引言
玉米作為我國重要的糧食作物之一,廣泛應用于各類農業生產中,其高產栽培技術一直是農業研究的重點。地膜覆蓋栽培技術作為一種高效的農田管理手段,已在我國廣泛應用,特別是在干旱和半干旱地區,地膜的使用不僅能提高土壤溫度和濕度,還能有效抑制雜草生長和減少水分蒸發。然而,隨著地膜使用的廣泛普及,傳統塑料地膜帶來的環境污染問題逐漸顯現,尤其是回收困難、降解慢等缺點,影響了地膜技術的可持續發展。如何在保障產量的同時減少地膜污染,已成為當前農業技術研究的重要課題。
1玉米地膜覆蓋栽培技術概述
1.1地膜覆蓋栽培的定義
地膜覆蓋栽培技術是通過在土壤表面覆蓋一層薄膜,以提高土壤溫度、濕度,抑制雜草生長,并減少水分蒸發的一種農業技術。該技術通常使用聚乙烯、聚丙烯等材料制成的塑料薄膜,這些薄膜具有較好的透光性和保水性。地膜覆蓋不僅可以改善王壤的物理環境,還能有效促進作物生長、提高產量。玉米地膜覆蓋栽培特別適用于溫度波動較大的地區,能在早春和晚秋的低溫環境中,為作物提供適宜的生長條件。
1.2玉米地膜覆蓋栽培的技術要點
玉米地膜覆蓋栽培技術的關鍵在于膜材料的選擇、鋪膜方式的合理性以及膜覆蓋后的土壤管理,選擇合適的地膜材料是確保技術效果的基礎。常用的地膜材料有黑膜、白膜、透明膜等,每種膜材的特點不同,適應的氣候和土壤條件也有所差異。鋪膜時要確保膜層的均勻性和緊密性,以避免風吹、雨打等外界因素對地膜的影響。膜厚度應根據地區氣候條件調整,過薄的膜可能影響保溫效果,而過厚則可能增加成本。地膜覆蓋后的土壤管理同樣重要,栽培過程中應定期檢查膜下土壤的濕度和溫度變化,保持適宜的作物生長環境。合理的技術實施能有效提高作物的抗病性、抗旱性,并有助于作物根系的正常發育。
2玉米地膜覆蓋栽培技術的優點
2.1提高土壤溫度和濕度
地膜覆蓋栽培技術顯著提升了土壤溫度,特別是在氣候較寒冷或溫差較大的地區。低溫常抑制作物發芽和生長,地膜通過形成薄膜屏障,有效阻隔土壤與外界空氣的熱交換。覆蓋地膜后的土壤溫度通常較裸露地面高,這有助于加速玉米種子的發芽并促進根系早期生長。尤其在春季,覆蓋地膜后,土壤溫度能夠提前達到適宜的發芽條件,從而縮短育苗期并提高作物生長速度,增強玉米的整體產量。
除了溫度的提高,地膜還對土壤濕度保持具有顯著效果。地膜能夠減少水分蒸發,保持土壤內的水分,避免頻繁灌溉。水分的保持有助于減輕干旱的負面影響,確保玉米在生長周期內獲得充足的水分,尤其在降水不足或旱情嚴重的地區,節水效果尤為突出。減少水分蒸發,提升了水資源的利用效率,保障了作物
的水分需求。
2.2抑制雜草生長
雜草生長是農業生產中的一大難題,特別是在玉米等作物的生長過程中。地膜具有遮光作用,能夠有效抑制雜草的生長與發芽。覆蓋后的土壤表面減少了光照,雜草無法獲得足夠的陽光進行光合作用,生長受到抑制。通過減少雜草的生長,玉米能夠減少與雜草的競爭,獲取更多的水分、養分和空間。地膜的覆蓋效果使雜草的控制變得更加高效,從而減少了對人工除草的依賴,降低了勞動力成本。
2.3節水效益和資源利用率提升
地膜覆蓋能夠顯著減少水分蒸發,提高水資源的利用效率。通過覆蓋地膜,土壤水分不易蒸發,特別是在干旱和半干旱地區,地膜的節水效益尤為明顯。由于水分保持能力增強,作物的灌溉需求減少,從而降低了水資源的消耗。水分的保持還能保持土壤結構的穩定性,避免水分過度蒸發導致的土壤干裂或鹽堿化問題。此外,地膜的覆蓋還能減少水分浪費,提高灌溉的精確度和水的利用率,有助于優化農業資源配置。
2.4促進玉米生長和提高產量
地膜覆蓋通過提高土壤溫度和濕度,促進了玉米根系的生長和吸收能力。適宜的土壤環境加速了玉米的生長,進而提高了產量。地膜能夠使玉米在早期階段得到更好的生長條件,促進了根系的深度發育,為玉米后期的營養積累打下了堅實的基礎。穩定的土壤環境減少了玉米因外界因素引起的生長波動,提高了作物的穩定性與均衡性。同時,覆蓋地膜還可以提高玉米的抗病性和抗旱性,使作物在不利環境下的生長得到保障。
