自 20 世紀 80 年代中期開始,以地膜覆蓋為標志的白色革命帶動了旱地農業的極大發展,尤其是玉米種植面積迅速增加,以原州區為例,玉米種植面積由 1986 年不足133.3 hm2增加到 2012 年的 10 000 萬 hm2;地膜覆蓋面積由 333.3 hm2增加到 24 000 hm2.隨著地膜覆蓋技術的發展,覆膜類型有全膜覆蓋、半膜覆蓋、平覆蓋、壟面覆蓋;地膜有白色、黑色、彩色地膜;覆蓋作物由玉米、瓜菜擴展到馬鈴薯、向日葵、小麥、胡麻、糜谷;覆蓋時間由播期覆膜發展到秋季覆膜、早春頂凌覆膜、一膜兩年用等。
“一膜兩年用”技術起始于 1998 年,在原州區路梁村進行試驗,經過 4 年研究,形成一套成熟的技術模式,在原州旱作區進行推廣,面積每年在 3 333.3 hm2左右?!耙荒赡暧谩笔菍⒏材ぴ耘?、農田免耕與輪作方式有機結合、組裝、配套的一種抗旱、保墑的新技術措施,具有蓄水保墑、提高地溫、抑制雜草病蟲害、節水增效等優點,是干旱、半干旱雨養農業區農業增產、農民增收的有效技術途徑之一。
據研究,采用“一膜兩年用”技術,土壤水分相當于秋季覆膜,水分生產效率為 29.64 kg(/mm·hm2),與早春頂凌覆膜相當,產量水平低于早春頂凌覆膜,但純收益比早春頂凌全膜覆蓋增加 1 653.2 元 / hm2,比播期半膜增加 4 107.1元/ hm2.筆者在介紹“一膜兩年用”技術環節的基礎上,分析了其節本增產效應。
1 關鍵技術環節
1.1 施足基肥
第1年秋季或早春頂凌覆膜前,一次性施入農家肥7.5萬kg/hm2,玉米配方肥(N-P2O5-K2O=22-15-0)750 kg/hm2.
1.2 防治地下害蟲
覆膜前結合整地,用 3%辛拌磷 30 kg/hm2或 50%毒死聛 15 kg/hm2拌成毒土進行土壤施藥,防治地下害蟲。第 2年由于“一膜兩年用”的覆膜免耕條件,土壤墑情好、溫度高,有利于地下害蟲繁殖為害,必須進行土壤施藥。
1.3 覆膜
選用厚 0.008 mm、寬 120 cm 的地膜進行全膜雙壟覆蓋。以秋季覆膜(10~11 月底)保墑效果最佳,如農家肥不足,可在第 2 年早春(3 月初)當土壤化凍 15 cm 時進行頂凌覆膜。
1.4 及時追肥
分 2 次追施,第 1 次在玉米小喇叭口期追施尿素 225kg/hm2,第 2 次在大喇叭口期追施尿素 90 kg/hm2.
1.5 保護地膜
地膜覆蓋后,要及時進行壓土,防止大風揭膜失墑。玉米播種后,及時間苗定苗封口,防止地膜破損口加大失墑。對出現地膜損傷、破裂的及時用土封壓。第 1 年玉米收獲后,對已覆地膜進行整體檢查,發現損傷、破裂及時用土封壓,防止冬季大風揭膜和失墑,同時要禁止牛羊等牲畜進入田間踐踏。
1.6 加大追肥
第 2 年,由于不能進行基施,故需根據種植作物不同加大追肥量。種植玉米進行 2 次追肥,第 1 次在玉米小喇叭口期追施玉米配方肥 600 kg/hm2、尿素 225 kg/hm2,第 2 次在大喇叭口期追施尿素 90 kg/hm2.種植向日葵進行 2 次追肥,苗期追施磷酸二銨 225 kg/hm2、尿素 75 kg/hm2,現蕾期追施磷酸二銨 75 kg/hm2、尿素 75 kg/hm2.種植馬鈴薯在現蕾期一次性施入,追施磷酸二銨 300 kg/hm2、尿素 300kg/hm2.
