水稻大田覆膜增温湿润栽培技术研究与进展

一、起因、发展与推广现状

竹山县地处鄂西北山区，境内水田海拔高相差悬殊。海拔600～1000米的中高山水田，由于山高气寒，泥温低、水温低，以低温冷害为主的自然灾害发生频繁，种植水稻“早期迟发、中期荒草、后期秋风”等问题十分突出，使喜温喜光的水稻生长遭遇重重障碍。在推广地膜水稻以前，农户一直采用古老的水稻极早熟品种与栽培技术，平均产量极低，每公顷产量多数年份在3000千克左右，灾年甚至绝收。

受玉米覆盖地膜增温增产启示，1993年竹山县海拔800米左右的大庙乡万兴村农户，试探性地将用于覆盖玉米的地膜覆盖于水田，然后打孔插秧，秋收时覆膜水稻比未覆膜水稻增产50%以上。1994年许多农户纷纷效仿，再次取得明显增产效果。1995年竹山县农业技术人员在十堰市农业局统一部署下开始协作攻关，当年分不同海拔、不同类型田块做正规布点试验，并逐步完善技术，组织规模示范。1996年，全县示范面积达600多公顷，1997年达1800多公顷，以后每年推广面积都稳定在2000公顷左右。

1997年，湖北省科委、农业厅在十堰市召开全省水稻覆膜栽培现场示范会，随后全国农技推广中心又在十堰市召开南方12省水稻专家参加的地膜水稻现场观摩会。1999年，国家农业部又在十堰市召开地膜水稻现场会，来自四川、江苏、云南、河南等15个省市区的代表参观了水田地膜覆盖这一全新的栽培技术，有力地促进了该项技术的推广。目前，该技术经过多次改进、完善、提高，不仅在我国南部山区和北方稻作区得到广泛运用，还推广至马来西亚、印度尼西亚、孟加拉、土耳其等11个亚非国家。

二、地膜水稻六大技术突破

与常规水稻栽培技术相比，水稻地膜覆盖栽培至少有六个方面重大突破：一是突破了地膜只能覆盖于旱地的传统观念与做法，首开了水田水生作物覆盖地膜的先河，大大拓宽了地膜覆盖的范围；二是实现了水稻由以“淹作管理”为主向“湿润管理”为主的转变，不仅增强了水稻的根系活力，同时开辟了水稻节水栽培新途径；三是水田严实覆膜后能够彻底闭杀杂草，为消灭水田恶性杂草找到了一种新的方法；四是突破了杂交水稻的种植区域，通过覆膜增温，使生育期较长的杂交水稻能够在过去的禁区——年积温不足的高山种植，通过覆膜保湿，使水稻能够在水源不足的田块（或旱塝田）种植；五是实现了高山水稻由中低产向中高产的突破，使高山水稻单产得以稳定、大幅度地提高；六是可以大幅度减少水稻生长季节稻田甲烷（温室气体）的排放量，保护地球生态环境。

三、增产效果与原因

（一）增产效果

鄂西北山区多年试验示范研究结果表明：高山（海拔800米左右）水田覆盖地膜，若技术得当，与常规栽培相比，平均增产稻谷50%；中山（海拔600米左右）平均增产30%；低山（海拔400米左右）增产20%左右；冷、烂、酸、毒田，增产更加显著。

（二）增产原因

1. 改善了稻田的生态环境

稻田覆膜后，采取湿润半旱式管理，使稻田生态环境发生了许多利于水稻生长的变化：

①前期泥温明显升高（图1）。水稻覆盖地膜后，由于地膜的增温、保温作用，在水稻生育前期泥温增加非常显著。从水稻插入大田至6月30日，覆膜稻田泥面总积温为1654.5℃，比露地稻田增加175.4℃，日均温增2.5℃，这为高山水稻克服早期低温僵苗，争取早生快发、蘖多穗大创造了有利条件。在水稻生长后期，由于覆膜水稻生长繁茂，基部透光相对减少，泥温反而低于露地水稻。

