水稻大田覆膜增溫濕潤栽培技術研究與進展

一、起因、發展與推廣現狀

竹山縣地處鄂西北山區，境內水田海拔高相差懸殊。海拔600～1000米的中高山水田，由于山高氣寒，泥溫低、水溫低，以低溫冷害為主的自然災害發生頻繁，種植水稻“早期遲發、中期荒草、后期秋風”等問題十分突出，使喜溫喜光的水稻生長遭遇重重障礙。在推廣地膜水稻以前，農戶一直采用古老的水稻極早熟品種與栽培技術，平均產量極低，每公頃產量多數年份在3000千克左右，災年甚至絕收。

受玉米覆蓋地膜增溫增產啟示，1993年竹山縣海拔800米左右的大廟鄉萬興村農戶，試探性地將用于覆蓋玉米的地膜覆蓋于水田，然后打孔插秧，秋收時覆膜水稻比未覆膜水稻增產50%以上。1994年許多農戶紛紛效仿，再次取得明顯增產效果。1995年竹山縣農業技術人員在十堰市農業局統一部署下開始協作攻關，當年分不同海拔、不同類型田塊做正規布點試驗，并逐步完善技術，組織規模示范。1996年，全縣示范面積達600多公頃，1997年達1800多公頃，以后每年推廣面積都穩定在2000公頃左右。

1997年，湖北省科委、農業廳在十堰市召開全省水稻覆膜栽培現場示范會，隨后全國農技推廣中心又在十堰市召開南方12省水稻專家參加的地膜水稻現場觀摩會。1999年，國家農業部又在十堰市召開地膜水稻現場會，來自四川、江蘇、云南、河南等15個省市區的代表參觀了水田地膜覆蓋這一全新的栽培技術，有力地促進了該項技術的推廣。目前，該技術經過多次改進、完善、提高，不僅在我國南部山區和北方稻作區得到廣泛運用，還推廣至馬來西亞、印度尼西亞、孟加拉、土耳其等11個亞非國家。

二、地膜水稻六大技術突破

與常規水稻栽培技術相比，水稻地膜覆蓋栽培至少有六個方面重大突破：一是突破了地膜只能覆蓋于旱地的傳統觀念與做法，首開了水田水生作物覆蓋地膜的先河，大大拓寬了地膜覆蓋的范圍；二是實現了水稻由以“淹作管理”為主向“濕潤管理”為主的轉變，不僅增強了水稻的根系活力，同時開辟了水稻節水栽培新途徑；三是水田嚴實覆膜后能夠徹底閉殺雜草，為消滅水田惡性雜草找到了一種新的方法；四是突破了雜交水稻的種植區域，通過覆膜增溫，使生育期較長的雜交水稻能夠在過去的禁區——年積溫不足的高山種植，通過覆膜保濕，使水稻能夠在水源不足的田塊（或旱塝田）種植；五是實現了高山水稻由中低產向中高產的突破，使高山水稻單產得以穩定、大幅度地提高；六是可以大幅度減少水稻生長季節稻田甲烷（溫室氣體）的排放量，保護地球生態環境。

三、增產效果與原因

（一）增產效果

鄂西北山區多年試驗示范研究結果表明：高山（海拔800米左右）水田覆蓋地膜，若技術得當，與常規栽培相比，平均增產稻谷50%；中山（海拔600米左右）平均增產30%；低山（海拔400米左右）增產20%左右；冷、爛、酸、毒田，增產更加顯著。

（二）增產原因

1. 改善了稻田的生態環境

稻田覆膜后，采取濕潤半旱式管理，使稻田生態環境發生了許多利于水稻生長的變化：

①前期泥溫明顯升高（圖1）。水稻覆蓋地膜后，由于地膜的增溫、保溫作用，在水稻生育前期泥溫增加非常顯著。從水稻插入大田至6月30日，覆膜稻田泥面總積溫為1654.5℃，比露地稻田增加175.4℃，日均溫增2.5℃，這為高山水稻克服早期低溫僵苗，爭取早生快發、蘗多穗大創造了有利條件。在水稻生長后期，由于覆膜水稻生長繁茂，基部透光相對減少，泥溫反而低于露地水稻。

