淺談水稻覆膜直播技術推廣研究

水稻作為主要的糧食作物之一，因其對生長環境適應性強，在許多國家和地區得到廣泛種植。我國有半數以上人口以大米作為主食，水稻在國內農作物種植面積占耕地總面積的35%以上。黑龍江省水資源呈周期性豐枯變化，夏季濕潤，春秋少雨干旱。傳統水稻種植方式對水資源的需求量巨大，連續性枯水年或防水年均會對水稻種植和田間管理帶來諸多不利影響。

目前，黑龍江省水稻多以插秧種植為主，插秧種植過程包括稻種消毒、種苗培育、運苗及秧苗保管、插秧等環節，從育苗到插秧完成大約需要歷時2個月之久。這一系列環節中，秧苗的運輸、保管環節困難較多，育好的秧苗既不易于運輸，也不易于保管。如果運至田間的秧苗不能及時插秧就會導致秧苗壞死。雖然水稻直播種植技術有效緩解了插秧種植的諸多問題，但由于黑龍江省積溫低、水稻出苗后長勢差，后期生產過程中雜草叢生，水稻產量受到一定程度的影響，呈現偏低于插秧種植的態勢。

水稻覆膜直播技術作為一種節水、省時省力、環保、綠色生態的有機稻米的新型種植技術，該技術的推廣，不僅可以保障人們享用健康生態有機米，還可以助推我國農業可持續發展。該技術的推廣對我國水稻生產技術的提升具有重要的意義。

一、水稻直播技術的研究現狀

在國外，農業生產全程機械化的實現推動了農業種植方式的改變，水稻種植由插秧種植轉向直播栽培。水稻直播技術不僅免去了插秧種植過程中繁瑣的生產過程，簡化了水稻種植作業環節。同時，直播技術全程機械化作業，減輕了從業人員的勞動強度，避免延誤最佳種植農時階段。水稻直播技術處于領先地位的國家有美國、澳大利亞和日本等國家。美國水稻直播面積占種植面積的80%，澳大利亞機械化直播面積高達90%，意大利直播面積占水稻總面積的98%。

我國水稻直播技術起步較晚，覆膜直播技術整體更是欠缺。近幾年，我國水稻直播技術已成為水稻種植機械研究的熱點話題。國內已經得到較好推廣的機型包括：2BD-10自走分流式小型水稻直播機、2BDZ-10乘坐式水稻直播機、SQ2BD-2水稻直播機等。

二、覆膜直播技術的種植原理

1、覆膜種植技術

（1）覆膜種植技術的原理

覆膜種植技術是一種通過對作物生長的土壤表面或作物冠層覆蓋塑料薄膜，進而控制作物生長的溫度、濕度、養分、環境甚至耕層結構，提前進行作物種植、提高作物出苗率和作物產量的新型農業種植技術。該技術是一種綜合性種植技術，對改善土壤環境氣候，搶農時，促早熟、提前上市等具有良好的推動作用。

（2）覆膜種植的優勢

覆膜種植農作物具有保溫、保墑、保水、增光，減少養分流失和預防病蟲害等幾個方面的良好作用，還能夠提高作物產量，縮短生長周期提前上市。地膜覆蓋后，作物生長的土壤與外界環境隔絕，氣密性強，基本隔絕了膜內和膜外的空氣流通和水分蒸發，膜內溫度和濕度波動相對不大，有助于播種初期種子發芽及根系生長。覆膜直播技術還可以提高覆膜部位土壤中微生物的數量和有機質含量。地膜覆蓋后形成的相對密閉空間，溫濕度環境有利于土壤微生物的繁殖與生長，導致覆膜區域土壤微生物多于未覆膜部位，增多的土壤微生物加速土壤內秸稈、雜草等腐爛物質轉化為可溶性無機鹽的速率，同時又提高了保墑增溫保濕的作用。同時，覆膜直播技術還可以避免因雨水沖刷和灌溉引起的土壤板結、鹽漬返堿等現象發生。

