全 文 ：中国生态农业学报 2012年 4月 第 20卷 第 4期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Apr. 2012, 20(4): 440−446


* 国家自然科学基金项目(30960187)资助
** 通讯作者: 闫志利(1963—), 男, 博士, 副研究员, 主要从事作物栽培与生态生理研究。E-mail: zhili310@tom.com
高玉红(1978—), 女, 在读博士, 讲师, 主要从事作物高产高效栽培理论与技术研究。E-mail: gaoyh@gsau.edu.cn
收稿日期: 2011-07-13 接受日期: 2011-10-21
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.00440
不同覆膜栽培方式对玉米干物质积累及产量的影响*
高玉红1 牛俊义1,2 闫志利3** 郭丽琢1 姜寒玉2 马朋丽1 马菊红1
(1. 甘肃农业大学农学院 兰州 730070; 2. 甘肃农业大学生命科学技术学院 兰州 730070;
3. 河北科技师范学院 秦皇岛 066004)
摘 要 为探讨地膜覆盖栽培方式的增产机理, 完善地膜覆盖玉米栽培技术, 采用田间试验法, 以露地平播
为对照, 比较了全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、半膜平铺、膜侧沟播等 4 种栽培方式对玉米叶面积、光合势、
干物质积累、穗部性状、产量及其构成因子、水分利用效率的影响, 并进行了成本和效益分析。结果表明: 全
膜或半膜双垄沟播显著增加了各个生育时期玉米的叶面积, 半膜平铺和膜侧沟播作用不大; 全膜和半膜双垄
沟播及膜侧沟播显著提高了玉米的光合势, 半膜平铺对生长前期光合势有一定促进作用, 但后期出现不利影
响; 全膜和半膜双垄沟播增加了玉米穗长、穗粗、穗行数和行粒数, 但也增加了秃顶长。半膜平铺对穗长、穗
粗和穗行数有一定促进作用, 降低了秃顶长, 但对行粒数作用并不明显。膜侧沟播对穗长、穗行数和行粒数有
一定促进作用, 但对穗粗和秃顶长作用并不明显; 各种覆膜栽培方式均提高了玉米穗粒数和百粒重, 但降低
了单株成穗数。穗粒数与产量的灰色关联度最大、百粒重次之、单株成穗数最低; 全膜双垄沟播、半膜双垄
沟播、膜侧沟播、半膜平铺栽培方式分别比对照增产 67.23%、60.08%、38.81%和 20.02%, 水分利用效率分别
比对照提高 66.43%、59.54%、38.35%和 19.63%, 经济收益分别比对照增加 85.51%、69.58%、36.37%和 18.69%。
说明全膜双垄沟播玉米具有较高的产量和经济收益优势。
关键词 玉米 地膜覆盖 叶面积 干物质 光合势 产量 水分利用效率 经济收益
中图分类号: S513; S318 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)04-0440-07
Effects of different plastic-film mulching techniques on maize (Zea mays L.)
dry matter accumulation and yield
GAO Yu-Hong1, NIU Jun-Yi1,2, YAN Zhi-Li3, GUO Li-Zhuo1, JIANG Han-Yu2, MA Peng-Li1, MA Ju-Hong1
(1. College of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China; 2. College of Life Sciences and Technology, Gansu
Agricultural University, Lanzhou 730070, China; 3. Hebei Normal University of Science & Technology, Qinhuangdao 066004, China)
Abstract Plastic-film mulching is an effective yield-increasing technique in arid areas. Previous studies on film mulching have
reported constant improvements in the techniques and understanding of the use of plastic-films in production systems. Different film
mulching modes have different maize yield-increase effects in different areas. Field experiments were therefore conducted to deter-
mine the best plastic-film mulching technique in maize production for all regions. The effects of four plastic-film mulching tech-
niques — full plastic-film mulching on double ridges and planting in catchment furrows (FF), half plastic-film mulching on double
ridges and planting in catchment furrows (HF), flat planting with half plastic-film mulching (FN), and plastic-film mulching on ridge
and planting in side film mulch (FS) — on leaf area, photosynthetic potential, dry matter accumulation, ear characteristics, grain
yield and water use efficiency were compared with flat planting of zero-film mulching (CK). Cost-benefit analysis was also per-
formed in the study. Results indicated that leaf area under FF and HF treatments significantly increased at the developmental stages
but changed little under FN and FS treatments compared with CK. Photosynthetic potential also significantly increased at all stages
of development under FF, HF and FS treatments. However, it was positively affected at the initial stages of growth and negatively
affected at the later stages of growth under FN, FF and HF treatments. Maize ear length, diameter, row number and row grain number
increased and as well lengthened ear barren tip. Although FN somewhat accelerated the increasing processes of ear length, diameter
第 4期 高玉红等: 不同覆膜栽培方式对玉米干物质积累及产量的影响 441


