沟植垄盖膜法提高降水利用率的研究王华兰

第11卷第3期中国农业气象1990年8月沟植垄盖(膜)法提高降水利用率的研究王华兰周志香胡良温刘占贞(山西省气象科学研究所)摘要本文针对我国北方早衣区降水资源不足,造成的产引氏而不稳状况,在研究作物产里与降水关系基础上,设计并较系统研究了提高降水利用效率的有效措施—沟植垄盖(膜)。多年、多点试验及示范结果表明:该措施使传统的间作套种与现代地膜覆盖技术相结合,改变了局部地形,形成了有利于作物生育的生态环境,增产及经济效益明显,是农业增产的一项先进种植技术。前几年,我们进行的旱作冬麦产量与降利用效率来看,秋雨的利用率最低。若将卜水关系试验研究结果表明:在诸时段降水中,秋雨(9一11月降水总量)是影响冬麦产量的主要因子,其次是春雨。我国北方旱农区,在影响冬麦产量最重要的这两个时段中,降水资源远不能满足冬麦对水分的需求,虽然秋雨资源明显优于春雨,但从降水目...、卜诊~阵的相似程度,根据各站6个因子的综合相似程度大小,将武陵山区划分为两类地段。1.适宜杜仲种植区指海拔200一700m的山的中、下部,向阳山冲等地带,这里原是杜仲中心产区,气候条件与杜仲主要产区综合气候因子最相似;年均气温15.5一17℃,》10℃积温4500—5500度旧,年日照1300一1600小时,年降雨量1380一1500mm,是发展杜仲的最适宜区。在这气候条件下,种植杜仲可得到最好的效益。2.较适宜种植区该区气候特点是:年均气温15。5℃以下,》10℃积温4500度一日以下,年日照1300小时以下,年降雨量1350m二以下。还有分布在适宜区上部(海拔700m以上)和下部(海拔200m.以下)的区域,其气候因子与综合值比较相似。该区低于综合值和适宜区杜仲生长的热量、雨量范围,故因热量、雨量不足,造成杜仲生长量比适宜区小。-.上还分析虽然着.重于6’个主要气候因`秋、春雨均为冬麦区平均状况的产量定为功O%,则每增加20毫米秋雨,相对产量仅提高2~3%,只相当于10毫米春雨对产量的作用。如何用简便易行的办法提高降水利用效率,是旱农区农业生产的重要课题。为此,1954~1955年度,我们设计并试验了子,而且是等权来作的区划,难免有不足之处,但区划的结果与生产实际是吻合的。四、小结1.武陵山区气候条件适宜杜仲生长,同时林区土壤肥沃、深厚,群众栽培杜仲历史悠久,经验丰富,是杜仲在武陵山区繁衍生息、速生的决定因素。2.根据模糊相似优先比分析区划的结果表明,海拔200一700m之间的山冲,山的中、下部,是栽培杜仲的最适宜地带。这在武陵山区约有15000公顷,如果开发栽培杜仲,将会为山区脱贫致富开辟新的途径。3.现存山野原生杜仲分布带,应作为野生物种资源基因库保护是非常必要的。生产实践表明该分布带人少山多、劳力紧缺,群众要求不迫切的,不宜作杜仲发展区。参考文献湖南省气象局资料室。湖南农业气候。长沙:湖南科学技术出版社,1981一49-卜`r||||les|ù沟植冬麦、垄上覆膜的方法,亦称沟植垄盖(膜)法,取得了较好的结果,近年又进行了深化试验与示范,进一步证实了小面积试验结果。一、试验设计与方法本试验设2个处理:其一是沟植冬麦、垄上搜膜(简称沟),其二采用一般的平播方式(简称平)。每个处理又设2个秋雨水平,即利用自然降水与人为控制相结合的方法,造成秋雨不同状况,一种是秋雨较充足,秋季共降水235.8毫米(其中自然降水205.8毫米,播前人工模拟降水30毫米),另一种是秋雨差的情况,除播前人工模拟30毫米外,在10月及n月中旬各人工模拟降水10毫米(即秋雨共50毫米)。为使2个处理间尽力排除偶然误差的影响,我们在土壤条件相同且秋雨一致的小区内,用土埂隔开,一半作沟植垄盖处理,另一半是平播,进行配对试验。小区间设隔离区。2种秋雨状况均设2个重复。平播处理的冬麦行距为20厘米,与我省产麦区一般大田相同。