2020-07-27 19:22:22
日前,《國家科學評論》在線發(fā)表了中國農業(yè)大學與中國農業(yè)科學院農業(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。該研究通過大數據整合分析發(fā)現,地膜覆蓋可使作物產量提高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),地膜覆蓋技術比其他技術更高效、更具成本效益。
地膜技術帶來平均增產45.5%
地膜于20世紀50年代末引入中國,20世紀60年代初開始應用于蔬菜生產。過去幾十年中,該技術應用于多種作物,已通過保蓄土壤水分和提高土壤溫度而實現增產。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、中國農業(yè)科學院農業(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作物的產量、經濟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據發(fā)現,地膜覆蓋可使51種作物產量平均提高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效應計算,小麥、玉米和水稻三種主要作物的總增產量為3000萬噸,相當于額外增加390萬公頃耕地用于生產糧食。
“我國政府鼓勵使用地膜覆蓋技術,這對作物產量和農民收入具有重大好處。”張福鎖說,地膜覆蓋技術能讓農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
地膜覆蓋技術經過多年發(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,地表全膜覆蓋作物增產77.9％,地表部分覆膜作物增產為38.9％；全膜覆蓋和壟作相結合,可增產84.7％。
論文共同通訊作者、中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員王慶鎖介紹,全膜覆蓋和壟作結合形成的全膜雙壟溝技術已在西北地區(qū),如甘肅省,大面積應用。
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)轉化為生產性耗水,大大提高作物產量和用水效率。
在年降水量少于400毫米的地區(qū),地膜覆蓋技術比其他技術更高效、更具成本效益。地膜覆蓋在不顯著增加農田耗水的同時,使作物單產提高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),地膜覆蓋增產效應降低到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。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到6.8℃。這種升溫效應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,導致減產。”張福鎖說。
地膜覆蓋可能對土壤特性(例如土壤水分滲透率)產生負面影響、加速土壤有機質分解等。傳統(tǒng)的聚乙烯地膜降解過程中,一些對環(huán)境有害的化學產物,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。
專家認為,未來應加強地膜覆蓋技術完整生命周期分析,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《中國科學報》
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