全 文 ： * ?农业部“948”项目 ( 971012-1)资助
收稿日期 : 2004-08-10 改回日期 : 2004-09-17
旱地冬小麦覆盖黑色液膜生态效应研究 *
崔欢虎 靖 华 赵海桢
(山西省农业科学院小麦研究所 临汾 041000) (山西省农业科学院棉花研究所 运城 044000)
张俊灵 王 笳
(山西省农业科学院谷子研究所 长治 046000) (山西省农业科学院土壤肥料研究所 太原 030031)
摘 要 对旱地冬小麦覆盖黑色液膜的增产效应研究结果表明 , 枯水年型旱地冬小麦覆盖黑色液膜具有较好的生
态效应 , 冬小麦产量达 2188.5kg/ hm2 ,较对照增产 17. 95% ;水分利用效率达 0.78kg/ m3 , 较对照提高22.26%。
关键词 旱地 冬小麦 黑色液膜
Ecological effects of black fluid-film mulched over in dry land winter wheat . CUI Huan-Hu, J I NG Hua(Wheat Research
Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Linfen 041000, China) , ZHAO Hai-Zhen( Cotton Research Institute,
Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Yuncheng 044000,China) , ZHANG Jun-Ling( Millet Research Institute, Shanxi
Academy of Agricultural Sciences,Changzhi 046000, China) , WANG Jia( Institute of Soil and Fertilizer, Shanxi Academy
of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031,China) , CJ EA , 2006, 14( 1) :73～75
Abstract The results from fieldexperiment show that theapplication of black fluid-film has agoodecological effect in dry
years, and the yield reaches 2188. 5kg/ hm2 , 17.95% increased compare with the control . The water use efficiency is
0.78kg/ m3 , 22. 26% higher than that of thecontrol .
Key words Dry land, Winter wheat, Black fluid-film
(Received Aug . 10, 2004; revised Sept . 17, 2004)
国内有关小麦地膜覆盖和秸秆覆盖的效应研究已见诸多报道[ 1～3] 。但地膜覆盖小麦存在的问题一是
地膜难固定 ,往往易形成苗穴错位致使苗顶膜的现象时常发生 , 需要大量人工放苗 ; 二是地膜残留对下茬播
种小麦易形成播种机堵塞 ,常造成缺苗断垄 ; 三是长期应用地膜对农田生境带来较多不利影响[ 4 ,5] 。为此王
笳等[ 6] 进行了易降解淀粉膜产品的研究 , 李洪秋[ 7] 研究提出“白色污染”防治技术等 , 但鉴于种种原因这些
产品和技术均未在生产上发挥其作用。本试验研究了山西省晋南旱地冬小麦覆盖黑色液膜的生态效应 , 为
拓宽旱地冬小麦覆盖材料寻求有效途径。
1 试验材料与方法
试验于 1998～2000年在山西省农业科学院小麦研究所旱地试验场 (临汾 , 试验点 A )、万荣县张户坡村
(试验点 B)和屯留县路村 ( 试验点 C)进行 (各试验点 2 年均为枯水年型 )。各试验点供试黑色液膜、白色液
膜和小麦品种“冬丰 1号”均由中国农业科学院土壤肥料研究所提供。试验设 3个处理 , 即黑色液膜为 1(母
液 )∶5( 水 )倍 , 450kg/ hm2 (?) ; 白色液膜为 1(母液 )∶100(水 )倍 , 300kg/ hm2 (?) ; 露地为对照 ( CK )。处理?和
?各点均以播种后翌日喷施覆盖。3个处理播期密度均以当地适宜播期和密度为准 , 随机区组排列 , 3 次重
复 ,小区面积 13.4m2。各处理以小区单收单打计产 ,主要生育期调查株高、单株分蘖、单株次生根和主茎叶龄
等常规项目 ,收获时调查产量 3因素 ;用常规方法测定土壤容重、比重和含水量及地温 ,并计算土壤总孔隙度。
2 结果与分析
2 . 1 不同覆盖材料对冬小麦主要生育期增温、产量与生物学效应
比较 2年 A～C 3点不同覆盖材料效果表明 ,黑色与白色 2个液膜覆盖处理分别较对照增产 17.95%和
8. 85% ,且黑色液膜比白色液膜增产效应更佳 ; 经方差分析各点各年度黑色液膜与对照均存在 5%显著差异。
第 14 ?卷第 1期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14 No .1
2 0 0 6 ?年 1 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture Jan ., 2006
表 1 不同覆盖材料对冬小麦产量效应比较 (临汾 , 万荣 ,屯留 )
Tab.1 YieldeffectofdifferentmulchedmaterialsinLinfen, WanrongandTunliu
处 理
Treatments
年 份
Y ears
籽粒产量/ kg·hm- 2 X
Grain yield
穗数/ 万个·hm - 2 ?
