李偉綺, 孫建好, 趙建華

(甘肅省農(nóng)業(yè)科學院 土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所, 蘭州 730070)

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有色地膜栽培玉米的主要性狀及相關(guān)性分析

李偉綺, 孫建好, 趙建華

(甘肅省農(nóng)業(yè)科學院 土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所, 蘭州 730070)

采用大田試驗對綠洲灌區(qū)玉米覆蓋黑色、紅色、藍色與透明4種顏色地膜，對主要農(nóng)藝性狀進行相關(guān)性分析。結(jié)果表明：不同顏色地膜栽培的玉米相比透明地膜的經(jīng)濟產(chǎn)量增產(chǎn)率表現(xiàn)為：黑色膜減產(chǎn)9.22%，藍色膜增產(chǎn)9.23%，紅色膜增產(chǎn)2.29%。由于黑色地膜出苗率低導致玉米的生長密度降低，單株玉米的生境空間增大，出現(xiàn)雙穗的比率增高，因而黑色地膜處理的單株產(chǎn)量較高。不同顏色地膜的各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為藍色膜的株高、穗位、穗長、穗粒數(shù)均最高，黑色膜的千粒重最高，并且穗位低、莖粗高；在地膜影響下各玉米果穗性狀對單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)均不顯著，各性狀對單株籽粒產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)依次為千粒重>穗行數(shù)>出籽率>行粒數(shù)>穗粗>穗粒數(shù)>穗長。

地膜顏色; 玉米; 產(chǎn)量; 相關(guān)分析

玉米是甘肅省河西走廊綠洲灌區(qū)的主要糧飼兼用作物之一，占全省糧食總產(chǎn)的比例達46%，在保障糧食安全和甘肅省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著極其重要的作用[1]。地膜覆蓋栽培對推動高效農(nóng)業(yè)起著不可代替的作用，玉米覆膜栽培是自20世紀80年代起迅速發(fā)展的集約化高產(chǎn)栽培技術(shù)，具有明顯的增溫保墑、增產(chǎn)增收效果[2-6]，目前生產(chǎn)上較為普遍應(yīng)用的是透明地膜，對大幅提高作物產(chǎn)量起到很好的作用，但存在作物易徒長、倒伏、早衰、易形成“草棚”等現(xiàn)象，施用除草劑又易導致土壤、地下水、作物的污染而惡化生態(tài)環(huán)境和影響作物品質(zhì)[4]，從而大大降低其使用效果。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際已研制出不同顏色的地膜，對作物的生長發(fā)育以及雜草、病蟲害和地溫的影響不一樣，但尚未全面推廣使用，適當選用顏色地膜，可以達到增產(chǎn)增收和改善品質(zhì)的目的[4-6]。以往的研究多集中在透明地膜與露地玉米栽培比較，對有色地膜的對比試驗較少，近年來隨著保護性耕作技術(shù)的推廣實施，地膜覆蓋大面積應(yīng)用，本研究就黑色、紅色、藍色與透明地膜4種顏色的地膜在玉米上進行覆蓋對比試驗，旨在進一步加深對地面覆蓋措施保墑增產(chǎn)機理的認識。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試玉米品種為鄭單958。地膜有透明膜、藍色膜、紅色膜、黑色膜4種，厚度均為0.01 mm，幅寬均為120 cm。

1.2試驗設(shè)計

試驗于2013年在張掖市甘州區(qū)張掖節(jié)水試驗站進行，海拔1 490 m，年平均氣溫5～8℃，≥10℃的活動積溫3 234.3℃，多年平均降雨量139.2 mm，蒸發(fā)量2 291 mm，年日照時數(shù)2 800～3 300 h，無霜期148 d，地下水埋深18～23 m，地下水位年變幅約1.0 m。土壤以灌漠土為主，肥力中等，土壤容重1.39 g/cm3，土壤有機質(zhì)含量為17.98 g/kg，全氮0.77 g/kg，全磷0.141 3 g/kg，全鉀13.97 g/kg，pH為8.5。拉丁方排列設(shè)計，重復4次。采用全膜覆蓋，玉米播種密度75 000株/hm2，寬窄行種植，寬行1 m，窄行0.2 m，株距22 cm。施肥采用施可豐玉米緩釋專用肥(26-13-5) 1050 kg/hm2，小區(qū)面積長(6 m)×寬(7.8 m)=46.8 m2，小區(qū)相連，不預留空行。