3玉米地膜覆蓋栽培技術的缺點
3.1地膜對土壤的污染
地膜覆蓋技術雖然在提高作物產量和改善環境條件方面具有顯著優點,但其帶來的地膜污染問題也是一個不可忽視的缺點。隨著農業生產的不斷擴大,地膜的使用量逐年增加,而地膜的回收與處理問題卻相對滯后。玉米收獲后,部分地膜未被完全回收,散落在田間地頭。這些地膜在土壤中難以降解,長期存在不僅污染土地,還可能影響作物的正常生長。地膜在降解過程中釋放出的有害物質會損害土壤質量,減少土地的肥力,甚至可能通過水源污染影響到周邊環境。地膜污染的問題引發了人們對其長期使用的擔憂。
3.2技術成本較高
地膜覆蓋栽培技術雖然能夠帶來較高的作物產量和其他農業效益,但其高昂的投入成本是其廣泛應用中的一大制約因素。地膜本身的成本不算低,而鋪設和維護地膜也需要額外的勞動力和設備。特別是在大面積的玉米栽培中,使用地膜不僅需要鋪膜、固定膜,還需要進行定期的膜下土壤管理和檢查。這些額外的投入,無論是在勞動力還是在設備上的需求,都會增加生產成本。
3.3對土壤的透氣性產生一定的負面影響
盡管地膜覆蓋能有效提高土壤溫度和濕度,減少水分蒸發,但它也可能對土壤的透氣性產生一定的負面影響。地膜覆蓋后的土壤被隔絕與外界空氣的接觸,這可能導致土壤中的氧氣供應不足,影響植物根系的正常呼吸3。在長時間的覆蓋期內,尤其是在氣溫較高或濕度較大的環境下,土壤的透氣性可能下降,導致根系缺氧,進而影響作物的健康生長。根系若得不到足夠的氧氣,容易發生根腐病等一系列病害,影響玉米的正常生長發育。
3.4技術應用不均衡
盡管地膜覆蓋栽培技術在某些地區取得了成功,但在不同地區的應用效果并不一致。在一些條件較差或土壤結構不適合的地區,地膜覆蓋的效果可能較為有限。例如,在土壤含水量較高、氣候濕潤的地區,地膜覆蓋可能不會顯著提高土壤溫度,而可能引起土壤過濕,影響作物的根系發育。這種情況下,地膜的使用效果大打折扣,甚至可能導致不必要的成本浪費。
在技術推廣過程中,由于缺乏統一的技術標準和培訓,農民的使用方法、膜材料的選擇等方面存在差異,不同地區的農民對該技術的掌握和應用水平參差不齊。部分地區的農民可能由于缺乏足夠的技術指導,無法充分發揮地膜覆蓋技術的優勢,導致生產效益未能達到預期水平。
4玉米地膜覆蓋栽培技術的改進措施
4.1新型環保地膜的研發與應用
為了減少傳統地膜帶來的環境污染,推動新型環保地膜的應用成為了改進玉米地膜覆蓋栽培技術的關鍵之一。目前,新型環保地膜主要采用可降解材料,如聚乳酸(PLA)聚酯等,這些材料能夠在使用后逐漸降解,減少對土壤和環境的長期污染。研發過程中重點解決了生物降解地膜的強度、使用期和成本等問題,通過提高膜材料的耐用性和優化降解速率,使得其能夠滿足作物生長所需的覆蓋效果。在具體應用上,可以根據土壤和氣候條件選擇不同的環保地膜。例如,在干旱或半干旱地區,采用較慢降解的環保地膜,以保證玉米在生長初期的覆蓋效果;而在濕潤地區,則可以選擇降解速度較快的地膜,減少對環境的長期影響。通過這種方法,既解決了傳統塑料膜無法降解的難題,也避免了過度降解影響玉米生長的問題。針對不同厚度地膜對玉米產量是否有影響的問題,進行了田間試驗。試驗選取了 0.006mm (PLA1)和 0.008mm (PLA2)厚度的聚乳酸生物可降解地膜,以及0.010mm 厚度的普通聚乙烯地膜(PE)進行對比。結果表明,PLA2覆蓋下的玉米產量與PE處理無顯著差異,且水分利用效率達到24.6kg/ (公頃·毫米)。此外,PLA2的降解性能優良,150天后的降解率達到 50.9% 。這表明, 0.008mm 厚度的聚乳酸可降解地膜,可替代 0.010mm 的普通PE地膜應用于干旱灌區的玉米生產中[5。
4.2地膜回收與循環利用技術
