杜守宇 研究员 宁夏农业技术推广总站
2015年11月10日
地膜覆盖种植是指在耕地表面加一层地膜种植作物的方法。研究和实践表明把厚度为0.002—0.02mm的聚乙烯塑料薄膜覆盖在地面便可有效的抑制土壤水分蒸发，保住土壤水分、明显增加地积温、促进土壤微生物活动与养分释放、改善土壤物理性状、增强田间光照强度、抑制杂草、减少病虫害、防止径流、使作物获得早熟高产优质的显著效果。一般亩增产30—50%，亩保水量可达100—150m3，在宁夏旱作农业区是一项抗旱保墒的有效措施。
（1）秋覆膜技术模式
秋覆膜技术是指秋季覆膜，春季播种技术的简称，即在当年秋末秋雨集中过后的10月中下旬至11月上旬，土壤含水量最好时抢墒覆膜，第二年春季再种作物。
秋膜膜技术符合宁夏旱作区的气候特点，依据充分：一是降水资源虽不足，但潜力尚存，以年均降水量275mm计算，旱作农业区降水总量可达132.2亿㎡，是当地地下水资源的10.3倍，在总降水水量中10-15%以地表径流形成流失，20-25%形成了初级生产力，60-65%为无效蒸发，应用覆膜技术抑制无效蒸发，增加土壤需水空间很大，潜力尚存。二是干旱虽发生频繁，但秋旱发生频率相对较低为32%，比春旱发生频率低36个百分点，比夏旱发生频率低41个百分点，为秋覆膜创造了良好的前提。三是降水特点，土壤水分运动规律适于进行秋季覆膜。宁夏旱作农业区60-70%以上的降雨量集中在7、8、9三个月，秋季土壤墒情好，实施秋季覆膜即十月中下旬至地冻前覆膜就能减少土壤水分蒸发，增加土壤的蓄水保墒能力，起到“秋雨春用”的作用，再从土壤水分运动规律来看，每年11月初到来年1月为土壤水分凝结阶段，2-4月为土壤水分地面气化阶段，5-7月初为土壤水分大量蒸发阶段，7月中下旬至十月为土壤水分大量蓄积阶段。依此水分运动规律，10月中下旬、11月上旬正是土壤水分条件最好阶段，此时覆膜正当时。四是试验示范证实，秋覆膜比春季覆膜保墒、增温、降水利用率高。试验测定表明：播种期0-20cm土壤含水率秋季半膜比播期半膜高1.9个百分点，秋季全膜双垄覆盖比播期全膜覆盖高5.6个百分点。1m内的土壤贮水量秋半膜比播期半膜多28.1mm，秋季全膜双垄覆盖比播期全膜双垄覆盖多63.2mm，有效地解决了春季干旱无法覆膜播种出苗的瓶颈。
秋覆膜后土壤有效积温明显增加，促进了作物生长发育。秋季半膜在玉米播种期0-20㎝平均土壤温度比春季播期半膜高1.09℃，全生育期≥0℃有效积温多165.08℃；秋季全膜双垄覆盖比春季播期全膜双垄覆盖播种期土壤温度高1.65℃，全生育期有效积温多200.2℃，有效积温的增加，促使玉米生育期缩短，提前成熟，秋季半膜覆盖比播期半膜覆盖提前2-4天。
自然降水利用率提升也较多，秋季半膜自然降水利用率为65.8%，比春季播期半膜高6.8个百分点，秋季全膜双垄覆盖降水利用率高达75.9%，比春季播期全膜双垄覆盖高9.8个百分点。增产幅度大，玉米秋季半膜覆盖比春季播期半膜亩增产72.5-92公斤增幅21.1-25.5%，秋季全膜双垄覆盖比播期全膜双垄覆盖亩增产65.58公斤，增幅15.3%。
马铃薯增产也十分显著，秋季半膜覆盖，比播期半覆膜盖亩增产鲜薯145.1公斤，增产12.3%，秋季全膜覆盖比播期全膜覆盖亩增产鲜薯197.7公斤增产14.4%，向日葵秋季半膜平覆盖比播期半膜平覆盖增产21.9%
