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摘 要：以苦荞西农9920为试验材料，在大田条件下，研究了地膜覆盖对荞麦生长及产量的影响。结果表明，荞麦植株干物质积累与生育进程的关系呈“S”型生长曲线；从干物质积累量和土壤含水量表现上可以看出，起垄覆膜的种植方式有明显的集流节水保墒作用，能够显著提高作物产量。
关键词：荞麦；地膜覆盖；产量；干物质积累；土壤含水量
中图分类号 S517 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）21-25-03
水资源匮乏始终是制约干旱、半干旱地区农业发展的重要因素，充分利用水资源，提高水分利用效率是实现该地区农业可持续发展的有效措施。起垄覆膜沟内播种技术是一种集抑制蒸发和雨水叠加于一体的田间微集水种植技术[1-2]，能很好的调控土壤水分的运移变化，达到节水保墒的效果，有利于充分利用有限的降水资源，提高养分有效性和水分利用效率。起垄覆膜是一种被广泛应用的作物栽培模式，具有节水、增产等多种优点，在小麦、烟草、玉米等不同作物上的应用都取得了显著成效[3-10]。本试验在前人研究的基础上，探讨了地膜覆盖下土壤含水量变化规律及荞麦各器官干物质积累分配与物质转运规律，旨在更加深入地了解起垄覆膜栽培对荞麦产量、产量构成的影响机理。
1 材料和方法
1.1 供试材料 试验材料选用苦荞西农9920。
1.2 试验设计 西农9920荞麦于7月15日播种，设置3种不同栽培模式处理：膜垄（M）、土垄（L）、常规种植（ck）（不起垄不覆膜）。覆膜在雨后土壤湿润时进行，3次重复，每小区6行，行长5m。苗齐后每穴留单株定苗，种植密度均为30×104株/hm2。生育期间田间管理按照国家荞麦品种区域试验要求进行。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 土壤含水量测定 土壤含水量的测定采用土样烘干称重法。
1.3.2 农艺性状及干物质积累测定 从出苗后14d开始每10d取样1次，每处理取样10株，分别测量株高、主茎分枝数、主茎节数、单株叶面积（采用打孔法测定）；收获后各小区单收测定千粒重、单株粒数、小区产量，测定地上部分各部位鲜重及干重。
2 结果与分析
2.1 不同处理土壤含水量变化 由图1可知，不同处理的土壤水分变化趋势基本一致，表层土壤水分变化幅度较大，越往深层变化幅度越小。从不同刨面水分分布来看，土壤0～40cm表层水分受降水和表面蒸发影响较大，这一土层是供应植物水分的主要来源，在全生育期，0～40cm土壤含水量膜垄较ck高7.6%，较土垄高2.5%，尤其在干旱时期，膜垄处理土壤含水量比ck高11.6%，比土垄高5.7%。但40cm以下的2个层次土壤水分别在出苗后20d、40d后膜垄处理开始明显低于常规种植，其原因是起垄与覆膜有抑制蒸发和雨水叠加的保水作用，有明显的节水保墒效果，同时，起垄与地膜覆盖下作物增加了扎根深度及深层土壤的根量[13]，从而加剧了对深层土壤水分的消耗。
2.2 不同处理干物质积累动态 由表1可以看出，不同处理均表现出：出苗至蕾期干物质增长缓慢，蕾期至花期增长迅速，到花期后达到最大值，而后伴随籽粒的成熟，叶片由下往上开始大量脱落，叶片的干物质积累量开始下降。但从整体来看，膜垄处理的叶干物质量在前期明显最高，生育期后期干物质量迅速下降，后期膜垄处理的叶干物质量明显降到最低，土垄处理前期叶干物质量居中，后期升为最高，其原因为地膜覆盖使地温升高，导致叶片衰老加快，干物质量迅速降低，土垄处理体现出微集水优势。籽粒的干物质积累常规种植在成熟前期干物质积累量较膜垄、土垄高，到后期低于膜垄和土垄，其原因可能为土垄与膜垄栽培水分供应较常规种植充足，造成植株生育期延长，成熟期较常规种植晚，但后期植株籽粒干物质积累有明显优势。