②提墒保墒能力增强。稻田覆盖地膜后，为提高泥温，必须改传统的淹作栽培为湿润栽培。稻田在覆膜湿润栽培条件下，土壤水分受热力梯度影响，深层水分向泥表移动加剧，至膜面后凝结滞留于泥表，因而表层土壤墒情与不覆膜相比有明显提高，一般情况下能够满足水稻对水分需求（水稻需水敏感期除外）。这也是地膜覆盖水稻能够采用湿润管理的原因所在。

③田间湿度相对降低（图2）。稻田覆盖地膜后，虽底层水分向上活动加剧，但由于地膜阻挡了土表水分的蒸发，在水稻整个生育期田间湿度均低于未覆膜稻田。尤其是前期，湿度降低更为显著，从而使水稻的部分病害相对减轻。

④田间杂草明显减少。稻田覆盖地膜后，杂草数量极显著减少，从而免除了稻田的除草用工、用药，减少了土壤养分消耗。其原因主要是由于地膜紧贴泥面，杂草种子因缺氧难以萌发；即使有少量种子萌发，幼芽遇地膜后因高温生长受阻，甚至灼伤死亡，而水稻是打孔插入，故可正常生长。这也是水稻地膜覆盖栽培能够采取湿润管理而避免草荒危害的重要原因。

⑤稻田需水明显下降。稻田覆膜栽培，除在灌水插秧、返青分蘖、孕穗拔节、扬花灌浆等水稻关键需水期外，均宜采取湿润管理，保持沟中有水、厢面湿润即可。由于覆膜后土壤蒸发减少，保水性能提高，因而覆膜水稻需水量与未覆膜相比大为下降。据测定，覆膜水稻每公顷需水量为1974米3，与未覆膜水稻相比节水率达78.3% ，所以覆膜水稻还是一项重要的节水栽培技术，在塝田干旱年份以及水源不足地区，具有较大的运用价值，这在该县几次大旱中已获得印证。

⑥肥料损耗明显减少。稻田覆盖地膜，有效地隔断了膜内外之间的联系，肥料集中施于厢中膜内，受地膜保护很难直接挥发、下渗或随降水流失，而且采用湿润管理，减少了稻田的灌水与排水，也使土壤养分流失相对减少。另外，覆盖地膜后杂草减少，也减少了养分的无效消耗，因而覆膜水稻肥料利用率明显提高。

⑦土壤理化性质改善。稻田覆盖地膜后，采取湿润管理，由于土壤水分向上垂直活动加剧，在水分涨缩运动中，土壤毛细孔逐渐发达，土壤通透性逐步得以改善，氧化还原电位升高，从而利于土壤养分的氧化、分解与释放，减少有毒物质的产生与积累，进而利于水稻的根系发育与地上部分的生长。

⑧前期光照相对增强。稻田覆盖地膜后，膜内水分蒸发，很快在膜底面凝结形成水珠，对阳光具有一定的反射作用，因而覆膜水稻除接受太阳光直射外，还接受来自地膜的反射光。对水稻多方位受光、增加光照强度、提高光合效率、改善基部透光、加速前期干物质积累具有一定作用，对减少部分病虫危害也有一定效果。

2. 增强了水稻生理机能

稻田覆盖地膜后，由于生态环境发生了根本好转，使水稻的许多生理机能得到了明显增强。

①根系发育快，吸收水肥能力强。稻田覆盖地膜，由于泥温增加，氧化还原电位升高，供肥能力增强，对水稻根系的发育极为有利，水稻插秧后发根快、扩展迅速。据试验，在同等栽培条件下，覆膜水稻分蘖期根鲜重比未覆膜水稻增79%；根干重比未覆膜水稻增75%，且盖膜稻田采取湿润管理，水稻根系中吸收能力较强的毛细根特别发达，黑根少、白根多、活力旺盛，因而对水肥吸收能力明显增强，从而为地上部分的旺盛生长提供了条件。

