聶遺軒 賀成龍
水稻覆膜栽培技術(shù)
聶遺軒1賀成龍2
(1.貴州省遵義市播州區(qū)尚嵇鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心貴州遵義563135;2.貴州省遵義市播州區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局貴州遵義563100)
我國是糧食大國,水稻是我國主要農(nóng)作物之一。過去應(yīng)用的水稻栽培技術(shù)對水資源的利用率較低,造成水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。水稻覆膜栽培技術(shù)能有效抑制雜草的生長,減少害蟲的威脅,提高肥料的利用率,節(jié)約灌溉用水,提升水稻產(chǎn)量,是一項綠色環(huán)保、增產(chǎn)增效的優(yōu)良栽培技術(shù)。在降水量較少、水資源緊缺的干旱地區(qū),運(yùn)用水稻覆膜栽培技術(shù),可有效提升水稻種植業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。文章論述了水稻覆膜栽培技術(shù)應(yīng)用的必要性,闡述了水稻覆膜栽培技術(shù)對水稻生產(chǎn)的影響,總結(jié)和展望了水稻覆膜栽培技術(shù)的發(fā)展方向。
水稻;覆膜栽培技術(shù);節(jié)水
近年來,貴州省的糧食產(chǎn)量不斷增長。當(dāng)前消費(fèi)市場對糧食品質(zhì)也有了更高的要求,對優(yōu)質(zhì)水稻的需求量急劇上升,遵義農(nóng)業(yè)管理部門以此開展優(yōu)良水稻育種研究,采用覆膜栽培技術(shù),提高水稻種植業(yè)的效益,促進(jìn)遵義農(nóng)民增產(chǎn)增收。
近些年,隨著有機(jī)稻、綠色生產(chǎn)、降解膜等概念的出現(xiàn),覆膜栽培技術(shù)在水稻種植業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。該技術(shù)解決了水稻生產(chǎn)的一些難題,為水稻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供了條件。本研究從水稻栽培現(xiàn)狀、水稻覆膜栽培技術(shù)要點(diǎn)、水稻覆膜栽培技術(shù)研究進(jìn)展和水稻生長成效等方面展開論述,篩選培育適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的水稻品種,提高水稻綜合生產(chǎn)力,促進(jìn)農(nóng)民增產(chǎn)增收,實現(xiàn)我國水稻產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(1)在貴州省遵義市,主要?dú)庀鬄?zāi)害有干旱、低溫冷害、大風(fēng)等,水稻種植還存在種植區(qū)零星破碎、耕地干旱、土地質(zhì)量較差、水稻生產(chǎn)成本高和栽培技術(shù)落后等問題,水稻產(chǎn)量和品質(zhì)均落后于北方的糧食生產(chǎn)地區(qū)。將水稻覆膜栽培技術(shù)應(yīng)用于水稻種植,可形成一個良好的封閉環(huán)境,提高水資源的利用率,起到保溫防寒、節(jié)水灌溉的作用,促進(jìn)水稻提早發(fā)芽結(jié)籽,進(jìn)而實現(xiàn)增產(chǎn)增收。
(2)阻礙農(nóng)作物生長的一個重要因素就是雜草太多。貴州省多個水稻種植區(qū)的草害有逐年加重的趨勢,對此,應(yīng)主要采用化學(xué)除草的方式,但是化學(xué)藥劑的長期應(yīng)用不僅可能使雜草產(chǎn)生耐藥性,還會增加生產(chǎn)成本,造成環(huán)境污染。應(yīng)用水稻覆膜栽培技術(shù)時,由于膜內(nèi)氧氣較少且悶熱,可有效抑制雜草的生長[1],節(jié)約除草的人工和藥劑費(fèi)用,降低成本,真正實現(xiàn)農(nóng)作物的增產(chǎn)增收。
