全 文 ：第9卷 第 1期
2 0 01年 3月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．9 No．1
March． 20 01
黄土高原区农田覆盖效应与前景分析
梁银丽 张成娥 郭东伟
(案国 学藩水土保持研究所 杨 陵 ?1210)
摘 要 依据黄土高原区的水热条件．结合已有研究结果，筒进了黄土高原地区农田不同覆盖类型，诸如秸秆覆
盖 聚氯己烯薄膜覆盖、生物覆盖等。舟析了农田覆盖技术的生态环境效应年Ⅱ经济效应，农田覆盖可提高土壤音水
率，增加土 耕屠温度，改善土壤肥力状况，减少水土流失．促进作物生长．并指出生物覆盖、秸秆还 田年Ⅱ聚氯己烯
薄膜覆盖技术在该区的应用前景。
美■词 农田覆盖 效应 黄土高原区
The benefit aad prospect of farm]aml rolick oB L,D4BB~Plateau．LIANG Yin—LhZHANG Cheng-E’一GUO Dong—Wei
(Institute of Soil andWaterConservation，ChineseAcademyofSciences andMinistryolWaterResources，Yangling
712100)，CJEA，2001，9(1)：55～ 57
Abstract According to the water and calorifle condition on Loess Phteau and the research results obtained-dlffer—
ent mulch types such as straw mulch．plastic film mulch，biological mulch，etc．，their environmental and eeonomi—
cal benefit of farmland mulch of Loess Plateau were introduced and the application prospect of farmland mulch of
Loess Plateau was discussed．It was pointed OUt that the farm nd mulch could raise solI moisture content，iflcrease
temperature of plough layer．improve soil fertility-reduce soil and water loss，and promote crop growth．It was
put forward that biological mulch，plastic film mulch and straw or stubble mulch should be applied extensively of
Loess P1ateau．
Key words Farmland mulch，Banefit-Loess Plateau
1 黄土高原区农田覆盖主要类型及其作用
黄土高原地处我国内陆地区，农业生产主要依靠天然降水。该区降水时空分布极不稳定，区间差异甚大，
东南部年降水量>600mm，而西北部多~200ram，东南部干燥度 1．0左右，西北部达 4．0以上，除高山地区
和少数湿润区水分供给较充足外，大部分地区呈现不同程度的水分亏缺，水是该区农业生产发展的制约因
素。黄土高原地区气候冷暖分明，年均温度在水平垂直分布上差异甚大，东南部的河南省洛用高达15℃，西
部的青海省化隆县仅为 2．2℃。温度月较差 4～9月 8．6～14．7℃，7月达 27．5℃。东南部的河南省洛阳
≥IOV年活动积温为 4941℃，而西部的青海省化隆县仅为 955。6℃，两地相差近 4000~C；宁夏回族自治区泾
源县六盘山上≥IOV年活动积温为461℃，山下为 1900~，高低相差约 1400~。年无霜期东部达 238d，可满
足喜温植物的生长发育，作物 1年两熟}西部则仅有 91d，只能满足小日月喜凉植物的生长发育，作物 1年一
熟，因此，温度也是影响该区农业生产发展的重要因素。
农田地面覆盖是利用化学、物理和生物物质覆盖农田地面，以促进农作物生长发育的栽培技术措施之
一
，具有保水、调温、改善土壤理化性状、促进土壤微生物活动、消灭病虫杂草、防止土壤盐碱化和保持水土的
作用，是目前乃至今后很长一段时期内提高黄土高原区农田系统生产力极为有效的技术措施之一。该区农田
覆盖主要类型有秸秆覆盖、聚氯乙烯薄膜覆盖和生物覆盖。秸秆覆盖是将秸秆、干草、枯草等植物有机残体覆
盖在土壤表面的农作措越，它除腐烂分解向土壤释放养分外，还具有防止耕作和降雨等造成的土壤板结，保
持土壤自然结构I避免土壤与大气直接接触，减少太阳辐射，显著降低土壤水分的蒸发速率，使表土液态水直
接为作物利用I可提高土壤渗透性，促进微生物活动，增加土壤有机物质和促进团粒结构的形成；减少雨水
· 。九五 中国科学院重大项目(KZ951一A1—301)、特别支持项目(KZ95T一04—0"和中澳台作 ACIAR项目(L．WRl／95／07)及目家科技攻关
