旱作玉米地膜覆盖模式应用研究※

●霍治军 刘王叶 衡思凯 宋晓越 胡茹娇 罗可昕 唐秋敏 史建国※※

（1.榆林市现代农业培训中心 陕西 榆林 719000；2.榆林市榆阳区现代农业产业园区管理委员会 陕西 榆林 719000；3.榆林学院 陕西 榆林 719000）

玉米是我国的主要农作物之一，种植量较大，是重要的粮、经、饲和工业原料作物，在农业生产、经济发展及城乡居民生活中占有重要地位。随着畜牧业、深加工业和其他行业的创新和发展，玉米的用途不断扩大，需求持续增加，在农业生产和国民经济发展中占有越来越重要的地位。

地膜覆盖和秸秆覆盖是旱作地区运用较多的抗旱栽培技术，利用水肥耦合效应，通过覆盖栽培来缓解氮肥过量施用现状和维持高产具有可行性。研究表明，地膜覆盖能减少土地水分蒸发消耗、改善土壤理化性质、促进养分吸收，最终提高氮肥利用率、干物质量和产量。地膜作为我国四大农资产品之一，具有透光、不透气、增温保水和增产促熟等优势，在作物生长发育的提质增效方面发挥着重要作用。据中国农业统计年鉴报道，我国2014～2019年平均每年地膜用量约143万吨，覆盖面积近2×107hm2。

目前应用地膜覆盖技术在玉米种植中的占比较少，制约着玉米产量与经济效益。本文对旱作玉米地膜覆盖的研究与应用现状进行分析，旨在为推广旱作玉米地膜覆盖技术提供参考，提升玉米种植的效益。

1 地膜种类与地膜覆盖技术

常见的地膜从颜色上可分为透明、白色、有色、黑色等；从回收程度上可分为不可降解地膜和可降解地膜。

由于不同地区不同覆膜条件下的土壤含水率、作物田间水分利用率、作物产量等均有较大差异，因此合适的覆盖耕作方式也是地膜覆盖研究和推广应用的主要内容之一。目前常见的覆盖耕作方式有全膜覆盖、半膜覆盖等，由此衍生出不同的组合耕作方式：传统耕作+地膜覆盖、传统耕作+秸秆覆盖、传统耕作+地膜覆盖+秸秆覆盖等。

2 旱作玉米地膜覆盖模式应用研究进展

2.1 地膜覆盖对增产的影响

随着自身遗传特性的改良，很多玉米品种具有耐密、抗旱、耐冷、高产等特性。因此，在提高玉米产量方面，栽培技术和田间管理措施的作用日益显著。地膜覆盖能够显著地增加地温并保持土壤水分，可有效增加作物的光合作用面积，增大光合势，增加干物质积累，有效提高玉米生产效益。丁博等[1]研究低温冷凉区不同覆盖方式对玉米干物质积累及产量影响发现，地膜覆盖可显著提高玉米叶绿素含量、干重、干物质的输出率和转运率，可提高产量47·0%。王青松等[2]对河套灌区春玉米耗水结构及水分利用的研究发现，地膜覆盖可有效改善春玉米耗水性，提高水分利用效率和产量，因此可采用覆膜的方式来提高春玉米播种期温度，降低水分损耗，以提高作物产量及水分利用效率，缓解内蒙古河套灌区的用水压力。不同类型的覆膜均能增加土壤的导气率、相对气体的扩散率和饱和导水率，且经全年覆盖处理能显著增加土壤持水性。

2.2 不同地膜及耕作方式对旱作玉米种植效果的影响

在地膜种类方面，研究表明覆膜能增加玉米根系的吸收能力和代谢水平，最终增加产量，可降解透明地膜效果最佳。覆膜能保蓄土壤水分，对提高水分利用效率和春玉米的产量有显著效果，其中黑色全膜的效果最佳。