不同器官干物质在不同生育时期内所占比重不同，反映了荞麦内部代谢与生长中心的转移。在花期之前，光合产物主要用于根、茎、叶等器官的生长，开花、灌浆时期干物质的生产、运输是以籽粒为中心，在生长末期，籽粒有高速灌浆成熟的特点，这一特点弥补了无限花序带来的果实成熟过分分散不一致的缺点。膜垄、土垄、常规种植3种不同栽培模式，在收获期茎、叶、籽粒的干物质分配比例有明显差异，膜垄处理后期叶干物质比例迅速降低，到成熟期降为3种栽培模式中最低，说明生育期后期覆膜致使叶片衰老加快，使叶干物质量比例大幅降低。常规种植籽粒干物质积累较土垄与膜垄早，但速度较慢，后期籽粒干物质比例明显低于土垄和膜垄处理，其原因可能为土垄与膜垄处理植株获得较多水分，延缓衰老，生育期增长，籽粒灌浆时间较晚，但灌浆速度快、持续时间长。
2.3 不同处理农艺性状及产量变化
2.3.1 不同处理单株叶面积的变化 从图2可以看出，不同处理的荞麦叶面积发展动态基本一致，其发展过程是：随着荞麦的生长，叶面积也逐渐增大，在前期叶面积发展缓慢，中期叶面积增长速度加快，在花期前后叶面积达到最大值，果期叶面积增长放慢，之后叶片大量脱落，植株只剩少量叶片。由图2还可以看出，膜垄处理的植株叶面积在生育期前期稍高于未覆膜处理，在生育期后期，叶面积增长缓慢，之后迅速下降，后期膜垄处理的植株叶面积下降为最低，土垄栽培的植株叶面积变为最高，其原因为地膜覆盖使地温升高，导致叶片衰老加快；而起垄处理由于垄作的微集水作用，植株叶面积升为最高。
2.3.2 不同处理产量及产量构成因素的变化 从表2可以看出，膜垄栽培模式分别比土垄与常规种植产量高7.2%和36.0%，说明膜垄栽培模式有显著增产效果。从产量结构的差异可以看出，各处理株高、主茎节数、千粒重无显著差异，而主茎分枝和单株粒数各处理之间的差异达显著水平，说明不同栽培模式是通过主茎分枝和单株粒数影响产量的。
3 讨论
（1）垄膜沟植是一种高效利用降水的耕作方法，沟垄微型集雨使2个面上的降雨集中到1个面上，沟中的水分产生叠加，同时垄具有抑制蒸发作用。膜垄的集水效率明显高于土垄，但在集雨后期，经过多次降雨雨滴的冲溅作用，使土垄结皮层逐渐形成，土垄的集水效率会逐渐变大。总之，垄沟相间具有增加土壤含水量的作用，可以大大提高降水利用率，同时能够合理利用干旱地区有限的降雨，最终可以提高单位面积产量。覆膜起到减少土壤水分无效损耗、水分高效利用的效果。因此，垄膜沟植对于干旱地区农业的增产、增收和人民生活水平的提高具有重要意义。 （2）关于干物质的积累各处理都出现了较大变化，但均符合“慢、快、慢”的S型生长曲线。苗期到蕾期，由于生长中心在根上、光合营养器官与蕾花生殖器官的分化形成上，此时叶面积较小，产生的有机物质较少，从生理上分析，属于“源”器官为主的生长阶段，干物质积累速度缓慢。从花期到果期，光合器官全面建成，生长中心逐步从茎叶转到籽粒灌浆上，此时叶面积较大，光合作用强，干物质积累呈现较快增长。从成熟期到收获期，气温下降，叶片脱落加快，叶面积也减小，叶片光合作用减弱，除了籽粒的干物质增加较快外，其他地上部器官的物质积累均呈现下降趋势，所以地上部物质的积累出现平缓增长。在干物质积累量和农艺性状上，都表现出膜垄栽培的种植方式高于其他处理的趋势。但膜垄在后期由于覆膜使叶片衰老加快，对干物质积累及产量有一定影响[5]，但从短期效果来看，仍然是膜垄>土垄>常规种植。
（3）覆膜的栽培模式下，有助于荞麦对水分的吸收，增加产量，但不应长期连续使用。有研究表明[11-12]，地膜覆盖特别是连续覆盖，有时会使土壤水分和养分过分耗竭，后期严重脱水、脱肥，导致收获指数和产量下降；同时，地膜覆盖的增产作用在一定程度上是以耗竭土壤肥力，特别是土壤有机物质为代价。因此，在进行地膜覆盖栽培时，可以在植株生长后期适时揭膜，以延缓叶片衰老进程，促进籽粒灌浆。但如果地膜覆盖技术应用不当，长期连续覆膜必然恶化土壤生态条件，则难以实现持续高产。
参考文献
[1]杨封科.旱作春小麦垄膜购种微集水种植技术研究[J].灌溉排水学报，2004，23（4）：47-49.
