2020-07-27 19:22:22
日前,《國家科學(xué)評論》在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所等單位共同完成的最新研究成果。該研究通過大數(shù)據(jù)整合分析發(fā)現(xiàn),地膜覆蓋可使作物產(chǎn)量提高45.5%。這為全世界提供了一個用簡單而低成本的方式提高作物產(chǎn)量的示例。
論文通訊作者、中國工程院院士張福鎖介紹,在我國干旱地區(qū),地膜覆蓋技術(shù)比其他技術(shù)更高效、更具成本效益。
地膜技術(shù)帶來平均增產(chǎn)45.5%
地膜于20世紀(jì)50年代末引入中國,20世紀(jì)60年代初開始應(yīng)用于蔬菜生產(chǎn)。過去幾十年中,該技術(shù)應(yīng)用于多種作物,已通過保蓄土壤水分和提高土壤溫度而實現(xiàn)增產(chǎn)。2012年,中國約有13％的耕地覆蓋地膜,占全球地膜使用量的60％。
論文第一作者、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所副研究員孫東寶介紹,為全面了解地膜覆蓋對我國農(nóng)作物的產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益和水分利用效率的影響,他們通過整合分析我國1979年以來田間試驗大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),地膜覆蓋可使51種作物產(chǎn)量平均提高45.5％,水分利用效率平均提高58.0％。
如果以2012年的地膜覆蓋面積和覆膜增產(chǎn)效應(yīng)計算,小麥、玉米和水稻三種主要作物的總增產(chǎn)量為3000萬噸,相當(dāng)于額外增加390萬公頃耕地用于生產(chǎn)糧食。
“我國政府鼓勵使用地膜覆蓋技術(shù),這對作物產(chǎn)量和農(nóng)民收入具有重大好處。”張福鎖說,地膜覆蓋技術(shù)能讓農(nóng)民收入每公頃凈增加2008元—5960元。
地膜覆蓋不僅節(jié)水，還具有增溫效應(yīng)
地膜覆蓋技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展,形成了可用于不同類型的覆蓋方式,包括平地覆蓋、起壟覆蓋、地表部分覆蓋和地表全覆蓋等。
在全國范圍內(nèi),地表全膜覆蓋作物增產(chǎn)77.9％,地表部分覆膜作物增產(chǎn)為38.9％；全膜覆蓋和壟作相結(jié)合,可增產(chǎn)84.7％。
論文共同通訊作者、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員王慶鎖介紹,全膜覆蓋和壟作結(jié)合形成的全膜雙壟溝技術(shù)已在西北地區(qū),如甘肅省,大面積應(yīng)用。
王慶鎖說,西北半干旱和干旱地區(qū)的水資源短缺限制了作物生長。地膜覆蓋可以有效降低土壤蒸發(fā),富集降水,將更多無效蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)性耗水,大大提高作物產(chǎn)量和用水效率。
在年降水量少于400毫米的地區(qū),地膜覆蓋技術(shù)比其他技術(shù)更高效、更具成本效益。地膜覆蓋在不顯著增加農(nóng)田耗水的同時,使作物單產(chǎn)提高86％,作物水分利用效率提升45.3％-106.4％。在年降水量大于400毫米的相對濕潤地區(qū),地膜覆蓋增產(chǎn)效應(yīng)降低到40％左右。
王慶鎖介紹,地膜覆蓋不僅節(jié)水,還具有顯著的增溫效應(yīng)。春季期間,地膜覆蓋可以使表土(5厘米)溫度升高1.8℃-2.7℃,在某些情況下甚至可以達(dá)到6.8℃。這種升溫效應(yīng)對于作物出苗和早期形態(tài)建成具有重要意義。
地膜覆蓋對環(huán)境影響值得系統(tǒng)研究
但是,地膜的長期使用已顯示出“副作用”。“地膜覆蓋導(dǎo)致塑料薄膜殘留物在土壤中積累,在某些情況下降低了土壤肥力,惡化了土壤水分滲透性等土壤特性,導(dǎo)致減產(chǎn)。”張福鎖說。
地膜覆蓋可能對土壤特性(例如土壤水分滲透率)產(chǎn)生負(fù)面影響、加速土壤有機(jī)質(zhì)分解等。傳統(tǒng)的聚乙烯地膜降解過程中,一些對環(huán)境有害的化學(xué)產(chǎn)物,例如鄰苯二甲酸酯、鄰苯二甲酸二(2—乙基己基)酯、醛和酮等會釋放到土壤中。
專家認(rèn)為,未來應(yīng)加強(qiáng)地膜覆蓋技術(shù)完整生命周期分析,探索地膜分解物對土壤健康和下游生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響。
據(jù)《中國科學(xué)報》
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