改進措施之一是提升地膜的回收率與循環利用水平。地膜在使用過程中常殘留于土壤中,因此減少廢棄地膜的積累至關重要。為此,研究者提出了“膜下回收\"技術,該技術通過機械化設備將地膜從土壤中清除,經過清洗、消毒等處理后重新用于農業生產。通過這種方式,可顯著減少廢棄地膜對環境的污染,并有效降低生產成本。地膜回收與再利用技術的關鍵在于提高回收效率,降低回收成本。采用先進設備能夠在不破壞地膜的情況下快速回收,同時對回收后的地膜進行再加工和清洗,確保其能夠再次使用。通過這種方法,不僅減少了廢棄地膜的環境壓力,還提高了資源利用率。通過實施農用殘膜回收利用項目,建立以加工企業為核心、回收網點為紐帶、機械化回收和人工撿拾相結合的回收利用體系。依托廢舊地膜回收示范地等項目,篩選確定廢舊農膜回收企業,按照就近便利原則,扶持建設回收網點。通過簽訂協議、劃片回收、嚴實考核、據量補貼等有效措施,構建了企業主體、農戶參與、市場化推進、全域覆蓋的廢舊農膜撿拾、收購、加工運作體系。這一體系的建立,使農田廢舊地膜“變廢為寶”,農業污染得到有效治理,農業生態環境顯著改善,促進了現代農業綠色高質量發展。
4.3土壤改良與生態平衡調節
長期使用地膜覆蓋栽培可能導致土壤透氣性降低,影響微生物活性,甚至破壞土壤的自然生態平衡。因此,改進措施之一是采取土壤改良措施,恢復土壤的透氣性和營養平衡。在使用地膜覆蓋技術的同時,進行定期的土壤檢測,補充必要的有機肥料和土壤改良劑,保持土壤的健康。通過合理施肥、輪作和間作等方式,可以有效避免單一作物栽培帶來的土壤貧瘠問題,保證作物的健康成長。
在實踐中,還可以通過有機肥與生物肥料的結合,增強土壤的微生物活性,改善土壤結構,從而有效促進作物根系的生長。與此同時,通過增加土壤的有機質含量,改善土壤水分保持能力,增強土壤的抗旱能力。這樣既能提高地膜覆蓋栽培技術的可持續性,又能保障作物在土壤健康的環境中成長。農業技術推廣部門聯合當地農戶,推行土壤改良與生態平衡調節技術。通過引入有機肥料和微生物制劑,促進土壤微生物活性,改善土壤結構。同時,在地膜覆蓋后,采取間歇性開膜和適時通氣的措施,使得土壤的透氣性得到改善,玉米根系能夠更好地吸收養分和水分,實施土壤改良的田塊比對照田塊的玉米產量增加了約 15% ,且土壤健康度明顯提高。
4.4針對不同區域的適應性研究
不同地區的氣候、土壤條件和作物生長特點存在較大差異。因此,玉米地膜覆蓋栽培技術的改進措施應根據地區特性進行差異化調整。在寒冷地區,需要選擇保溫效果較好的地膜,減少低溫對作物生長的不利影響,提高土壤溫度;在干旱地區,則應選用保濕性強的地膜,以減少水分蒸發和提高土壤水分保持能力。在濕潤地區,應選擇透氣性較好的膜材,以避免因水分過多而影響土壤的通氣性和根系的呼吸,防止水澇現象的發生。為了實現這一目標,可以結合地理信息系統(GIS)技術和精準農業技術,開展不同區域的適應性研究。通過對不同土壤、氣候和環境條件的綜合分析,制定更符合地方實際需求的地膜覆蓋栽培方案,并根據季節性變化對技術進行靈活調整。針對春玉米的地膜覆蓋技術進行了適宜性評價。通過收集田間試驗數據,分析地膜覆蓋對土壤溫度、水分以及玉米產量的影響,量化地膜覆蓋的增溫、保和增產效果。研究結果表明,地膜覆蓋技術在不同區域的適宜性存在差異。基于評價體系,該地區被劃分為高適宜區、中適宜區和不適宜區。在高適宜區,地膜覆蓋可顯著提高土壤溫度和水分,促進玉米生長,增加產量;而在不適宜區,地膜覆蓋可能帶來負面影響。
5結語
玉米地膜覆蓋栽培技術在推動農業高效生產、節水和抗旱等方面發揮了重要作用,然而伴隨而來的技術成本、環境污染等問題,仍是該技術在普及過程中需要解決的難題。通過探索和推廣新型環保地膜、加強地膜回收與循環利用、實施土壤改良及生態平衡調節等措施,可以有效提升該技術的可持續性。各地的實踐經驗表明,結合具體區域特點進行技術調整,是實現玉米高效栽培與生態保護并重的重要途徑。未來,隨著新材料的不斷研發和技術的不斷創新,玉米地膜覆蓋栽培技術有望在實現更高農業效益的同時,減少環境負擔,為農業生產的綠色發展提供堅實的技術支持。
參考文獻:
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