项 目(gS一04-05—0s)共同资助
收穑日期{200C~07—18 改回日期{2o00—08一l6
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56 中 国 生 态 农 业 学 报 第9卷
径流，避免土壤冲刷；风沙区可减轻土壤颗粒的跳跃移动，防止风蚀；盐碱地可降低因土壤表面蒸发而导致的
盐分在地表积聚速率和土壤表层硬壳的形成等特殊作用。薄膜覆盖是将 0．O1～O．02mm厚聚氯乙烯薄膜严
密覆盖农田地面，利用其透光性好、导热性差和不透气等特性调节农田光热条件，促进农作物生长发育，提高
作物产量。自2o世纪 8o年代以来聚氯乙烯薄膜覆盖栽培面积迅速扩大，业已成为黄土高原水土流失区主要
增产措施之一。生物覆盖是指在地面种植一些豆科、禾本科草本植物，发挥其根系、茎叶的固定、穿插和遮盖
作用，以防止风蚀、水蚀，增加土壤有机质．疏松土壤，保持水土的目的。
2 农田覆盖效应
农田覆盖效应一是提高土壤含水率，覆盖将蓄水、藏水、保水与土壤培肥融为一体，缓解了缺水矛盾，干
旱时可减少土壤水分蒸发，土壤水分条件普遍得到改善。试验结 衰1地囊小麦土囊水分变他
果表明，地膜覆盖区土壤含水量明显高于平作区(见表 1)；二是 Tab一1 The changes of water content in p|astic
增加土壤耕层温度，地表覆盖对耕层增温效应较明显，表 2显 “ ulching “
示，冬季晴天地膜覆盖能明显增加早晚耕层地温，降低中午温 l幢 ； l
度，降低温度的日变化幅度，阴天条件下地膜覆盖能增加全天的
耕层地温；三是改善土壤肥力状况，秸秆覆盖农田可显著提高土
壤有机质含量，培肥地力，改善土壤理化性状。如陕西省固原县
多年秸秆还田定位试验结果表明，试验第 2年与第 3年的土壤
有机质含量与秸秆覆盖量之间呈极显著正相关关系}四是减少
水土流失，如陕西省定西试验示范区试验结果表明(见表 3)，在
作物行间覆盖秸秆 6oookg／hm 后 1991年径流量为 45．3O
m ／hm ，而 1992年为 28．95m ／hm ，分别 比常规耕作174．75
m ／hm 和 II6．17m ／hm。减少 74．O8 ，Im土层中贮水量分
别增加41．19 和4o．7O 。在野外进行模拟试验结果表明，
衰 2 地囊覆盖小麦土壤疆度的变他(1999—01)
T,b．2 The cI丑 soilImt~aturein p1．自由幽 mukhi~,6at cidd J珈 ，1999
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10 8．4 9．8 11．3 7．4
20 10．8 12．8 13．0 【0．0
30 11．6 11．0 12．7 【1．1
40 11．1 18．1 10．8 0．9
50 12．5 14．8 12．8 2．8
80 12．7 16．5 14 4 4．1
70— 13．2 18．7 14．5 5．8
80 13．6 15．9 18．7 8．4
90 14．2 1 7 15．2 8．4
1O0 15．5 17．1 18．8 5．9
120 14．8 17．2 17．3 5．8
140 12．9 15．8 15．2 5．6
160 12．0 14．8 13 8 5．9
180 12．8 14．0 18 9 4．3
200 11．9 13．0 12．8 3．9
在 15 坡地、雨强为 1．78mm／mia条件下秸秆
覆盖的平均径流流速为 16．80cm／s，较对照
(30．65cm／s)阻延流速13．85cm／s，含泥沙量为
87．09kg／m ，较 对 照 (173．5kg／m )减 少
49．34 ，径流系数为 0．38，较对照(0．51)低
0．13。坡耕地采用秸秆覆盖可增加地面粗糙度，
延缓起流时间，阻延流速，减少泥沙含量，控制
和减少土壤侵蚀，培肥土壤}五是促进作物生长
发育，不同覆盖处理下玉米的生育进程表现不
同。与对照相 比，地膜覆盖玉米出苗早5d，整个
衰3 秸秆覆量对不同柱度下径漉泥沙的彤响
Tab．3 The effects of straw mulch on runoff silt under diferent solpe gradients
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5 0．78 1 3．80 ．80 7．0e 0． 388 0．2390 38．40 m 80 0．14 11．8 2．0 82．96
1．78 1 9．74 8．79 12．95 0． 41 7 0889 37．26 0．40 0．22 85．4 8．5 86．22
10 m 76 2O．32 12．67 7．85 0． 971 0595 38．78 0．41 0 28 34．2 19．4 43．28
1．77 28．27 l4．52 13．75 0． 514 0-1350 10．83 0．蛎 O．30 7g，0 19．? 7g．64