[2]王琦，张恩和，李凤民.半干旱地区膜垄和土垄的集雨效率和不同集雨时期土壤水分比较[J].生态学报，2004，24（8）：1820-1823.
[3]孙向辉，邵运辉，任中信，等.起垄栽培对不同基因型冬小麦生理特性及子粒蛋白质含量的影响[J].华北农学报，2005，20（3）：70-73.
[4]郝兰春，王焱，毕建杰，等.不同种植方式下冬小麦土壤水分动态变化研究[J].安徽农业科学，2009，37（22）：10451-10453.
[5]侯连涛，焦念元，韩宾，等.不同覆盖方式对土壤水分分布的影响[J].灌溉排水学报，2007，26（1）：47-50.
[6]马金宝，毕建杰，白清俊，等.宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分运移初探[J].节水灌溉，2007，2：10-13.
[7]王超，魏永吸，王立敏，等.节水抗旱技术集成对大豆产量及干物质积累影响研究[J].农业系统科学与综合研究，2005，21（3）：204-206.
[8]王立敏，魏永霞，王超，等.节水抗旱组合技术措施对玉米产量形成因素及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2005，24（3）：23-26.
[9]李志军，赵爱萍，丁晖兵，等.旱地玉米垄沟周年覆膜栽培增产效应研究[J].干旱地区农业研究，2006，24（2）：12-17.
[10]张丽，刘玲花，程东升，等.不同农艺措施对坡耕地水土及氮磷流失的控制[J].水土保持学报，2009，23（5）：21-25.
[11]沈新磊，黄思光，王俊，等.半干旱农田生态系统地膜覆盖模式和施氮对小麦产量和氮效率的效应[J].西北农林科技大学学报，2003，31（1）：1-14.
[12]鱼欢，冯佰利，张英，等.不同栽培模式下冬小麦叶片衰老与活性氧代谢研究[J].作物学报，2007，33（10）：1729-1732.
[13]王俊，李凤民，贾宇，等.半干旱地区播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成的影响[J].中国沙漠，2004，24（1）：77-82.
（责编：张宏民）
关键词：荞麦；地膜覆盖；产量；干物质积累；土壤含水量
中图分类号 S517 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）21-25-03
水资源匮乏始终是制约干旱、半干旱地区农业发展的重要因素，充分利用水资源，提高水分利用效率是实现该地区农业可持续发展的有效措施。起垄覆膜沟内播种技术是一种集抑制蒸发和雨水叠加于一体的田间微集水种植技术[1-2]，能很好的调控土壤水分的运移变化，达到节水保墒的效果，有利于充分利用有限的降水资源，提高养分有效性和水分利用效率。起垄覆膜是一种被广泛应用的作物栽培模式，具有节水、增产等多种优点，在小麦、烟草、玉米等不同作物上的应用都取得了显著成效[3-10]。本试验在前人研究的基础上，探讨了地膜覆盖下土壤含水量变化规律及荞麦各器官干物质积累分配与物质转运规律，旨在更加深入地了解起垄覆膜栽培对荞麦产量、产量构成的影响机理。
1 材料和方法
1.1 供试材料 试验材料选用苦荞西农9920。
1.2 试验设计 西农9920荞麦于7月15日播种，设置3种不同栽培模式处理：膜垄（M）、土垄（L）、常规种植（ck）（不起垄不覆膜）。覆膜在雨后土壤湿润时进行，3次重复，每小区6行，行长5m。苗齐后每穴留单株定苗，种植密度均为30×104株/hm2。生育期间田间管理按照国家荞麦品种区域试验要求进行。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 土壤含水量测定 土壤含水量的测定采用土样烘干称重法。