②提墑保墑能力增強。稻田覆蓋地膜后，為提高泥溫，必須改傳統的淹作栽培為濕潤栽培。稻田在覆膜濕潤栽培條件下，土壤水分受熱力梯度影響，深層水分向泥表移動加劇，至膜面后凝結滯留于泥表，因而表層土壤墑情與不覆膜相比有明顯提高，一般情況下能夠滿足水稻對水分需求（水稻需水敏感期除外）。這也是地膜覆蓋水稻能夠采用濕潤管理的原因所在。

③田間濕度相對降低（圖2）。稻田覆蓋地膜后，雖底層水分向上活動加劇，但由于地膜阻擋了土表水分的蒸發，在水稻整個生育期田間濕度均低于未覆膜稻田。尤其是前期，濕度降低更為顯著，從而使水稻的部分病害相對減輕。

④田間雜草明顯減少。稻田覆蓋地膜后，雜草數量極顯著減少，從而免除了稻田的除草用工、用藥，減少了土壤養分消耗。其原因主要是由于地膜緊貼泥面，雜草種子因缺氧難以萌發；即使有少量種子萌發，幼芽遇地膜后因高溫生長受阻，甚至灼傷死亡，而水稻是打孔插入，故可正常生長。這也是水稻地膜覆蓋栽培能夠采取濕潤管理而避免草荒危害的重要原因。

⑤稻田需水明顯下降。稻田覆膜栽培，除在灌水插秧、返青分蘗、孕穗拔節、揚花灌漿等水稻關鍵需水期外，均宜采取濕潤管理，保持溝中有水、廂面濕潤即可。由于覆膜后土壤蒸發減少，保水性能提高，因而覆膜水稻需水量與未覆膜相比大為下降。據測定，覆膜水稻每公頃需水量為1974米3，與未覆膜水稻相比節水率達78.3% ，所以覆膜水稻還是一項重要的節水栽培技術，在塝田干旱年份以及水源不足地區，具有較大的運用價值，這在該縣幾次大旱中已獲得印證。

⑥肥料損耗明顯減少。稻田覆蓋地膜，有效地隔斷了膜內外之間的聯系，肥料集中施于廂中膜內，受地膜保護很難直接揮發、下滲或隨降水流失，而且采用濕潤管理，減少了稻田的灌水與排水，也使土壤養分流失相對減少。另外，覆蓋地膜后雜草減少，也減少了養分的無效消耗，因而覆膜水稻肥料利用率明顯提高。

⑦土壤理化性質改善。稻田覆蓋地膜后，采取濕潤管理，由于土壤水分向上垂直活動加劇，在水分漲縮運動中，土壤毛細孔逐漸發達，土壤通透性逐步得以改善，氧化還原電位升高，從而利于土壤養分的氧化、分解與釋放，減少有毒物質的產生與積累，進而利于水稻的根系發育與地上部分的生長。

⑧前期光照相對增強。稻田覆蓋地膜后，膜內水分蒸發，很快在膜底面凝結形成水珠，對陽光具有一定的反射作用，因而覆膜水稻除接受太陽光直射外，還接受來自地膜的反射光。對水稻多方位受光、增加光照強度、提高光合效率、改善基部透光、加速前期干物質積累具有一定作用，對減少部分病蟲危害也有一定效果。

2. 增強了水稻生理機能

稻田覆蓋地膜后，由于生態環境發生了根本好轉，使水稻的許多生理機能得到了明顯增強。

①根系發育快，吸收水肥能力強。稻田覆蓋地膜，由于泥溫增加，氧化還原電位升高，供肥能力增強，對水稻根系的發育極為有利，水稻插秧后發根快、擴展迅速。據試驗，在同等栽培條件下，覆膜水稻分蘗期根鮮重比未覆膜水稻增79%；根干重比未覆膜水稻增75%，且蓋膜稻田采取濕潤管理，水稻根系中吸收能力較強的毛細根特別發達，黑根少、白根多、活力旺盛，因而對水肥吸收能力明顯增強，從而為地上部分的旺盛生長提供了條件。