沟植垄盖处理在沟宽20厘米内种3行小麦,垄宽40厘米。2个处理亩播量均为10公斤,人工开沟条播,10月4日适期播种。试验在我省主产麦区运城地区秸山县清河农科站进行。试验年度小麦生育期气象条件是:春雨偏少,冬季温度基本正常,春季温度略偏低,灌浆期没有干热凤危害。也就是说,本试验是在生育期其它条件基本有利,仅春雨偏少的情况下进行的,试验年度具有代表性,代表了我省及我国北方早农区“十年九春旱”的实际情况。二、试验结果分析(一)沟植垄盖处理后,产量显著提高,明显地提高了秋雨利用效率。为比较2个处理平均产量的差异,我们采用了成对数据平均数比仲方法,进行分析。设沟植垄盖处理所得产量样本数据为XI.i(表示重复数,i=1,2),平作所得样本数据为X::,则成对产量数据之差为Di=(X::一X:,),Di成为一个序列,其平均数为D,根据统计假设检验,便可判断两处理平均产量差异是否显著。从表1可以看出:公DiZ二50665习Di=433n=4D=108。25,闷产`....表i配对试验产且数据及对秋雨利用效率的影响\.项!*.,八二,*、’}秋雨和用效`匀l,月卜、艺`J.,口,,l初甘畏..山r八声.n,”口}一一}』,,丝”一_一_}’了Y二、}几二、}n二号二二女…D.,}沟一平一一牛斗一一于一,一州—一秋,降水{`全一~」一里生-一匕一竺生一且一二里一-一!一擎生.斗一一一235·,}一冬丰一翌匕一止止竺一土一竺一上卫竺竺一上一一一一鱼兰一丰里军一里困l一L一止竺二一上一少竺止二一一一一一秋,降7、~一-卜甚下{一-翌兰一一匕一`兰上一一」一一一竺一斗--逻兰一卜一一一奄米}平均}“44115a】’2】}“o·5口,r一50-茵此,SnZ二2个处理样本平均数之差的方差n一1EDI“n一1(公D一)2u(n一1)二1264。252个处理样本平均数之差的平均方差snZ=S;/n=3`6·06,5遵守自由度为n一1的t分布,其统计量为,=”s/”=,08·25/了`而硫=6。0889由于t=6.08895.841,故两处理产量差异显著,即沟植垄盖明显提高了小麦产量,与平作相比,平均增产7成,最少增产8成。若将秋雨利用效率理解为每消耗1毫米秋雨所形成的亩产,据计算,沟植垄盖平均提高秋雨利用率72%。(二)沟植垄盖处理提高秋雨利用率原因分析1.明显的增温效应沟植垄盖属条状地膜覆盖方式,从热量平衡观点出发,土城热传导除垂直方向外,还存在着较明显的水平传递,系统测定表明,采用这种方式后沟、垄均有增温效应,虽然垄上增温效应更明显些,但从表2看出,冬前沟内土壤温度的增加也很明显,10厘米土温日平均比平作增加0.6一0.7℃,15厘米土温日平均增加0.7一0.8℃,对形成冬前壮苗十分有利。2。保墒、增湿作用与平作相比,沟植垄盖处理使将近三分之二面积上的蒸散量明显减少,虽然从沟、垄总的来看,收入项降表2垄上和沟内地温比较卜{“险日斋德哥韶哥韶韶盔一卜式李,{竺竺二一{里些上一些竺-{一竺生}二竺竺-{里i旦三}一111生{谬·。一早}差J一墅兰口上丰竺卫一卜竺二止些上丰竺1一卫竺一!少二斗少上-坚翌上竺匹鱼比里一巴二土生匕坦竺口止望一口竺一华些二未竺生一日}_(,.1,,1,,1.01.,l,,{。。}。。},。舀..1资奋l二右-`卜月1.口11.111.`11.,11.11U.O1U.芬11.`盆1牛卜万一二万厂一一-一、一-—芍一一一一一了一一一一一书`一什一山一州—一{-一-一一民)}皿!沟一平}o·7}0·6】o·5}o·s】o·810·71”·7】”·8表3秸山县试验点苗情测定结果(1984一1985年)10/5沟{平{差15。53。60。1480。1900。33812。4212。52。60。1770。3560。53316。8686。915。821。702。7734。9`347。9564。214。51。5830。5682。15129。3522。