and row number and retarded that of ear barren tip, it had no obvious effect on row grain number. To some extent, FS improved ear
length, row number and row grain number. However its effect on ear diameter and length of barren tip was not remarkable. All plas-
tic-film mulching techniques increased ear grain number and 100-grain weight, but decreased ear number per plant. The highest grey
correlation was noted between grain number per ear and grain yield, followed by 100-grain weight, and then by the number of ear per
plant. Yield of FF, HF, FS and FN increased by 67.23%, 60.08%, 38.81% and 20.02%, respectively, compared with CK. Also water
use efficiency of FF, HF, FS and FN increased by 66.43%, 59.54%, 38.35% and 19.63%, respectively, compared with CK. Economic
benefit of FF, HF, FS and FN respectively increased by 85.51%, 69.58%, 36.37% and 18.69% over CK. The above findings sug-
gested that FF treatment had the higher yield and economic advantage in the study area.
Key words Maize (Zea mays L.), Plastic-film mulching, Leaf area, Dry matter, Photosynthetic potential, Grain yield, Water
Use Efficiency (WUE), Economic benefit
(Received Jul. 13, 2011; accepted Oct. 21, 2011)
地膜覆盖作为一项有效的旱作增产技术, 在我
国普及较快。目前, 我国已经成为世界上地膜覆盖
栽培作物面积最大的国家[1]。17个省(市)生产实践证
明 , 利用地膜覆盖方式种植玉米 , 增产幅度达
30%~60%, 投入产出比达 1︰2.5~3.0, 可获得较高
的经济效益[2]。由于地膜覆盖种植玉米具有水分利
用效率高、产量高、效益高等诸多特点, 被一些地
区视为保障粮食安全的关键举措和农民从传统农业
转向现代农业的接口[3]。因此, 进一步探讨地膜覆盖
栽培技术的增产机理, 改进和完善玉米地膜覆盖栽
培技术, 对提高我国玉米产量具有重要的理论价值
和实践意义。
以往研究者对玉米地膜覆盖栽培方式进行了大
量研究, 使覆膜技术不断改进, 增产机理逐步清晰。
宋秉海[4]认为地膜覆盖撮苗种植在丰水及干旱年份
增产作用表现出较大差异, 膜侧种植容易导致玉米
不能正常成熟, 槽式覆盖和垄沟覆盖(包括双垄沟覆
盖和 3 垄沟覆盖)、低穴覆盖是旱地地膜玉米“贫水
富集”的最佳种植模式。周小平等[5]认为半膜双垄沟
播、半膜平覆穴播均比露地穴播增加了穗长、成穗
数、穗粒数和千粒重。姚刚等[6]和 Ndubuisi[7]认为全
膜垄作沟播增强了光合作用, 改善了土壤理化性质,
促进了玉米干物质的累积和生物产量的提高。卜玉
山等[8−10]认为地膜覆盖有显著的保水作用、增温效
应及明显的水分表聚现象, 显著提高了夏玉米的灌
浆速率、产量和水分利用效率。李万峰等[11]认为覆
膜能够显著增加不同施肥条件下玉米拔节期叶片光
合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率。但生
产实践表明, 不同地区采用不同地膜覆盖栽培方式
玉米增产效果不一, 有关同一区域内采用不同地膜
覆盖栽培方式对玉米干物质积累及产量影响的研究
报道较少。
本研究根据我国西北半湿润偏旱区(甘肃镇原)
降雨季节分配不均和年际间变率较大、干旱发生频
繁, 以及小于 10 mm无效降雨频率高、土壤水分蒸
发强烈、农田产量低而不稳等特点[12], 以春玉米为
研究对象, 以传统露地平播为对照, 比较了全膜双
垄沟播、半膜双垄沟播、半膜平铺和膜测沟播等 4
种覆膜栽培方式对玉米干物质积累及产量的影响 ,
初步探讨了其增产机理, 对各种覆膜栽培方式的成
本与效益情况进行了客观评价, 旨在为该地区改进
和完善玉米地膜覆盖种植技术、提高玉米产量、增
加种植效益提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验于 2010年 3—10月在农业部甘肃省镇原黄
土旱塬生态环境重点野外科学观测站 (35°30′N,
107°29′E)进行。该地区具有明显的半湿润向半干旱
过渡的大陆性温带季风气候特征, 海拔高 1 297 m,
年平均气温 9.9 ℃, 年日照时数 2 249~2 437 h, ≥0
℃积温 2 842 ℃, ≥10 ℃积温 2 722 , ℃ 年辐射量
554.3~565.2 kJ·cm−2, 无霜期 130 d 左右。据
1950—2009 年降雨资料 , 该地区年平均降水量为
548.9 mm, 7—9月降雨占全年降雨量的 54.1%, 年蒸
发量平均为 1 524.8 mm。春旱少雨且干燥多风, 夏
热伏旱且冰雹频繁, 秋凉多雨且气候潮湿, 冬干少
雪且气候寒冷, 属完全依靠自然降雨的西北半湿润
偏旱雨养农业区。春玉米为当地的主要作物, 一年
一熟。试验期 2010年属偏旱年份, 年内总降雨量为
467.75 mm(各月份降雨量分布情况如表 1所示), 玉
米生长期内降雨量为 410.95 mm。

表 1 2010年试验区降雨量月份分布情况
Table 1 Annual rainfall distribution of research area in 2010
月份 Month 1月 Jan. 2月 Feb. 3月 Mar. 4月 Apr. 5月 May 6月 Jun. 7月 Jul. 8月Aug. 9月 Sep. 10月 Oct. 11月 Nov. 12月 Dec.
降雨量 Rainfall (mm) 0 10.54 13.03 34.67 21.53 30.08 135.95 136.05 70.10 12.39 0 3.41