(3)影響水稻生長的另一因素是病蟲危害。近些年,遵義市時常發(fā)生病蟲害,波及范圍較廣,而且農(nóng)民的防治觀念淡薄,主要采取短期控制方式,或者只使用化學(xué)藥劑防治,缺乏綜合防治手段。此外,該市多為小型種植戶,存在生產(chǎn)效率較低、防治措施較落后等問題,導(dǎo)致病蟲害抗性增強(qiáng),農(nóng)藥用量增加且浪費(fèi)嚴(yán)重,極大地影響著水稻生產(chǎn)效益和生態(tài)安全。利用覆膜栽培技術(shù)的水稻田,光照條件更好,田間氣候、作物種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,病害蟲及其他有害生物之間的種群關(guān)系也發(fā)生改變。覆膜栽培技術(shù)不僅能調(diào)節(jié)土壤的溫濕度,使病蟲害不易發(fā)生,而且極大地減少了農(nóng)業(yè)化肥的用量,在提高水稻生產(chǎn)效益的同時,還能確保生態(tài)安全。
覆膜栽培技術(shù)是一種在農(nóng)作物種植的各個生長階段都不用設(shè)置水層的新型技術(shù)。該技術(shù)將地膜覆蓋在田地表面,具有地表增溫、抑制雜草生長、促進(jìn)水稻生長等功能。該技術(shù)可采用不同的栽培方式,可先播種、后覆膜,也可先覆膜、后播種。在水稻栽種后可以采用兩種培育方式,一是濕潤栽培,先培育幼苗,將膜覆在地表,使土壤的含水量能滿足水稻的生長需求,待水稻生長到一定程度再將其移栽;二是旱作栽培,先育秧、再移栽,采用該培育方式時,水稻種植田地的土壤含水量不應(yīng)過多,一般采用階段性灌溉補(bǔ)水的方式。利用覆膜栽培技術(shù)培育水稻,能減少土壤水分的蒸發(fā),維持適宜水稻生長的條件,促進(jìn)水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提升。
采用覆膜栽培技術(shù)種植水稻,分為以下幾個階段。
(1)水稻品種的選擇。挑選品質(zhì)好、抗逆性強(qiáng)的品種。
(2)選地、整地和覆膜。選擇地勢較平坦、土壤水分較充足的土地。秋季轉(zhuǎn)茬,并在次年4月中旬土壤解凍時,進(jìn)行1次性深施肥,種植土地寬度一般設(shè)為1.2 m~1.5 m[2]。通常選擇黑色的地膜進(jìn)行覆膜,以增加土壤水分,確保溫濕度等條件符合水稻生長需求,封閉防風(fēng)。
(3)育苗、壯苗。一般在4月初期用無紡布盆培育水稻種苗,此技術(shù)的操作和常規(guī)的秧苗培育手段基本一致,但其種植數(shù)量多于一般秧苗培育技術(shù)。
(4)水稻種苗移栽。在5月中旬開始移植種苗,根據(jù)一定的植株間距進(jìn)行打孔,并種植水稻幼苗,然后封閉孔穴,并及時注水,補(bǔ)足膜內(nèi)的土壤含水量。
(5)科學(xué)灌溉土壤。在栽秧后立即進(jìn)行充分灌溉,使土壤水分飽滿;在返青分蘗期、拔節(jié)孕穗期、抽穗灌漿期均需要灌水2次~3次,全生育期應(yīng)灌水7次~10次,其他生長期根據(jù)降水情況調(diào)整灌溉次數(shù)[2]。
(6)病害蟲的防治??勰ぶ埃谕寥辣砻嫒錾戏啦∠x害的農(nóng)藥,防止害蟲對水稻幼苗的侵蝕,保證田間內(nèi)所種幼苗的數(shù)量和質(zhì)量。