Ear numbers
穗粒数/ 粒
Grain per spike
千粒重/ g
1000 s-grainweight
黑 色 液 膜 1999 ?2832 v. 0 402 . 0 28 . 1 31 .5
2000 ?1545 v. 0 361 . 5 21 . 6 26 .2
平均 2188 v. 5 381 ?. 75 24 . 85 28 .85
白 色 液 膜 1999 ?2539 v. 5 397 . 5 25 . 8 30 .7
2000 ?1500 v. 0 336 . 0 20 . 6 26 .3
平均 2019 v. 75 366 ?. 75 23 . 2 28 .5
露地 (对照 ) 1999 ?2365 v. 5 373 . 5 25 . 6 29 .5
2000 ?1345 v. 5 324 . 0 20 . 5 25 .4
平均 1855 v. 5 348 ?. 75 23 . 05 27 .45
与其他处理相比黑色液膜的产量构成
因素穗数、穗粒数和千粒重均最高 , 较
对照平均穗数增加 33 万穗/ hm2 , 穗
粒数多 1.8 粒/ 穗 , 千粒重高 1.4g; 白
色液 膜 比 对 照 平 均 穗 数 增 加 18
万穗/ hm2 , 穗粒数多 0.15 粒/ 穗 , 千
粒重高 1.05g(见表 1)。黑色液膜覆
盖冬小麦冬前、拔节期株高、主茎叶
龄、单株分蘖和单株次生根均优于其
他处理 , 对冬小麦个体发育有明显促
进作用 , 这与黑色液膜覆盖处理土体
地温较对照高有关 , 也是该处理冬前
有效分蘖数增多和群体较大的主要原
因之一 ( 见表2) 。表3表明冬小麦抽
表 3 黑色液膜覆盖材料对冬小麦抽穗
期增温效应 ( 1998 年 , 屯留) *
Tab.3 Increase temperatureeffect of black-
fluid film mulched material during
heading period in Tunliu in 1998
项 目
I tems
土层/ cm Soil layers
5 ?10 15
黑色液膜日最高温度/ ℃ 39 ?. 8 29 v. 8 27. 0
露 地 日 最 高 温 度/ ℃ 31 ?. 5 28 v. 1 26. 5
黑色液膜日平均温度/ ℃ 28 ?. 9 25 v. 1 24. 0
露 地 日 平 均 温 度/ ℃ 26 ?. 0 24 v. 7 23. 5
* 表中数值均为 3d 平均值。
表 2 不同覆盖材料对冬小麦生物学效应比较 (1999 年 ,临汾 )
Tab.2 ThebiologicaleffectofdifferentmulchedmaterialsinLinfenin1999
处 理
Treatments
越冬前 ( 11 m-24) Before winter
株高/ cm
Plant
主茎叶
龄/ 片
单株分
蘖/ 个
单株次
生根/ 条
height Stem Tillering Secondary
leaves per plant root per plant
拔节期 ( 04 ?-05) J ointing stage
株高/ cm
Plant
春 生
叶/ 片
单株分
蘖/ 个
单 株 次
生根/ 条
height Spring Tillering Secondary
leaf per plant rootper plant
黑 色 液 膜 18 ?. 4 5 ;. 7 7 . 0 6 . 4 28 !. 4 4 [.5 5. 0 12 .6
白 色 液 膜 16 ?. 2 5 ;. 6 5 . 2 5 . 2 25 !. 2 4 [.3 4. 4 12 .3
露地 (对照 ) 14 ?. 3 5 ;. 2 4 . 7 4 . 1 24 !. 7 4 [.1 3. 9 9 .6
穗期黑色液膜 5cm、10cm、15cm土层日最高温度分别较对照高
8.3℃、1.7℃和 0. 5℃ , 日平均温度分别较对照高 2. 9℃、0.4℃和
0.5℃。出苗～拔节期黑色液膜处理 0～5cm和 10cm土层温度分
别较对照高 2.2℃和 1.7℃ (1999, 万荣点 ) , 说明黑色液膜能吸收较