1.7 及時除草防病
地膜覆蓋進入第 2 年已有不同程度地破損,雜草易從破損處發芽生長,且生長速度快,要及時進行人工拔除。同時要加強病蟲害的監控預防,及時進行防治。
2 節本增產效應
2.1 減輕土壤耕作層水分蒸發,蓄水保墑效應明顯
采用全膜覆蓋“一膜兩年用”技術,玉米播種期 0~60cm 土壤含水量平均為 18.38%,比早春頂凌全膜覆蓋增加0.98%~1.36%,比播期半膜增加 3.96%~4.14%(表 1),蓄水保墑效應非常顯著,主要原因是在漫長的冬季,“一膜兩年用”由于覆膜作用,減少了地膜裸露時間,使土壤表層水分蒸發減少,同時免耕使田間作業減少,降低了田間作業時引起的土壤水分耗散。在作物生長上表現為出苗率高,出苗整齊,發苗快。據調查,“一膜兩年用”出苗較播期半膜提前 2d,出苗率較半膜覆蓋提高 7.6%,整個生育期較半膜覆蓋處理提前 3 d.【表1】
2.2 提高了土壤水分生產效率
在原州區和涇源縣玉米上試驗表明,“一膜兩年用”與早春頂凌全膜覆蓋水分生產效率差異不顯著,分別為 29.64與 29.74、14.80 與 13.66 kg(/mm·hm2)。在彭陽縣油葵上試驗表明,“一膜兩年”用水分生產效率低于早春全膜覆蓋0.35 kg(/mm·hm2),但比播期半膜提高 0.78 kg(/mm·hm2)(表 2)?!颈?】
2.3 土壤溫度增加程度與早春全膜覆蓋相當
“一膜兩年用”在玉米整個生育時期 0~40 cm 土壤溫度平均為 18.58 ℃/d,其增溫效應與早春頂凌全膜覆蓋基本一致,但高于播期半膜 2.37 ℃/d,玉米全生育期增加積溫323.4 ℃(表 3)?!颈?】
2.4 增產效果明顯
“一膜兩年用”種植玉米、油葵均表現出良好的增產效應,比半膜覆蓋平均增產率為 20.06%,其中玉米增產23.7%,油葵增產 13.3%.但增產幅度不如早春頂凌全膜覆蓋,與早春頂凌全膜覆蓋相比降低 4.9%(表 4)?!颈?】
從農藝性狀看,“一膜兩年用”的株高、莖粗、穗長、穗粒數、百粒重較播期半膜平均高 15 cm、0.5 cm、3.6 cm、99.7粒、1.5 g,說明一膜兩季免耕種植在提高玉米生育進程和農藝性狀上和全膜覆蓋基本一致(表 5)?!颈?】
2.5 節約成本效應明顯,純收益高
在同樣全膜覆蓋條件下,采用“一膜兩年用”技術節約投入主要為:地膜一次性投入使用 2 年,減少土地耕作 3 次以上。增加投入主要為:第 1 年增加有機肥、化肥投入,越冬之前人工壓土護膜。研究證明,采用“一膜兩年用”技術,在第2 年原膜面上種植玉米、油葵平均純收益 1 105.7 元 /hm2,比早春頂凌全膜覆蓋增加 1 653.2 元 /hm2,比播期半膜增加4 107.1 元 /hm2.其中,種植玉米純收益原州、涇源 2 地平均為12532.3元/hm2,比早春頂凌全膜覆蓋增加1115.1元/hm2,比播期半膜增加 6 818 元 /hm2;彭陽種植油葵純收益為 8 107 元 /hm2,比早春頂凌全膜覆蓋增加 2 749.5 元 /hm2,比播期半膜增加 2 991 元 /hm2(表 6)?!颈?】
3 結論與討論
(1)研究表明,“一膜兩年用”第 2 年種植玉米時,玉米播種期 0~60 cm 土壤含水量平均為 18.38%,比早春頂凌全膜覆蓋增加 0.98%~1.36%,比播期半膜增加3.96%~4.14%;水分生產效率提高 24.17%,土壤溫度較播期半膜覆蓋提高2.37 ℃/d,玉米全生育期積溫增加 323.4 ℃,與早春頂凌全膜覆蓋基本一致。采用全膜覆蓋技術第 1 年玉米收獲后,通過護膜越冬,最大程度減少土壤水分蒸發,為作物播種與出苗創造了良好的土壤環境條件,顯示了較高的蓄水保墑效果,促進了土壤與作物水、熱需求的良性循環,達到蓄墑、保墑、增溫效果,有效解決了寧南山區春季作物播期時土壤水分嚴重虧欠、出苗難的矛盾,變被動抗旱為主動抗旱。
(2)“一膜兩年用”種植玉米、油葵增產效果低于早春頂凌全膜覆蓋 4.9 個百分點,但與播期半膜相比,玉米增產幅度達 23.7%,油葵增產 13.3%.由于“一膜兩年用”減少了地膜和田間作業的投入,增收效果非常顯著,種植玉米、油葵平均純收益 11 057.2 元 /hm2,比早春頂凌全膜覆蓋增加1 653.2 元 /hm2,比播期半膜增加 4 107.1 元 /hm2.產量雖然低于早春頂凌全膜覆蓋,但純收益大于早春頂凌全膜覆蓋,更顯著高于播期半膜覆蓋。在寧夏旱作雨養區,制約和限制作物生長發育的主要因子是土壤水分,特別是在作物播種和出苗期,往往是春夏連旱,水分蒸發量大,干土層達8~10 cm,土壤含水量在 8%以下,常造成難以下種和坑種不生;在大力推廣秋季全膜覆蓋基礎上,通過采用厚度 0.08mm 的優質地膜,實行“一膜兩年用”,既能減少水分的散失,使土壤含水量相對穩定,又提高了地溫,改善了土壤環境,減少了廢舊地膜的污染,為作物生長發育創造良好的環境。通過 2 年的試驗、示范,一膜兩季增產增收效果非常顯著。但應注意的是,“一膜兩年用”由于實行免耕,土壤得不到翻曬,病蟲害加重;實行免耕使第 2 年有機肥難以施入。因此在第 1 年覆膜時,要加大有機肥的施入量,一次性施足有機肥,同時要防治地下害蟲。
(3)近年來,自治區針對地膜覆蓋節水保墑技術每年撥??钸M行覆膜補貼,截至 2012 年底,每年推廣秋季覆膜及早春頂凌覆膜面積 13.3 萬 hm2,推廣“一膜兩年用”技術有較大的區域空間,并將會產生極大的經濟、社會和生態效應,應用前景非常廣闊。
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