水稻覆膜栽培技術(shù)不像常規(guī)的水稻栽培方法需灌溉大量水分,該技術(shù)可以高效利用水資源。采用覆膜栽培技術(shù)可通過地膜將地面和外界環(huán)境隔絕開來,形成一個半封閉的空間,地膜能夠有效阻擋土壤中大部分水分的蒸發(fā)。當(dāng)陽光照射時,內(nèi)部環(huán)境溫度升高,水蒸氣被膜阻擋并在膜內(nèi)表面形成水蒸霧氣;當(dāng)夜間溫度降低時,膜內(nèi)的霧氣又會凝結(jié)成水重新回到土壤里,有效阻擋水分的流失,為水稻的健康生長提供充分的營養(yǎng)和水分[3]。應(yīng)用覆膜栽培技術(shù)的水稻除了需要在分蘗期和開花期灌溉水源外,其他生長期均無需補(bǔ)充過多的水分,地膜能充分滿足水稻對水分的需求,起到節(jié)約用水的效果。
水稻的分蘗與溫度有密切的關(guān)系,溫度過高或過低都不利于水稻分蘗生長,分蘗的最適溫度在31 ℃左右,當(dāng)溫度過低時會停止生長[2]。早春時期,地膜覆蓋可增加膜內(nèi)溫度,營造出早發(fā)、快發(fā)的生長條件,能夠有效促進(jìn)水稻早發(fā)增穗。水稻的早發(fā)快發(fā),極大地促進(jìn)了水稻的早長穗、快成熟,水稻抽穗揚(yáng)花早,并且持續(xù)時間長,可增加糧食產(chǎn)量。濕膜栽培條件能改善土壤結(jié)構(gòu),地膜覆蓋土壤表面,能避免雨水的直接侵蝕,有利于提高土壤滲透性,為微生物提供合適的生長環(huán)境。微生物對土壤內(nèi)有機(jī)物的分解,會促進(jìn)潛在營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化為利于水稻生長的養(yǎng)分。通過增強(qiáng)氧化作用,減少土壤內(nèi)有害物質(zhì)的堆積,改善土壤條件,促進(jìn)水稻根系的生長發(fā)育。
地膜的覆蓋能防止風(fēng)和水侵蝕土壤表層,有效防止養(yǎng)分的流失。膜內(nèi)的環(huán)境擁有適宜的溫濕度,能降低土壤密度,增加土壤孔隙度,為土壤內(nèi)有利微生物的活動提供良好的條件。同時也能提高肥料的利用率,促進(jìn)土壤內(nèi)養(yǎng)分能更多地轉(zhuǎn)化為有效養(yǎng)分,促進(jìn)水稻生長發(fā)育。
影響農(nóng)作物生長的最常見因素是雜草和病蟲害,水稻覆膜栽培技術(shù)可有效抑制雜草的生長,抵御病蟲害的侵襲。傳統(tǒng)去除雜草的方法一般是噴灑農(nóng)藥,所用農(nóng)藥中的化學(xué)成分不僅會污染環(huán)境,還會降低水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。覆膜栽培技術(shù)能在土地表面構(gòu)造出一個半封閉的空間,縮小田地表面土壤和空氣的接觸范圍,導(dǎo)致膜內(nèi)空氣含量降低,創(chuàng)造一個缺氧的環(huán)境[4]。采用黑色膜不僅能吸收大量的陽光熱量,大幅提升膜內(nèi)溫度,使膜內(nèi)環(huán)境不再滿足各種雜草的生長需求,抑制雜草的生長發(fā)育。而且許多害蟲均不能在缺氧和陽光暴曬環(huán)境下生存,進(jìn)而抑制蟲害的發(fā)生。采用覆膜栽培技術(shù)培育水稻,有利于水稻根部的生長,提高其抗病能力,極大地降低了病蟲害的發(fā)生率。
采用覆膜栽培技術(shù),可減少除草、滅蟲、施肥等體力勞動,節(jié)約了大量的時間、人力和物力。以往的栽培方式主要以施有機(jī)肥來提高水稻產(chǎn)量,而覆膜種植不需要噴灑肥料,不僅能改善水稻質(zhì)量,還能實現(xiàn)增產(chǎn)增收的效果。
自20世紀(jì)80年代起,水稻覆膜栽培技術(shù)應(yīng)用于我國水稻種植業(yè),因其具有很好的節(jié)水和保溫等作用,該技術(shù)在水稻栽培方面得到快速發(fā)展。此方式的應(yīng)用可分為三個階段,第一階段是手工覆膜方式,第二階段是采用人力牽引的覆膜方式,第三階段是機(jī)插一體的覆膜方式。手工覆膜方式的操作方法很簡單,不需利用任何配套機(jī)械。此種覆膜栽培技術(shù)需要人工開墾溝壑,并進(jìn)行土地打孔以及手工覆膜,所以非常費(fèi)時費(fèi)力,且工作效率低下[5]。