１ ２１畅９ ２１畅８ ２１畅４ ２１畅２ ２１畅０ ２１畅０ ２１畅０
Ⅲ ２１畅０ ２１畅０ ２１畅０ ２１畅２ ２１畅３ ２１畅５ ２２畅５ ２２畅５ ２２畅５ ２２畅６ ２２畅７ ２３畅０ ２２畅５
Ⅳ ２１畅５ ２１畅４ ２１畅４ ２１畅５ ２１畅８ ２２畅１ ２２畅５ ２２畅５ ２２畅７ ２３畅０ ２３畅０ ２２畅７ ２３畅０
CK ２１畅０ ２１畅０ ２１畅０ ２１畅３ ２１畅５ ２１畅６ ２２畅０ ２２畅５ ２２畅６ ２２畅６ ２３畅０ ２３畅０ ２３畅０
　 　 倡 表中数值为 ２ 个重复 ４ 次平均值 。
由表 ２ 可知 ，麦草不同覆盖量 ５ ～ ２５cm 土层平均日均地温较对照依次降低 １畅２ ℃ 、０畅８ ℃ 、０畅９ ℃ 、０畅９ ℃
和 １畅０ ℃ ，日温差依次为 １畅４ ℃ 、１畅６ ℃ 、１畅８ ℃ 、１畅８ ℃ 和 １畅９ ℃ 。 二元覆盖随麦草覆盖量的增加温差变小 ，一
元地膜覆盖温差较大 。
2畅2 　 二元覆盖麦草不同用量对土壤含水量的影响
玉米田沟内覆盖麦草 ，沟内土壤热量减少 ，使较多的水分保存于土壤中 ，增加了土壤含水量 。由图１可
第 ２期 买自珍等 ：麦草与地膜覆盖对玉米田间生态环境及产量的影响 ６７　
表 2 　 麦草不同覆盖处理玉米田 5 ～ 25cm土层地温日变化特征
Tab畅２ 　 Daily soil temperature characters in ５ ～ ２５cm soil layers in
different treatments of maize field
处 　 理
T reatments
地温 ／ ℃
Soil t empera ture
土层 ／cm Soil layers
５ １０ １５ ２０ ２５
日最高地温
Highest soil
temperature
日均地温
Average soil
t empera ture
日温差
Daily dif ference
in temperature
Ⅰ ２５畅７ ２３畅２ ２２畅２ ２１畅４ ２０畅９ ２４畅１ ２２畅７ 　 １畅４
Ⅱ ２６畅０ ２３畅９ ２２畅８ ２１畅５ ２１畅２ ２４畅７ ２３畅１ 　 １畅６
Ⅲ ２６畅１ ２４畅１ ２２畅９ ２１畅７ ２１畅４ ２５畅０ ２３畅２ 　 １畅８
Ⅳ ２７畅０ ２４畅６ ２３畅４ ２２畅６ ２２畅２ ２５畅７ ２３畅９ 　 １畅８
CK ２７畅４ ２４畅８ ２３畅７ ２２畅７ ２２畅４ ２６畅１ ２４畅２ 　 １畅９
知 ，自覆盖之日起 ，玉米生育期
二元覆盖处理 ０ ～ １００cm 土层土
壤储水量高于对照 ，苗期至大喇
叭口期土壤储水量明显增加 ，至
大喇叭口时增至最大值 ，之后由
于植株封垄和冠层覆盖地面 ，覆
草增墒效果差异不明显 ，加之覆
盖玉米田蒸腾耗水增加 ，沟内覆
盖与未覆盖麦草的土壤湿度差
异逐渐减少 ，玉米生育后期因降
雨量增多土壤储水量又呈上
升趋势 。 据测定 Ⅰ 和 Ⅲ 处理 ０ ～
图 1 　 麦草不同覆盖处理 0 ～ 100cm 土层土壤
沟内与膜内平均储水量变化
Fig畅１ 　 The variation of pondage in ０ ～ １００cm soil
layer under st raw mulching and plastic film
mulching of different treatments
１００cm 土 层 含 水 量 玉 米 田 土 壤 水 分 蒸 发 平 均 减 少
１４９畅００mm ，节水 １４９０畅００m３ ／hm２ 。 特别是 ０ ～ ５０cm 土层内
