二、农艺减控技术

二、农艺减控 技术

(一)减少地膜田间覆盖度

在不影响作物生长的前提下,适当减少地膜的田间覆盖度,如我国地膜推广初期,田间的理论覆盖度是80%~100%,但试验发现,一些地区的某些作物地膜覆盖度可降低到50%~70%,且增产效果不减,可达到少用地膜少污染的目的。

有研究显示,较高的地膜田间覆盖度不利于降水的下渗,易造成地表径流,降低对自然降水的利用率。李兴等研究指出,玉米覆膜种植增温最明显的时期是出苗至拔节期,后期则减慢,覆膜玉米土壤适当地增温不会对玉米生长后期造成太大的危害,但全膜覆盖条件下土壤增温剧烈,在玉米生长后期容易产生负效应,且全膜的经济成本最高,全膜覆盖不应成为最佳选择。刘春芬等研究报道,在5cm、10cm和15cm土层,地膜的增温效果为全膜>85%膜>70%膜>50%膜>30%膜,随覆盖度的增加而增大,有助于低温季节作物出苗,但85%膜与全膜的增温效果相近,是影响土壤水热状况及经济效益的最佳选择。华南地区生产实践表明,冬春季反季节瓜菜种植时,100cm幅宽的地膜西瓜生长和产量均优于50cm和150cm,这主要是冬季低温干旱,需要增温保墒,100cm幅宽地膜在作物早期对土壤的增温保水能力优于50cm幅宽;春夏季为作物生长中后期,此时高温多雨,肥料养分易于淋失,保肥是主要需求,100cm幅宽地膜土壤水肥气调节作用优于150cm幅宽。因此,选择适宜宽度的地膜,可有效降低单位面积地膜使用量,减少农田残膜积累。

大量研究和实践表明,采取适当减少地膜田间覆盖度等措施优化覆膜栽培方式,能有效减少地膜用量,是实现地膜减量的重要技术措施。但采用覆膜栽培方式优化措施须注重技术适用性,应考虑区域农业发展存在较大差异,不同地区之间农业基础和发展模式的不同,应视具体区域和作物分类应用。

(二)一膜两(多)用技术

一膜两(多)用技术,是指选用厚度适中、韧性好、抗老化的地膜,在前茬覆膜作物收获后免耕不揭膜,于当年或翌年春季在原地膜上免耕播种后茬作物的一种抑蒸保墒增温技术。该技术可循环再利用旧膜,将地膜覆盖和少免耕有机结合,既能减少地膜投入量,提高地膜利用率,又能减少土壤耕作用工、覆盖新膜次数以及降低地膜残留量,达到省时省工又环保的目的,实现节本增效,同时有效缓解农田地膜残留污染问题。一膜两(多)用技术在玉米、小麦、向日葵、胡麻等作物有较广泛的研究和应用。

在甘肃省会宁县苦水灌区广泛应用一年覆膜多年利用的地膜穴播胡麻多茬栽培技术,发挥了较好效益,尤其是以“头茬新膜玉米—二茬残膜玉米—三茬残膜胡麻”为核心的轮作种植制度,已成为当地独特的少免耕轮作节水节本增效种植模式。在内蒙古河套地区的研究显示,与覆盖新膜相比,旧膜前期覆盖能弥补新膜较旧膜增温快的不足,在全生育期仍具有增温效果,旧膜覆盖向日葵土层增温幅度仅低0.3~1.3℃,籽粒产量低2.6%~4.9%,两者之间差异不显著。在河西走廊绿洲研究玉米免耕与地膜再利用栽培模式表明,旧膜仍能够减少冬闲期田间无效蒸发,玉米播种后至拔节期前,5cm、15cm土层日平均土壤温度较传统覆新膜处理仅分别低0.6~1.0℃和0.5~0.8℃,旧膜直播仍能提高地温,有较好的增温保墒功能,节本增效明显。在雨养农业区的研究发现,与全膜覆土相比,旧膜复用穴播能提高水分利用效率,显著促进胡麻籽粒产量形成,正常年份和干旱年份生产每千克籽粒节水率分别达30.08%、8.10%和78.20%、14.97%,产量增幅分别达54.6%、34.7%和40.3%、28.4%。在干旱绿洲灌区的研究发现,一膜两年用少耕轮作在传统灌水减量20%(190 mm)、传统施氮减量20%(180kg·N/hm2)条件下,可提高小麦生长速率以及全生育期叶面积指数,小麦仍能获得高产。在甘肃省临夏市的实践表明,通过推广一膜两年用技术重复利用地膜,地膜玉米减量面积600hm2,每年可减少地膜用量45t,使用量减少40%。