由于人工覆膜方式效率低且工作量大,在進(jìn)行大范圍土地覆膜時,會減緩插秧速度,影響水稻的發(fā)育水平。因此,為了解決覆膜效率的問題,種植人員研發(fā)制造了牽引式覆膜機(jī)。覆膜方式由人工轉(zhuǎn)變成半機(jī)械式,即手工牽引式覆膜,雖極大地解決了覆膜效率問題,但該方式需要人在田間行走,很容易導(dǎo)致覆膜與地面貼合不緊密,影響覆膜效果。為了進(jìn)一步提高效率、節(jié)省人力,人工牽引式進(jìn)化為不用借助人力的機(jī)械牽引覆膜方式。此方式是將生物降解膜安裝在插秧機(jī)的覆膜裝置上,實現(xiàn)邊插秧邊覆膜,提高工作效率[6]。但水稻覆膜機(jī)插一體化栽培技術(shù)對水稻種植土地的要求較高,機(jī)械牽引覆膜會受到限制。因此,為應(yīng)對不同田間環(huán)境,應(yīng)不斷改進(jìn)覆膜栽培技術(shù),提高覆膜效率和質(zhì)量。
有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)地膜用量除了在2018年有較小幅度的下降外,一直處于穩(wěn)定增長狀態(tài),自1991年以來增長了4倍左右。地膜覆蓋面積也大幅增長,智研咨詢發(fā)布的《2021-2027年中國地膜行業(yè)市場供需規(guī)模及投資戰(zhàn)略咨詢報告》數(shù)據(jù)顯示,2014—2019年中國地膜覆蓋面積較為穩(wěn)定,維持在17 500千公頃以上;2019年中國地膜覆蓋面積為17 628.1千公頃。地膜材質(zhì)也隨著塑料制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而不斷改變。早期的農(nóng)業(yè)用地膜材料都是聚乙烯和聚氯乙烯,并加入各種染料和試劑制成。一般無色地膜多用于春季保墑和增溫,有色地膜因具有對太陽光的反射作用,可影響害蟲生長和改善農(nóng)作物品質(zhì)。因農(nóng)用覆膜的污染嚴(yán)重,地膜逐漸朝著環(huán)??山到獾内厔莅l(fā)展。地膜的降解包括生物降解、化學(xué)降解和光降解。生物降解膜是利用微生物將地膜分解為無害物質(zhì),因其綠色和安全性較好,越來越受到農(nóng)戶們的歡迎。但是在生產(chǎn)使用地膜時,由于一些材料和制作工藝的限制,生物降解膜存在耐水性較差、化學(xué)性能較差、價格較高的問題[7]。因此,生物降解膜目前不能完全代替常規(guī)農(nóng)用地膜,需要不斷改進(jìn)。
我國南方水稻種植區(qū),比如遵義市等南方城市,均存在著季節(jié)性的缺水問題,極大程度地限制了水稻產(chǎn)量和品質(zhì),因此急需解決提高水資源利用率的問題。水稻覆膜栽培技術(shù)可以很好地解決這個問題,可達(dá)到節(jié)水灌溉的效果。水稻覆膜栽培可有效防止雜草生長、減少農(nóng)藥和肥料的使用,是一種水稻綠色高產(chǎn)技術(shù)。一系列研究表明,生物降解膜水稻栽培技術(shù)具有顯著提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)、減少不良?xì)怏w排放、提高肥料利用率等作用[8]。而且生物降解膜可完全降解,具有材料優(yōu)質(zhì)、轉(zhuǎn)化率高、綠色增產(chǎn)的效果。近年來,水稻覆膜栽培技術(shù)因其具有除草、增溫、節(jié)水、節(jié)肥、提質(zhì)、增產(chǎn)增效、綠色環(huán)保等作用,受到廣大水稻種植者的青睞。