多的太阳能 , 不断向土壤下层传导而具有较好增温效应。
2 . 2 不同覆盖材料对麦田土壤物理性状的影响
表 4表明黑色液膜、白色液膜和露地处理 0～20cm土层平均土壤容重分别为 1.23g/ cm3、1. 25g/ cm3 及
1. 26g/ cm3 , 均为较适宜范围内 ; 其他各土层黑色液膜和
白色液膜处理土壤容重均较适宜 , 而露地处理 10～20cm
土层土壤容重( 1.29g/ cm3 )则较偏高(中国农业科学院土壤
肥料研究所测定的麦田耕层土壤容重以 1.14～1.27g/ cm3
较适宜 ) ,透水透气性较差 , 根系伸展阻力大 , 不利于小麦
根系生长发育 ; 黑色液膜 0～5cm、5～10cm和10～20cm
土层总孔隙度均高于对照 ,0～20cm土层平均总孔隙度较
对照高 1% ,表明各土层总孔隙度与土壤容重所反映的特
性基本一致 , 黑色液膜覆盖冬小麦有较好的土壤物理
特性。
2 . 3 不同覆盖材料的储水供水效应及水分利用效率
表 5表明越冬前黑色液膜、白色液膜和露地处理 0～
100cm 土 层 储 水 量 分 别 为 169.2mm、170. 5mm 和
169. 8mm, 拔 节 期 分 别 为 167. 5mm、145.3mm 和
150. 4mm , 说明黑色液膜具有较好的储水效应。全生育
表4 不同覆盖材料对麦田土壤物理性状的影响(2000年,万荣)
Tab. 4 The effect of different mulched materials on
the soil physical properties in Wanrong in 2000
处 理
Treatments
土层/ cm
Soil layers
土壤容重/ g·cm- 3 ?
Soil bulk density
总孔隙度/ %
Total soil porosity
黑 色 液 膜 0 ?～ 5 1 O. 21 54. 34
5 ?～10 1 O. 23 53. 58
10 ?～20 1 O. 25 52. 83
平 均 1 O. 23 53 ?. 58
白 色 液 膜 0 ?～ 5 1 O. 22 53. 96
5 ?～10 1 O. 25 52. 58
10 ?～20 1 O. 27 52. 08
平 均 1 O. 25 52 ?. 87
露地 ( 对照 ) 0 ?～ 5 1 O. 22 53. 96
5 ?～10 1 O. 26 52. 45
10 ?～20 1 O. 29 51. 32
平 均 1 O. 26 52 ?. 58
期 0～200cm土层耗水量露地 > 黑色液膜覆盖 > 白色液膜覆盖 ,露地条播由于抑制土壤无效水分蒸发效果
差而耗水量大 ; 而黑色液膜处理则小麦拔节～成熟期能有效供水 ( 0～100cm土层的供水量占全生育期 0～
200cm土层总供水量的 47.9% )较好地协调了穗数、穗粒数和千粒重的关系 , 是黑色液膜覆盖处理增产的水
74 中 国 生 态 农 业 学 报 第 14 ?卷
表 5 不同覆盖材料的储水供水效应 (1999 年 ,临汾 )
Tab.5 Theeffectof soil water-storagecapacityandwatersupplyunder differentmulchedmaterials inLinfenin1999
处 理
Treatments
黑色液膜 Black fluid-film 白色液膜 White fluid-film 露地 ( 对照 ) Bare(CK )
土层/ cm Soil layers
0 ?～100 0 9～200 100～200 0 m～100 0 ?～200 100～200 0 ;～100 0～200 100～200
播 种 前 储 水 / mm 184 ?. 3 365 v. 2 180 ?. 9 184 . 3 365 D. 2 180. 9 184 . 3 365 . 2 180 . 9
越 冬 前 储 水 / mm 169 ?. 2 - - 170 . 5 - - 169 . 8 - -
拔 节 期 储 水 / mm 167 ?. 5 - - 145 . 3 - - 150 . 4 - -