②前期群体增长快，光合能力强。水稻插于覆膜水田，由于根系发育快，地上光照足，因而返青分蘖较快，且前期群体增长快。据试验测定，至分蘖期，覆膜水稻在株高、单株茎蘖数、单株叶面积等方面均明显超过未覆膜水稻，其中株高增8.9%、单株茎蘖数增34.8%、单株叶片数增14.3%、单株叶面积增54.0%，且覆膜水稻前期叶色普遍较浓。由于覆膜水稻前期叶面积大，光合效率高，因而光合能力明显增强，积累同化产物较多，从而为高产稳产打下了良好的物质基础。

③抽穗扬花早、库大源丰流畅。地膜覆盖水稻由于泥温较高，可以早播早插，且由于前期积温增加显著，因而生育进程相对加速，抽穗扬花相对提早。由于分蘖发生早，低位分蘖多，因而单蘖叶片数多、叶面积大，穗分化时间充足，穗型较大，单穗营养面积足，在适宜温度下养分输送流畅，灌浆速度快，空瘪率低、千粒重高。这对解决高山长期以来由于积温低、扬花迟，后期遇低温则灌浆迟缓、空瘪率高、穗小粒少有重要意义。据多年试验观察，覆膜水稻与未覆膜相比，一般扬花提早10～15天、穗总粒数提高10%～20%、空瘪率下降5%～10%。低温年份，空瘪率下降更为显著。

3. 各产量构成因素均有提高

试验及大面积示范结果表明，水稻覆盖地膜后，单位面积有效穗数、穗实粒数、千粒重等产量构成因素，均有不同程度提高。

①有效穗数明显增加。试验结果表明，在同等栽培条件下，覆膜水稻单位面积有效穗比常规水稻增33%，部分极为冷浸、覆膜得当的田块，有效穗增幅达50%以上。覆膜水稻有效穗显著增加，其原因是覆膜水稻分蘖优势明显，早期低位分蘖较多；其次是分蘖成穗率较高。

②穗实粒数增加。试验结果表明，覆膜水稻穗实粒数比常规水稻增22.9%。大面积示范结果表明，覆膜水稻穗实粒数比常规水稻增12.6%。覆膜水稻穗实粒数较高，一方面是因为覆膜水稻低位大蘖多，穗总粒数相对较高；另一方面是因为覆膜水稻灌浆时温度适宜，空瘪率相对较低。

③千粒重有所提高。覆膜水稻与常规栽培水稻相比，明显籽粒饱满、色泽亮黄。经测试，覆膜水稻千粒重比常规栽培增4.6%～20.9%，原因是覆膜水稻地下根系活力较强，地上叶片光合能力较强，茎秆叶鞘储藏养分充足，加之灌浆温度适宜、灌浆时间长，灌浆更为充足。

四、技术要点

水稻覆膜增温湿润栽培技术，是在原有水稻栽培技术基础上，增加了地膜全覆盖栽培技术，吸收了水稻半旱式栽培湿润管理、寒地水稻稀植等技术的优点，经不断修改完善而形成的一套全新的水稻栽培技术，被专家誉为“水稻栽培史上的又一次突破”。其技术要点如下：

（一）选择适宜覆膜田块

水田覆膜，每公顷需增加地膜投入750元左右（需地膜52.5千克），宜选增产幅度较大田块覆盖。实践证明：高山水田、二高山槽田及低山冷烂酸毒田以及杂草严重田块，覆盖地膜后均增产显著，是实施水稻覆膜栽培的首选田块。

（二）采用高产杂交稻种

水稻覆膜栽培，熟期明显提早。为充分利用光热资源，发挥覆盖地膜的增产潜力，应淘汰原有虽生育期较短、但产量较低的常规稻种，改用分蘖力强、生育期相对较长、长势旺盛、产量较高的杂交稻种。具体品种可根据当地情况，经试验后因地制宜确定。

