張有亮,羅新寧,楊 悅,鄭劍波,李振華
(塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)院 新疆,阿拉爾 843300)
新疆棉花產(chǎn)業(yè)當(dāng)今是新疆群眾脫貧致富的重點產(chǎn)業(yè),提高棉花生產(chǎn)產(chǎn)量是新疆種植戶首要任務(wù)[1]。早期棉花種植模式采用無膜滴灌栽培栽培模式[2],隨著地膜覆蓋技術(shù)的引進(jìn),地膜覆蓋在新疆得到大面積應(yīng)用[3,4], “矮、密、早、膜” 栽培模式和膜下滴灌技術(shù)是新疆棉花種植的特征[5-9],而地膜覆蓋栽培在新疆是棉花豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵措施[10]。地膜覆蓋技術(shù)可以增溫保濕,降低棉田土壤熱量和水分的散失,保土保肥,抑制雜草和病蟲害,改善農(nóng)作物生長環(huán)境,提高棉花產(chǎn)量[11-14]。增加地膜一定厚度,可以提高保溫保墑效果,促進(jìn)棉花生長發(fā)育,實現(xiàn)棉花高產(chǎn)、高質(zhì)[15-16]。
試驗于2021年4~10月在新疆阿拉爾市塔里木大學(xué)東擴區(qū)基地進(jìn)行,該地區(qū)北起天山南麓山地,南至塔克拉瑪干沙漠北緣,屬溫帶性極端大陸干旱荒漠氣候,極端最高氣溫為35℃,極端最低氣溫為-28℃,年均日照為2556.3~2991.8h,墾區(qū)少雨,年均降水量40.1~82.5mm,年均蒸發(fā)量為1876.6~2558.9mm。試驗地土質(zhì)為壤土,土壤肥力中等,有機質(zhì)10.6g/kg,堿解氮43.9mg/kg,速效磷12.0mg/kg,速效鉀170mg/kg。試驗田排灌方便,地勢平坦。
試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計,采用當(dāng)?shù)?.008mm、0.01mm傳統(tǒng)地膜覆蓋(以B,A來表示),與無膜(CK)進(jìn)行對比,共3個處理,3次重復(fù),共9個小區(qū),小區(qū)總面積3.4hm2。棉花種植模式采用一膜一帶四行,行距為66+10cm,株距為10cm,棉花品種為新陸中38號,其他管理方式按新疆機采棉方式進(jìn)行。
1.3.1 棉花出苗情況調(diào)查 棉花播種后每個小區(qū)隨機選擇3個點,每個點連續(xù)調(diào)查100穴,在第3天開始連續(xù)調(diào)查棉花出苗情況,直至棉花出苗結(jié)束。
1.3.2 土壤溫度和土壤含水量監(jiān)測 試驗采用曲管地溫計在膜下5cm土層對土壤溫度進(jìn)行監(jiān)測,測定時間為每天12:00,在苗期、蕾期、花鈴期取其平均值作為該時期地溫。土壤含水量測定時期與地溫一致,采用烘干法在0~10cm土層測定土壤含水量。
1.3.3 棉花農(nóng)藝性狀調(diào)查 各小區(qū)選取具有代表性5株棉花,定點定株掛牌標(biāo)志,分別在苗期(5月15日)、蕾期(7月15日)、花鈴期(8月15日)測定棉花株高、莖粗、主莖葉片數(shù)。
1.3.4 產(chǎn)量性狀 棉花吐絮期在定點定株周圍選取4.56m(2長3.0m2×寬1.52m2)區(qū)域,測定米娜和總鈴數(shù)和總株數(shù),計算棉花單株鈴數(shù)和有效收獲株數(shù);隨機選取50朵吐絮棉鈴(上層棉鈴15個,中層棉鈴20個,下層棉鈴15個)測定單鈴重,計算棉花籽棉產(chǎn)量。