经济效益也较好，秋季半膜覆盖比播期半膜覆盖纯效益提高15.6%，秋季全膜双垄覆盖比播期全膜双垄覆盖纯效益提高33.4%。
秋覆膜技术适合常年降雨量在250-500 mm的旱作农业区域。具体包括彭阳的红茹流域及其北部，原州的东北部，城郊及清水河流域，西吉的葫芦河，滥泥河流域的川，台，塬地及梯田，海原的东南部及其中北部，同心的东南部，盐池的麻黄山一带，隆德的西部。盐池北部干旱风沙区，阴湿区不易秋覆膜。秋覆膜适宜覆膜时期一般在秋雨集中期过后的10中下旬至11月上旬。其技术关键是要在覆膜前一次性施足底肥，满足作物生长发育的养分需求。另外，应使用0.01mm以上厚度的强力耐候地膜。
（2）早春顶凌覆膜技术
该技术模式能够有效控制春季土壤水分蒸发，改善作物播种和苗期水分供应条件。据我区农技部门多年多点试验。早春顶凌覆膜由于覆膜时间提前，较播期覆膜蓄水保墒能力增强，据观测0-20cm土壤含水量在播种期3月5日覆膜比4月25日覆膜高3.3个百分点，玉米出苗率高7.3个百分点，全生育期缩短3天。
早春顶凌覆膜可使玉米比播期覆膜平均亩增产48公斤，增幅10.5%，马铃薯比露地种植平均亩增产鲜薯200公斤，增幅14.2%，比播期覆膜平均亩增产鲜薯103公斤，增幅6.9%。
在我区旱作农业区实施早春顶凌覆膜，适宜覆膜时间应掌握土壤昼消夜冻的3月上旬。该区域需要实行早春覆膜的区域，一是冬、春多凤的盐池中北部及红寺堡大部，二是秋季降水频繁的泾源大部、隆德南部及原州西南部。
（3）全膜双垄覆盖沟播技术
旱作全膜双垄覆盖沟播技术是集垄面集雨、覆膜抑蒸、垄沟种植技术为一体，改半膜覆盖为全地面覆盖地膜、改地膜平铺为起垄覆膜、改播前覆膜为秋季或早春顶凌覆膜、改玉米传统垄面种植为沟内种植、改马铃薯垄上种植为大垄面膜侧种植、改谷子沟内种植为大弓形垄两侧穴播，大幅提高了土壤水分的保蓄率、降水利用率和水分生产效率，并使玉米等作物增产显著，是一项突破性的旱作农业技术。2006年由甘肃引入宁夏旱作区，经引进、吸收、创新、示范推广，应用面积逐年扩大，生态、经济、社会效益十分显著。
① 显著的提高了土壤水分，实现了秋雨春用，有效的解决了作物出苗和前期对水分的需要。以玉米全膜双垄覆盖沟播技术为例，表现在：一是土壤含水量明显增加。播种期0-20cm，20-40cm的土壤含水量秋季全膜双垄覆盖比半膜常规平覆分别高5.6个百分点、5.2个百分点，出苗期0-20cm，20-40cm分别高4.8个百分点、5个百分点，拔节期0-20cm，20-40cm的含水量分别高4.1个百分点、4.4个百分点，有效的满足了出苗，生长前期对水分的要求，保证了全苗。早春顶凌全膜双垄覆盖的土壤含水量其趋势与秋季全膜覆盖的含水量表现一致。二是从1m内的土壤贮水量来看，秋季全膜双垄覆盖1m内贮水量播种期、苗期、拔节期、大喇叭期分别比播期半膜平覆多贮水63.2mm、59.8mm、56.8mm、44mm，分别增加39.44%、45.44%、39.46%、38.03%。早春全膜双垄覆盖的表现与秋季全膜双垄覆盖表现趋势基本一致，播种至大喇叭口期都高于播期常规半膜覆盖。三是降水利用率大幅提高，三种全膜双垄覆盖沟播技术降水利用率平均达69.96%，比播期半膜平覆高10.96个百分点，其中秋季全膜双垄覆盖的降水利用率最高达75.9%，早春顶凌全膜覆盖次之达67.9%，播期全膜双垄覆盖为66.1%。四是水分生产效率表现与降水利用率表现一致，全膜双垄覆盖高于半膜覆盖。秋季、早春顶凌、播期三种全膜双垄覆盖平均为2.12kg/ mm •666. 7m2，比三种常规半膜覆盖平均值提高19.55%，以秋季全膜双垄覆盖最高达2.22kg/ mm •666. 7m2，比播期半膜覆盖提高25.19%。