地膜覆蓋對水稻幼苗光照的影響也很大，與未覆膜地面對比，陽光充足時可提高3-4倍光量，達到14以上的反射光，不僅能使水稻幼苗的光合作用的強度平均提升30%，葉綠素合成增量6%；而且高光亮可以提高膜內溫度，使雜草枯死，起到較好去除雜草的作用。

（3）覆膜直播技術的劣勢

覆膜直播技術的劣勢主要體現在以下幾個方面：

①地膜降解、污染和回收問題。地膜主要成為聚乙烯或聚氯乙烯等對土壤、環境及人類造成傷害的有毒物質。

②腹膜后貧瘠土地的施肥便利性差，容易造成底肥不足，追肥不及時影響作物生長，不能增產甚至減產。

③重粘質土壤春季干旱時板結，覆膜操作時容易與地面貼合不緊，土塊對地膜支撐部位容易被風吹破，破壞覆膜后作物生長環境。

（4）覆膜種植技術的應用

近年來，覆膜種植技術在農業生產中得到廣泛應用。據調查，河南省的許多干旱地區為了播種花生，棉花等作物，常常采用人工造墑，增墑的方法，通過播種、覆土鎮壓、覆膜，使作物増產在40左右%。遼寧省的春天氣溫較低、干旱少雨等，為確保作物的穩產、高產，就必須在土壤剛剛解凍時就進行深翻、施肥、覆蓋地膜保墑、播種。黑龍江佳木斯市往往由于干旱、溫度低等不能很好的種植花生，或者說不能達到應有的產量，后來經過引進覆膜種植技術，花生產量高達130kg/畝以上。

2、水稻覆膜種植的提質增效機理

水稻覆膜種植方式主要有旱田直播和水田直播兩種，其作業過程均是將稻種直接播種在大田土壤后，在播種稻種區域多行種溝覆蓋地膜。水稻覆膜種植提質增效的主要機理為增溫、保濕、節肥控草等三個方面。

（1）增溫機理

水稻生長需要適宜的溫度，一旦播種后土壤的溫度不能適合稻種的生長環境，不僅能夠影響水稻生長的快慢，還會影響水稻的最終產量。我省地處我國東北部，水稻種植季節土壤積溫較低，暫時不能為水稻的生長提供適宜的溫度環境。如果等土壤溫度適宜稻種生長后再進行直播作業將會錯過農時，影響水稻的收獲或減產。

水稻覆膜直播技術通常采用黑色地膜覆蓋土壤，主要是利用黑色吸熱的原理，當太陽光照射在黑色地膜表面時，黑色地膜吸收太陽光轉化為熱能傳遞給膜內空間及土壤，此時水稻生產的環境溫度有利于水稻發芽及生長。水稻覆膜技術可以有效解決土壤溫度、熱量流失的問題。除此之外，地膜減少了膜內空氣和土壤與外界的能量交換，減少了空氣流通和風力作用造成的空氣及土壤熱能流失。同時，地膜覆蓋帶來的溫度升高會促使膜內土壤中水分蒸發，蒸發后的水接觸地膜后，內外溫差使蒸發的水蒸氣凝結為水珠吸附在地膜內，同時保留水蒸氣液化時所釋放的熱量。

（2）節水機理

水稻直播后，覆膜與否對水稻生長的影響較大，特別是水稻稻種和幼苗生長的水環境。水稻直播后覆膜，水稻在地膜的作用下，其根部土壤中的水分不易蒸發，有利于提高根部土壤濕度，便于水稻生長。同時，白天陽光照射作用下膜內溫度升高，土壤中水分蒸發后被地膜隔離不能向外揮發，夜晚溫度降低后水蒸氣凝結成水珠重新落入土壤，對土壤進行補水。膜內水分的“蒸發、液化、下滲、再蒸發”的循環過程減少土壤板結，提高土壤松散度，有利于秧苗的根系生長，便于水稻后期生長所需水分與光合作用的累積和產量增加。

