生物降解膜和普通地膜覆盖玉米主要农艺性状和产量比较及相关性分析

赵海燕 王腾飞 续创业 张铠鹏 朱晓慧

摘要 为缓解地膜带来的“白色污染”问题和明确生物降解膜在干旱地区玉米生产中能否代替普通地膜，比较了覆盖生物降解膜和普通地膜玉米的农艺性状和产量，进行了相关性分析。结果表明，生物降解膜覆盖的玉米株高、穗位高和穗长略低于普通地膜，差异不显著，秃尖长高于稍高于普通地膜；穗粒数、百粒重和产量低于普通地膜，减产1.40%，相对于普通地膜“白色污染”的严重性，生物降解膜的减产程度基本可忽略不计，由于其可自身降解，有效减少农田残留，可以代替普通地膜用于干旱地区玉米生产。产量与穗长、穗粗、行粒数和百粒重呈显著正相关。

关键词 生物降解膜；玉米；农艺性状；产量；相关性

中图分类号 S513  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）14-0029-04

作者简介 赵海燕（1989—），女，甘肃环县人，助理研究员，硕士，从事植物营养高效利用和作物栽培研究。

收稿日期 2022-08-25；修回日期 2023-02-21

地膜覆盖是一项用人工方法改善农作物生长环境的栽培技术，具有增温、节水、早熟和增产等作用，可以减少氮的淋洗，有效控住土壤温度，被看做是对传统曾佐栽培制度所进行的一场“白色革命”［ 1-6］。尤其地膜因超常的增温保墒作用已成为旱作玉米生产无法替代的主导技术，没有地膜就没有半干旱地区的农业［ 7］。地膜带来旱作农业一场革命的同时，农田残膜积累数量也逐渐增加，有研究表明，随着土壤中残膜量增加，玉米产量下降，残膜量67.5 kg/hm2玉米产量比对照降低了11.3%，差异达显著水平［ 8］。残膜在土壤中主要分布在0～30  cm的耕层内，不同深度土层残膜量呈现规律性变化，土层越深，残膜量越少［ 9-12］。

生物降解地膜的主要优点是在失去塑料的利用价值而变成垃圾之后，不但不会破坏生态环境，而且能提高大地的生物活性。降解地膜废弃在土壤环境中，在各种环境因素的作用下经过一段时间就能自动降解为对环境无污染的小分子物质，进而可以参与生物代谢循环，可被土壤同化吸收［ 13-14］。鉴于此，笔者比较了覆盖生物降解膜和普通地膜玉米的农艺性状及产量，旨在明确生物降解膜可否在干旱地区玉米生产中代替普通地膜，减少农膜残留。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在平凉市农科院高平试验站（35°17＇N，107°30＇E）进行，位于泾川县高平镇上湾村，是典型的西北旱塬区，海拔1 320 m，年均气温9.3 ℃，年均降水量583.5 mm，年均蒸发量1 384 mm，日照时数2 201.4 h，≥10活动积温为2 800 ℃，持续150 d，无霜期172 d，属于温带大陆气候。土壤类型为中覆盖黑垆土，质地为中壤土，团粒结构、较松耕作层25  cm。耕作层有机质含量为10.5 g/kg，全氮为1 g/kg，全磷为0.62 g/kg，全钾为20.5 g/kg，速效氮114 mg/kg，速效磷4.8 mg/kg，pH 8.2。

1.2 供试材料 参试玉米品种共27个，均由甘肃省农业科学院提供。品种编号及名称见表1。

1.3 试验设计

用生物降解膜（鑫银环）和普通地膜铺地，每个品种3个重復，小区面积10 m×3.5 m，每2个小区之间留45  cm作业道。施底肥二胺300 kg/hm2、尿素300 kg/hm2，旋耕整地后覆膜播种，采用穴播，行距45  cm，株距30 cm，每穴下种1～2粒。中耕除草2次，大喇叭口追肥1次，尿素225 kg/hm2。