442 中国生态农业学报 2012 第 20卷


1.2 试验设计
供试土壤为黑垆土, 有机质含量为11.22 g·kg−1,
全氮 0.99 g·kg−1, 碱解氮 72.13 mg·kg−1, 速效磷
191.40 mg·kg−1, 速效钾139.33 mg·kg−1, pH 8.4, 肥
力中等。供试玉米品种为“沈单16号”。供试地膜为
甘肃省天水市天宝塑业有限责任公司生产的厚度为
0.008 mm聚乙烯吹塑农用地膜。
试验采用随机区组设计, 共设5个处理:
露地平播(flat planting without film mulching,
记为CK): 常规玉米种植方法 , 整地后直接采用宽
窄行方式播种, 不覆盖地膜。
全膜双垄沟播 (full film mulching on double
ridges and planting in catchment furrows, 记为FF):
带宽120 cm, 每带起底宽40 cm、高15~20 cm 的小
垄和底宽80 cm、高10~15 cm 的大垄, 大小垄相接
处形成播种沟。选用140 cm宽的地膜, 边起垄边覆
膜, 膜与膜之间不留空隙, 相接处用土压住地膜。
半膜双垄沟播 (half film mulching on double
ridges and planting in catchment furrows, 记为HF):
起垄覆膜方法同FF处理 , 但在大垄沟之间留30~35
cm空隙不覆膜, 在大小垄相接处播种。
半膜平铺(flat planting with half film mulching,
记为FN): 用80 cm宽的地膜覆盖, 净膜50 cm, 膜间
留70 cm 的空隙。采用宽窄行播种方式, 膜内播种。
膜侧沟播(film mulching on ridge and planting in
side of film mulch, 记为FS): 起底宽70 cm、高15~20
cm的垄, 采用80 cm宽的薄膜覆盖垄面。玉米播种于
膜侧5 cm处。
各处理均为人工覆膜、播种。设3次重复, 小区
面积(3.3 m×6 m)19.8 m2。覆膜前结合整地基施尿素
234.90 kg·hm−2(含N 46%)、普通过磷酸钙 1 500
kg·hm−2(含P2O5 12%)。各处理均于4月15日播种, 5叶
期间苗、定苗, 种植密度均设定为5.25×104 株·hm−2。
在玉米拔节期和灌浆期 , 分别追施尿素均为78.30
kg·hm−2。其他管理措施同一般大田, 9月25日收获。
1.3 测定项目及方法
叶面积: 分别在玉米苗期、拔节期、大喇叭口
期、抽雄期、乳熟期和成熟期, 选取叶龄基本一致
的植株进行叶龄标记, 采用WDY-500 A型微电子叶
面积测量仪测定。
光合势: 依据测定的叶面积计算。光合势=叶面
积(cm2)×生长天数(d)。
干物质: 在玉米各个生育时期, 选取与叶龄标
记基本一致的植株, 取其地上部分, 在 105 ℃烘干
箱内杀青 20 min, 再在 85 ℃恒温下烘 6~8 h至恒重,
测定其干重。
土壤含水量: 在玉米播种前及收获后, 采用烘
干称重法[13]测定 0~200 cm 土层土壤含水量, 每 20
cm取 1个土样。
穗部性状及产量构成因子: 成熟后按小区测定
各处理产量。每小区取样 15株, 当玉米籽粒水分低
于 20%时, 进行室内考种, 测定穗长、穗粗、秃顶长、
穗行数、行粒数等穗部性状以及单株成穗数、穗粒
数、百粒重等产量构成因子等指标。
1.4 数据分析
采取廖允成等[14]的方法, 根据土壤含水量计算
土壤储水量。计算公式为: E=C·ρ·H·10。式中, E为土
壤贮水量(mm), C为土壤水分质量分数(%), ρ为土壤
体积质量(g·cm−3), H为土层深度(cm)。
采取吴凌波等[15]的方法, 依据玉米播种前、收
获后的土壤储水量和玉米生长期降雨量, 计算玉米
耗水量。因试验地地下水位较低(在几十米以下), 地
下水供给忽略不计。计算公式为: ET=P+ΔW。式中,
ET为玉米耗水量(mm), P为降水量(mm), ΔW为玉米
播种前、收获后土壤储水量的变化(mm)。
采取吴凌波等[15]的方法, 依据玉米产量和耗水
量 计 算 作 物 水 分 利 用 效 率 。 计 算 公 式 为 :
WUE=Y·ET−1。式中 , WUE 为作物水分利用效率
(kg·mm−1·hm−2), Y 为作物籽粒产量(kg·hm−2), ET 为
耗水量(mm)。
采用邹东生等[16]的综合评分法, 对覆膜栽培方
式进行经济效益评价。具体方法为: 依据试验中记
载的物资投入、用工投入及实际产量等数据, 计算
单位面积产值、纯经济收入、成本产值率、资金产
值率、成本净产率、投资净产率、成本利润率、投
资利润率、劳动生产率、劳动净产率等 10项综合评
价指标, 并按以上 10个指标的顺序分别赋予 10、12、
10、8、8、8、8、8、10、10的权重, 而后以权重乘
以标准数据求得各处理指标的评分, 各指标评分之
和即为综合评分。标准数据计算公式为 : Bij=
Xij·Xjmax−1。式中: Bij 为标准化数据, Xij 为原数据,
Xjmax为各处理某个指标的最大值。
按邓聚龙[17]的方法, 分析产量构成因子与实际
产量的灰色关联度, 分辨系数设定为 0.5。
利用 EXCEL 2003 对所测数据进行计算, 利用
SPSS 17.0软件对各处理相关数据进行显著性测验。
2 结果与分析
2.1 不同覆膜栽培方式对玉米叶面积动态变化的
影响
由表 2 可见, 不同覆膜栽培方式玉米叶面积动
第 4期 高玉红等: 不同覆膜栽培方式对玉米干物质积累及产量的影响 443