②地积温增加，提高了玉米适种海拔高度200m，扩大了玉米中晚熟品种的种植区域
旱作玉米全膜双垄覆盖沟播技术提高了地温，增加了地积温。据观测在半干旱区玉米全生育期≥0℃总积温，6种覆膜方式中秋季全膜双垄覆盖、早春顶凌全膜双垄覆盖、播期全膜双垄覆盖均高于秋季半膜覆盖、早春顶凌半膜覆盖、播期半膜覆盖。三种全膜双垄覆盖平均≥0℃总积温比三种半膜覆盖的平均≥0℃的有效积温高449.32℃，全膜覆盖中以秋季全膜双垄覆盖有效积温最高，比播期半膜覆盖高630.45℃，早春顶凌全膜双垄覆盖次之，比播期半膜覆盖高525.65℃，播期全膜双垄覆盖比播期半膜覆盖高430.07℃，由于积温增加，明显加快了玉米生育进程，使玉米生育期缩短，成熟期提前，比半膜提前7-10天成熟，减轻了早霜的危害，使宁夏旱作区玉米适种海拔上限由1800m以下提高到2000m，提高了200m。促进了高海拔地区种植结构的调整，扩大了玉米的种植面积，增加了粮食产量，同时可将早熟品种改为中熟、中晚熟品种，在不增加面积的情况下，较大幅度的提高了粮食产量。
③增产明显，经济效益显著，改变了宁夏旱作区粮食产量长期低而不稳的状态
全膜双垄覆盖沟播技术由于水分、温度效应明显好于半膜覆盖，因而在玉米作物上表现株高、茎粗、果穗长、果穗粗、百粒重高。马铃薯上表现单株结薯数、单株薯重、商品薯率高。所以，单产高，经济效益大幅度增加。据在海拔1620m、年均降雨量442.7---450mm、年均温7.5℃的彭阳县城阳乡涝池村试验：秋季、旱春顶凌、播期三种玉米全膜双垄覆盖沟播技术平均亩产达540.56公斤，比播期半膜覆盖亩增141.5公斤，增产35.5%。以秋季全膜双垄覆盖产量最高，比播期半膜覆盖增产54%，效益增加42.64%，比秋季半膜覆盖增产37%，效益增加37.96%。又据旱作区三大类型区即半干旱偏旱区、半干旱区、半阴湿易旱区七县三年10个点次的试验资料统计，玉米秋季全膜双垄覆盖沟播、早春全膜双垄覆盖沟播、播期全膜双垄覆盖沟播，平均亩产比播期半膜覆盖亩增145.7公斤，增产42.42%，以秋季全膜双垄覆盖沟播增幅最大，比播期半膜覆盖增52.3%，比秋季半膜覆盖增25.7%。彭阳县王洼镇山庄村万亩示范点平均亩产达687.5公斤，比播期半膜覆盖增产35%。2012年，彭阳、隆德两县3.57万亩玉米全膜双垄覆盖沟播技术创高产示范片平均亩产达680.37公斤，最高亩产达763.9公斤。旱作区大面积推广的玉米全膜双垄覆盖沟播技术比播期半膜技术平均增产23.6%。在全膜双垄覆膜条件下马铃薯在大垄面膜侧播种试验其增产、增效结果也比较显著，据旱作区三个类型区6个县三年8个点次的试验资料统计，秋季全膜双垄覆盖、早春顶凌全膜双垄覆盖、播期全膜双垄覆盖平均产量比播期半膜覆盖方式平均亩增产318公斤，增27.05%，其中秋季全膜双垄覆盖增产最为显著，比播期常规半膜覆盖方式平均亩增产416公斤，增35.3%，比秋季半膜覆盖增产20.5%。西吉县红耀乡小庄村农民熊志忠，采用全膜双垄覆盖膜侧技术种植6亩马铃薯，平均亩产达5543.6公斤。向日葵食用葵采用全膜全膜双垄覆盖技术种植增产增效同样显著，全膜双垄覆盖比播期半膜覆盖增产39-77.3%，亩收入增加（包括副产品）50-108%。谷子全膜双垄膜侧穴播，据试验，秋季、早春顶凌、播期全膜双垄覆盖三种方式平均亩产比播期半膜覆盖、露地分别增产23.4%、58.8%，谷草产量分别增加51%、150.2%。西吉县2011年示范1410亩，平均亩产246.4公斤，比半膜穴播增产35%。