1.3測定方法

測定項目為收獲后玉米產(chǎn)量及穗部性狀：單株產(chǎn)量(小區(qū)籽粒產(chǎn)量/收獲時小區(qū)株數(shù))、經(jīng)濟產(chǎn)量(小區(qū)籽粒產(chǎn)量/收獲小區(qū)面積)、收獲指數(shù)(經(jīng)濟產(chǎn)量/生物產(chǎn)量)、雙穗率(成熟后植株結(jié)有雙穗，第二穗為成品率的株數(shù)占全小區(qū)植株數(shù)的百分率)、空桿率(不結(jié)穗或果穗結(jié)實不足20粒的植株占總株數(shù)的百分率)、穗長(測量從穗基部到頂端的長度)、穗粗(將取樣的10個果穗首尾相間排成一行，測量果穗中間直徑)、穗行數(shù)(每小區(qū)選取10穗有代表性果穗，計數(shù)果穗中部的籽粒行數(shù))、行粒數(shù)(計數(shù)所測果穗一個中等長度行的粒數(shù))、百粒重(每小區(qū)隨機取100粒籽粒，重復取樣3次，重復間差異小于0.5 g)、千粒重(百粒重×10)、穗粒數(shù)[(平均每穗百粒重×100)/平均百粒重]、出籽率[(籽粒重/穗重)×100%][7]。

1.4分析方法

試驗結(jié)果用Excel軟件整理計算，并用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同顏色地膜玉米植株性狀和果穗性狀

從不同顏色地膜處理的玉米植株性狀分析看(表1)，株高表現(xiàn)為藍色膜和透明膜處理較高，黑色膜和紅色膜的較低；玉米莖粗間差異不顯著，藍色膜處理穗位最高，黑色膜的穗位最低而莖粗最高，說明黑色和紅色顏色深的地膜對玉米前期的營養(yǎng)生長具有一定的影響；從出苗率、雙穗率和空桿率來看，白色、藍色、紅色3種顏色地膜出苗率均在80%以上，雙穗率為30%～43%，空桿率為0.63%～0.69%，而黑色膜的出苗率最低46.5%，雙穗率高達83.5%，空桿率為0，這可能是黑色膜防除雜草的性能對玉米苗造成一定程度的威脅，導致出苗率降低，而玉米的生長密度降低后，單株玉米的生境空間增大，使玉米在營養(yǎng)生長階段養(yǎng)分充足，從而雙穗比率增高。

表1不同顏色地膜處理的玉米植株性狀

處理株高/cm莖粗/cm穗位/cm出苗率/%雙穗率/%空桿率/%透明膜305.2±5.1a3.2±0.1a137.1±2.0ab83.5±5.0a43.0±9.9b0.69黑色膜296.2±4.2ab3.3±0.1a128.7±4.0b46.5±4.6b83.5±6.2a—紅色膜290.2±8.9b3.2±0.1a136.1±3.2ab84.6±3.2a29.5±5.7d0.64藍色膜305.9±1.0a3.2±0.1a139.9±2.7a82.8±4.6a30.1±11.2c0.63

注：小寫字母表示0.05差異水平，下表同。

不同顏色地膜對玉米果穗性狀的影響不同(表2)，4種顏色地膜穗長為藍色膜最高，紅色膜最低；穗粗、穗行數(shù)和行粒數(shù)差異不顯著；從穗粒數(shù)來看藍膜穗粒數(shù)最高，其次為紅膜，黑膜穗粒數(shù)最低；千粒重黑膜較高，藍膜次之，統(tǒng)計分析差異不顯著(p=0.5)；出籽率均達89%以上。

表2不同顏色地膜處理的玉米果穗性狀

處理穗長/cm穗粗/cm穗行數(shù)/行行粒數(shù)/粒穗粒數(shù)/粒千粒重/g出籽率/%透明膜19.2±0.1ab5.5±0.1a16.7±0.3a40.8±0.6a543.0±44.8ab334.5±6a89.2±0.2a黑色膜19.2±0.2ab5.4±0.1a17.1±0.3a41.5±0.7a520.0±43.8b369.8±36a89.1±0.3a紅色膜18.7±0.2b5.4±0.1a16.5±0.3a40.8±0.4a573.0±9.6ab337.7±4a89.0±0.1a藍色膜19.5±0.3a5.5±0.1a16.8±0.6a41.1±0.6a647.0±65.2a351.4±4a89.8±0.8a