态变化均符合“慢−快−慢”特征。苗期至抽雄期双垄
沟播(包括全膜双垄沟播和半膜双垄沟播)玉米单株
叶面积显著高于对照(P<0.01), 半膜平铺和膜侧沟
播与对照相比未表现出极显著差异。其中, 苗期和
拔节期半膜平铺与对照相比达到显著差异水平
(P<0.05); 乳熟期基本保持了前期趋势, 全膜双垄沟
播玉米单株叶面积达到 6 365.45 cm2, 比对照显著增
加 42.61%(P<0.01)。半膜双垄沟播玉米单株叶面积
达到 5 773.84 cm2, 比对照显著增加 29.36%(P<
0.05)。半膜平铺和膜侧沟播与对照相比均未表现出
显著差异; 成熟期全膜双垄沟播和半膜双垄沟播玉
米单株叶面积分别达 6 081.28 cm2和 5 472.19 cm2,
显著高于对照 41.80%和 27.60%(P<0.01), 而半膜平
铺和膜侧沟播与对照相比仍未表现出显著差异。说
明不同覆膜栽培方式对玉米单株叶面积产生了不同
程度的影响。
2.2 不同覆膜栽培方式对玉米各生育时期光合势
的影响
由表 3 可见, 苗期—拔节期和拔节期—大喇叭
口期, 各种地膜覆盖栽培方式均可显著提高玉米光
合势(P<0.01); 大喇叭口期—抽雄期、抽雄期—乳熟
期和乳熟期—成熟期, 半膜平铺栽培方式显著降低
了玉米光合势, 其余地膜覆盖栽培方式均显著提高
了玉米光合势(P<0.01); 全膜双垄沟播、半膜双垄沟
播和膜侧沟播 3 种覆膜栽培方式玉米总光合势分别
显著高于对照 63.55%、48.66%和 8.36%, 而半膜平
铺栽培方式玉米总光合势比对照显著降低 11.82%
(P<0.01)。可见, 不同覆膜栽培方式对旱地玉米不同
生育时期光合势的影响较大, 地膜覆盖沟播(包括全
膜双垄沟播、半膜双垄沟播和膜侧沟播)能显著提高
玉米光合势, 而平作不利于玉米光合势的提高。其
中, 全膜双垄沟播栽培方式玉米光合势最高, 为干
物质积累和高产奠定了基础。
2.3 不同覆膜栽培方式对玉米单株干物质积累的
影响
由表 4 可见, 不同覆膜栽培方式玉米单株干物
质积累与叶面积动态变化表现出同样的趋势, 均呈
现“慢−快−慢”特征。拔节期膜侧沟播、乳熟期半膜
平铺玉米单株干物质积累量与对照均未表现出极显
著差异, 其余地膜覆盖栽培方式均显著提高了玉米
各生育时期的干物质积累(P<0.01)。其中, 乳熟期半
膜双垄沟播与对照相比也达显著差异(P<0.05)。成熟
期全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、半膜平铺、膜侧
沟播玉米单株干物质积累分别达 354.48 g、297.83 g、
275.62 g 和 287.36 g, 比对照显著增加 80.37%、
55.49%、43.90%和 50.03%(P<0.01)。说明各种地膜
覆盖栽培方式最终均显著提高了玉米单株干物质产
量, 这与露地平播一直处于干旱缺水状态、导致生
长缓慢有关。成熟期半膜双垄沟播、半膜平铺、膜
侧沟播等 3 种栽培方式间未表现出显著差异。全膜

表 2 不同覆膜栽培方式对玉米单株叶面积的影响
Table 2 Effect of different film-mulching/planting patterns on leaf area of maize per plant cm2·plant−1
处理
Treatment
苗期
Seedling stage
拔节期
Jointing stage
大喇叭口期
Trumpet stage
抽雄期
Tasselling stage
乳熟期
Milking stage
成熟期
Mature stage
FF 58.33±7.22Aa 1 658.24±282.94Aa 4 389.23±624.03Aa 5 424.93±772.67Aa 6 365.45±675.57Aa 6 081.28±757.03Aa
HF 45.71±2.67Ab 1 739.50±198.63Aa 3 920.32±407.20Aa 4 792.85±267.88Aa 5 773.84±717.09ABab 5 472.19±576.13ABab
FN 32.36±7.64Bc 974.76±232.99Bb 1 876.13±320.72Bb 2 484.09±452.84Bb 3 764.58±492.72Cd 3 641.43±519.23Cc
FS 21.02±2.54Bd 684.21±163.88Bbc 2 354.91±547.55Bb 3 264.69±706.21Bb 4 842.89±280.06BCbc 4 498.80±837.08ABCbc
CK 19.35±1.09Bd 463.04±51.92Bc 1 661.84±191.09Bb 2 540.18±255.01Bb 4 463.44±186.19BCcd 4 288.53± 45.21BCc
不同大、小写字母代表处理间在 0.01和 0.05水平差异显著 Different capital and small letters indicate significant difference at 0.01 and 0.05
levels; 测定各项指标为 15株平均结果 The datum is mean of 15 plants. FF为全膜双垄沟播(全膜双垄), HF为半膜双垄沟播(半膜双沟), FN为半
膜平铺, FS为膜侧沟播, CK为露地平播 In the codes of different treatments, FF means full film mulching on double ridges and planting in catch-
ment furrows, HF means half film mulching on double ridges and planting in catchment furrows, FN means flat planting with half film mulching, FS
means film mulching on ridge and planting in side of film, CK means flat planting without film mulching. 下同 The same below.