1.3.5 數(shù)據(jù)處理 使用Excel 2019對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,采用OriginPro2021繪圖與SPSS Statistics 23分析。
圖1 表示的是棉花播種第3天后(4月20日~5月1日)棉苗出苗情況,4月29日~5月1日棉花出苗率不再變化。由圖1可見,處理A出苗速度快,且處理A>處理B>處理CK,說明處理A棉花出苗率高于處理B和處理CK。覆膜后處理A、處理B比處理CK出苗率增加12.7%、7.0%,處理A比處理B增加5.7%,說明覆膜能提高棉花出苗率,增加地膜厚度能增加棉花出苗率。
圖1 覆膜與無膜對棉花出苗影響
2.2.1 不同時期土壤溫度變化 由圖2可見,覆膜后與無膜在不同時期的土壤溫度存在顯著。處理A、處理B、處理CK的5cm土層土壤溫度在蕾期達(dá)到最高溫度,處理A和處理B比處理CK顯著增加7.6℃、5.7℃;處理A和處理B存在顯著,處理A比處理B顯著增加1.9℃。說明覆膜可以提高土壤溫度,增加地膜厚度能增加保溫效果。
圖2 覆膜與無膜在各個時期5cm土層地溫變化
2.2.2 不同時期土壤含水量變化 由圖3可知,土壤含水量在覆膜與無膜的影響下在各個時期存在顯著?;ㄢ徠诿藁ㄐ杷^大,處理A、處理B、處理CK的0~10cm土層深度土壤含水量在花鈴期達(dá)到最大,各個處理間存在顯著。處理A比處理CK增加5.4%,處理B比處理CK增加3.7%,處理A比處理B增加1.7%。說明覆膜比無膜保墑效果好,保持水分穩(wěn)定,降低水分的蒸發(fā)與散失;增加地膜厚度也能提高保墑效果。
圖3 不同時期10cm土層土壤含水量變化
表1表示的是兩種不同厚度地膜覆膜后與無膜在不同時期株高、莖粗、主莖葉片數(shù)變化情況。不同處理間的株高、莖粗在苗期、蕾期和花鈴期存在顯著,花鈴期處理A和處理B比處理CK的株高高8.04cm、7.76cm;在花鈴期處理B的莖粗比處理CK增加0.04mm;主莖葉片數(shù)在花鈴期時,處理A和處理B比處理CK顯著增加2.56片、2.38片,處理A與處理B無差異,但與處理CK存在顯著。說明覆膜后的棉花比無膜棉花生長快,促進(jìn)棉花生長發(fā)育,株高、莖粗、主莖葉片數(shù)逐漸增加。
表1 不同處理在各個時期農(nóng)藝性狀調(diào)查
地膜覆蓋通過提高棉田土壤溫度和土壤含水量來提高棉花產(chǎn)量,而增加一定地膜厚度可以實現(xiàn)增產(chǎn)。由表2可知,棉田地膜覆蓋后,單株鈴數(shù)、單鈴重得到增加。處理A和處理B的單株鈴數(shù)比處理CK增加0.11個、0.09個,處理A和處理B的單鈴重比處理CK增加0.76g、0.35g,0.01mm地膜的單株鈴數(shù)和單鈴重最高。處理A、處理B有增產(chǎn)作用,增產(chǎn)幅度在1.15%~1.20%,處理A的籽棉產(chǎn)量在三個處理中達(dá)到最高,說明加厚地膜能提高棉花產(chǎn)量。
表2 不同處理棉花產(chǎn)量分析
地膜覆蓋技術(shù)可有效提高土壤溫度和土壤含水量,阻礙地面氣層熱量交換和抑制土壤水分蒸發(fā),改善土層水熱狀況,顯著提高棉苗出苗率,對棉花生長發(fā)育產(chǎn)生促進(jìn)作用,從而顯著提高棉花產(chǎn)量。
從增產(chǎn)角度出發(fā),增加地膜厚度可提高土壤溫度和土壤含水量,保溫保墑效果更好,可實現(xiàn)棉花增產(chǎn)。試驗通過覆蓋0.008mm地膜與0.010mm地膜,說明覆蓋0.010mm地膜可有效提高棉花產(chǎn)量,因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)推廣中建議使用0.010mm以上的地膜。