④生态社会效益显著，促进了旱作农业向生态农业转变。
全膜双垄覆盖沟播技术大大提高了旱作农业的集约化水平和土地产出率，为改变广种薄收的局面创造了先决条件，奠定了物质基础。随着这一技术的推广，单产、总产大幅度提高，农民人均收入增加，加快了退耕还林的步伐，促进了养殖业的发展。为实现农牧结合，优化生态环境，实现旱作农业向生态农业转变创造了前提，加快了步伐。
全膜双垄沟播技术最适合种植玉米，也可在对播种方式进行适当改进后种植马铃薯、谷子、向日葵等其他作物。发挥其增产效果的关键，一是种植玉米应选用比传统半膜覆盖栽培生育期长约7-10天的品种，并适期早播：二是实行增密栽培，比传统半覆膜盖栽培可增加种植密度10%左右，种植玉米在年降雨量300-350mm地区亩密度以3000-3500株为宜。年降雨量350-400mm地区以3500-4000株为宜，年降雨量400-450mm地区以4500-5000株为宜，即年降雨量每增加50mm亩密度增加500株。三是保证覆膜前施足施好底肥和覆膜后及时在沟内打渗水孔。
（4）全覆膜土穴播技术
该项技术集全膜覆盖、膜上覆土、开穴播种、多茬种植为一体，不仅适合种植小麦，还可以种胡麻、蚕豆、谷子等其他密植作物上示范推广。据我区农技部门试验、示范，在2012年降水条件较好的情况下，全膜覆土穴播小麦比露地对照亩均增产80公斤，增幅37.8%，比传统覆膜穴播处理亩均增产39公斤，增幅18.5%：全膜覆土穴播谷子比露地对照亩均增产106公斤，增幅42.2%：全膜覆土穴播胡麻比露地对照均增产23公斤，增幅25%。
相对于上世纪90年代我区曾经引进示范的小麦覆膜穴播栽培方式，全覆膜土穴播栽培技术成功实现了“三改”：一是改半覆膜盖为全膜覆盖，最大限度减少了土壤水分蒸发：二是改膜面裸露为膜上覆土，对地膜起到固定压实作用，克服了因播种时地膜松动发生的苗孔错位现象：三是改一膜一年用为留膜免耕、多茬种植，大大减少了购模、铺膜、整地等成本投入，经济效益显著。适宜在年降水量300-600mm的半干旱、半湿润偏旱地区推广种植，其技术关键是实行地膜全地面覆盖的，在膜面上覆盖厚度1cm左右细土，用穴播机进行穴播。同时，应尽量扩大“一膜两季“应用，实行小麦-小麦、小麦-胡麻、小麦-谷子、小麦-蚕豆等接茬种植方式，以发挥节本增收效果。
（5）大垄覆膜膜侧播种技术
该项技术是地膜覆盖栽培在旱地马铃薯上应用的具体形式。其特点：一是大垄应用黑色地膜进行覆盖，二是实行秋覆膜或早春覆膜。三是采取起垄覆膜、垄作侧播种植方式。相比白色地膜，黑色地膜覆盖种植马铃薯能够避免地温过高影响薯块膨大、抑制田间杂草及防止薯块见光变绿。其规格带宽110cm，垄底宽70cm，高：阴湿区20-25cm，半干旱区15-20cm，半干旱易旱区10-15cm，垄间距40cm,选用幅宽90cm，厚度为0.01mm，抗拉、高强度的耐候黑色地膜覆膜，垄上每隔2米压一土腰带。覆膜时间，秋覆膜于10月中下旬至11月上旬覆膜，早春顶凌覆膜于3月上旬覆膜。播种时将种薯播于膜侧，即沟底上方10cm处。黑色膜覆盖比白色地膜覆盖亩均增产鲜薯348公斤，增幅22.5%。