②前期群體增長快，光合能力強。水稻插于覆膜水田，由于根系發育快，地上光照足，因而返青分蘗較快，且前期群體增長快。據試驗測定，至分蘗期，覆膜水稻在株高、單株莖蘗數、單株葉面積等方面均明顯超過未覆膜水稻，其中株高增8.9%、單株莖蘗數增34.8%、單株葉片數增14.3%、單株葉面積增54.0%，且覆膜水稻前期葉色普遍較濃。由于覆膜水稻前期葉面積大，光合效率高，因而光合能力明顯增強，積累同化產物較多，從而為高產穩產打下了良好的物質基礎。

③抽穗揚花早、庫大源豐流暢。地膜覆蓋水稻由于泥溫較高，可以早播早插，且由于前期積溫增加顯著，因而生育進程相對加速，抽穗揚花相對提早。由于分蘗發生早，低位分蘗多，因而單蘗葉片數多、葉面積大，穗分化時間充足，穗型較大，單穗營養面積足，在適宜溫度下養分輸送流暢，灌漿速度快，空癟率低、千粒重高。這對解決高山長期以來由于積溫低、揚花遲，后期遇低溫則灌漿遲緩、空癟率高、穗小粒少有重要意義。據多年試驗觀察，覆膜水稻與未覆膜相比，一般揚花提早10～15天、穗總粒數提高10%～20%、空癟率下降5%～10%。低溫年份，空癟率下降更為顯著。

3. 各產量構成因素均有提高

試驗及大面積示范結果表明，水稻覆蓋地膜后，單位面積有效穗數、穗實粒數、千粒重等產量構成因素，均有不同程度提高。

①有效穗數明顯增加。試驗結果表明，在同等栽培條件下，覆膜水稻單位面積有效穗比常規水稻增33%，部分極為冷浸、覆膜得當的田塊，有效穗增幅達50%以上。覆膜水稻有效穗顯著增加，其原因是覆膜水稻分蘗優勢明顯，早期低位分蘗較多；其次是分蘗成穗率較高。

②穗實粒數增加。試驗結果表明，覆膜水稻穗實粒數比常規水稻增22.9%。大面積示范結果表明，覆膜水稻穗實粒數比常規水稻增12.6%。覆膜水稻穗實粒數較高，一方面是因為覆膜水稻低位大蘗多，穗總粒數相對較高；另一方面是因為覆膜水稻灌漿時溫度適宜，空癟率相對較低。

③千粒重有所提高。覆膜水稻與常規栽培水稻相比，明顯籽粒飽滿、色澤亮黃。經測試，覆膜水稻千粒重比常規栽培增4.6%～20.9%，原因是覆膜水稻地下根系活力較強，地上葉片光合能力較強，莖稈葉鞘儲藏養分充足，加之灌漿溫度適宜、灌漿時間長，灌漿更為充足。

四、技術要點

水稻覆膜增溫濕潤栽培技術，是在原有水稻栽培技術基礎上，增加了地膜全覆蓋栽培技術，吸收了水稻半旱式栽培濕潤管理、寒地水稻稀植等技術的優點，經不斷修改完善而形成的一套全新的水稻栽培技術，被專家譽為“水稻栽培史上的又一次突破”。其技術要點如下：

（一）選擇適宜覆膜田塊

水田覆膜，每公頃需增加地膜投入750元左右（需地膜52.5千克），宜選增產幅度較大田塊覆蓋。實踐證明：高山水田、二高山槽田及低山冷爛酸毒田以及雜草嚴重田塊，覆蓋地膜后均增產顯著，是實施水稻覆膜栽培的首選田塊。

