積水成流潤旱田
——滲水地膜技術助力科技扶貧

文|姚建民 山西省農業科學院農業資源與經濟研究所

山西省農業科學院滲水地膜雜糧旱作高產技術創新團隊研究開發滲水地膜機械化旱作技術，實現小雨資源高效利用，有效提升作物產量，助力科技扶貧。在2018年全國農業農村科技工作會議上，團隊代表以滲水地膜機械化旱作技術做典型發言，得到了與會代表的認可，“相關技術值得在更多的地區推廣”。

水是生命之源、生產之要、生態之基。農業生產離不開水，而干旱缺水已經成為世界性難題,高效利用水資源是21世紀農業可持續發展的關鍵技術。中國是世界上旱地農業發展歷史最久的國家之一，如何讓干旱的土地“喝飽”并“鎖住”更多的水分，實現農水集約增效，利用科技破除農業發展的制約瓶頸，我國在旱地農業技術理論和實踐這條艱苦探索的道路上從未停歇。

科研攻關 滲水地膜高效利用小雨資源

山西省農業科學院滲水地膜雜糧旱作高產技術創新團隊研究開發滲水地膜、可完全生物降解滲水地膜、雜糧覆膜種植機械和冷涼干旱山區有機旱作技術，可以高效地將小雨資源利用，水肥利用率成倍提高，產量成倍增長，節約成本，全生物降解滲水地膜，符合綠色發展的理念。

我國北方地區耕地主要是旱地，旱作技術對于農業意義重大。為了從根本上找到提高旱地糧食產量的途徑，研究團隊統計分析多年的降水資料，對半干旱區氣候變化和土壤分布特征進行了深入研究。首次研究出半干旱區旱地年降水量多數在300毫米～500毫米之間，而10毫米以下的小雨發生頻率高達70%以上，在農業生產上多數為無效降水，生產上天然降水利用率只有30%左右。這些小雨年總量高達150毫米左右，占總降水量的35%～50%，全年累積起來每畝多達100立方米左右，相當于莊稼2-3次的灌溉用水量。可這100立方米左右的水由于瞬間蒸發基本無法起到任何作用，高效利用這些寶貴的無效降水，對旱作農業發展的開發潛力巨大。

普通地膜只有增溫與保墑作用，研究團隊通過多年探索試驗，獨創研究開發出雙層非對稱線性微孔滲水地膜。滲水地膜具有局部微米級雙層結構的微孔，在膜的結構上比普通地膜增加了滲水功能和透氣功能；彌補了普通地膜不能滲水的缺陷，有滲水功能就可以將天然降水中的微雨水資源滲入膜下，將無效的小雨資源高效收集利用起來；由于雙層微孔結構在滲水的同時，可將入滲到膜下的水分得以保持，水的滲蒸發得到明顯抑制。

由于具有透氣功能膜下好氣性微生物是菌肥菌，利于養分轉化利用，提高表土層肥料利用率，而普通地膜不通氣膜下是厭氧環境，厭氧菌將土壤中肥料轉化成毒素，降低了土壤肥力。使用后期滲水地膜將形成米粒大小的不規則孔，使地膜呈現篩網狀，既能使大雨快速入滲，又能為生活能力降低的作物根系提供較多的氧氣，迅速恢復根系活力，促進作物生長發育進程，大幅度提高農作物單位面積產量，更適于冷涼旱作區雜糧高產穩產。

在春季或氣溫較低的季節，滲水地膜與普通地膜有相似的保溫增溫效應，滲水地膜的膜下地溫僅比普通地膜的低1℃左右。在盛夏或高溫季節(氣溫＞35℃)時，滲水地膜下的地溫明顯低于普通地膜下的地溫，且隨氣溫的升高與普通地膜下的溫差增大。這樣，在低溫季節利于作物生長，在高溫特別是極端高溫季節或高溫時刻由于比普通地膜的地溫低，更能起到護根和促進作物生長的作用。

微通氣和自動調溫的結果，使滲水地膜具有抗老化的功能。經試驗，在玉米等作物收獲期，滲水地膜仍具有較大的彈性、地面覆蓋保持完好狀態，很容易從地面剝離，造成的土壤殘留污染大大降低。

研究團隊與中國科學院長春應用化學研究所聯合協作攻關，成功地開展了聚碳酸酯PPC全生物降解滲水地膜的研發與試驗示范，實現了降解滲水地膜周年覆蓋保水，來年全部無害化分解，畝用量少，生產成本低，綠色環保，是替代現在聚乙烯PE地膜的最理想產品。

在寬幅滲水地膜試驗示范推廣過程中，量身設計開發出2MB-1/4波浪形鋪膜精量穴播機系列產品以及波浪形覆蓋模式，實現了開溝探墑、鋪膜、壓膜、定量覆土、精播、鎮壓、波浪微地形集雨等多道工序的一次性作業，免間苗、免除草，基本上實現機械化旱作，是提高土地產出率和勞動生產率的全新現代化技術。同時，還在谷子、高粱、豆類、油菜、麥類、藥材等多種作物上進行了大面積示范推廣，平均增產60%以上。

傾力推廣 幫助農民增產增收

滲水地膜適宜在半干旱冷涼區進行推廣，分布在降水300毫米到450毫米區域，我國最適宜在長城沿線、內蒙古東部和東三省西部、青海省與新疆北部等地區推行。目前上述鐮刀灣地區的所有省區成功地進行了試驗示范，2017年推廣70萬畝，增產幅度50%以上，成為山西省等地扶貧的主推技術，2018年預計近百萬畝。

