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警惕覆膜播种玉米除环境危害外的减产效应

2024-01-24三农

北方地区覆膜种植玉米很普遍,主要因为地膜春季保墒增温作用明显,玉米出苗相对均匀且苗期生长速度快于不覆膜玉米。因此,尽管存在严重的环境及土壤污染问题,由于种植习惯及担心不覆膜种植会造成玉米减产,很多农户还是坚持采用覆膜种植的方式。但经过持续三年在呼和浩特土默特左旗、巴彦淖尔市磴口县对比浅埋滴灌不覆膜与滴灌覆膜种植玉米在产量上的差异,发现滴灌覆膜种植玉米在上述地区没有表现出增产效果,在大气变暖的大背景下,甚至出现了减产效应。

农田中累积的地膜

呼和浩特土默特左旗:连续多年的生产实践证明,覆膜播种没有提高玉米产量,甚至可能减产。

2019-2021年 : 在呼和浩特土默特左旗大岱乡苏卜盖村进行了覆膜与不覆膜种植玉米的产量对比,种植农场为当地典型的轻到中度盐碱的壤土,灌溉方式为滴灌。采用膜下滴灌与不覆膜浅埋滴灌(5cm左右)两种种植模式,品种与行距(40-65)相同。

2019年和2020年播种后,覆膜与不覆膜玉米出苗率接近,苗期覆膜玉米长势明显更快。随着气温升高,不覆膜与覆膜玉米的株高差异逐步减少,至玉米6-8叶期,株高差异不再明显。两年度夏季都有超过 mm的降雨,雨后覆膜地块出现积水且下渗速度慢,玉米生长受到抑制。地势低洼区,覆膜玉米因涝减产严重。秋季收获青贮时,覆膜玉米青贮均产两年分别为3.25吨和3.31吨,不覆膜滴灌为3.28吨和3.47吨。2021年玉米播后苗前遇到了降雨,雨后因表土板结严重,幼苗顶土困难。不覆膜的地块雨后及时用轻型镇压器进行了轻度碾压,地表板结基本被破除,没有影响到玉米出苗。覆膜地块进行了同样的操作,但由于膜的阻隔,板结没有被完全破解,加上大风造成的地膜移位,最终出苗率只有60%左右,之后虽进行了人工补播,但由于出苗时间不同,造成了覆膜玉米大小苗明显的情况。秋季覆膜玉米相较不覆膜玉米每亩青贮产量平均减少了430公斤。

亩播4500株覆膜玉米单株重2000g(左)与亩播5500株不覆膜玉米单株重2100g(右)的对比

不覆膜(上)与覆膜种植(下)在大雨后的表现

2022年 :试验农场的6000亩地全部采用了不覆膜浅埋滴灌的种植模式,虽然经历了罕见的持续性高温干旱天气,当年超过30℃的天气相较2021年多了10天,达到了28天,但试验农场青贮玉米相较2021年亩均增产了300公斤,其中高产地块达到了4.3吨,且淀粉含量都在30%以上。周边农户的覆膜滴灌玉米相比2021年普遍减产,且秃尖、小棒现象明显,玉米质量整体上不高,再次证明覆膜不是当地在滴灌条件下种植玉米有效的增产模式,特别在夏季气温升高的大环境下,覆膜不会提产。

2022 年覆膜滴灌玉米普遍出现突尖

巴彦淖尔市:覆膜滴灌玉米2022-2023年连续出现生理性干旱现象

2022-2023年 :在巴彦淖尔市磴口县、乌拉特前旗等不同种植地发现覆膜滴灌种植玉米出现了生理性干旱导致死苗的现象。而在不覆膜地块,未观察到玉米有生理性干旱现象的发生。分析为覆膜导致沙地土温过高,根系的新陈代谢受到破坏,吸水受到抑制所致。

生理性干旱主要发生在玉米封垄前的高温天,此时光线可直射到地膜,造成膜下温度剧烈提升。检测到沙地温度达到32.1℃时,光线直射的膜下温度会高达45.7℃。封垄后,由于光线被遮挡,膜下和膜外的地温会相差不大。

沙地温度为32.1℃时,地膜下温度达到了45.7℃

2023年,在磴口县圣牧草业大田测产表明,在ph为8.7的碱性土壤,在灌溉量一致的情况下,地表滴灌不覆膜与膜下滴灌种植玉米的青贮产量一致,为3.6吨。

圣牧基地不覆膜滴灌(左)与覆膜滴灌(右)玉米对比试验:长势一致,产量一致

鄂尔多斯市:2023 年鄂尔多斯市达拉特旗侯家营子万亩无膜小流量滴灌种植玉米,同时实现了增产节水的目标。

2023 年播种的万亩不覆膜浅埋滴灌玉米,亩产相较上年同块地覆膜种植增产了20%,且亩灌溉量减少了至少 150 方。

玉米无覆膜播种出苗前及玉米收获前长势

收获玉米情况

结论: 覆膜种植玉米在中西部区已经成为一种习惯,但基于对不同地区覆膜与不覆膜种植玉米的对比,可以判定覆膜种植在很多地区不会提高玉米产量甚至会造成减产。因此覆膜种植在气候变暖的大环境下,对作物生长及产量的影响应该在生理层面给予深入研究。

1. 玉米生长和开花的适宜温度为 30-30.5℃,灌浆期的最佳温度为 26.5℃,巴彦淖尔等地区 6 月上旬 30℃以上的高温就开始频繁出现,此时玉米还没有对地膜形成有效遮阴,意味着膜下经常会出现 40℃以上的高温。 研究表明极端高温下玉米的蒸腾速率会增加,导致需水量增加,土壤供水一旦短缺就会影响玉米生长。同时,土壤缺水时玉米会通过关闭气孔来减少水分蒸腾,也会降低玉米吸收二氧化碳进行光合作用的速率,影响产量。

2. 西北地区种植玉米普遍采用平播,地膜的阻隔作用会减缓中大雨后雨水的下渗,因而粘性土壤易出现积水并导致玉米减产。

3. 覆膜种植会因地表蒸发和径流增大而减少雨水渗透量,不利于应对干旱。雨后覆膜玉米地更快出现旱情,就说明了覆膜地块下渗的雨量少于不覆膜地块。

4. 随着气候变暖及育种技术的进步,很多地区选择适合的品种不用覆膜增温也能正常成熟。