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警惕覆膜播種玉米除環境危害外的減產效應

2024-01-24三農

北方地區覆膜種植玉米很普遍,主要因為地膜春季保墑增溫作用明顯,玉米出苗相對均勻且苗期生長速度快於不覆膜玉米。因此,盡管存在嚴重的環境及土壤汙染問題,由於種植習慣及擔心不覆膜種植會造成玉米減產,很多農戶還是堅持采用覆膜種植的方式。但經過持續三年在呼和浩特土默特左旗、巴彥淖爾市磴口縣對比淺埋滴灌不覆膜與滴灌覆膜種植玉米在產量上的差異,發現滴灌覆膜種植玉米在上述地區沒有表現出增產效果,在大氣變暖的大背景下,甚至出現了減產效應。

農田中累積的地膜

呼和浩特土默特左旗:連續多年的生產實踐證明,覆膜播種沒有提高玉米產量,甚至可能減產。

2019-2021年 : 在呼和浩特土默特左旗大岱鄉蘇蔔蓋村進行了覆膜與不覆膜種植玉米的產量對比,種植農場為當地典型的輕到中度鹽堿的壤土,灌溉方式為滴灌。采用膜下滴灌與不覆膜淺埋滴灌(5cm左右)兩種種植模式,品種與行距(40-65)相同。

2019年和2020年播種後,覆膜與不覆膜玉米出苗率接近,苗期覆膜玉米長勢明顯更快。隨著氣溫升高,不覆膜與覆膜玉米的株高差異逐步減少,至玉米6-8葉期,株高差異不再明顯。兩年度夏季都有超過 mm的降雨,雨後覆膜地塊出現積水且下滲速度慢,玉米生長受到抑制。地勢低窪區,覆膜玉米因澇減產嚴重。秋季收獲青貯時,覆膜玉米青貯均產兩年分別為3.25噸和3.31噸,不覆膜滴灌為3.28噸和3.47噸。2021年玉米播後苗前遇到了降雨,雨後因表土板結嚴重,幼苗頂土困難。不覆膜的地塊雨後及時用輕型鎮壓器進行了輕度碾壓,地表板結基本被破除,沒有影響到玉米出苗。覆膜地塊進行了同樣的操作,但由於膜的阻隔,板結沒有被完全破解,加上大風造成的地膜移位,最終出苗率只有60%左右,之後雖進行了人工補播,但由於出苗時間不同,造成了覆膜玉米大小苗明顯的情況。秋季覆膜玉米相較不覆膜玉米每畝青貯產量平均減少了430公斤。

畝播4500株覆膜玉米單株重2000g(左)與畝播5500株不覆膜玉米單株重2100g(右)的對比

不覆膜(上)與覆膜種植(下)在大雨後的表現

2022年 :試驗農場的6000畝地全部采用了不覆膜淺埋滴灌的種植模式,雖然經歷了罕見的持續性高溫幹旱天氣,當年超過30℃的天氣相較2021年多了10天,達到了28天,但試驗農場青貯玉米相較2021年畝均增產了300公斤,其中高產地塊達到了4.3噸,且澱粉含量都在30%以上。周邊農戶的覆膜滴灌玉米相比2021年普遍減產,且禿尖、小棒現象明顯,玉米質素整體上不高,再次證明覆膜不是當地在滴灌條件下種植玉米有效的增產模式,特別在夏季氣溫升高的大環境下,覆膜不會提產。

2022 年覆膜滴灌玉米普遍出現突尖

巴彥淖爾市:覆膜滴灌玉米2022-2023年連續出現生理性幹旱現象

2022-2023年 :在巴彥淖爾市磴口縣、烏拉特前旗等不同種植地發現覆膜滴灌種植玉米出現了生理性幹旱導致死苗的現象。而在不覆膜地塊,未觀察到玉米有生理性幹旱現象的發生。分析為覆膜導致沙地土溫過高,根系的新陳代謝受到破壞,吸水受到抑制所致。

生理性幹旱主要發生在玉米封壟前的高溫天,此時光線可直射到地膜,造成膜下溫度劇烈提升。檢測到沙地溫度達到32.1℃時,光線直射的膜下溫度會高達45.7℃。封壟後,由於光線被遮擋,膜下和膜外的地溫會相差不大。

沙地溫度為32.1℃時,地膜下溫度達到了45.7℃

2023年,在磴口縣聖牧草業大田測產表明,在ph為8.7的堿性土壤,在灌溉量一致的情況下,地表滴灌不覆膜與膜下滴灌種植玉米的青貯產量一致,為3.6噸。

聖牧基地不覆膜滴灌(左)與覆膜滴灌(右)玉米對比試驗:長勢一致,產量一致

鄂爾多斯市:2023 年鄂爾多斯市達拉特旗侯家營子萬畝無膜小流量滴灌種植玉米,同時實作了增產節水的目標。

2023 年播種的萬畝不覆膜淺埋滴灌玉米,畝產相較上年同塊地覆膜種植增產了20%,且畝灌溉量減少了至少 150 方。

玉米無覆膜播種出苗前及玉米收獲前長勢

收獲玉米情況

結論: 覆膜種植玉米在中西部區已經成為一種習慣,但基於對不同地區覆膜與不覆膜種植玉米的對比,可以判定覆膜種植在很多地區不會提高玉米產量甚至會造成減產。因此覆膜種植在氣候變暖的大環境下,對作物生長及產量的影響應該在生理層面給予深入研究。

1. 玉米生長和開花的適宜溫度為 30-30.5℃,灌漿期的最佳溫度為 26.5℃,巴彥淖爾等地區 6 月上旬 30℃以上的高溫就開始頻繁出現,此時玉米還沒有對地膜形成有效遮陰,意味著膜下經常會出現 40℃以上的高溫。 研究表明極端高溫下玉米的蒸散速率會增加,導致需水量增加,土壤供水一旦短缺就會影響玉米生長。同時,土壤缺水時玉米會透過關閉氣孔來減少水分蒸散,也會降低玉米吸收二氧化碳進行光合作用的速率,影響產量。

2. 西北地區種植玉米普遍采用平播,地膜的阻隔作用會減緩中大雨後雨水的下滲,因而黏性土壤易出現積水並導致玉米減產。

3. 覆膜種植會因地表蒸發和徑流增大而減少雨水滲透量,不利於應對幹旱。雨後覆膜玉米地更快出現旱情,就說明了覆膜地塊下滲的雨量少於不覆膜地塊。

4. 隨著氣候變暖及育種技術的進步,很多地區選擇適合的品種不用覆膜增溫也能正常成熟。