表3 不同覆膜栽培方式对玉米光合势的影响
Table 3 Effect of different film-mulching/planting patterns on photosynthetic potential of maize 104 m2·d·hm−2
处理
Treatment
苗期—拔节期
Seedling—jointing
拔节期—大喇叭口期
Jointing—trumpet
大喇叭口期—抽雄期
Trumpet—tasselling
抽雄期—乳熟期
Tasselling—milking
乳熟期—成熟期
Milking—mature
总光合势
Total photosynthetic potential
FF 15.96±0.46Aa 38.10±0.54Aa 44.16±0.46Aa 116.72±0.98Aa 126.96±1.13Aa 341.91±1.98Aa
HF 16.60±0.80Aa 35.66±0.53Bb 39.21±0.22Bb 104.61±0.99Bb 114.71±0.72Bb 310.79±0.32Bb
FN 9.37±0.47Bb 17.96±0.54Dd 19.62±0.37Ee 61.86±0.12Ee 75.54±2.11Ee 184.35±2.42Ee
FS 6.56±0.46Cc 19.14±0.29Cc 25.29±0.44Cc 80.27±0.74Cc 95.29±0.96Cc 226.54±1.02Cc
CK 4.49±0.47Dd 13.39±0.53Ee 23.18±0.51Dd 78.74±0.38Dd 89.27±1.12Dd 209.06±2.22Dd

444 中国生态农业学报 2012 第 20卷


双垄沟播玉米抽雄期后一直保持生物积累量显著高
于其他所有栽培方式的优势, 这与该种栽培方式玉
米后期冠层叶片未早衰有关。
2.4 不同覆膜栽培方式对玉米穗部性状的影响
由表 5 可见, 全膜和半膜双垄沟播玉米穗长分
别比对照显著增加 23.90%和 18.77%(P<0.01), 膜侧
沟播和半膜平铺分别比对照显著增加 8.93%和
8.72%(P<0.05)。全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、半
膜平铺和膜侧沟播玉米穗粗分别比对照显著增加
14.79%、14.13%、9.71%和 5.96%(P<0.01)。半膜和
全膜双垄沟播玉米秃顶长分别比对照显著增加
10.03%和 9.34%(P<0.01); 而半膜平铺玉米秃顶长
为 2.43 cm, 比对照显著降低 15.92%(P<0.01); 膜侧
沟播玉米秃顶长与对照未表现出显著差异。全膜双
垄沟播、半膜双垄沟播和膜侧沟播玉米穗行数分别
比对照显著增加 17.12%、14.17%和 11.59%(P<0.01),
半膜平铺栽培方式比对照显著增加 9.09%(P<0.05)。
全膜和半膜双垄沟播玉米穗行粒数分别比对照显著
增加 10.06%、9.82%(P<0.01), 膜侧沟播玉米穗行粒
数比对照显著增加 6.91%(P<0.05)。半膜平铺栽培方
式玉米穗行粒数与对照未表现出显著差异。可见 ,
全膜和半膜双垄沟播栽培方式有效增加了穗长、穗
粗、穗行数和行粒数, 同时也增加了秃顶长。半膜
平铺栽培方式对穗长、穗粗和穗行数有一定促进作
用, 也降低了秃顶长, 但对行粒数作用不明显。膜侧
沟播栽培方式对穗长、穗行数和行粒数有一定促进
作用, 对穗粗和秃顶长作用不明显。
2.5 不同覆膜栽培方式对玉米产量及其构成因子
的影响
由表 6 可见, 全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、
膜侧沟播和半膜平铺玉米单位面积产量与对照相比
差异显著(P<0.01), 分别比对照显著增产 67.23%、
60.08%、38.81%和 20.02%; 全膜和半膜双垄沟播栽
培方式与对照相比显著提高了穗粒数和百粒重, 降
低了单株成穗数(P<0.01); 膜侧沟播栽培方式与对
照相比显著提高了百粒重, 也显著降低了单株成穗
数, 穗粒数与对照未表现出显著差异(P<0.01)。半膜
平铺栽培方式与对照相比显著提高了穗粒数

表 4 不同覆膜栽培方式对玉米干物质积累的影响
Table 4 Effect of different film-mulching/planting patterns on dry matter accumulation of maize g·plant−1
处理
Treatment
苗期
Seedling stage
拔节期
Jointing stage
大喇叭口期
Trumpet stage
抽雄期
Tasselling stage
乳熟期
Milking stage
成熟期
Mature stage
FF 0.20±0.01Aa 23.26±4.09Aa 71.14±6.18Aa 86.39±5.71Aa 298.76±23.52Aa 354.48±18.90Aa
HF 0.16±0.02Bb 18.08±3.42ABb 67.76±6.94Aa 61.93±4.69Bb 250.24±31.08BCab 297.83±17.14Bb
FN 0.09±0.01Ccd 11.82±1.02BCc 37.69±1.44Bb 50.94±8.14BCc 227.29±15.81BCcd 275.62±19.03Bb
FS 0.11±0.01Cc 6.48±0.94CDd 41.20±0.75Bb 44.73±3.37Cc 277.38±19.65Bc 287.36±10.12Bb
CK 0.07±0.01Dd 4.93±0.68Dd 19.20±2.29Cc 15.78±1.06Dd 119.91±5.87Cd 191.54±9.17Cc