2.2不同顏色地膜玉米產(chǎn)量分析

從產(chǎn)量結(jié)果來看(表3)，單株產(chǎn)量黑色膜顯著高于其他3種顏色地膜，這一結(jié)果可能與黑色地膜出苗率降低后玉米的生長密度降低，單株玉米的生境空間增大，出現(xiàn)雙穗的比率增高，因而黑色地膜處理的單株產(chǎn)量高。折合大田經(jīng)濟產(chǎn)量，藍色膜最高，紅色膜和透明膜次之，而黑色膜最低；生物產(chǎn)量表現(xiàn)出黑色膜最低，其他顏色地膜處理差異不顯著，均在37 500 kg/hm2左右；在收獲指數(shù)中雙穗率高使得黑色膜的收獲指數(shù)相對較高，在生物產(chǎn)量接近的情況下，藍色膜由于經(jīng)濟產(chǎn)量高而收獲指數(shù)位列第二，透明膜最低。根據(jù)經(jīng)濟產(chǎn)量計算出各顏色地膜相對透明地膜的增產(chǎn)率，黑色膜減產(chǎn)9.22%，藍色膜增產(chǎn)效果最好，達9.23%，紅色膜增產(chǎn)2.29%。

表3不同顏色地膜處理的玉米產(chǎn)量和收獲指數(shù)

處理單株產(chǎn)量/g經(jīng)濟產(chǎn)量/(kg·hm-2)生物產(chǎn)量/(kg·hm-2)收獲指數(shù)相對增產(chǎn)率/%透明膜277.5±8.4b12643.5±264ab38100.0±2011.5a0.33±0.01a—黑色膜398.5±33.2a11476.5±1258.5b27232.5±3691.5b0.45±0.08a-9.22紅色膜280.5±13.8b12931.5±414ab37320.0±2443.5a0.35±0.02a2.29藍色膜273.0±16.8b13809.0±597a38289.0±2104.5a0.37±0.03a9.23

2.3不同顏色地膜玉米果穗性狀相關(guān)性分析

從本試驗玉米7個農(nóng)藝性狀的相關(guān)系數(shù)分析看出(表4)，在地膜影響下各玉米果穗性狀對單株產(chǎn)量的環(huán)境相關(guān)系數(shù)均不顯著，說明單株生產(chǎn)力與這7個性狀的相關(guān)性較小。各性狀對單株籽粒產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)依次為千粒重>穗行數(shù)>出籽率>行粒數(shù)>穗粗>穗粒數(shù)>穗長。各性狀間的相關(guān)系數(shù)為穗粗與穗行數(shù)呈顯著正相關(guān)，穗粒數(shù)與出籽率極顯著正相關(guān)，這可能與地膜覆蓋對玉米前期營養(yǎng)生長的影響有關(guān)[8-9]。

表4各玉米果穗性狀的環(huán)境相關(guān)系數(shù)和直接通徑系數(shù)

性狀穗長穗粗穗行數(shù)行粒數(shù)穗粒數(shù)千粒重出籽率單株產(chǎn)量穗長1.0000.1260.0640.167-0.0070.325-0.190-0.037穗粗1.0000.487*-0.1890.155-0.1060.171-0.003穗行數(shù)1.000-0.215-0.095-0.064-0.3580.130行粒數(shù)1.000-0.0920.0980.2000.011穗粒數(shù)1.000-0.3760.753**-0.031千粒重1.000-0.2460.372出籽率1.0000.076單株產(chǎn)量1.000

注：*表示5%顯著水平；**表示1%顯著水平。

3　討論與結(jié)論

(1) 不同顏色地膜栽培的玉米單株產(chǎn)量黑色膜最高，經(jīng)濟產(chǎn)量藍色膜最高，紅色膜和透明膜次之，而黑色膜最低。黑色膜透光率低，保水性能好，能防除雜草[4]，張掖地區(qū)常年干旱少雨、紫外線強度大，黑色地膜能夠吸收大部分太陽光，地膜自身增溫較快，同時透光率低，不利于玉米苗期生長，導致玉米出苗率比其他3種顏色地膜低近一半，由于黑色膜覆蓋的玉米生長密度降低，使得單株玉米所占生境空間增大，黑色膜處理的玉米雙穗比率顯著增高，從而表現(xiàn)出較高的單株產(chǎn)量，但由于整體出苗率太低的緣故，折合大田產(chǎn)量黑色膜減產(chǎn)9.22%。藍色膜既有一定的透光度又有一定的遮光度，膜內(nèi)小氣候變化平穩(wěn)，能減輕和避免灼傷秧苗和產(chǎn)生徒長，并較好地抑制雜草生長，并可獲得明顯的增產(chǎn)和增質(zhì)效果[6]，本研究中藍色膜增產(chǎn)效果也是最好，相對透明地膜增產(chǎn)9.23%，具有一定的推廣價值。紅色膜主要是用于滿足某些紅色作物對紅色光的需求[5]，使用在玉米栽培中對其增產(chǎn)效果不明顯，但仍有一定增產(chǎn)效果。