（三）旱整水平、规范沟厢质量

冬闲田在冬前深耕晒垡基础上，春季施足腐熟农家肥，然后翻耕，再灌水、撒化肥、耙田、搅田边，整个大田表面应尽量整平。冬作田前茬收获后及时施农家肥，然后同样翻耕、灌水、撒化肥、耙田、搅田边。田耙平后沉实1～2天，然后按2米宽开沟起厢，也可在田耙平后先起出毛厢，次日再继续修整，要求厢沟宽25厘米左右，深25～35厘米，净厢面宽175厘米，四周开好围沟。

（四）施足底肥，多施长效、增温肥料

水稻覆盖地膜后，肥料挥发、流失少，加之追肥不便，一般不追返青分蘖肥，因此尽量施足底肥。最好选用颗粒性状好、肥效长的缓释性多元复合肥与速效肥搭配使用，多施优质农家肥，尤其是具有增温效果的牛栏粪等，以延长肥效、提高泥温。一般每公顷施40～60吨农家肥，750千克水稻专用肥（或优质三元复合肥），100～150千克大颗粒（或缓释性）尿素。其中农家肥需在翻耕前施入，化肥既可在耙田前撒入又可结合起厢均匀撒入厢面，混入表层泥中。

（五）严防早期病虫

高山水田水稻二化螟、负泥虫等历来为害较重。对常年虫害较重田块，最好在厢面撒施内吸性杀虫剂（如克百威）并混入泥中后，再覆盖地膜。农药在膜内缓慢释放并发挥作用，可较好地控制水稻前期多种虫害，并可节省用工，降低环境污染。

（六）把握栽插时机，适时覆盖地膜

水田覆盖地膜，一般选宽1.7米的水田专用强力超微膜。覆膜宜在水稻插秧前2～3天，趁晴天厢面无水、泥尚松软时进行。覆膜时膜尽量与厢面紧贴，绷紧、铺平，避免地膜在厢面鼓起气泡，膜边要用手压入泥中，确保厢面密封，增强保温、除草、保肥、保墒等效果。

（七）宽行稀植，降低插秧蔸数与本数

多年实践证明，水稻覆膜栽培以插旱育中、小苗为好。由于水稻覆盖地膜后，早期泥温增加显著，分蘖明显较早较快，稀植情况下，单株分蘖可增加一倍以上，且秧苗生长明显较旺，为防止后期苗数过多、生长过旺，力争穗大粒多、稳产高产，需大幅度降低基本苗数。高山可按照株距12厘米左右、行距25厘米左右插秧，每蔸插双本（单本就是一粒谷种长成的水稻秧苗；双本就是将两粒谷种长成的水稻秧苗合并在一起）。二高山田、低山田可按照株距15厘米、行距35厘米左右插秧，每蔸视苗情插单本或双本。插秧时，需先用板上钉有木钉的简易“定苗器”或滚轮式“定苗器”打孔。插秧时间冬闲田可比常规插秧早7～10天，以插旱育小苗（最好是塑料穴盘育苗）为好。冬作田前作收获后及时整田、覆膜、插秧，以插旱育中苗为好。

（八）干湿交替，强调湿润管理

水田覆盖地膜，淹作条件下不仅无增温效果，据测定温度比未覆膜还低1.9℃。地膜虽露出水面，但田间水位过高，增温效果也不太理想。而只保持沟中有水、厢面湿润，增温效果十分明显，且有显著改土功效。因此水稻覆膜栽培，除在整田插秧、返青分蘖、圆秆拔节（是指水稻从茎基部由扁平变圆、开始拔节这个时期，即水稻开始起身拔节这个阶段）、抽穗扬花等水稻关键需水期外，只保持沟中有水、厢面湿润即可。尤其是冷浸田，平时要尽量排干田水。另外，覆膜水稻由于分蘖旺盛，晒田宜早，早晒、轻晒、勤晒，苗到不等时，以减少无效分蘖，提高成穗率。对地势低洼、排水困难田块，若分蘖过于旺盛，无法晒田控蘖，可采用灌深水办法控制无效分蘖。