1.4 测定项目与方法

株高、穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数和百粒重按照《农作物品种试验技术操作规程 玉米》标准测量［ 15］。

产量以每个小区实收中间3行（面积15 m2）计产，按照14%标准水分折算。

1.5 数据统计与处理 采用Excel 2016软件进行数据整理统计；采用SPSS 22.0软件进行相关性分析和回归分析。

2 结果与分析

2.1 降解膜与普通地膜玉米农艺性状比较

从表2可以看出，参试的27个玉米品种的农艺性状对2种膜的响应大体是一致的。降解膜种植的在平均株高、平均穗位高和平均穗长3个农艺性状上比普通地膜种植的要低，其中降解膜种植的平均株高为300.1 cm，低于普通膜种植玉米（310.7 cm），平均穗位高为117.3 cm，低于普通膜种植玉米（121.5 cm），平均穗长为17.8 cm，低于普通膜种植玉米（18.2 cm）；2种膜处理的平均穗粗一样，均为5.3 cm；降解膜种植的平均秃尖为1.1 cm，高于普通地膜（1.0 cm）。

株高较高的品种有YM3、YM4、YM9、YM10、YM23和YM24。穗长较长的有YM1、YM9、YM12、YM15，穗粗较粗的有YM8、YM9、YM11、YM15、YM20和YM23，秃尖长较短的有YM6、YM12、YM17、YM19、YM20、YM21、YM27。

2.2 降解膜与普通地膜玉米品种产量及其构成因素比较

从表3可以看出，参试的27个玉米品种的产量及其构成因素对2种膜的响应大体一致。降解膜种植的玉米品种平均穗行数17.5行，稍高于普通地膜种植（17.4行），其余产量性状中平均行粒数、百粒重和产量均低于普通地膜。降解膜种植的玉米平均产量为12 361.5 kg/hm2，低于普通地膜平均产量（12 537.0 kg/hm2），比普通地膜减少175.5 kg/hm2，减产1.40%，产量差异基本可忽略不计。

穗行数较多的品种有YM6、YM13、YM14、YM15、YM22和YM24，行粒数比较多的有YM12、YM17、YM21、YM20、YM22，百粒重较重的有YM2、YM9、YM19，产量较高的有YM2、YM9、YM13、YM14、YM15和YM17。

2.3 农艺性状与产量相关性分析

从表4可以看出，行数与穗粗呈显著正相关（0.497），行粒数与穗长呈极显著正相关（0.821），穗粒数与穗长、穗行数和行粒数呈极显著正相关（0.581、0.631和0.633），百粒重和穗长、穗粗呈极显著正相关（0.528、0.543），产量与穗粗、行粒数、百粒重呈显著正相关（0.421、0.397、0.495），与秃尖长呈显著负相关（-0.408），与穗长呈极显著正相关（0.703）。

在供试材料各个指标相关分析的基础上，做了显著相关的产量因素两两指标间的回归分析，并得出了回归方程，具体见图1。

3 结论与讨论

印荔等［ 16］研究表明，生物降解膜前期具有较好的保温效果，但后期因裂解保温控释效果下降。该研究中生物降解膜覆盖的玉米株高、穗位高和穗长略低于普通地膜，差异不显著，秃尖长稍高于普通地膜。这可能是因为生物降解地膜在生物降解膜在玉米拔节时破裂，抽穗之后进入崩解期［ 17］，保墒效果不及普通地膜，从而影响了玉米的营养生长和农艺性状表现［ 18-19］。生物降解膜覆盖玉米的穗粒数、百粒重和产量低于普通地膜，减产1.40%，相对于普通地膜“白色污染”的严重性，生物降解膜的减产程度基本可忽略不计，由于其可自身降解，有效减少农田残留，可以代替普通地膜用于干旱地区玉米生产。27个品种中YM9（豫玉22）、YM13（陇单9号）、YM15（敦玉15）和YM17（九玉Y02）表现较好，产量较高。产量与穗长、穗粗、行粒数和百粒重呈显著正相关，这与张正等［ 20］研究结果一致。

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