一膜两(多)用与新膜覆盖比较,旧膜重复利用仍具有一定的水热效应,在许多作物上都表现出良好的应用效果,且可减少地膜重复性投入,达到降低地膜投入的目的,实现节本增效并缓解地膜残留污染问题,推广应用前景广阔。一膜两(多)用技术需要在农田管理方面进行改进,旧膜重复利用不仅是覆盖措施的变化,还涉及耕种管等一系列农作制度的改变,在墒情管理、作物追肥、虫害防治等方面存在一定局限性,在农业生产实践中尚需加强田间管理配套措施及与机械化作业匹配等方面的技术研究。采用该技术时,要科学估算作物地膜覆盖安全期,尽量采用厚度适宜、耐候期长、抗老化能力强的高标准地膜,避免因多次利用后破碎严重,导致地膜回收难度增加。

(三)适期揭膜技术

在不影响覆膜栽培作物产量的前提下,寻求提早揭膜最佳时间,是提高农膜回收率的可行措施之一。适期揭膜技术,是指把作物收获后揭膜改为收获前揭膜,通过试验研究筛选出作物的最佳揭膜期。

地膜的保温保湿作用主要是在作物生长前期,后期随着温度的逐渐升高、作物覆盖度的逐渐增加,地膜的增温、抑草效果逐渐减弱,在作物的生殖生长期前或生殖生长期间采取适期揭膜有利于加强土壤的透气性和作物根系对水分的直接接收,满足作物的需水要求,促进作物的生长;适时揭膜能够降低田间湿度,有利于抑制作物的病害发生率,有利于作物后期田间管理,便于中耕除草、中后期作物追肥和培土壅根防倒伏。

以地膜玉米为例,海拔1000 m以上地区的全覆膜和海拔1000 m以下地区的侧膜栽培可在玉米大喇叭口期揭膜,一般在玉米出苗后80天,或在7月中旬连续5天日平均气温稳定在17℃以上时揭膜;海拔1000 m以下地区的全覆膜栽培可在拔节期揭膜,一般是在玉米出苗后45天,或在5月中旬。以地膜花生为例,一般以封行期为最佳揭膜期,也可在连续5天日平均气温达到25℃时揭膜。以地膜棉花为例,一般在现蕾期揭膜,或在6月底至7月初揭膜。在确定最适揭膜期后,具体的揭膜时间最好选在雨后初晴、土壤湿润时揭膜,此时压在土里的地膜边缘用力拉动即可滑出,可大大提高地膜回收率。

适时揭膜技术,需要根据作物种类,在满足作物覆膜需要的基础上,探寻恰当的揭膜时期。揭膜时地膜韧性较好,容易回收,能有效消除农田土壤的农用地膜残留污染,保护农田生态环境。

(四)优化耕作制度

通过作物轮作倒茬以及改变耕作制度,能减少地膜的总覆盖量,降低地膜使用量。如华北地区通过粮棉、菜棉轮作倒茬减少地膜单位面积平均覆盖率,进而减轻农用地膜残留污染危害。另外,通过更换棉花品种,变种植春棉为夏棉,能实现棉花裸地种植,减少地膜的使用量。

变革覆膜耕作方式。甘肃康乐县调查显示,在部分降雨较充足的玉米种植区,全膜双垄沟与全膜平作相比没有明显优势,幅宽1.2 m的地膜全膜双垄沟铺设时只能达1.1 m幅宽,反而费工费膜,而将全膜双垄沟改为全膜平作,则可减少地膜用量8.7kg/hm2

实行轮作或休耕制度。河北邯郸市通过粮(菜)—棉轮作倒茬,有效减少了单位面积地膜平均覆盖率。云南昭通市选择长期覆膜后地膜残留量大的耕地或长期受到大棚设施覆盖出现土壤盐渍化的耕地,进行休耕或种植绿肥、豆科作物,既减少地膜使用量,又逐步恢复地力。

改变区域种植结构。甘肃康乐县针对海拔2300 m以上的高寒阴湿区及阴坡地带海拔高、无霜期短、积温不足、种植玉米没有比较优势的实际情况,改种中药材等优势比较突出的下茬作物,适当减少覆膜玉米种植面积,达到地膜减量的目的。甘肃平凉市根据饲用高粱抗旱、耐涝和耐盐碱性强的优点,将种植全膜粮饲兼用玉米改为种植露地酿饲兼用高粱,既提高了高粱的干物质产量,还避免了使用地膜带来的环境风险。

应用现代农业新技术。黑龙江等地在播种玉米时利用GPS导航技术,结合先进的组合机械播种技术,采用一穴一粒的精量播种方式,一次性完成播种、覆膜、覆土整套播种工序,不仅节约了种子、人工费用,更节约了地膜用量。

近年来,无膜浅埋滴灌种植新技术逐渐兴起,该技术通过水肥一体化精准滴灌可节水35%~45%、节肥20%~30%,尤其是未使用地膜,与传统膜下滴灌和覆盖地膜相比,该技术可节约地膜用量34.5kg/hm2,内蒙古自治区翁牛特旗在大豆种植、通辽市在露地玉米种植上采用该技术,均取得了较好的经济、社会和环境效益。