（3）節肥控草的機理

肥料是水稻生長及產量的重要影響因素，傳統插秧種植方式將肥料撒在田間，肥料的作用效果不佳，達不到預期的施肥效果。直播覆膜種植，肥料在覆膜前均勻施撒在地膜覆蓋區域。由于地膜的隔絕作用，肥料不會因為外界的風、水侵蝕而揮發或者流失，有利于水稻根系對肥料養分的吸收。即使腹膜期進行灌溉也不會造成肥料的大量流失，肥料作用效果遠遠高于插秧種植。

雜草是伴隨著水稻生長期同步出現，無論是插秧種植還是覆膜直播，雜草過多將影響水稻長勢和產量。對于插秧種植方式，水稻生長期的雜草可以通過噴灑除草劑等農藥消滅雜草，進而保證水稻的養分供應和通風；但是，這種方式容易造成土壤、空氣的污染，影響生態環境和農產品生態安全。覆膜直播種植方式，地膜隔絕內外空氣，陽光作用在黑色地膜，膜內溫度升高，雜草在高溫條件枯萎，從而保證水稻的正常生長。同時，地膜覆蓋后，水稻出苗期蟲卵也會在地膜內的高溫環境將其殺死，有利于水稻正常生長。有關文獻資料統計數據顯示，覆膜直播種植產量高于灌田插秧種植，且肥料施用量對照插秧種植減少40%，病蟲害降低50%，雜草減少20%。由此可見，覆膜直播技術有利于節肥控草滅蟲。

3、水稻覆膜直播技術

（1）水稻覆膜直播技術的機理及一般流程

水稻覆膜直播技術將預處理后的稻種按照一定行距和株距粘貼可降解地膜上，同時在對應位置粘上適量的肥料并做好開孔，然后打卷鋪膜播種。稻種在地膜上粘貼采用站種機完成，打捆工作在柱形管進行，便于鋪膜裝夾。鋪膜作業由鋪膜機完成。鋪膜機為牽引式作業機械，其動力源為拖拉機，鋪膜機主要由旋耕裝置和鋪膜裝置組成，同時完成土地旋耕和鋪膜作業。水稻覆膜直播技術的作業流程如圖1所示。

按照覆膜作業的方式不同，可以將水稻覆膜直播技術作業劃分為濕膜直播和旱膜直播，濕膜直播作業方便，地膜鋪放效果好，鋪放后需及時灌水育秧，確保稻種能夠正常發芽；旱膜直播作業鋪膜效率高，鋪放后無需灌水。兩種覆膜直播技術各有優勢，從節水的角度旱膜直播更能體現出優勢，若遇連續陰雨天氣則濕膜直播更能體現搶農時的優勢。

水稻覆膜直播技術省去了傳統插秧種植的旋耕、耙地、放水、晾田和育苗等環節，不僅減少了種植作業環節和工序，還大大降低了勞動強度，節約了成本。而且，覆膜直播還抑制了水分蒸發，對于我省春季播種期間供水不足現象得到有效解決。水稻覆膜直播技術不僅繼承了覆膜播種的優勢，改進了水稻種植模式，還減輕了大量的人力、物力和財力，節約了播種時間，提高了種植效率。

（2）水稻覆膜直播技術的效益分析

水稻覆膜直播技術與插秧種植的效益分析從經濟效益、生態效益和社會效益的角度展開。

①經濟效益

水稻覆膜直播技術種植與插秧種植的成本對比分析如表1所示。

由表1可知，覆膜直播技術省去育苗、插秧及除草環節，節省成本約350元/畝，節省肥料成本40元/畝，總成本較比插秧種植節省101元/畝。同時，覆膜直播產量較比插秧直播增產50kg，增幅8%。按照此成本折算100hm2計算，直接增收經濟效益37萬元。

