玉米覆膜抗旱技术研究综述

摘要：覆膜技术是一种的高效栽培技术，地膜覆盖减少了水分蒸发，有效的保持地温，有效提高增温保水效果。本文全面地分析了地膜覆盖的增温效应，保水效应以及对作物生长发育的影响，可为此方面研究提供理论参考。

关键词：玉米 地膜覆盖 抗旱

地膜覆盖是利用聚乙烯塑料薄膜严密地覆盖农田地面，利用其透光性好、导热性差和不透气等特性，改善农田的生态环境，促进农作物的生长发育，提高产量和品质的一种栽培新技术[1]。地膜不仅能够提高地温、保水、保土、保肥，抑盐、防旱抗涝，而且还有灭草、防病虫、保苗、改进地面光热条件等多项功效[2-3]。地膜覆盖后，地膜与土壤之间设置了一道物理阻隔，膜下土壤至作物冠层形成了一个相对独立的微生态系统，温、光、水、肥、气等生态条件都发生了变化，地膜覆盖的增产机制主要在于改善土壤生态环境，即水、热状况，活化土壤养分，提高养分有效性及利用效率。目前，我国成为世界上最大的地膜生产国和使用国，农用地膜已成为我国农业生产的一项重要栽培技术。

地膜覆盖的增温效应

地膜覆盖后，白天塑料薄膜的透光率很高，太阳辐射的光能透过薄膜直接透射到膜下地面上，把光能转化成热能，同时由于物理的阻碍作用，土壤与空气的热交换和水分蒸发被阻隔，土壤中的水分就凝结在塑料薄膜的内壁，这样塑料的长波辐射被大大减少，而短波辐射基本不受影响，所以，更多的热量导致土壤表面和塑膜之间的温室效应大大增强。在辐射平衡中看出，覆膜地面所接受的辐射量虽比露地的少，但露地的土壤热量的 30%左右以长波辐射而散失，这样覆膜地面就相当于增加近三分之一的热量，这是地膜覆盖土壤温度高的重要原因之一。

地膜的增温效应主要表现在两个方面：

(1)水汽凝结时放出的热量，地膜覆盖的土壤温度比露地高，土壤水分汽化过程亦随之加快，但由于地膜的物理阻隔作用，使水汽只能在地膜与土面衔接的缝隙中循坏，当夜间气温下降后，水汽凝结过程又放出热量，从而减少土壤温度的下降。

(2)地膜隔绝了土壤与外界的水分交换，减少了水分蒸发对土壤热量的损耗。影响地膜覆盖增温效果的因素很多。在作物的不同生育阶段内，因受枝叶覆盖率、日照时间、气温等因素的影响，地膜的增温效应也有较大的差别，在棉花的苗期，棉花的叶面积指数小，棉田覆盖率低，地表面积较大太阳光可直射地面，此时气温对地温影响程度大，覆膜增温效应最明显。王树森等(1997)曾定量分析了地膜覆盖下 5cm 深度处的土壤温度后发现，地膜覆盖对土壤的增温效果与日照时数、土壤含水量和露地土壤温度有关:日照时数越长、土壤含水量越大，露地土壤温度越低，则地膜覆盖的增温效果越显著。Shmid etal(1998)发现，覆盖白色地膜覆盖后地表的热累积量显著高于黑色地膜，不同颜色地膜对土壤增温效应的差异，主要与不同颜色地膜对不同波段光的接收能力不同有关。日本农林省农事实验场发现从3月下旬到4月底的日平均地温Y与同时期的日平均露面蒸发量 X 之间有密切的相关关系(Y＝0.821X＋0.389)该试验场露面蒸发量为 3.6mm即地膜覆盖比露地增温 3.3℃另据 Gates(1962)热量平衡年平均值计算，因土壤水分蒸发而散失于大气的热量将占到土壤吸收量的 48.9%，所以，可以认为地膜覆盖的保墒效应，是土壤温度增高的重要原因之一。