覆膜栽培技術(shù)下,水稻的土壤含水量充足,利于水稻的發(fā)育。土地中充足的營養(yǎng)成分和水分,以及光照等有利因素均可促進(jìn)水稻幼苗的茁壯生長。水稻生長會產(chǎn)生分蘗節(jié),靠近地表的分蘗可提前分蘗的發(fā)生時間,提高成穗率和水稻產(chǎn)量。采用覆膜栽培技術(shù)培養(yǎng)的水稻葉生長周期較短,在水稻生長初期可進(jìn)行大面積的光合作用,水稻葉片生長速度極快,葉長和葉寬均明顯增加,然后逐漸變緩慢。覆膜栽培水稻的土地狀態(tài)極為適合水稻的生長,具有適宜的溫度環(huán)境,封閉的環(huán)境可減少膜內(nèi)外環(huán)境之間的接觸,減少水分和熱量的消散,可保障水稻插秧的快速返青,保持水稻根部的正常生長,可充分吸收土壤養(yǎng)分,使得水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量到大幅提升。
覆膜栽培技術(shù)具有節(jié)水抗旱、抑制雜草、防病蟲害、增溫保墑、減肥增效、綠色環(huán)保等多種優(yōu)點(diǎn)。目前我國還需進(jìn)一步完善該技術(shù)的操作方法,亟須健全配套的機(jī)械設(shè)施,提高水稻的生產(chǎn)效率,來滿足全國各地對稻米的需求。第一,對于我國水稻覆膜栽培技術(shù)的研發(fā),需加強(qiáng)對生物降解膜相關(guān)理論知識的了解,分析其與水稻的生長特點(diǎn)的匹配程度,使地膜的降解特性更加符合水稻生長周期,逐步取代傳統(tǒng)的普通地膜。第二,覆膜插秧機(jī)械也需要逐步完善,應(yīng)逐步實現(xiàn)機(jī)械化和輕簡化種植。我國覆膜插秧機(jī)大多由普通插秧機(jī)改裝或加裝覆膜機(jī),覆膜機(jī)要求所種植田地具有很高的平坦度,且覆膜插秧機(jī)比單純的插秧機(jī)速度慢,因此需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善覆膜插秧機(jī)的構(gòu)造和功能[9]。還需降低水稻覆膜栽培技術(shù)的應(yīng)用成本。加強(qiáng)對于覆膜栽培機(jī)械的改進(jìn),應(yīng)盡量減少生產(chǎn)中所用的人力和時間,并需要改進(jìn)地膜的生產(chǎn)工藝,降低地膜的生產(chǎn)成本。第三,還需要開發(fā)相關(guān)新技術(shù),有機(jī)結(jié)合水稻覆膜技術(shù)和其他技術(shù)。覆膜內(nèi)溫度的增加會加速土壤內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的氮釋放,但覆膜濕潤栽培方式能緩解生物炭的流失,所以可通過施用生物炭等新型肥料與覆膜相結(jié)合,實現(xiàn)水稻覆膜栽培技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展,優(yōu)質(zhì)高效和綠色高產(chǎn)成為水稻種植業(yè)的主要目標(biāo)。水稻覆膜栽培技術(shù)在減少雜草和病蟲害、提高水資源利用率、增產(chǎn)增收方面有積極的現(xiàn)實意義,對我國水稻種植業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要促進(jìn)作用。
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10.3969/j.issn.2095-1205.2022.06.16
S511
A
2095-1205(2022)06-48-03
聶遺軒(1965- ),男,漢族,貴州遵義人,本科,農(nóng)藝師,研究方向為農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。
賀成龍(1976- ),男,貴州遵義人,本科,農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣研究員,研究方向為畜牧獸醫(yī)技術(shù)推廣和畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用。