抗旱地表覆盖技术

第八节　抗旱地表覆盖技术

抗旱地表覆盖技术：这是针对干旱地区休闲期降水保蓄率低和作物生育期土壤蒸发量大而实施的农田水分调控技术。地表覆盖物有多种，如砂石、薄膜、秸秆、麦糠等，考虑到秸秆能就地取材，且兼有保墒、肥田之功能，因此多用秸秆覆盖。

水能否较长时间地保存在土壤中，关键在保墒。在前面叙述了几种耕作措施的保墒技术，能在一定程度上减少土壤水的蒸发损失，但远不及覆盖保墒效果明显。目前比较常见也能适应各地的覆盖保墒技术有秸秆覆盖、地膜覆盖两种。

一、秸秆覆盖

秸秆覆盖是指利用农业副产物（如茎秆、落叶、糠皮等）或绿肥为材料地面覆盖，一般多用麦秸和玉米秸。

1.秸秆覆盖，既保护了土壤表层结构，又减弱了土壤表面与大气之间湍流交换强度，有效地抑制了土壤水分的无效消耗。按覆盖时间分为休闲期覆盖和生育期覆盖两种。麦田休闲期覆盖是在麦收后及时翻耕灭茬，耙后把秸秆均匀盖在地面上，覆盖量为5250～6750千克/公顷。播种前10天左右将秸秆翻压还田，结合整地、施肥。生育期覆盖可在播种后（出苗前）、冬前（开始越冬后）和返青前进行，以冬前覆盖最好，覆盖量为3750～4500千克/公顷，小麦成熟收获后将秸秆翻压还田。秸秆覆盖后的麦田冬季温度比不用秸秆覆盖偏高，5厘米深的土壤温度高0.5℃～1.9℃，冻土层存度浅5厘米，解冻日可提前10天左右，返青提早4～5天。秸秆覆盖还可防止土壤板结，培肥地力，连续覆盖秸秆两年以上，土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷含量明显增加。由于改善了土壤水肥条件，小麦产量明显增加，休闲期覆盖小麦增产幅度为17.5%～31.3%。在生育期覆盖有减少棵间土壤蒸发，促进植株蒸腾作用。小麦增产867千克/公顷，玉米增产2008.5千克/公顷，水分利用效率分别提高3.0kg／ （mm· hm²）和4.65kg／ （mm· hm²）。

配合利用少耕、免耕技术。免耕土壤孔隙均匀，有利于土壤层次间的水流运行。免耕土壤表层覆盖秸秆，可提高土壤入渗能力。多年测定结果表明，在作物播种后到苗期表层含水量比翻耕高1/3～1/2。少免耕加秸秆覆盖保蓄表层和中层土壤水分效果高于底层，作物生育前期保水效果好于后期。这种保水特性对抗御北方春旱和伏旱十分有利。

2.秸秆还田养地增产效应

（1）增加土壤养分连年秸秆还田，特别是配合施肥，能提高土壤肥的有效性；施用秸秆对土壤微量元素也有不同程度的活化作用。秸秆本身也是氮、磷、钾养分的来源，经测定10吨小麦秸秆含氮50～70千克，含磷50千克，含钾65千克。小麦秸秆还田连续5年后，土壤有机质增加1.0%；速效磷增加0.027%～0.397%。

（2）改善土壤结构连续。3年秸秆还田使耕层容重降低0.19～0.2克／立方厘米，非毛管孔隙增加0.5%～3.0%；团粒结构大于两毫米的粒径增加202.9%。使土壤增强通透性，有利于提高地温，促进有益微生物活动，对作物生长发育有利。

（3）提高作物产量秸秆还田在短时间内，对作物增产不明显，坚持3年以上，使土壤有机质积累增加，才能显示出增产的效果。

表3-3　秸秆还田年限与土壤理化性能变化

（4）固土保水减少风蚀作用。秸秆还田后增强了抗风蚀和水蚀的能力，土壤容重变小，孔隙度增大，蓄水能力增强，起到固地和防侵蚀的作用。如刮一场7～8级大风，麦茬秋翻春耙地没有秸秆还田，每亩风刮走表土785.5千克；秸秆还田利用松耙整地方法，只刮走表土187.5千克。

（5）促进根瘤菌和自生固氮菌发育。每公顷5吨秸秆还田后种豆科作物，土壤氮素累积每公顷增加50千克；其中有20～25千克是秸秆的氮。此外秸秆还田还能使土壤中有机氮的损失减少20%～30%，无机氮的损失减少15%～20%。

3.改善农田水分状况

田间试验结果表明，秸秆覆盖能显著改善农田水分状况。表3-4、表3-5中，中国农业科学院气象研究所所做的麦田休闲期覆盖和小麦、玉米生育期覆盖土壤含水量和储水量对照试验结果证实：麦田休闲期覆盖，其麦播前1米、2米土层的含水量分别提高2.5%、1.7%，储水量分别增加15毫米和21毫米，而生育期的土壤蓄水量和供水量无论冬小麦、春玉米均有较大幅度的提高。

表3-4　麦田休闲期覆盖的保墒效果

表3-5　生育期覆盖对蓄水量、供水量的影响

麦秸覆盖直接还田是有机肥投入的一种方式，实质是将传统的有机肥田外堆沤制腐熟。这个技术保持了传统有机肥的优点，还具有省工省力，简便实用的特点；同时还有蓄水保墒，保护土壤结构，抑制杂草生长，提高田间二氧化碳浓度等独特的作用。麦秸覆盖直接还田适应商品经济的发展，改变传统的有机肥积施存在的脏、累、臭的缺点。