（九）后期看苗追肥，搞好叶面喷肥

覆膜水稻生长旺盛，生物学产量明显提高，因而需肥量亦相应加大，在施足底肥基础上，为争取穗大粒多，宜在圆秆拔节期，结合灌水抢晴天在厢面看苗每公顷撒施尿素45～60千克，然后灌水淹没膜面，使肥料随水渗入地膜孔内。另外，结合病虫防治，在水稻破口期前后叶面喷肥2～3次，肥料可用复硝酚钠、惠满丰、水稻专用微肥，加适量尿素、磷酸二氢钾、硼肥等，增产效果十分显著。

（十）小心收获，留膜二次利用

地膜水稻管理收获中，应尽量保持地膜完整，水稻收获后，还可直接在旧膜上打孔，移栽油菜或其他作物，提高后茬作物产量。

五、近年来研究进展

近年来，在广大技术人员共同努力下，不仅水稻地膜覆盖栽培技术本身已日趋完善，而且还衍生出许多新的技术。

（一）水稻覆膜寄插育秧技术

寄插是山区运用比较普遍的一种水稻育秧方式，先挖一个池，将谷种撒在池中旱育，秧苗长到2～3片叶时，再寄插到秧田里，待秧苗长大后再插到大田中，中间一段时间相当于把秧“寄”在秧田，所以叫“寄插”。

在水稻两段育秧中，将旱育的小苗（第一段秧）插于覆膜打孔后的秧田中（第二段秧），利用地膜的增温、保温效应，解决秧苗寄插后遇低温易僵苗、死苗等问题，促进秧苗健壮生长、快速分蘖，提高秧苗整体素质，效果十分显著。

（二）水稻穴盘（或肥床）旱育覆膜插秧技术

水稻地膜覆盖栽培，最初采取水育秧苗，由于秧苗嫩、秧根长，不仅栽插不便，而且插后还殪较重（即返青较慢），遇高温干旱死苗较多。经试验改为插塑料穴盘（或肥床）旱育的水稻秧苗，这种秧苗根粗短、苗矮健，插秧方便，而且插后基本不死苗、不还殪、生长快、长势旺、产量高，因而深受广大农户欢迎，目前已成为地膜水稻的主要插秧方式。

（三）水稻种膜复合技术

该技术是将种子精选、处理后，按照预定株行距粘着、固定于打有微孔的膜上，形成一种特殊的“种膜复合体”。使用时直接将“种膜复合体”铺于整好的水稻秧田或大田，种子接触稻田湿润泥土后即可扎根、出苗，从而免去插秧等操作，同时实现播种标准化。该技术简洁、规范，是地膜水稻的发展方向，目前在竹山县已小面积试验成功，增产、节支效果十分显著，但“种膜复合体”制作技术尚有待研究、完善，只有实现机械化、低成本制作，才能大面积推广。

（四）水稻覆膜直播栽培技术

该技术是在整田（旱整或水整）覆盖地膜后，直接打孔播种已催芽的谷种。经竹山县多年试验、示范，其突出优点是免除了育秧与插秧工序，较为省工，且水稻低位分蘖多、穗大粒多，但因出苗阶段容易被雀鸟为害，导致缺苗，加之播谷种还不如插秧方便快捷，因而推广面积不大。

作者简介：熊飞，高级农艺师，主要从事农作物新品种、新技术的试验、研究、示范、推广及农业规划起草、农民科技教育培训等工作。联系地址：湖北省竹山县农业局 邮编：442200。