旱作玉米地膜覆蓋模式應用研究※

●霍治軍 劉王葉 衡思凱 宋曉越 胡茹嬌 羅可昕 唐秋敏 史建國※※

（1.榆林市現代農業培訓中心 陜西 榆林 719000；2.榆林市榆陽區現代農業產業園區管理委員會 陜西 榆林 719000；3.榆林學院 陜西 榆林 719000）

玉米是我國的主要農作物之一，種植量較大，是重要的糧、經、飼和工業原料作物，在農業生產、經濟發展及城鄉居民生活中占有重要地位。隨著畜牧業、深加工業和其他行業的創新和發展，玉米的用途不斷擴大，需求持續增加，在農業生產和國民經濟發展中占有越來越重要的地位。

地膜覆蓋和秸稈覆蓋是旱作地區運用較多的抗旱栽培技術，利用水肥耦合效應，通過覆蓋栽培來緩解氮肥過量施用現狀和維持高產具有可行性。研究表明，地膜覆蓋能減少土地水分蒸發消耗、改善土壤理化性質、促進養分吸收，最終提高氮肥利用率、干物質量和產量。地膜作為我國四大農資產品之一，具有透光、不透氣、增溫保水和增產促熟等優勢，在作物生長發育的提質增效方面發揮著重要作用。據中國農業統計年鑒報道，我國2014～2019年平均每年地膜用量約143萬噸，覆蓋面積近2×107hm2。

目前應用地膜覆蓋技術在玉米種植中的占比較少，制約著玉米產量與經濟效益。本文對旱作玉米地膜覆蓋的研究與應用現狀進行分析，旨在為推廣旱作玉米地膜覆蓋技術提供參考，提升玉米種植的效益。

1 地膜種類與地膜覆蓋技術

常見的地膜從顏色上可分為透明、白色、有色、黑色等；從回收程度上可分為不可降解地膜和可降解地膜。

由于不同地區不同覆膜條件下的土壤含水率、作物田間水分利用率、作物產量等均有較大差異，因此合適的覆蓋耕作方式也是地膜覆蓋研究和推廣應用的主要內容之一。目前常見的覆蓋耕作方式有全膜覆蓋、半膜覆蓋等，由此衍生出不同的組合耕作方式：傳統耕作+地膜覆蓋、傳統耕作+秸稈覆蓋、傳統耕作+地膜覆蓋+秸稈覆蓋等。

2 旱作玉米地膜覆蓋模式應用研究進展

2.1 地膜覆蓋對增產的影響

隨著自身遺傳特性的改良，很多玉米品種具有耐密、抗旱、耐冷、高產等特性。因此，在提高玉米產量方面，栽培技術和田間管理措施的作用日益顯著。地膜覆蓋能夠顯著地增加地溫并保持土壤水分，可有效增加作物的光合作用面積，增大光合勢，增加干物質積累，有效提高玉米生產效益。丁博等[1]研究低溫冷涼區不同覆蓋方式對玉米干物質積累及產量影響發現，地膜覆蓋可顯著提高玉米葉綠素含量、干重、干物質的輸出率和轉運率，可提高產量47·0%。王青松等[2]對河套灌區春玉米耗水結構及水分利用的研究發現，地膜覆蓋可有效改善春玉米耗水性，提高水分利用效率和產量，因此可采用覆膜的方式來提高春玉米播種期溫度，降低水分損耗，以提高作物產量及水分利用效率，緩解內蒙古河套灌區的用水壓力。不同類型的覆膜均能增加土壤的導氣率、相對氣體的擴散率和飽和導水率，且經全年覆蓋處理能顯著增加土壤持水性。

2.2 不同地膜及耕作方式對旱作玉米種植效果的影響

在地膜種類方面，研究表明覆膜能增加玉米根系的吸收能力和代謝水平，最終增加產量，可降解透明地膜效果最佳。覆膜能保蓄土壤水分，對提高水分利用效率和春玉米的產量有顯著效果，其中黑色全膜的效果最佳。