71。30。5872.2052。79218。60曲O月0..占心.J,脚`必甘ùU,曰.91勺.曰.`:…|厂|一ó尸阵陌卜m卜冈嘛尸2。50。50。0470。0100。1173。5,二一八叨ō吕八甘盛U,二.0一O甘,`八U0nlt`工ō往幼U,人口尸ió吕介0.0肠0勺ǐ一八叨ō吕八甘盛U,二.0一O甘,`几U几甘比J自l株高(厘米)单株分里数(个)主茎千物盆(克)分粱干物重(克)草株干物皿(克)主茎叶面积(皿米).11。53。30。1350。1330。26811。15一51一水没有变化,但沟植垄盖使降水实现了再分配。据计算,自然降水20毫米,沟内土壤含水量的增加,就相当于40一50毫米降水所起作用,再加上水分水平方向运动,因此测定结果是:上壤上层水分含量,无论沟、垄均比平作增加,其中沟内增加更明显。以秋雨235.8毫米为例,据11月28日测定,0一40厘米平均上壤湿度沟植比平作多3.0%。多次测定结果表明:40厘米上层内垄上增湿10%左右,沟内增湿最高可达20%左右。3.麦苗生长健壮,为高产奠定基础沟植垄盖形成了有利于作物生育的生态环境,不但具有抗旱播种、保证苗全的作用,还具有通风透光及边行效应,由于它的增温、保瑞、增湿作用,既有利于安全越冬,又使供水与作物对水的需求基本协调,因而麦苗状况明.显好于平作。主要表现在植株高度明显增加,单株分莫数增多,绿叶面积增大,群体光合作用能力增强,干物质增加(详见表3),从而为高产、稳产奠定了基础。三、深化试验及示范结果1987一1988、1988一1989年度,我们分别在我省临猜、介休等4个县及万荣、介休等5个县进行深化试验与示范。198了一1988年度4个县8个中低产水平旱作示范点沟植垄盖平均增产66.6%,最少增产35%,19吕8一1989年度,亦有同样结果。2个年度沟植垄盖每亩平均比平作增产小麦70.4公斤,增产68%,最少增产32%,与小面积试验结果完全一致。深化试验结果表明:采用沟植垄盖(膜)法,在沟内种植共它作物也明显增产,但单种一种作物不如“一膜两用”效益高。近年,我省粮棉产地示范点如万荣县,采用沟麦垄棉方式,其带宽(包括沟、垄总宽)150厘米,在沟宽6。厘米内种一搂3行小麦,次年在靠近沟的垄边微膜上种植棉花,即改变地膜棉花地种植方式(需稍起垄)与覆膜时间,不需增加投资,除正常收获棉花(旱地每亩收皮棉55公斤)外,够亩又收获小麦200一250公斤,极大地提高了降水利用率,且便于棉田管理与倒茬,还具有生物防治虫害作用。普中介休等县采用沟麦垄玉米方式,带宽120厘米,在沟宽40一50厘米内,种一楼3行小麦,次年麦收前20天左右,套种2行玉米。除小麦平均辣亩增产70公斤(最高达132公斤)以上外,套种玉米每亩又收人250公斤以上(最高达548.5公斤)。与对照相比,采用沟植垄盖“一膜两用”,每亩可增加纯收人150元以上,我省万荣、介休2个示范县近2年平均达到200一250元。沟植垄盖适宜在以旱作为主的地区采用,特别适宜在垄_L作物播种前后能灌一水的地方。若能在地膜棉花、地膜玉米等地上灵活运用,播种难度不大,花费成本不高,便可获得较好的经济效益。对于有灌溉条件的地方,该措施可改变大水灌溉现象,使有限的灌溉水资源得到充分利用,因而对发展旱作与节水农业均具有重要意义。但在采川此措施时应注意:1.因地制宜确定作物搭配与带宽。2.保证起垄质量。以起垄覆膜后,降水能沿垄上微膜流入沟内为目的,一般垄高10厘米,中间高、两边低。3.适时覆膜并注意保护。除秋季覆膜外,根据不同目的,也可在早春及时覆膜,在作物全部收获前,均需注意保护微膜(一般用0.007毫米厚度的微膜,每亩8一4公斤)。4.把好播种质量关,特别要保证垄上作物苗全、苗壮,并掌握好种植密度。一般来讲,沟、垄种植行密度均应比对照加大,以增加1/4一1/3为宜。5.沟、垄均应施肥。用地、养地结合并注意消除杂草。一52一