成 熟 期 储 水 / mm 82 ?. 5 187 v. 6 105 ?. 1 88 . 3 201 D. 9 113. 6 79 . 6 177 . 7 98 . 1
全 生 育 期 耗 水 / mm 101 ?. 8 177 v. 6 75 ?. 8 96 . 0 163 D. 3 67. 3 104 . 7 187 . 5 82 . 8
播种前～越冬前耗水/ mm 15 ?. 1 - - 13 . 8 - - 14 . 5 - -
越冬前～拔节期耗水/ mm 1 ?. 7 - - 25 . 2 - - 19 . 4 - -
拔节～成熟期耗水/ mm 85 ?. 0 - - 57 . 0 - - 70 . 8 - -
分基础。不同覆盖材料对冬小麦水分利用效率的影
响不同 ,黑色液膜较好地抑制了土壤水分无效蒸发 ,
水分利用效率达 0.78kg/ m3 ; 而露地处理耗水量最
大 ,水分利用效率仅有 0. 638kg/ m3 , 黑色液膜处理
较对照水分利用效率提高 22.26% (见表 6)。
3 小结与讨论
旱地冬小麦覆盖黑色液膜具有较好的生态效
应 ,枯水年型 2 年 3 点平均产量为 2188.5kg/ hm2 ,
较对照增产 17.95% ; 且冬小麦生长健壮 , 个体与群
表 6 不同覆盖材料对冬小麦水分利用效率的影响 (临汾 )
Tab.6 Theeffect of different mulched materials on the
water useefficiency in Linfen
年 份
Y ears
水分利用效率/ kg·m - 3 WWater use efficiency
黑色液膜 白色液膜 露地 ( 对照 )
Black fluid-film White fluid-film Bare(CK )
1999 ?1. 004 0 . 930 0 |. 780
2000 ?0. 555 0 . 540 0 |. 495
平均 0 ?. 780 0 . 735 0 |. 638
较对照(±)/ % 22 ?. 26 15 . 20
体指标合理 ;有效抑制了土壤水分无效蒸发 , 并在冬小麦需水关键期有效供给水分 , 水分利用效率最高。而
白色液膜增产、生物学和储水供水等效应均不及黑色液膜 , 其原因可能是吸热性能不及黑色液膜所致。黑
色液膜为黑色液态乳剂 ,其优点是吸热强且增温性良好 , 缺点是产品母液粘稠 , 必须加压才能雾化 , 山西省
农业科学院土壤肥料研究所与山西省农业机械研究所合作研制的 3WS-200型气压式高效液体喷雾机 , 其配
置形式为后置全悬挂 , 容积 60～100kg/ 桶 , 可承压≤0.4M Pa, 喷头喷架均可调整 , 最宽作业 8 行 , 幅宽
250cm, 平均行距 23cm,用配套动力 37kW拖拉机拖带 , 生产效率 8～13. 3hm2/ h, 经 2001～2003年在晋南地
区大面积示范收到良好效果 ,且该产品在比利时连续应用 15 年而对土壤无污染 ,其成分可为土壤微生物分
解 ,证明黑色液膜为理想的新型覆盖材料 , 可较好地解决地膜覆盖存在的污染问题 , 并有效改善土壤物理性
状及其生境 ,值得大力推广应用。
参 考 文 献 h
1 韩思明 , 李 岗 ,寸待贵 .旱作小麦不同地膜覆盖栽培模式对土壤水分及产量影响研究 .干旱地区农业研究 , 2000 , 18(专辑 )∶19～25
2 崔欢虎 , 张鸿杰 ,徐建兵等 .微孔膜覆盖穴播小麦生态效应研究 .华北农学报 , 2000 , 15( 3)∶72～76
3 翟军海 , 凌 莉 ,高亚军等 .补充灌溉、氮素营养与秸秆覆盖对冬小麦生长及产量的影响研究 .中国生态农业学报 , 2004, 12( 1)∶130
4 李保民 .残膜污染农田危害花生生长模拟试验 .河南农业科学 , 1994 ( 3)∶18～19
5 武宗信 .残留地膜对土壤污染及棉花生长发育的影响 .山西农业科学 , 1995, 22(3)∶27～30
6 王 笳 .易降解淀粉膜在旱地农业可持续发展中的评价 .山西农业科学 , 1997 , 25( 2)∶47～50
7 李洪秋 .论农田“白色污染”的防治技术 .农业环境与发展 , 1997, 52(2)∶17～19
第 1 ?期 崔欢虎等 : 旱地冬小麦覆盖黑色液膜生态效应研究 75