（6）“一膜两年用”技术
是在前茬覆膜作物收获后不揭膜、不整地，保护好地膜，第二年在保留地膜上直接播种下茬作物的栽培技术。其主要功效，一是抑制了秋、冬、春三季土壤水分的无效蒸发，据测定耕层土壤含水量较播期覆膜提高2.5个百分点，玉米出苗期提早1-3天，一次播种保苗率提高8.5个百分点，二是减少了地膜投资和整地等费用，节本增效，减少一欠清理，翻耕收耱，镇压打蹍和覆盖新膜的劳动力及物化成本投入，每亩节本150元，增效148.5元，节本增效268.5元。三是从源头上减轻了残膜污染。产量在施好追肥的基础上与当年覆新膜相当。
目前，我区旱作农业区“一膜两年用”主要方式，一是全膜双垄沟播玉米后茬种植玉米、马铃薯、向日葵等多种作物。二是全膜覆土穴播小麦后茬种植冬小麦、胡麻、谷子、油菜及其他经济作物。确保“一膜两年用”条件下产量水平的关键是最初覆膜前要一次性施足底肥，特别要增施农家肥，第二茬作物生育期间及时多次追肥。
（7）留膜留茬越冬技术模式
该模式是在当季作物收获时不揭残膜、不清根茬，农田留膜留茬越冬后待下茬播前边揭旧膜、边整地，边覆新膜的地膜延期利用方式。能够控制秋、冬、春三季土壤水分蒸发，改善下茬作物播种、出苗期土壤水分条件。
玉米收获后保护好旧地膜，翌年春季播种前将揭膜、整地、施肥、喷药、覆膜播种等一系列生产操作集中进行地方法，降低了劳动成本，提高了劳动生产率。大大提高废旧地膜利用率，具有保墒、增墒、增温、增肥、增效等诸多优点，主要是：
一是旧膜利用，保墒功效不减
春播前揭旧膜可减轻冬春季土壤水分的蒸发，提高来年播前土壤含水量。全地面覆盖的旧地膜能有效抑制冬春季地表蒸发，真正做到秋雨春用，使秋冬季的降水能够集中保留在大小垄沟内，行间和株间降水向作物根区集中，从玉米根茬处下渗，实现雨水富集叠加就地入渗，蓄墒保墒，春季揭膜后立即覆膜使作物休闲期（秋冬季）降水向生长期（春夏季）叠加，能有效解决水热资源配合及降水与作物生长季不同期的问题，最大限度的提高自然降水利用率。
二是减轻土壤风蚀和水蚀
地块常年覆盖减少了水分蒸发，避免了风吹雨淋，使土壤基本结构保持良好，能减轻地表土的风蚀和降水冲刺，防止大面积的水土流失，对保护耕作区土壤及生态环境具有重要意义。
三是提高除草剂的除草效果
目前大量使用的玉米除草剂主要为乙草胺。乙草胺是选择性芽前处理除草剂，主要通过单子叶植物的胚芽鞘或双子叶植物的下胚轴吸收，吸收后向上传导，阻碍蛋白质合成而抑制细胞生长，使杂草幼芽、幼根生长停滞进而死亡。乙草胺在土壤中的持效期为45d左右，主要通过微生物降解，因此春季揭旧膜后整地喷洒除草剂然后覆膜，使除草剂的药效发挥在杂草萌芽生长时期，能有效消灭杂草，提高除草效果。进行秋覆膜的地块，由于除草剂在土壤内保留时间长，经微生物分解作用，至春季播种时部分药效挥发散失，一定程度上降低了除草剂的除草效果。
四是提高土壤肥力
春播前揭旧膜可使农户有足够时间备足农家肥，在播前施足农家肥，提高土壤的有机质含量，改善土壤理化性质。同时可避免因刨根茬带走根际周围的土壤速效养分，根茬腐烂后能增加土壤有机质，提高土壤肥力，具有明显的经济、生态、社会效益。也有效避免了秋覆膜时农户因收获秋作而使农家肥施入不足。
五是提高肥料利用率