二、地膜覆盖

地膜覆盖在中国是从1978年冬季由日本引进的，到1983年地膜覆盖面积已跃居世界第一位，发展速度非常快。这主要由于地膜覆盖能增加反射光，提高光合强度，提高地温，保水提墒，改善土壤物理形状，抑盐保苗，防病防虫，抑草灭草，促进作物生长发育和根系生长及高产早熟等效益。因此应用地膜覆盖技术对于抗低温、干旱等灾害有十分重要的作用。

1.农用薄膜

农用薄膜以其适用作物多、增产幅度大和经济效益好而成为我国化肥、农膜、农药三大支柱农用化学品之一。我国农膜产量和覆盖面积均居世界首位。农膜的推广应用，在我国“温饱工程”、“菜篮子工程”和农业现代化中发挥着重要作用，被誉为农业生产上的“白色革命”。

农用薄膜种类较多。按用途分，有地膜、棚膜、青贮膜、防渗膜；按原料分，有聚乙烯（PE）农膜、聚氯乙烯（PV C）农膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物（E V A）农膜、淀粉／聚乙烯、淀粉／聚乙烯醇（PV A）生物降解膜、草纤维地膜以及农用覆盖材料聚乙烯遮光网、聚丙烯（PP）、聚酯（PET）无纺布等；按生产工艺分，有吹塑薄膜、压延薄膜、流延薄膜、共挤吹塑复合薄膜；按规格分，有宽幅、薄型、超（微）薄农地膜；按颜色分，有五色膜和有色膜；按功能分，有透明膜、遮光膜、稀土转光膜、长寿膜、保温膜、无滴膜、防尘膜、除草膜、防虫膜、高强度膜、多功能膜等；按覆盖作物分，还有蔬菜膜、水稻膜、烟草膜、人参膜、甘蔗膜等。上述各类的不同组合，形成许许多多的农膜产品系列。

农膜覆盖栽培能协调热、光、水、气、肥和作物之间的关系，创造一个良好的生态环境，促使作物早熟，大幅度增加产量，提高品质，经济效益和社会效益极为显著。据统计，1982～1987年地膜覆盖累计面积1.4亿亩，共增产粮食423.3万吨、皮棉65.2万吨、花生110.2万吨、蔬菜511.5万吨、瓜类1062万吨，共增加收益达71亿元。

我国现有低密度聚乙烯（LDPE）树脂生产能力45万吨，高密度聚乙烯（H DPE）46万吨，线性低密度聚乙烯（LLDPE）26万吨，PV C147.88万吨，已具有农膜树脂牌号48个，还有几套大型装置即将投产或正在建设。农膜加工厂有500余家，其中定点厂293家。农膜加工生产能力达60万吨／年，其中地膜20万吨／年，棚膜约40万吨／年。这是我国农膜发展的坚实基础。

我国地膜、棚膜覆盖面积虽占世界首位，但地膜栽培面积只占现有耕地的2.4%，约占适宜发展地膜栽培面积的11%；棚膜栽培面积人均只有1.3平方米，只占适宜发展棚膜栽培面积的7.6%。农膜推广应用前景十分广阔。

2.农用地膜

据试验结果证实，地膜覆盖栽培可使多种作物比露地栽培稳定早熟5～20天，增产30%～50%，增值40%～50%，有的增产、增值1倍以上。

我国主要使用聚乙烯地膜，包括低密度聚乙烯（LD PE）、线性低密度聚乙烯（LLD PE）、高密度聚乙烯（H DPE）和聚乙烯共混地膜。无色透明地膜占绝大部分。根据不同作物覆盖栽培的需要，又研制生产了：黑色、银灰色、乳白色、绿色、蓝色、紫色等有色地膜；黑／白、银／黑等双色地膜；除草、转光、反光、防虫等功能地膜。

1984年前后，许多厂家为了减轻农民覆盖膜成本，利用H DPE 、LLDPE试制生产了比地膜厚度（143± 3微米）更薄（5～8微米）的超薄（微薄）地膜，对降低覆膜成本、扩大使用面积起到了推动作用。但是，地膜的不断减薄增加了废旧地膜清除和回收的难度，土壤耕作层残膜越积越多，影响作物生长，对土壤和环境造成了污染。因此，除实施地膜按国际标准统一生产规范，提高地膜质量，加强地膜回收利用外，还要发展耐老化、易回收地膜及加大开发生物性可化解地膜。

地膜的发展重点是：①发展以LLDPE为主体原料，包括LDPE在内的地膜专用树脂，以及功能地膜专用母料，从原料上保证地膜的质量。②大力发展耐老化、易回收、低成本地膜，并研究废膜回收利用技术，制定法规，建立相应体制与之配套。这是节约原材料、降低覆膜成本、扩大应用范围、增产增收和减少残膜污染的根本途径。③开发特殊功能和多功能地膜，使品种多样化，规模系列化，以满足不同地区、不同作物的需要。④研究可化解地膜。包括可控光降解、生物降解、可控光／生物降解地膜，以及我国新开发的草纤维地膜，解决实用性（性能满足要求、降解精确可控、届时快速降解和暗降解）、安全性和经济性等问题。