总之，影响土壤热平衡的诸多因素，在地膜覆盖后，均在不同程度上产生明显变化，这些变化减少了土壤热量的散失，所以，保温效应，是地膜覆盖提高土壤温度的机制。

地膜覆盖的保水效应

在我国北方旱地农田 50%左右的水分通过蒸发损失。土壤蒸发过程受能量供给条件、水汽迁移条件以及蒸发介质供水能力的影响。地膜覆盖的作用在于物理阻隔，使水分只能在膜下形成内循环，构成了纵向上升和横向渗透相结合的水分运动规律，土壤水分蒸发速度相对减缓，有效地抑制了水分蒸发损失，保证耕层土壤有较高的含水量，因而其保墒效果十分明显。覆膜后地膜与地表之间形成了2-5mm 厚的狭小空间，切断了土壤水分与近地层空气中水分的交换通道，从土壤表面蒸发出的水汽被封闭在有限的小空间中，增加了膜下相对湿度，从而构成了从膜下到地表之间的水分内循环，改变了无地膜覆盖时土壤水分开放式的运动方式，有效地抑制了水分蒸发损失，保证耕层土壤有较高的含水量。覆膜土壤不像露地那样出现高速蒸发阶段，只以平缓的低速度蒸发，而且地膜覆盖率越大，水分利用效率越高。从总体上看，地膜覆盖后，耕层土壤含水量增加 1-4%，全生长期可减少蒸发 100mm 以上。另外，膜下深层土壤水分由于毛管作用而不断上升，还增加了作物对土壤深层水分的利用，这在旱地农业生产中具有十分重要的意义。地膜覆盖上层土壤含水量相对稳定，变幅减小。作物生长期，特别是苗期耕层土壤含水量的改善，对促进作物早萌发、早出苗和苗期茎叶，特别是根系的发育及促进对养分吸收和增产具有重要作用。膜的保墒节水效应在玉米的苗期和拔节期较显著，覆膜玉米耗水量在这 2 个阶段内比露地玉米分别少 26.70mm 和 18.85mm。进入抽雄开花期后，玉米的叶面积指数达到峰值，田面的覆盖度高，土壤表层的蒸发强度较之苗期低得多，在该阶段覆膜玉米的耗水量同露地玉米的差别不大，覆膜的节水保墒效应不明显。地膜覆盖的节水效应不能简单地认为是对露地条件下地表蒸发的抑制，覆膜作物的长势比露地作物要好的多，因而它的蒸腾强度要高于后者，所以在考虑地膜的节水效应时，不应单纯考虑地膜对蒸发的影响，同时应考虑到对作物蒸腾的影响。

地膜覆盖对作物生长发育的影响

地膜覆盖可使作物早出苗，提前作物生育进程。如对春小麦地膜覆盖可使作物出苗期提前7-9天。与露地栽培相比，地膜覆盖生长期一般提早10-20天左右，其中苗期缩短5-12天，开花期提前3-16天，结果期提前4-15天。把生长高峰调整到温度最高时期，以充分利用当地光热资源，为作物早熟、高产、优质奠定基础。地膜覆盖能够显著增加有效分孽数，并有利于穗的后期分化，这种通过对生育期改变的受益，主要在于作物生长前期的地膜覆盖。

地膜覆盖后由于土壤养分条件和作物生长状况的改善，有利于增加作物对养分的吸收利用，提高养分利用效率。地膜覆盖由于改变了田间土壤水分损失状况，必然影响作物的耗水量(ET)和水分利用效率(WUE)，但在不同年份和不同地点又存在着明显的差异性。李生秀等(1994)和王喜庆等(1998)在过去的研究结果表明，覆膜春玉米植株的渗流量和蒸腾量显著高于不覆膜植株，显然地膜覆盖加快了植株水分代谢，提高了水分利用效率。李捷和李凤民等(2000)对旱地春小麦的研究也表明，在作物生长前期地膜覆盖可以增加作物耗水量，提高水分利用效率。郭志利和古世禄(2000)在山西寿阳用谷子进行的大田试验表明，地膜覆盖对作物耗水量影响不大，但由于蒸发量减少，蒸腾量增加，结果覆膜后水分利用率提高12%~23%。