地膜覆盖条件下黄土高原玉米产量及水分利用效应分析

【目的】综合评价地膜覆盖玉米的产量以及水分利用效应,为黄土高原地区玉米生产合理利用地膜覆盖技术提供指导。【方法】本文在中国知网(CNKI),Web of Science与EI Compondex文献数据库,收集了从2000—2017年间已发表的黄土高原地膜覆盖玉米产量及水分利用文章数据,综合分析了地膜覆盖对玉米产量、水分利用及水分利用效率的影响。【结果】黄土高原半膜覆盖平均产量为9348 kg·hm^-2,较对照产量7059 kg·hm^-2增产33%,全膜覆盖平均产量为9191 kg·hm^-2,较对照产量5910 kg·hm^-2增产56%,半膜覆盖或者全膜覆盖均显著提高了玉米产量,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米产量相近,没有显著差异。另外,半膜覆盖海拔高度超过630 m时或全膜覆盖海拔高度超过900 m时,玉米增产率随海拔高度的增加而呈增加的趋势,可能与覆膜提高土壤温度有关。半膜覆盖平均蒸散量为385 mm,较对照蒸散量389 mm减少1.0%,全膜覆盖平均蒸散量为366 mm,较对照蒸散量357 mm增加2.8%,半膜覆盖玉米蒸散量较不覆膜有所减少,但是全膜覆盖显著增加了玉米蒸散量,不过2种覆膜措施的蒸散量之间差异不显著。半膜覆盖平均水分利用效率为17.3 kg·hm^-2·mm^-1,较对照水分利用效率13.2 kg·hm^-2·mm^-1增加31%,全膜覆盖平均水分利用效率为17.5 kg·hm^-2·mm^-1,较对照水分利用效率11.7 kg·hm^-2·mm^-1增加50%,半膜覆盖与全膜覆盖均显著提高了玉米水分利用效率,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米水分利用效率相似,没有显著差异。覆膜显著增加玉米产量及水分利用效率与其降低土壤无效蒸发量(57 mm),提高玉米潜在的蒸腾效率有关(11.2 kg·hm^-2·mm^-1)。【结论】在区域尺度上半膜覆盖与全膜覆盖对玉米产量、蒸散量及水分利用效率具有等效性,考虑到地膜的环境污染与经济成本等因素,推荐黄土高原玉米栽培选用半膜覆盖。

黄土高原南部地膜覆盖小麦产量及水分利用效应分析

综合评价地膜覆盖的产量以及水分利用效应,有利于干旱半干旱地区合理利用地膜覆盖技术。本研究收集1997─2017年间黄土高原南部地膜覆盖小麦产量及水分利用已发表文章的数据,分析地膜覆盖对小麦产量、水分利用及水分利用效率的影响,同时利用边界函数方法求得区域小麦潜在蒸腾效率。研究表明,与不覆膜相比,半膜覆盖平均增产率为29%(-21%~97%),全膜覆盖平均增产率为34%(-14%~153%)。半膜与全膜覆盖间小麦产量相似,无显著差异。半膜与全膜覆盖小麦蒸散量较不覆膜显著增加,但两种覆膜措施蒸散量差异不显著。黄土高原南部覆膜条件下小麦潜在蒸腾效率为22.5 kg·hm^-2·mm^-1,最低土壤蒸发量为35 mm;不覆膜小麦潜在蒸腾效率为18.5 kg·hm^-2·mm^-1,最低土壤蒸发量为54.4 mm。半膜覆盖与全膜覆盖较不覆膜显著增加了小麦水分利用效率,半膜覆盖水分利用效率平均增加24%(-21%~84%),全膜覆盖平均增加率为31%(-15%~152%)。半膜与全膜覆盖间水分利用效率也相似。覆膜显著增加小麦产量及水分利用效率与其降低土壤蒸发量及提高小麦潜在蒸腾效率有关。基于半膜覆盖与全膜覆盖对小麦产量、蒸散量及水分利用效率具有等效性,考虑到地膜的环境污染与经济成本因素,黄土高原南部小麦栽培推荐半膜覆盖。