表5 不同覆膜栽培方式对玉米穗部性状的影响
Table 5 Effect of different film-mulching/planting patterns on ear characters of maize
处理
Treatment
穗长
Ear length (cm)
穗粗
Ear diameter (cm)
秃顶长
Barren tip length (cm)
穗行数
Number of rows per ear
行粒数
Number of grains per row
FF 23.17±1.11Aa 5.20±0.02Aa 3.16±0.05Aa 15.47±0.87Aa 32.50±0.50Aa
HF 22.21±0.77ABa 5.17±0.05Aa 3.18±0.04Aa 15.07±0.25Aab 32.43±1.55Aa
FN 20.33±0.83BCb 4.97±0.05Bb 2.43±0.03Cc 14.40±0.55ABb 30.73±0.31ABbc
FS 20.37±0.70BCb 4.80±0.07Cc 2.93±0.04Bb 14.73±0.08Aab 31.57±0.46ABab
CK 18.70±0.28Cc 4.53±0.08Dd 2.89±0.02Bb 13.20±0.11Bc 29.53±0.53Bc

表6 不同覆膜栽培方式对玉米产量及其构成因子的影响
Table 6 Effect of different film-mulching/planting patterns on yield components and actual output of maize
处理
Treatment
单株成穗数
Ear number per plant
穗粒数
Grain number per ear
百粒重
100-grain weight (g)
单位面积实际产量
Actual output (kg·hm−2)
FF 1.34±0.07Bc 502.78±0.05Aa 29.08±0.37Aa 9 543.33±77.62Aa
HF 1.38±0.06Bb 488.72±0.04Aa 27.77±0.25Aab 9 135.21±98.33Bb
FN 1.36±0.06Bb 442.51±0.03Bb 23.30±0.55ABb 6 849.17±53.20Dd
FS 1.44±0.01Bb 465.03±0.04Bb 24.18±0.18Aab 7 921.67±54.54Cc
CK 1.93±0.05Aa 89.80±0.02Cc 15.50±0.11Bc 5 706.67±15.92Ee
关联度 Correlation degree 0.811 3 0.841 9 0.812 7 —
关联度排序 Order 3 1 2 —
各项指标为 15 株平均结果 The datum is mean of 15 plants. 关联度排序中的数字为产量构成因子与产量的关联度排序 The different
numbers in the line of order stand for the order of grey correlation degree between yield and its components.
第 4期 高玉红等: 不同覆膜栽培方式对玉米干物质积累及产量的影响 445



(P<0.01)和百粒重(P<0.05), 单株成穗数也显著降低
(P<0.01)。可见, 各种覆膜栽培方式均降低了玉米单
株成穗数。灰色关联分析结果表明, 穗粒数与单位
面积实际产量的关联度最大, 百粒重次之, 单株成
穗数最低。
2.6 不同覆膜栽培方式对玉米水分利用效率的影响
由表 7 可见, 不同覆膜栽培方式玉米播种前土
壤储水量基本一致。玉米收获后全膜双垄沟播栽培
方式土壤储水量显著高于对照(P<0.05), 但未表现
出极显著差异(P>0.01)。其他覆膜栽培方式与对照均
未表现出显著差异。玉米产量增加, 但土壤储水量
变化不大, 说明地膜覆盖减少了土壤水分蒸发, 具
有保墒作用; 不同覆盖栽培方式单位面积玉米耗水
量从高到低的顺序依次为: 全膜双垄沟播>半膜平
铺>半膜双垄沟播>膜侧沟播>对照, 这是玉米自身
耗水和土壤蒸发综合作用的结果, 说明玉米单位面
积产量的增加所需耗水量主要依靠地膜覆盖减少的
土壤水分蒸发以及所收集的微降水所供给; 全膜双
垄沟播、半膜双垄沟播、膜侧沟播和半膜平铺玉米
水分利用效率分别比对照增长 66.43%、59.54%、
38.35%和 19.63%。
2.7 不同覆膜栽培方式玉米的经济效益评价
由表 8可见, 不同覆膜栽培方式玉米的经济收益
状况存在较大差别。全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、
膜侧沟播和半膜平铺玉米单位面积经济收益分别比
对照增加 85.51%、69.58%、36.37%和 18.69%。4 种
覆膜栽培方式综合评分均高于对照。说明以上 4种覆
膜栽培方式可在生产上推广应用。其中, 全膜双垄沟
播栽培方式最具产量和效益优势, 半膜双垄沟播栽培
方式次之, 再次为膜侧沟播和半膜平铺栽培方式。

表7 不同覆膜栽培方式对玉米耗水量及水分利用效率的影响
Table 7 Effect of different film-mulching/planting patterns on water consumption and water use efficiency of maize
土壤储水量 Soil water storage (mm) 处理
Treatment 播种前 Preplanting 收获后 Post-harvest
耗水量
Water consumption (mm)
水分利用效率
Water use efficiency (kg·mm−1·hm−2)
FF 32.31±0.76Aa 24.82±0.78Aa 403.46 23.65
HF 32.22±0.12Aa 24.22±0.51Aab 402.95 22.67
FN 31.72±1.02Aa 23.73±0.03Aab 402.96 17.00
FS 32.19±0.38Aa 24.15±0.95Aab 402.91 19.66
CK 32.63±0.16Aa 23.31±0.96Ab 401.63 14.21