（二）采用高產雜交稻種

水稻覆膜栽培，熟期明顯提早。為充分利用光熱資源，發揮覆蓋地膜的增產潛力，應淘汰原有雖生育期較短、但產量較低的常規稻種，改用分蘗力強、生育期相對較長、長勢旺盛、產量較高的雜交稻種。具體品種可根據當地情況，經試驗后因地制宜確定。

（三）旱整水平、規范溝廂質量

冬閑田在冬前深耕曬垡基礎上，春季施足腐熟農家肥，然后翻耕，再灌水、撒化肥、耙田、攪田邊，整個大田表面應盡量整平。冬作田前茬收獲后及時施農家肥，然后同樣翻耕、灌水、撒化肥、耙田、攪田邊。田耙平后沉實1～2天，然后按2米寬開溝起廂，也可在田耙平后先起出毛廂，次日再繼續修整，要求廂溝寬25厘米左右，深25～35厘米，凈廂面寬175厘米，四周開好圍溝。

（四）施足底肥，多施長效、增溫肥料

水稻覆蓋地膜后，肥料揮發、流失少，加之追肥不便，一般不追返青分蘗肥，因此盡量施足底肥。最好選用顆粒性狀好、肥效長的緩釋性多元復合肥與速效肥搭配使用，多施優質農家肥，尤其是具有增溫效果的牛欄糞等，以延長肥效、提高泥溫。一般每公頃施40～60噸農家肥，750千克水稻專用肥（或優質三元復合肥），100～150千克大顆粒（或緩釋性）尿素。其中農家肥需在翻耕前施入，化肥既可在耙田前撒入又可結合起廂均勻撒入廂面，混入表層泥中。

（五）嚴防早期病蟲

高山水田水稻二化螟、負泥蟲等歷來為害較重。對常年蟲害較重田塊，最好在廂面撒施內吸性殺蟲劑（如克百威）并混入泥中后，再覆蓋地膜。農藥在膜內緩慢釋放并發揮作用，可較好地控制水稻前期多種蟲害，并可節省用工，降低環境污染。

（六）把握栽插時機，適時覆蓋地膜

水田覆蓋地膜，一般選寬1.7米的水田專用強力超微膜。覆膜宜在水稻插秧前2～3天，趁晴天廂面無水、泥尚松軟時進行。覆膜時膜盡量與廂面緊貼，繃緊、鋪平，避免地膜在廂面鼓起氣泡，膜邊要用手壓入泥中，確保廂面密封，增強保溫、除草、保肥、保墑等效果。

（七）寬行稀植，降低插秧蔸數與本數

多年實踐證明，水稻覆膜栽培以插旱育中、小苗為好。由于水稻覆蓋地膜后，早期泥溫增加顯著，分蘗明顯較早較快，稀植情況下，單株分蘗可增加一倍以上，且秧苗生長明顯較旺，為防止后期苗數過多、生長過旺，力爭穗大粒多、穩產高產，需大幅度降低基本苗數。高山可按照株距12厘米左右、行距25厘米左右插秧，每蔸插雙本（單本就是一粒谷種長成的水稻秧苗；雙本就是將兩粒谷種長成的水稻秧苗合并在一起）。二高山田、低山田可按照株距15厘米、行距35厘米左右插秧，每蔸視苗情插單本或雙本。插秧時，需先用板上釘有木釘的簡易“定苗器”或滾輪式“定苗器”打孔。插秧時間冬閑田可比常規插秧早7～10天，以插旱育小苗（最好是塑料穴盤育苗）為好。冬作田前作收獲后及時整田、覆膜、插秧，以插旱育中苗為好。

（八）干濕交替，強調濕潤管理

水田覆蓋地膜，淹作條件下不僅無增溫效果，據測定溫度比未覆膜還低1.9℃。地膜雖露出水面，但田間水位過高，增溫效果也不太理想。而只保持溝中有水、廂面濕潤，增溫效果十分明顯，且有顯著改土功效。因此水稻覆膜栽培，除在整田插秧、返青分蘗、圓稈拔節（是指水稻從莖基部由扁平變圓、開始拔節這個時期，即水稻開始起身拔節這個階段）、抽穗揚花等水稻關鍵需水期外，只保持溝中有水、廂面濕潤即可。尤其是冷浸田，平時要盡量排干田水。另外，覆膜水稻由于分蘗旺盛，曬田宜早，早曬、輕曬、勤曬，苗到不等時，以減少無效分蘗，提高成穗率。對地勢低洼、排水困難田塊，若分蘗過于旺盛，無法曬田控蘗，可采用灌深水辦法控制無效分蘗。