滲水地膜技術研發從小雨資源的潛力分析，到滲水地膜的構想，產品研發，配套機具，覆蓋模式，攻克了無數的技術難題，使這套技術達到了有效和實用。但從科研實驗室到百姓們的農田，從書本上的文字變成農民能熟練運用的技能的轉化不止“最后一公里”，而是十幾年堅持和上千公里的田間奔波。

研究團隊長期深入貧困山區，瞄準半干旱地區冷涼干旱、缺水少雨的實際，開展技術攻關，通過高度創新和高度集成的物化技術解決短板，取得了良好的示范成效。滲水地膜旱作高產技術是一項多學科、高集成的創新成果，涵蓋了農業新品種、新產品、新工藝，不僅實現了良種良法配套，還形成了農機與農藝的有效結合，鋪膜播種一次完成，作業效率大幅提高，但在技術推廣的過程中需要專業的指導、示范。在推廣過程中也遇到很多難題，一些邊遠貧困山地丘陵區要整套推廣成套技術缺乏規模支撐，有的地區缺乏配套農業機械，有的耕地大小、坡度情況不一，有的農民必須親眼看到效果才用，示范對比工作量十分繁重。為使項目推廣順利實施，團隊成員每年整個春季都奔波于數千公里的田間地頭，對農戶進行一組一組田間培訓，面對對、手把手教學。

團隊技術推廣在建立起多個千畝示范片后，示范帶動性強，農民認可度高，得到政府部門的重視。有了政府的支持，培訓和推廣工作才順利進展。多部門聯合推進協調組織效率高，通過對企業、合作社的重點扶持示范，做給農民看，教會農民干，打通了產供銷渠道，帶動了貧困種植戶的大面積應用。這種技術轉化推廣的方式，市場路徑好，符合國家鐮刀灣地區農業調產政策和國家扶貧產業政策。

滲水地膜機械化旱作技術，增產增收成效顯著。經過大面積試驗示范，應用滲水地膜技術給旱地增加灌溉水，旱地糧食作物比普通地膜覆蓋增產30%以上，比無覆蓋的增產一倍，并創造出了旱地玉米噸糧田和旱地谷子千斤田，其中，神池縣示范田的谷子平均畝產達到664．365千克，最高達到687．215千克，創下山西省乃至北方地區千畝規模旱作谷子的最高紀錄，超過全國旱地谷子畝產紀錄，農民增收顯著。

成效顯著 助力科技扶貧

2017年山西省貧困縣計劃在15個貧困縣推廣21萬畝進行推廣滲水地膜旱作谷子技術，由山西省農業廳、省扶貧辦、省農機局和研究團隊聯合實施，最終在山西省40個貧困縣推廣完成60多萬畝，旱地谷子產量普遍達400kg以上，比傳統種植畝產230kg增產170kg以上，高產田畝產超過500kg，總增產10．2萬噸，總增收4．08億元，助力20多萬貧困戶實現脫貧增收，山陰等縣摘掉了貧困縣帽子。

位于山西省北部雁門關生態區的山陰縣旱坡地海拔1200m左右，位于大同火山群富硒土壤地區，年均降水370mm，年均氣溫7℃，一月氣溫-10℃，七月氣溫23℃，無霜期130天。生長期無高溫高濕天氣，病蟲害發生少；晝夜溫差大，籽粒灌漿飽品質好。2017年，山陰縣合盛堡鄉雙山村成功示范推廣旱地滲水地膜谷子1000畝，平均畝產量由原來的150公斤增加到450公斤，每畝折合小米350公斤。“晉谷21號”谷子品質好，小米中硒、鐵和鋅含量高，由于是不施化肥只施牛糞，不灌溉、不除草，不打農藥，注冊了“關外火山土”商標，小米售價每公斤60元，畝產值高達21000元。農機專業合作社帶頭人陳永和將全村25個貧困戶納入合作社，實現了整村脫貧，成為朔州市的扶貧標兵。該品牌小米在深圳市場簽訂了百萬斤訂單，2018年村民們正在策劃種植更大種植面積。

科技產業扶貧是檢驗科技成果水平的試金石，也是發現新領域形成新產業的過程，科技產業扶貧必然形成新興產業。山陰縣滲水地膜谷子2015年種植1萬畝，2016年2萬畝，2017年4萬畝，2018年6萬畝，滲水地膜機械化旱作技術成為了山陰縣脫貧致富支柱產業，帶動優質谷種植、特色小米加工、谷草飼料、谷草食用菌等一大批科技扶貧產業應運而生。

陜西省佳縣是科技部對口扶貧縣，當地科技部門積極引進滲水地膜旱作谷子技術，2017年在方塌鎮和金明寺鎮大面積示范種植，旱地谷子產量收入均翻番，得到貧困種植戶的一致稱贊和縣委縣政府的高度肯定。2017年12月8日，科技部副部長徐南平一行專程到示范點方塌鎮羊塌村農田實地考察，深入貧困戶調查訪問，詳細了解此項技術增產增收情況和對佳縣“東方紅、佳佳佳”等優質小米品牌的帶動發展情況，并指示2018年要加大示范規模。佳縣政府與研究團隊簽訂了產學研協作協議，助力科技扶貧。滲水地膜旱作高產技術是助力產業脫貧的重要技術支撐，研究團隊將進一步開展全生物降解地膜配方與工藝攻關，適于多種作物的山旱地機械的研發和節水省工旱作技術模式的研究與示范。主要在山西省呂梁山集中貧困片區、雁門關冷涼干旱農牧交錯生態區、遼西半干旱生態區、晉陜蒙半干旱貧困山區、西海固半干旱貧困片區繼續做好滲水地膜旱作高產新技術的示范推廣工作，擴大應用規模，提高應用實效，大幅度增加社會、經濟和生態效益，助力脫貧攻堅。