②生態效益

隨著農作物對地膜的依賴程度越來越高，2018年農膜使用量約為3.08×107t，且農作物地膜的使用量出現持續增長，年均増長速度超過15%。如此龐大的地膜使用量，地膜的危害逐漸顯現。由于出于成本原因，農民選用的地膜主要是聚乙烯或聚氯乙烯為主的地膜，然而這種地膜極難降解，在自然狀態下，往往需要上百年才能完全降解，并且在降解過程中，還會伴隨著釋放出對土壤以及土壤微生物有毒害作用的物質。送種難以降解的農膜，將會長期的殘留在土壤中，嚴重損害我們的耕地，甚至會造成土壤板結、區域生態環境退化，從而引起農作物產量下降和有害物質殘留在食品中，嚴重時可能會帶來的食品安全危機。

水稻覆膜直播技術采用生物可降解農膜，解決了傳統農膜降解率低，白色污染嚴重的問題。生物降解農膜有效降解率可達90%以上，且降解時間短，180天可完全降解，有效消除農田白色污染。

③社會效益

水稻覆膜直播技術作業環節少，機械化作業效率高，每畝可節省4-5個勞動力，這在很大程度上有效緩解了農村地區人口老齡化、農村有效勞動力不足的社會性問題?？梢杂行Ы夥糯笈m齡勞動力從事其他工作。另外，水稻覆膜直播技術操作簡單，機械化程度高，有利于水稻種植全程機械化、規模化推廣。

（3）水稻覆膜直播技術亟待解決的問題

水稻覆膜直播技術具有廣闊的推廣前景和技術優勢，但現有的覆膜裝備仍存在一些亟待解決的問題。

①粘種機存在的問題：粘種機的株距和行距固定，不能自行調節株距行距；粘種過程中，每穴粘種粒數不穩定，粒數多少不均，不能保證每穴苗數；粘種機所用的可降解農膜的降解率和降解時間不理想，需要進一步研究選用可降解覆膜材料；肥料粘貼過程無法計量，容易導致肥料過多造成化肥浪費或者肥料過少后勁不足的情況；粘種機體積過于龐大，運輸及保存不便利，需要對其結構進行精簡優化。

②覆膜機存在的問題：旱膜直播的旋耕碎土作業效果較差，旋耕后田間平整度不理想，大塊土塊容易導致稻種懸空，影響稻種出芽及根系生長；旱膜直播碎土作業時，旋耕裝置拋起的土壤散落在農膜上會影響覆膜質量，且土壤中雜草會在農膜上生長；旱膜覆膜機鋪膜過程中鎮壓效果不理想，稻種與土壤結合不緊密，影響稻種發芽率；濕膜覆膜作業壓實裝置存在間歇性工作或者壓實度低的問題；覆膜機的兩邊鎮壓輪不能將種膜的兩邊壓實在土壤中，導致種膜的密封不嚴實，影響保溫保濕的作用。同時也容易在兩邊位置長出雜草。需要多兩邊鎮壓輪進行優化，增加兩邊的密閉性。

總而言之，本文通過對水稻覆膜直播技術作用機理的分析，充分了解了覆膜直播技術的優勢和劣勢，以及其在水稻種植模式變革的重要推動作用。重點介紹了水稻覆膜直播技術的增溫、節水、節肥控草的作用機理，闡釋出水稻覆膜直播技術的優勢。在此基礎上，介紹了水稻覆膜直播技術的作業流程，分析了水稻覆膜種植與插秧種植的經濟效益、生態效益和社會效益，凸顯出水稻覆膜直播技術的省時、省力、機械化程度高、成本低的綜合性優勢。

（作者單位：154100黑龍江省蘿北縣鄉村振興服務中心；154100 黑龍江省蘿北縣農業綜合行政執法大隊）