（九）后期看苗追肥，搞好葉面噴肥

覆膜水稻生長旺盛，生物學產量明顯提高，因而需肥量亦相應加大，在施足底肥基礎上，為爭取穗大粒多，宜在圓稈拔節期，結合灌水搶晴天在廂面看苗每公頃撒施尿素45～60千克，然后灌水淹沒膜面，使肥料隨水滲入地膜孔內。另外，結合病蟲防治，在水稻破口期前后葉面噴肥2～3次，肥料可用復硝酚鈉、惠滿豐、水稻專用微肥，加適量尿素、磷酸二氫鉀、硼肥等，增產效果十分顯著。

（十）小心收獲，留膜二次利用

地膜水稻管理收獲中，應盡量保持地膜完整，水稻收獲后，還可直接在舊膜上打孔，移栽油菜或其他作物，提高后茬作物產量。

五、近年來研究進展

近年來，在廣大技術人員共同努力下，不僅水稻地膜覆蓋栽培技術本身已日趨完善，而且還衍生出許多新的技術。

（一）水稻覆膜寄插育秧技術

寄插是山區運用比較普遍的一種水稻育秧方式，先挖一個池，將谷種撒在池中旱育，秧苗長到2～3片葉時，再寄插到秧田里，待秧苗長大后再插到大田中，中間一段時間相當于把秧“寄”在秧田，所以叫“寄插”。

在水稻兩段育秧中，將旱育的小苗（第一段秧）插于覆膜打孔后的秧田中（第二段秧），利用地膜的增溫、保溫效應，解決秧苗寄插后遇低溫易僵苗、死苗等問題，促進秧苗健壯生長、快速分蘗，提高秧苗整體素質，效果十分顯著。

（二）水稻穴盤（或肥床）旱育覆膜插秧技術

水稻地膜覆蓋栽培，最初采取水育秧苗，由于秧苗嫩、秧根長，不僅栽插不便，而且插后還殪較重（即返青較慢），遇高溫干旱死苗較多。經試驗改為插塑料穴盤（或肥床）旱育的水稻秧苗，這種秧苗根粗短、苗矮健，插秧方便，而且插后基本不死苗、不還殪、生長快、長勢旺、產量高，因而深受廣大農戶歡迎，目前已成為地膜水稻的主要插秧方式。

（三）水稻種膜復合技術

該技術是將種子精選、處理后，按照預定株行距粘著、固定于打有微孔的膜上，形成一種特殊的“種膜復合體”。使用時直接將“種膜復合體”鋪于整好的水稻秧田或大田，種子接觸稻田濕潤泥土后即可扎根、出苗，從而免去插秧等操作，同時實現播種標準化。該技術簡潔、規范，是地膜水稻的發展方向，目前在竹山縣已小面積試驗成功，增產、節支效果十分顯著，但“種膜復合體”制作技術尚有待研究、完善，只有實現機械化、低成本制作，才能大面積推廣。

（四）水稻覆膜直播栽培技術

該技術是在整田（旱整或水整）覆蓋地膜后，直接打孔播種已催芽的谷種。經竹山縣多年試驗、示范，其突出優點是免除了育秧與插秧工序，較為省工，且水稻低位分蘗多、穗大粒多，但因出苗階段容易被雀鳥為害，導致缺苗，加之播谷種還不如插秧方便快捷，因而推廣面積不大。

作者簡介：熊飛，高級農藝師，主要從事農作物新品種、新技術的試驗、研究、示范、推廣及農業規劃起草、農民科技教育培訓等工作。聯系地址：湖北省竹山縣農業局 郵編：442200。