土壤含水量明显提高 ，占总增加储水量的 ６４畅２ ％ 。 赵聚宝［１］
等研究表明 ，秸秆覆盖的提墒作用土壤耕层更为明显 。
2畅3 　 二元覆盖麦草不同用量对作物冠层温度的影响
作物冠层温度是由土壤唱植物唱大气连通体内的热量和水
气流决定的 ，当土壤水分不足时 ，蒸腾速率降低 ，植物体温度
升高 。 它反映了作物和大气之间的能量交换 ，作物冠层温度
与其能量的吸收和释放过程有关 。 作物冠层吸收太阳辐射
能并转化成热能 ，使冠层温度升高 ；作物蒸腾作用耗热 ，使叶
片冷却 。 当作物水分供应减少时 ，可导致作物气孔关闭 ，蒸
腾作用减缓 ，蒸腾消耗热量减少 ，感热通量增加 ，从而引起作
物冠层温度升高 。 由表 ３ 可知 ，二元覆盖处理土壤含水量增
加 ，使玉米冠层温度降低 ，且随着沟内覆草量的增加而降低明
显 。 二元覆盖处理冠层温度较未覆草处理降低 １畅６ ℃ ，说明水分充足作物冠层温度降低 。 近年来一些专家学者
通过测定作物冠层温度来反映作物水分亏缺状况 ，用冠层温度可作为衡量作物水分亏缺状况指标［４ ～ ７］ 。
表 3 　 麦草不同覆盖处理玉米冠层温度变化
Tab 畅３ 　 Temperature changes of maize canopy in different treatments
处 　 理
T reatments
温度／ ℃ Tem perature
重复 Duplications 平 　 均
１ ２ ３ ４ ５ Average
Ⅰ ２５畅５ ２８畅４ ２６畅０ ２６畅６ ２７畅０ ２６畅７
Ⅱ ２７畅９ ２６畅９ ２７畅１ ２６畅８ ２５畅１ ２６畅８
Ⅲ ２７畅０ ２８畅６ ２８畅０ ２６畅５ ２８畅４ ２７畅７
Ⅳ ２７畅３ ２７畅３ ２７畅８ ２６畅１ ２７畅０ ２７畅１
3 　 小 　 结
二元覆盖处理可抑制土壤水分蒸发 ，增加土壤
水库储水量 ，具有保温 、平稳土壤耕层温度的作用 ，
０ ～ １００cm 土层玉米田蒸发平均减少 １４９畅００mm ，节
水 １４９０畅００m３ ／hm２ ，９７５０kg／ hm２ 和 ５２５０kg／ hm２ 处
理比对照水分利用效率分别增加 ０畅５４kg／ m３ 和
０畅３１kg／ m３ ，提高 ２７畅９７ ％ 和 １６畅０６ ％ ，这与杨安中
等［７］的试验规律一致 。 秸秆与地膜二元覆盖具有
很好的保墒节水作用 。
参 考 文 献
１ 　 赵聚宝 ，梅旭荣 ．秸秆覆盖在农业节水增产中的作用 ．农牧情报研究 ，１９９２ （１） ：１４ ～ １９
２ 　 马耀光 ，张保军 ，罗志成 ，等 ．旱地农业节水技术 ．北京 ：化学工业出版社 ，２００３ ．１０９ ～ １１２ ，１５０ ～ １５６
３ 　 朱自玺 ，赵国强 ，邓天宏 ，等 ．秸秆覆盖麦田水分动态及水分利用效率研究 ．生态农业研究 ，２０００ ，８（１） ：３４ ～ ３７
４ 　 梁银丽 ，张成娥 ．冠层温度唱气温差与作物水分亏缺关系的研究 ．生态农业研究 ，２０００ ，８（１） ：２４ ～ ２６
５ 　 刘恩民 ，于 　 强 ，谢贤群 ．水分亏缺对冬小麦冠层温度的研究 ．生态农业研究 ，２０００ ，８（１） ：２１ ～ ２３
６ 　 张喜英 ，裴 　 冬 ，陈素英 ．用冠气温差指导冬小麦灌溉的指标研究 ．中国生态农业学报 ，２００２ ，１０（２） ：１０２ ～ １０５
７ 　 杨安中 ，王 　 敏 ，张从宇 ．秸秆与地膜二元覆盖对小麦田间生态环境及产量影响 ．水土保持学报 ，２００３ ，１７（３） ：１８１ ～ １８２
６８　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