Реальная эффективность пленочной мульчи при выращивании кукурузы

В прохладном полузасушливом районе Китая Лессовое плато пленочная мульча на кукурузе позволяет культуре стремительно стартовать. Так насколько градусов пленка позволяет утеплить землю под кукурузой?

Международная группа ученых (Университет Ланьчжоу, Китай; Университет Западной Австралии; Средиземноморский агрономический институт Бари, Италия) провели оценку агротехнологии выращивания кукурузы под мульчей.

Засуха и низкие температуры обычно ограничивают рост сельхозкультур, что приводит к снижению урожайности в прохладных полузасушливых районах, таких как Лессовое плато на северо-западе Китая, где производство кукурузы поставлено в приоритет для содействия экономическому росту и продовольственной безопасности в регионе.

Кукуруза, как известно, теплолюбивая и водоемкая культура. Обычно засуха и низкие температуры ограничивают ее ранний рост, снижая урожайность, но аграрии нашли способ решить эту проблему на Лессовом плато и широко применяют мульчирование пластиковой пленкой.

Это практика, когда поверхность почвы покрывается пластиковой пленкой, чтобы осадки задерживались на пленке и проникала в почву через посевные отверстия – для влагосбережения, и одновременно уменьшался теплообмен с воздухом. Испарение воды из почвы также снижается из-за блокирующего действия пленочной мульчи.

Эксперимент проводился в 2014 и 2015 годах на Лессовом плато на станции агроэкологических исследований засушливых земель провинции Ганьсу, входящей в состав Университета Ланьчжоу.

Эксперимент состоял из двух обработок:

- мульчирование пластиковой пленкой (PM) с заменой пленки каждый год;

- контроль без мульчирования.

Каждую обработку повторяли три раза, и каждый повторный участок составлял 40 кв. м (8×5 м). Опытный участок располагался на ровной территории с нулевым уклоном.

Экспериментальные участки подготовили в 2013 году, а эксперимент начался весной 2014 года. Используемая пластиковая пленка собиралась вручную или с помощью машин и перерабатывалась на специализированных заводах.

Базовые удобрения вносились после удаления пластиковой пленки перед вспахиванием: 150 кг на га азота в мочевине (46% N) и 25 кг на га фосфата в суперфосфате кальция (16% Р2О5).

Участки PM полностью замульчировали прозрачной полиэтиленовой пленкой толщиной 0,008 мм после подготовки пахотных земель. Через две недели после мульчирования (29 апреля 2014 года и 27 апреля 2015 года) семена кукурузы (Cultivar Kenyu 10) посеяли на расстоянии 40 см друг от друга рядами на расстоянии 60 см по два семени в лунку глубиной 6 см.

Через две недели после посева, когда проросшие проростки коснулись пленки, лунки расширили, чтобы высвободить проростки, а затем засыпали почвой. Через 30 дней после посева проростки проредили до одного на лунку и еще через 40 дней после посева все участки пропололи вручную.

Как обычно, мульча из полиэтиленовой пленки значительно повысила температуру почвы в ранний период роста кукурузы, и эффект потепления постепенно уменьшился по мере роста культуры в более поздний вегетационный период.

Это связано с тем, что во время раннего роста полог был небольшим, а верхний слой почвы быстро нагревался в течение дня в результате «парникового эффекта», когда пластиковая пленка действовала как теплица. Ночью пластиковая пленка и конденсат под пленкой задерживали длинноволновое излучение, замедляя охлаждение почвы.

Позже полностью разросшийся полог уменьшил парниковый эффект, и это объясняется тем, что температуры почвы имеет сильное влияние на развитие кукурузы до стадии V6, когда меристема еще находится под землей.

Как только меристема выходит из почвы, развитие культуры контролируется температурой воздуха.

«В нашем исследовании более высокая температура почвы под мульчей из полиэтиленовой пленки значительно ускорила рост и развитие кукурузы, продвинула стадию V6 на 21–23 дня, что помогло быстрее достичь полного растительного покрова и оптимизировать влагозатраты. Растения под пластиковой мульчей заметно увеличили длину, диаметр ствола и надземную биомассу по сравнению с растениями на контрольном участке», - пишут авторы.

Перед стадией V12 (78 дней после посева) среднесуточные температуры почвы под пленкой были выше, чем на контрольном участке, на 2,5 °C в 2014 году и на 3,6 °C - в 2015-м. На протяжении всего вегетационного периода пленка держала более высокие температуры почвы по сравнению с контролем со средней разницей 1,3 °C в 2014 году и 2,2 °C - в 2015-м.

Мульча из полиэтиленовой пленки значительно продвинула определенные стадии роста кукурузы в оба года. Поэтому, когда температура воздуха опустилась ниже нуля в конце вегетации в оба года, растения на мульче достигли стадии R6 (физиологическая зрелость), в то время как растения с проверкой едва достигли стадии R4 - без зрелых зерен. Поскольку кукуруза особенно уязвима к морозам, они оказались смертельными для некоторых растений.

Пластиковая пленка существенно увеличила урожайность зерна в оба года: 4 312 кг на га в 2014 году (на 140% больше, чем на контроле) и 5 400 кг на га - в 2015-м (плюс 179%).

«Пластиковая мульча, в среднем, значительно повысила температуру верхнего слоя почвы на 3,9 °C, сократила период от посева до стадии V6 на 22 дня и позволила повысить урожайность. Эти результаты углубляют наше понимание механизма повышения урожайности под пленочной мульчей в засушливых и прохладных районах и представляют собой тематическое исследование для понимания влияния временного распределения микрометеорологических ресурсов на формирование урожайности. Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы рассмотреть экологические проблемы, вызванные полиэтиленовой пленкой из-за того, что она не поддается легкому биоразложению», заключают авторы.

(Источник: www.mdpi.com).