表 8 玉米不同覆膜栽培方式的经济效益比较
Table 8 Economic benefits of maize under different plastic-film mulching patterns Yuan·hm−2
处理
Treatment
产值
Output value
物资投入
Materials input
用工投入
Input of labor
总投入
Total input
纯经济收入
Pure income
经济效益综合评分
Comprehensive score of economic benefits (score)
FF 19 090.66 3 644.70 1 350.00 4 994.70 14 095.96 100.00
HF 18 270.42 3 644.70 1 740.00 5 384.70 12 885.72 88.30
FN 13 698.34 3 104.70 1 575.00 4 679.70 9 018.64 70.47
FS 15 843.34 3 644.70 1 800.00 5 444.70 10 398.64 73.46
CK 11 413.34 2 564.70 1 250.00 3 814.70 7 598.64 68.31
肥料投入按市场实际购买价计算 Fertilizer input was counted based on the actual buying price; 种子投入按市场价 8元·kg−1计算 Seed
input was counted based on the market price 8 Yuan·kg−1; 所用劳动力按每天作业 8 h、30 元计算 Labor input was counted based on 30 Yuan per
day (8 h) per person; 玉米籽粒价格按市场价 2元·kg−1计算 Maize grain price was counted based on the market price 2 Yuan·kg−1.

3 讨论与结论
叶片是作物的主要光合器官, 其面积大小直接
影响到光合速率和光合效能。光合势在一定范围内
与产量呈正相关[18]。已有研究结果表明, 水分、温度
和肥力是影响春玉米高产、稳产的三大栽培要素, 地
膜覆盖具有明显的增温效果和保水效应, 可有效地
增加光合面积, 增大光合势, 促进作物生长[19]。本研
究结果表明, 不同覆膜栽培方式玉米叶面积动态变
化均呈现出“慢−快−慢”特征, 不同覆膜栽培方式对
玉米单株叶面积的影响程度不同。全膜或半膜双垄
沟播栽培方式可显著增加各生育时期玉米的叶面积,
而半膜平铺和膜侧沟播栽培方式对玉米单株叶面积
的促进作用不大 ; 地膜覆盖沟播(包括全膜双垄沟
播、半膜双垄沟播和膜侧沟播)能显著提高玉米的光
合势, 并获得较高的产量效应, 这与方彦杰等 [19]研
究结论一致。而半膜平铺栽培方式对玉米生长前期
光合势有一定促进作用, 后期则产生了不利影响。
本研究表明, 不同覆膜栽培方式玉米干物质积
累与叶面积动态变化表现出同样趋势, 但不同覆膜
方式对不同生育时期玉米干物质积累量的影响程度
存在较大差异。全膜双垄沟播、半膜双垄沟播、半
膜平铺、膜侧沟播等4种覆膜栽培方式均有助于玉米
单株干物质的积累, 可有效提高玉米产量, 这与张
446 中国生态农业学报 2012 第 20卷