农作物种植常用的基肥有农家肥、尿素、普通过磷酸钙、磷酸二铵、硫酸钾等，多属速效性肥料，在土壤中分解转换速度快，肥效期短。如尿素田间肥效期只有40—60d，秋覆膜后若不及早追施，作物生长旺盛期会出现脱肥现象，而旧膜延后揭除一次性覆膜施肥播种的肥效期与作物生长期相吻合，不用提前和加量追肥，提高了肥料利用率，降低了肥料投入成本。
六是提高土壤温度
日光中短波辐射能够透过地膜，增加地温，夜间地膜阻止地表的长波辐射，避免地表的热交换，降温缓慢；同时由于减少因水分蒸发而损失的汽化热，使春季土温上升速度快，土壤解冻早，增温效应明显。春季揭旧膜整地后及时覆新膜，实现了地表常年地膜覆盖，满足了作物生长前期和中期所需的活动积温，有效解决了积温不足问题，开拓了种植区域。
七是节本增收
春季揭膜整地，可降低农户劳动强度，有充足的的时间精细耕作，且在揭旧膜后立即整地覆新膜，田间作业一气呵成，可以省去重复整地、外出务工人员来回费用等成本，既保持了土壤墒情，又节约了劳动成本，实现了节本增效。
该技术在应用过程中应掌握的技术要点是：
一是保模护膜
全膜双垄沟播玉米秋季成熟收获后，不进行揭膜和耕翻土地，将地膜破损处用细土封好。铲除秸秆时尽量防止损坏地膜，或将秸秆砍到覆盖在地膜上，尽量保持地膜的完整。
二是适期揭膜
播前7d及时清除田间秸秆或旧地膜。可用旋耕机、残膜回收机等农用工具收集清除田间玉米根茬和废旧农膜。
三是整地施肥
清理后的地块先撒施农家肥和化肥，后旋耕整地，耕深达18—20cm，做到上虚下实无根茬、地面平整无坷垃，施肥时注意氮磷钾肥配合施用。
四是规范起垄，及时覆膜
整地施肥与起垄覆膜同时进行，利于保墒。覆膜时严格按照全膜双垄沟播技术规程操作。
据研究：覆膜玉米留膜留茬过冬，播前消除残膜，栋拾根茬，浅松或旋肥后播种的模式，保墒效果显著，与秋耕裸地比较，翌年早春解冻后测0-60cm土层内含水量平均提高2.4个百分点，相对提高19.5%，后茬玉米播期0-20cm土层含水量由10.1%提高到13.0%，相当于耕层增加贮水量4640kg，密度666.7 m²以4500株计算，每株幼苗可增加1.03kg。改变了土壤墒情的垂直分布，后茬玉米播期测定0-20cm的土壤贮水量占到0-60cm深层贮水量的34.8%，而翻耕裸露区仅占29.5%，减少风蚀68%。在10月初至翌年3月底0-25cm耕层可累积增加地温340℃，土壤结构得到了改善，0-20cm耕层土壤容重相对对照下降0.12g/cm ³，土壤空隙度由51.8%增加到56.3%。土壤有效养分增加，增产显著，后三茬玉米平均增产籽粒9.9%，增产秸杆8.8%，水分生产效率后一茬提高18.1%，每年节约成本151元。每亩增收63.86元（2004年价格）
(8)膜侧沟播技术模式
膜侧沟播技术，是将开沟起垄与垄上覆膜有机结合，利用覆膜后光滑的垄体产流，沟内集水，形成沟、垄相间的作物集水种植带，使自然降水在距种植沟以最近的距离，最短的时间和最快的入渗速度充分被接纳，从而产生水分叠加富集效应，变无效降水为有效化利用，将有限的降水聚蓄于沟中根系密集带，实现小雨资源化，极大的提高了农田抗旱蓄水作用和水分转化利用效率。此技术较露地种植方式，0-2m土层可多蓄水分78-136㎜；土壤蓄墒期蓄墒率可达43.3-62.4%，蓄墒效率提高51-83.7%。冬小麦增产38.3%。胡麻增产30%，大豆增产36%，谷子增产38%，马铃薯增产20-40%。