1.3.2 农艺性状及干物质积累测定 从出苗后14d开始每10d取样1次，每处理取样10株，分别测量株高、主茎分枝数、主茎节数、单株叶面积（采用打孔法测定）；收获后各小区单收测定千粒重、单株粒数、小区产量，测定地上部分各部位鲜重及干重。
2 结果与分析
2.1 不同处理土壤含水量变化 由图1可知，不同处理的土壤水分变化趋势基本一致，表层土壤水分变化幅度较大，越往深层变化幅度越小。从不同刨面水分分布来看，土壤0～40cm表层水分受降水和表面蒸发影响较大，这一土层是供应植物水分的主要来源，在全生育期，0～40cm土壤含水量膜垄较ck高7.6%，较土垄高2.5%，尤其在干旱时期，膜垄处理土壤含水量比ck高11.6%，比土垄高5.7%。但40cm以下的2个层次土壤水分别在出苗后20d、40d后膜垄处理开始明显低于常规种植，其原因是起垄与覆膜有抑制蒸发和雨水叠加的保水作用，有明显的节水保墒效果，同时，起垄与地膜覆盖下作物增加了扎根深度及深层土壤的根量[13]，从而加剧了对深层土壤水分的消耗。
2.2 不同处理干物质积累动态 由表1可以看出，不同处理均表现出：出苗至蕾期干物质增长缓慢，蕾期至花期增长迅速，到花期后达到最大值，而后伴随籽粒的成熟，叶片由下往上开始大量脱落，叶片的干物质积累量开始下降。但从整体来看，膜垄处理的叶干物质量在前期明显最高，生育期后期干物质量迅速下降，后期膜垄处理的叶干物质量明显降到最低，土垄处理前期叶干物质量居中，后期升为最高，其原因为地膜覆盖使地温升高，导致叶片衰老加快，干物质量迅速降低，土垄处理体现出微集水优势。籽粒的干物质积累常规种植在成熟前期干物质积累量较膜垄、土垄高，到后期低于膜垄和土垄，其原因可能为土垄与膜垄栽培水分供应较常规种植充足，造成植株生育期延长，成熟期较常规种植晚，但后期植株籽粒干物质积累有明显优势。
不同器官干物质在不同生育时期内所占比重不同，反映了荞麦内部代谢与生长中心的转移。在花期之前，光合产物主要用于根、茎、叶等器官的生长，开花、灌浆时期干物质的生产、运输是以籽粒为中心，在生长末期，籽粒有高速灌浆成熟的特点，这一特点弥补了无限花序带来的果实成熟过分分散不一致的缺点。膜垄、土垄、常规种植3种不同栽培模式，在收获期茎、叶、籽粒的干物质分配比例有明显差异，膜垄处理后期叶干物质比例迅速降低，到成熟期降为3种栽培模式中最低，说明生育期后期覆膜致使叶片衰老加快，使叶干物质量比例大幅降低。常规种植籽粒干物质积累较土垄与膜垄早，但速度较慢，后期籽粒干物质比例明显低于土垄和膜垄处理，其原因可能为土垄与膜垄处理植株获得较多水分，延缓衰老，生育期增长，籽粒灌浆时间较晚，但灌浆速度快、持续时间长。
2.3 不同处理农艺性状及产量变化
2.3.1 不同处理单株叶面积的变化 从图2可以看出，不同处理的荞麦叶面积发展动态基本一致，其发展过程是：随着荞麦的生长，叶面积也逐渐增大，在前期叶面积发展缓慢，中期叶面积增长速度加快，在花期前后叶面积达到最大值，果期叶面积增长放慢，之后叶片大量脱落，植株只剩少量叶片。由图2还可以看出，膜垄处理的植株叶面积在生育期前期稍高于未覆膜处理，在生育期后期，叶面积增长缓慢，之后迅速下降，后期膜垄处理的植株叶面积下降为最低，土垄栽培的植株叶面积变为最高，其原因为地膜覆盖使地温升高，导致叶片衰老加快；而起垄处理由于垄作的微集水作用，植株叶面积升为最高。
2.3.2 不同处理产量及产量构成因素的变化 从表2可以看出，膜垄栽培模式分别比土垄与常规种植产量高7.2%和36.0%，说明膜垄栽培模式有显著增产效果。从产量结构的差异可以看出，各处理株高、主茎节数、千粒重无显著差异，而主茎分枝和单株粒数各处理之间的差异达显著水平，说明不同栽培模式是通过主茎分枝和单株粒数影响产量的。
3 讨论