在覆蓋耕作方式方面，研究表明秸稈深埋+地膜覆蓋可顯著提高土壤的蓄水量，調節土壤溫度，促進作物生長發育和高產穩產[3]。不同覆蓋方式下減氮對玉米生長與氮素吸收運轉、分配的影響，發現有覆蓋處理可促進耕層土壤留存更多水分和全氮含量，提高玉米農藝性狀和干物質積累量，優化氮素吸收、運轉和分配，進而促進產量提高[4]。趙晶等[5]研究發現，傳統耕作+地膜秸稈的雙元覆蓋能增加玉米養分吸收量，提高玉米籽粒產量，特別是在不同的氣候年份下玉米增產效果明顯。婁德君等[6]研究表明，淺溝覆膜的種植模式對玉米出苗及幼苗生長期的增溫效果顯著，能減輕低溫、大風等災害對玉米生長的影響，可提高玉米對熱量的利用率，為科學引種和種植結構的優化等提供參考依據。

2.3 覆膜影響玉米種植的機制

在覆膜促進作物產量提高的機制方面也進行了深入研究，牛麗等[7]對覆膜玉米葉片的代謝組進行研究，發現覆膜條件下，消除光呼吸產物、減少光抑制的相關代謝物的積累是葉片光合速率提高的基礎；抗氧化及與能量相關的代謝物在提高產量中發揮了重要作用。王銳等[8]研究了地膜覆蓋對夏玉米籽粒灌漿過程的影響規律，并探究全膜覆蓋與半膜覆蓋對夏玉米灌漿過程及生長發育進程的不同影響，發現與平作不覆膜相比，平作全膜覆蓋和平作半膜覆蓋提高了表層地溫，促進了夏玉米生長發育和干物質積累，優化了籽粒灌漿過程，最終提高了夏玉米的產量和水分利用效率；與平作不覆膜相比，平作全膜覆蓋與平作半膜覆蓋的產量分別增加了15·19%和8·34%，水分利用效率分別增加了19·75%和11·80%，說明地膜覆蓋主要通過提高灌漿速率、延長灌漿快增期的持續時間來提高籽粒產量。

3 存在問題

雖然地膜的優勢明顯，但廣泛使用和濫用也帶來了諸多問題，主要是由于地膜在自然條件下難以降解，殘膜阻礙了土壤水的滲透，破壞了土壤結構，形成“白色污染”，嚴重影響農業的可持續發展。

4 解決方案

針對以上問題，目前主要形成了2 種解決方案，一是用可降解膜替代傳統地膜；二是一膜兩用，延長地膜使用時間，相對減少污染。

4.1 可降解膜技術

研究表明應用可降解膜在避免傳統地膜白色污染的同時，一定程度上還降低了作物早熟早衰風險，能促進旱區雨養農業可持續發展。分析降解膜對土壤水溫變化及玉米生長的影響，發現誘導期為100 d 的黑色氧化生物雙降解地膜效果較好[9]。馮晨等[10]也發現可降解地膜能減少農田殘留，通過產量、降解特性和殘留率等方面的綜合評價，發現PBAT 全生物降解地膜更具潛力。從水分利用效率、產量、環境和經濟效益等方面綜合考慮，生物可降解地膜完全具有代替普通地膜的可行性。

4.2 一膜兩用栽培技術

一膜兩用栽培技術也是解決地膜污染的方法之一，既能有效減少白色污染，又節約人力物力投入，達到增產、降廢、省工、減污的目標。對甘藍-糯玉米一膜兩用栽培模式的研究發現，地膜利用率可提高一倍，田間白色污染得到有效緩解，與露地不覆膜的栽培方式相比省工省時，每667 m2甘藍純收益可增加17·32%，糯玉米純收益可增加162·20%。研究表明，免耕地膜重復利用的方式并不影響玉米產量和水分的利用率，且起著穩定作物產量和水分利用的作用，是地膜減投的可行措施。

5 總結

總結近幾年旱作玉米地膜覆蓋技術及應用現狀，發現地膜的顏色、成分、覆膜條件和覆蓋耕作等在不同作物或不同地區分布上有明顯的差異性，需通過測定土壤含水率、作物水分利用率、作物產量等指標選擇最適的地膜種類與耕作方式。研究表明，地膜覆蓋能有效提高玉米生產效益，也不可避免地存在“白色污染”等問題，而可降解膜和一膜兩用技術是目前主要的解決方案。