雷等[20]研究得出的“玉米干物质积累多、产量高”、
“干物质积累量与产量达极显著相关”等规律一致。
各种覆膜栽培方式对玉米穗部性状均产生较大影
响。其中, 全膜和半膜双垄沟播栽培方式有效地增
加了穗长、穗粗、穗行数和行粒数, 但也增加了秃
顶长。而半膜平铺栽培方式对穗长、穗粗和穗行数
有一定促进作用, 但降低了秃顶长, 对行粒数作用
也不明显。膜侧沟播栽培方式对穗长、穗行数和行
粒数有一定促进作用, 但对穗粗和秃顶长作用并不
明显。这与以往研究结论[4−7,21]不尽相同。
本研究表明, 各种覆膜栽培方式均可显著提高
玉米产量, 但增产效果不一。增产效果从高到低依
次为: 全膜双垄沟播>半膜双垄沟播>膜侧沟播>半
膜平铺。各种覆膜栽培方式几乎均能显著提高玉米
穗粒数和百粒重, 但降低了单株成穗数, 这可能与
覆膜栽培导致玉米提早成熟有关[22]。方彦杰等[19]研
究认为, 旱地玉米地膜覆盖的增产效应主要是通过
改善农田土壤水温状况而影响作物生长, 在降雨相
对较少的前期(抽雄期前)促进作用最为明显, 该技术
能明显减除玉米“卡脖旱”现象。而增产主要表现在生
育后期(吐丝后)促进雌穗分化发育和提高结实率。本
研究灰色关联度分析结果表明, 穗粒数与单位面积
实际产量的关联度最大、百粒重次之、单株成穗数
最低, 进一步证实了方彦杰等[19]的研究结论。
保守智[23]研究认为, 玉米双垄全膜覆盖栽培技
术集覆盖抑蒸、增温保墒、膜面集雨、垄沟种植等
技术于一体, 最大限度地保蓄秋季降水和拦截早春
5~10 mm 的微小甚至无效降雨, 减少了地面蒸发,
达到了抗旱保墒和集水渗灌的目的, 满足了旱地玉
米全生育期生长发育需求。本研究结果表明, 全膜
双垄沟播、半膜双垄沟播、膜侧沟播和半膜平铺玉
米水分利用效率均比对照有大幅度增长, 但土壤储
水量并未显著变化, 证实了保守智[23]的研究结论。
特别是全膜双垄沟播栽培方式最具产量优势, 该技
术恰好利用了土壤无效蒸发和自然降水形成径流的
水分, 解决了自然降水与农作物需水的供需错位问
题以及大气干旱与降水资源浪费的矛盾, 实现了降
水资源的时空调配, 提高了农业生态系统生产力。
有关不同覆膜方式的增温效应有待进一步研究。
本研究综合分析结果表明, 全膜双垄沟播、半
膜双垄沟播、膜侧沟播和半膜平铺玉米均具有产量
和经济收益优势。其中, 全膜双垄沟播玉米栽培技
术表现出最高的产量和经济效益优势, 半膜双垄沟
播次之, 再次为膜侧沟播。在 4 种覆膜栽培方式中,
半膜平铺栽培方式虽综合评分最低 , 但仍高于对
照。在我国西北雨养农业区, 应大力推广全膜双垄
沟播玉米栽培技术。
参考文献
[1] 邢胜利 , 魏延安 , 李思训 . 陕西省农作物地膜栽培发展现
状与展望[J]. 干旱地区农业研究, 2002, 20(1): 10–13
[2] 王耀林. 花生、玉米、棉花、西瓜地膜覆盖高产早熟栽培
技术[M] . 北京: 金盾出版社, 1988: 66–69
[3] 王栓全, 刘普灵, 刘冬梅, 等. 地膜玉米是陕北梯田粮食高
产的关键措施[J]. 干旱地区农业研究, 2001, 19(1): 20–25
[4] 宋秉海 . 旱地地膜玉米“贫水富集”种植模式研究[J]. 中国
生态农业学报, 2006, 14(3): 93–95
[5] 周小平 , 薛喜全 . 秦安县浅山半干旱地区玉米不同覆膜栽
培方式的效果对比[J]. 甘肃农业科技, 2010(2): 32–34
[6] 姚刚, 张胜, 王圣瑞, 等. 地膜覆盖对春玉米光合性能和干
物质累积的影响 [J]. 内蒙古农业大学学报 : 自然科学版 ,
2000, 21(增刊): 153–156
[7] Ndubuisi M C. Physical properties of an ultisol under plastic
film and no-mulches and their effect on the yield of maize[J].
Journal of American Science, 2009, 5(5): 25–30
[8] 卜玉山, 王建程, 邵海林, 等. 不同覆盖材料土壤生态效应
与玉米增产效应研究[J]. 中国生态农业学报, 2005, 13(2):
138–141
[9] 张俊鹏, 孙景生, 刘祖贵, 等. 不同水分条件和覆盖处理对
夏玉米籽粒灌浆特性和产量的影响[J]. 中国生态农业学报,
2010, 18(3): 501–506
[10] Mohapatra B K, Lenka D, Naik D. Effect of plastic mulching
on yield and water use efficiency in maize[J]. Annals of Ag-
ricultural Research, 1998, 19: 210–211
[11] 李万峰, 李兆君, 梁永超, 等. 覆膜对不同施肥条件下玉米
拔节期光合参数与荧光参数的影响[J]. 中国生态农业学报,
2009, 17(6): 86–89
[12] 李尚中, 王勇, 樊廷录, 等. 旱地玉米不同覆膜方式的水温
及增产效应[J]. 中国农业科学, 2010, 43(5): 922–931
[13] 晋小军 , 黄高宝 . 陇中半干旱地区不同耕作措施对土壤水
分及利用效率的影响 [J]. 水土保持学报 , 2005, 19(5):
109–112
[14] 廖允成 , 韩思明 , 温晓霞 . 黄土台塬旱地小麦土壤水分特
征及水分利用效率研究[J]. 中国生态农业学报, 2002, 10(3):
55–58
[15] 吴凌波, 高聚林, 木兰, 等. 不同覆膜方式对玉米表层土壤
含水量、产量和水分利用效率的影响[J]. 内蒙古农业科技,
2007(3): 18–20
[16] 邹东生, 廖桂平. 农业生态学[M]. 长沙: 湖南教育出版社,
2002: 132–165
[17] 邓聚龙. 灰色系统基本方法[M]. 武汉: 华中理工大学出版
社, 1987: 195–204
[18] 党建友, 张定一, 裴雪霞, 等. 黄土高原沟谷地春玉米不同
耕作覆膜方式水温效应的研究 [J]. 中国生态农业学报 ,
2006, 14(3): 75–77
[19] 方彦杰, 黄高宝, 李玲玲, 等. 旱地全膜双垄沟播玉米生长
发育动态及产量形成规律研究 [J]. 干旱地区农业研究 ,
2010, 28(4): 128–134
[20] 张雷 , 牛建彪 , 赵凡 . 旱作玉米双垄面集雨全地面覆膜沟
播抗旱增产技术研究[J]. 甘肃科技, 2004, 20(11): 174–175
[21] 张立功 , 王涛 . 地膜玉米不同覆盖方式效果对比试验初报
[J]. 甘肃农业科技, 2008(4): 17–19
[22] 周小平 , 薛喜全 . 秦安县浅山半干旱地区玉米不同覆膜栽
培方式的效果对比[J]. 甘肃农业科技, 2010(2): 32–35
[23] 保守智 . 山旱地玉米双垄全膜覆盖集雨栽培技术[J]. 作物
杂志, 2008, 24(6): 90