在覆盖耕作方式方面，研究表明秸秆深埋+地膜覆盖可显著提高土壤的蓄水量，调节土壤温度，促进作物生长发育和高产稳产[3]。不同覆盖方式下减氮对玉米生长与氮素吸收运转、分配的影响，发现有覆盖处理可促进耕层土壤留存更多水分和全氮含量，提高玉米农艺性状和干物质积累量，优化氮素吸收、运转和分配，进而促进产量提高[4]。赵晶等[5]研究发现，传统耕作+地膜秸秆的双元覆盖能增加玉米养分吸收量，提高玉米籽粒产量，特别是在不同的气候年份下玉米增产效果明显。娄德君等[6]研究表明，浅沟覆膜的种植模式对玉米出苗及幼苗生长期的增温效果显著，能减轻低温、大风等灾害对玉米生长的影响，可提高玉米对热量的利用率，为科学引种和种植结构的优化等提供参考依据。

2.3 覆膜影响玉米种植的机制

在覆膜促进作物产量提高的机制方面也进行了深入研究，牛丽等[7]对覆膜玉米叶片的代谢组进行研究，发现覆膜条件下，消除光呼吸产物、减少光抑制的相关代谢物的积累是叶片光合速率提高的基础；抗氧化及与能量相关的代谢物在提高产量中发挥了重要作用。王锐等[8]研究了地膜覆盖对夏玉米籽粒灌浆过程的影响规律，并探究全膜覆盖与半膜覆盖对夏玉米灌浆过程及生长发育进程的不同影响，发现与平作不覆膜相比，平作全膜覆盖和平作半膜覆盖提高了表层地温，促进了夏玉米生长发育和干物质积累，优化了籽粒灌浆过程，最终提高了夏玉米的产量和水分利用效率；与平作不覆膜相比，平作全膜覆盖与平作半膜覆盖的产量分别增加了15·19%和8·34%，水分利用效率分别增加了19·75%和11·80%，说明地膜覆盖主要通过提高灌浆速率、延长灌浆快增期的持续时间来提高籽粒产量。

3 存在问题

虽然地膜的优势明显，但广泛使用和滥用也带来了诸多问题，主要是由于地膜在自然条件下难以降解，残膜阻碍了土壤水的渗透，破坏了土壤结构，形成“白色污染”，严重影响农业的可持续发展。

4 解决方案

针对以上问题，目前主要形成了2 种解决方案，一是用可降解膜替代传统地膜；二是一膜两用，延长地膜使用时间，相对减少污染。

4.1 可降解膜技术

研究表明应用可降解膜在避免传统地膜白色污染的同时，一定程度上还降低了作物早熟早衰风险，能促进旱区雨养农业可持续发展。分析降解膜对土壤水温变化及玉米生长的影响，发现诱导期为100 d 的黑色氧化生物双降解地膜效果较好[9]。冯晨等[10]也发现可降解地膜能减少农田残留，通过产量、降解特性和残留率等方面的综合评价，发现PBAT 全生物降解地膜更具潜力。从水分利用效率、产量、环境和经济效益等方面综合考虑，生物可降解地膜完全具有代替普通地膜的可行性。

4.2 一膜两用栽培技术

一膜两用栽培技术也是解决地膜污染的方法之一，既能有效减少白色污染，又节约人力物力投入，达到增产、降废、省工、减污的目标。对甘蓝-糯玉米一膜两用栽培模式的研究发现，地膜利用率可提高一倍，田间白色污染得到有效缓解，与露地不覆膜的栽培方式相比省工省时，每667 m2甘蓝纯收益可增加17·32%，糯玉米纯收益可增加162·20%。研究表明，免耕地膜重复利用的方式并不影响玉米产量和水分的利用率，且起着稳定作物产量和水分利用的作用，是地膜减投的可行措施。

5 总结

总结近几年旱作玉米地膜覆盖技术及应用现状，发现地膜的颜色、成分、覆膜条件和覆盖耕作等在不同作物或不同地区分布上有明显的差异性，需通过测定土壤含水率、作物水分利用率、作物产量等指标选择最适的地膜种类与耕作方式。研究表明，地膜覆盖能有效提高玉米生产效益，也不可避免地存在“白色污染”等问题，而可降解膜和一膜两用技术是目前主要的解决方案。