摘要
宁夏六盘山地区春、夏两季干旱少雨及昼夜温差大是制约作物生长发展的的环境因素，同时,六盘山地区甘蓝栽培生产农艺制度尚未明确，不利于甘蓝产业向高效化和标准化生产方式发展。试验一通过应用覆膜栽培技术在大田进行试验，以甘蓝为研究对象，覆盖白色普通地膜为对照(CK),探究了覆盖黑色普通地膜(T1)、白色、黑色生物降解地膜(T2、T3)、渗水膜(T4)及套色膜(T5)对土壤环境、水肥利用效率和甘蓝产量的影响，综合比较分析后，筛选适宜该地区应用的地膜类型。试验二以‘中甘15''为试材，进行了3因素3水平二次回归正交试验，地膜透光率设为80％、45％、10％,起垄高度设为0、15、30cm,移栽幼苗设为30、35、40d,以Box-Behnken软件设计了17组处理，通过建立响应曲面模型，分析了不同因素对土壤环境和甘蓝产量的影响。主要研究结果如下: (1)不同种类地膜保温保水性存在差异，覆盖普通白色地膜(CK)的土壤保持相对较高温度，白色生物降解膜(T2)次之，而黑色生物降解膜(T3)和渗水膜(T4)受降解与微孔结构特性影响，部分土壤热量结合水分发生蒸发，土壤水分和温度与对照相比呈降低趋势，膜结构相对完整的处理，保持较高土壤温度和含水量。进入多雨季节，T4所覆盖土壤的水分含量明显增加。 (2)不同种类地膜可调节土壤综合肥力与酶活性。地膜类型不同对土壤各项肥力与酶活性指标的影响具有差异性且变化规律不具有全面性，通过加权方法综合土壤肥力与酶活性总体指标分析，T5和T3土壤总体酶活性指标分别较CK高11.8％、5.2％,CK土壤的总体肥力指标相对其他处理依次高出16.3％、33.0％、25.6％、36.6％、25.4％ (3)不同种类地膜调节甘蓝生长环境，改变水肥利用效率高低。从水分利用率和肥料偏生产力两个指标综合来看，黑色生物降解地膜水分利用率为16.8kg/m3、肥料偏生产力为16.3kg/kg,渗水膜(T4)水分利用率为16.1kg/m3、肥料偏生产力为15.6kg/m3,二者的水肥利用效率最高，其次是白色生物降解膜(T2)、套色膜(T5)处理和黑色普通地膜(T1),普通地膜(CK)水肥利用效率最低，水分利用率和肥料偏生产力分别为13.1kg/m3、12.7kg/kg。 (4)T3、T4和T5处理的甘蓝经济产量与经济效益最高，在通过主成分和隶属函数对总体土壤肥力、酶活性、水肥利用效率、经济产量和效益综合分析后，综合得分排名前3的处理分别是T5、T3和T4。 (5)影响土壤综合环境指标的主次因素顺序为移栽苗龄、起垄高度、地膜透光率，当地膜透光率处于高透光或极低透光率、苗龄越大，土壤环境综合指标越高;影响甘蓝产量的主次因素顺序为移栽苗龄、起垄高度、地膜透光率，起垄高度与地膜透光率、地膜透光率和移栽苗龄交互作用对产量影响显著，当起垄高度越低、地膜透光率越低，或起垄高度越高、地膜透光率越高时,甘蓝产量呈增加趋势。 (6)根据拟合模型以及回归方程对变量区间进行计算，求得优化后各因素优参数为:起垄高度为30cm、地膜透光率为80％、苗龄为38d,此时土壤环境综合指标和甘蓝产量表现最佳。 研究认为，可使用黑色生物降解地膜、渗水地膜和套色膜替代白色普通地膜在实际生产中的应用，其中黑色生物降解膜覆盖处理表现最佳。30cm的垄高、80％透光率的地膜和38d苗龄的甘蓝栽培农艺措施有利于改善土壤环境和增加甘蓝产量。
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