不同地膜覆盖对不同时间尺度地温与玉米产量的影响

针对北方干旱地区白色塑料地膜覆盖导致的农膜残留及作物生长后期地温过高等问题,筛选适合当地的环保型地膜.设置了白色、黑色快速(WO1、BO1)、中速(WO2、BO2)、慢速(WO3、BO3)降解膜,并以白色、黑色塑料地膜(WP、BP)和无膜覆盖(CK)作为对照,共计9个处理,研究不同地膜覆盖地膜破损特征及作物产量效应,并基于红外成像和自动连续传感技术探索不同处理瞬时地表温度、逐时和逐日土壤不同深度温度的变化规律.结果表明:黑色降解膜的破损占比大于白色降解膜,覆膜130 d后黑色降解膜平均破损占比高于白色降解膜8.4％.在瞬时尺度地表温度由大到小顺序为:黑膜处理、白膜处理、无膜处理(CK),且生育期平均温度分别为34.10、32.34、29.12℃(P ＜0.05).在逐时和逐日尺度,不同颜色地膜覆盖土壤温度由大到小顺序为:白膜处理、黑膜处理、无膜处理;且与白色地膜覆盖相比,在日最高温时刻,黑色地膜覆盖0 ～15 cm土层土壤温度平均降低1.1℃.在玉米生长初期和末期(5月、9月),黑白地膜覆盖下平均温差达1.13℃(P＜0.05),而生育中期(6-8月),平均温差为0.45℃(P ＞0.05).地膜降解速率影响破损占比,从而影响土壤温度的空间变异性和地膜保温效果;慢速降解膜破损小,故保温效果与塑料地膜覆盖相近,在9月0～15 cm土层WP、WO3、WO2与WO1处理(快速降解膜)的温差分别达到3.03、2.70、1.05℃(P ＜0.05),而对应的黑色降解膜覆盖温差分别为3.00、2.57、1.01℃(P＜0.05).白色和黑色慢速降解膜覆盖与对应的塑料地膜覆盖相比,产量无显著差异(P＞0.05),但同颜色不同降解速率的降解膜覆盖下产量呈显著差异(P＜0.05),不同降解速率的降解膜覆盖产量由大到小顺序为:慢速处理、中速处理、快速处理.可见,黑色地膜处理保温效果好、产量高,且在作物生长后期可降低土壤表层温度;而黑色慢速降解膜与黑色塑料地膜覆盖保温、增产效应相近,且绿色环保,在北方干旱区农业生产中替代白色塑料地膜覆盖具有一定的可行性.