（1）垄膜沟植是一种高效利用降水的耕作方法，沟垄微型集雨使2个面上的降雨集中到1个面上，沟中的水分产生叠加，同时垄具有抑制蒸发作用。膜垄的集水效率明显高于土垄，但在集雨后期，经过多次降雨雨滴的冲溅作用，使土垄结皮层逐渐形成，土垄的集水效率会逐渐变大。总之，垄沟相间具有增加土壤含水量的作用，可以大大提高降水利用率，同时能够合理利用干旱地区有限的降雨，最终可以提高单位面积产量。覆膜起到减少土壤水分无效损耗、水分高效利用的效果。因此，垄膜沟植对于干旱地区农业的增产、增收和人民生活水平的提高具有重要意义。 （2）关于干物质的积累各处理都出现了较大变化，但均符合“慢、快、慢”的S型生长曲线。苗期到蕾期，由于生长中心在根上、光合营养器官与蕾花生殖器官的分化形成上，此时叶面积较小，产生的有机物质较少，从生理上分析，属于“源”器官为主的生长阶段，干物质积累速度缓慢。从花期到果期，光合器官全面建成，生长中心逐步从茎叶转到籽粒灌浆上，此时叶面积较大，光合作用强，干物质积累呈现较快增长。从成熟期到收获期，气温下降，叶片脱落加快，叶面积也减小，叶片光合作用减弱，除了籽粒的干物质增加较快外，其他地上部器官的物质积累均呈现下降趋势，所以地上部物质的积累出现平缓增长。在干物质积累量和农艺性状上，都表现出膜垄栽培的种植方式高于其他处理的趋势。但膜垄在后期由于覆膜使叶片衰老加快，对干物质积累及产量有一定影响[5]，但从短期效果来看，仍然是膜垄>土垄>常规种植。
（3）覆膜的栽培模式下，有助于荞麦对水分的吸收，增加产量，但不应长期连续使用。有研究表明[11-12]，地膜覆盖特别是连续覆盖，有时会使土壤水分和养分过分耗竭，后期严重脱水、脱肥，导致收获指数和产量下降；同时，地膜覆盖的增产作用在一定程度上是以耗竭土壤肥力，特别是土壤有机物质为代价。因此，在进行地膜覆盖栽培时，可以在植株生长后期适时揭膜，以延缓叶片衰老进程，促进籽粒灌浆。但如果地膜覆盖技术应用不当，长期连续覆膜必然恶化土壤生态条件，则难以实现持续高产。
参考文献
[1]杨封科.旱作春小麦垄膜购种微集水种植技术研究[J].灌溉排水学报，2004，23（4）：47-49.
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[4]郝兰春，王焱，毕建杰，等.不同种植方式下冬小麦土壤水分动态变化研究[J].安徽农业科学，2009，37（22）：10451-10453.
[5]侯连涛，焦念元，韩宾，等.不同覆盖方式对土壤水分分布的影响[J].灌溉排水学报，2007，26（1）：47-50.
[6]马金宝，毕建杰，白清俊，等.宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分运移初探[J].节水灌溉，2007，2：10-13.
[7]王超，魏永吸，王立敏，等.节水抗旱技术集成对大豆产量及干物质积累影响研究[J].农业系统科学与综合研究，2005，21（3）：204-206.
[8]王立敏，魏永霞，王超，等.节水抗旱组合技术措施对玉米产量形成因素及水分利用效率的影响[J].灌溉排水学报，2005，24（3）：23-26.
[9]李志军，赵爱萍，丁晖兵，等.旱地玉米垄沟周年覆膜栽培增产效应研究[J].干旱地区农业研究，2006，24（2）：12-17.
[10]张丽，刘玲花，程东升，等.不同农艺措施对坡耕地水土及氮磷流失的控制[J].水土保持学报，2009，23（5）：21-25.
[11]沈新磊，黄思光，王俊，等.半干旱农田生态系统地膜覆盖模式和施氮对小麦产量和氮效率的效应[J].西北农林科技大学学报，2003，31（1）：1-14.
[12]鱼欢，冯佰利，张英，等.不同栽培模式下冬小麦叶片衰老与活性氧代谢研究[J].作物学报，2007，33（10）：1729-1732.
[13]王俊，李凤民，贾宇，等.半干旱地区播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成的影响[J].中国沙漠，2004，24（1）：77-82.
（责编：张宏民）