(2) 不同顏色地膜的各農(nóng)藝性狀表現(xiàn)為藍色膜的株高、穗位、穗長、穗粒數(shù)均最高，千粒重較高，這些特性的表現(xiàn)與藍色膜產(chǎn)量最高相一致，說明藍色膜覆蓋對于玉米產(chǎn)量構(gòu)成性狀的形成和生長具有良好的作用。黑色膜和紅色膜的株高較低，黑色膜穗位最低、莖粗最高，說明深色地膜增溫快，保水效果好有利于玉米的前期營養(yǎng)生長，增強玉米后期的抗倒伏能力，但結(jié)合當?shù)貧夂驐l件來說，為避免出苗率過低導致的減產(chǎn)，深色地膜的選擇要慎重。

(3) 在地膜影響下各玉米果穗性狀對單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)均不顯著。已有的研究表明無色透明地膜有明顯的增溫、保水、抑鹽堿和對近地光環(huán)境的改善作用，并有顯著的增產(chǎn)效果[2]。本研究在透明膜的基礎(chǔ)上進一步證明有色地膜對作物生境環(huán)境同樣具有顯著的作用，對于張掖地區(qū)玉米栽培來說，藍色地膜除具有比無色透明地膜更好的增產(chǎn)作用外，還在一定程度上減輕由于使用黑色膜造成的出苗率低的危害，具有一定的推廣價值。對有色地膜覆蓋在良好栽培條件下的表現(xiàn)即產(chǎn)量潛力分析還有待進一步研究，玉米各農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)還需兼顧到個體與群體之間的關(guān)系，各個性狀之間的協(xié)調(diào)和變化也需要進一步試驗。

[1]李尚中,樊廷錄,王磊,等.不同覆膜方式對旱地玉米生長發(fā)育、產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2013,31(6):22-27.

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[4]閔翠華,潘春丹,徐曉梅.不同顏色地膜栽培對玉米生育期和產(chǎn)量的影響初探[J].上海農(nóng)業(yè)科技,2012(6):65.

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Correlation Analysis on Major Agronomic Traits of Corn Mulched by Films in Different Colors

LI Weiqi, SUN Jianhao, ZHAO Jianhua

(InstituteofSoilFertilizerandWater-SavingAgriculture,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China)

A field experiment was conducted to study the influences of black plastic film, blue plastic film, red plastic film and transparent plastic film mulching on the corn in Oasis irrigated area in order to explore the main agronomic traits of corn through the environmental correlation analysis. The economic output performed that the black film production reduced by 9.22%, blue film yield increased by 9.23%, and red film yield also increased by 2.29% relative to the transparent plastic film. The result of corn yield per plant by black film is the highest. With respect to the major agronomic traits, the result of various agronomic traits of corn by blue color film showed the highest value in terms of stem thickness, emergence rate, spike length and grains per ear. And the black film mulch showed the highest 1000-grain weight, the lowest emergence rate and the biggest spike height. The result indicated the correlation coefficient of environment for the traits to yield per plant was not significant, indicating the less effect of environmental factors on plant productivity and these seven traits. The environment correlation coefficients of each trait on grain yield per plant were showed the sequence: 1000-grain weight>ear rows>seed production percentage>grains per row>spike thickness>grains per ear>spike length.

color of plastic film; corn; yield; correlation analysis

2015-03-03

2015-03-23

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201103003);國家科技支撐計劃項目“西北綠洲農(nóng)牧循環(huán)技術(shù)集成與示范”(2012BAD14B10)

李偉綺(1985—),女,甘肅白銀人,助理研究員,主要從事間套作研究。E-mail:liweiqi99@qq.com

孫建好(1972—),男,甘肅永登人,副研究員,主要從事間套作研究。E-mail:sunjianhao@126.com

S318; S513

A

1005-3409(2016)01-0309-04