15 0．78 81．50 18．17 43 0． 089 0．0789 88．78 0．44 m 88 57．1 44．4 22．84
1．78 3D．65 18．80 1 3．85 0． 】83 0．1227 48．79 0．51 0．88 l7 5 87．9 49．34
生育期缩短16d。表4表明，地膜覆盖和地膜+秸秆覆盖处理的作物根数、根宽、根干物质量均比对照增加，
其中地膜覆盖分别增加 25．1 ～39．3 、24．5 ～36．5 和 24．7 ～39．1 ，地膜+秸秆覆盖则分别增加
36．3 ～67．5 0／、40．4 ～48．I 和 39．7 ～58．7 。覆盖处理土壤理化特性明显改善，促进了玉米根系生
长发育，使根系发达，根条数增多，吸收面积增大，为作物生长发育和高产奠定了基础；六是提高农田生产力
和水分利用效率，由于农田覆盖抑制了蒸发，使地表物理蒸发的相当部分转化为植物的有效蒸腾，有利于作
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第1期 粱银丽等，黄土高原区农田覆盖效应与前景分析 57
物生长发育，提高产量和水
分利用率。试验表明，麦地休
闲期秸秆覆盖使农田多蓄水
2O．0～4o．1ram，降水利用
率提高 l4．5 ～29．1 ，小
麦产量相应提高 787．5～
1407kg／hm ，增产 17．5 ～
31．3 。旱作玉米试验表明，
生育期秸秆覆盖处理比对照
全生育期多蓄水 69．3ram，
表 4 黄土高藤区不同
Tab．4 The feature of corn root under different mulch treatments on Loess P1ateau
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增产23．2 ～58．1 ，水分利用效率提高4．80～8．55kg／hm mm，每生产lkg籽粒节水81．5-：-245．4kg。
地膜覆盖使高山区玉米平均增产 1500~225okg／hmz，增产率为 66 ～l00 ，平坝区增产 2400kg／hm ，增
产率为26．0 。1996年在黄土高原不同水土流失区进行农田覆盖示范结果表明，小麦增产 555 1132．5
kg／hm ，增幅达 25．o ～50．o 。陕西省长武县试验表明，1998年地膜 玉米产量 5346kg／hm ，比平作
(3291kg／hm。)增产 62．4 {水分利用效率为 2O．Okg／hm ·mil，比平作(13．5kg／hm ram)增加 44．4 。
1998年地膜小麦产量为 2734．5kg／hm ，平作为 2700kg／hm。；地膜栽培生育期耗水量为 369．3ram，平作为
378．2mm}产量提高l1 ，水分利用效率提高l3 。1999年玉米采用地膜种植、改等距离种植为宽窄行、科
学施肥模式，使 39．1hm。玉米平均单产达8610kg／hm 。
3 黄土高原区农田覆盖技术发展前景
秸秆覆盖具有良好的改土培肥，改善土壤结构，增加 0．05～0．25ram的粗粒级微团聚体含量，提高土壤
养分等作用。同时由于秸秆覆盖技术具有成本低、易推广的特点，目前已在粮食作物、蔬菜、花卉、树木育苗生
产中得到大面积应用，它是黄土高原地区主要的覆盖技术之一。地膜覆盖技术是 2o世纪 5o年代初期伴随塑
料工业兴起之后发展起来的， 0年代末～8o年代初我国各地开始试验示范和推广该项技术，特别是东北、华
北和西北等地区在农作物棉花、水稻、花生、烟草、甘薯、马铃薯和蔬菜、瓜果等方面利用聚氯乙烯薄膜覆盖获
得了明显的增产增收效果，覆盖栽培面积日益扩大。但不同的覆膜方式(如普通覆膜、起垄覆膜、后期揭膜
等)保水效应和增产效果有明显差别，在黄土高原不同地区、不同作物和不同条件下仍需进行较为深入的研
究。以确定科学合理的覆膜方式。地膜覆盖是传统农业与现代工业相结合所产生的突破性农业生产措藏，它
作为1种集约栽培方式，不但适应于高投入高产出的密集劳动，而且把光、热资源的利用延伸到低温季节，十
分符合黄土高原的自然条件。随着我国塑料工业的迅速发展和人们对粮食需求量的增加，超薄、高强度、低成
本薄膜，光解地膜和相应铺膜机械的出现和应用，必将使覆膜栽培技术有更广阔的发展前景。土壤耕作措施
也可视为 1种特殊的覆盖方式，它是黄土高原干旱半干旱地区作物栽培中重要的增产技术之一，O~lOcm土
壤表层在无覆盖情况下受外界条件影响较大，水、气、热等因素变动频繁，常不利于作物根系的生长发育。在
黄土高原区根据作物生长的要求与土壤水分季节性变化规律，采取一定的表土作业措施，创造一定的土壤覆
盖层可防止水分蒸发与流失，它投资少、见效快、易操作，是广大农民长期实践积累下来的丰富经验，目前乃
至今后在该区农业生产中仍将发挥其重要作用。
参 考 文 献
1 王墓轩，集银丽等．不同耕作措蘸对保持水土、提高土壤水分利用事和转化亭的效应．水土保持通报．1989，9(1)t41～44
8 山 仑．提高旱地农田生产力的若干生态生理问题．干旱地区农业研究t1985(4)t71~80
8 闰晓艳，张大光，也劈芝．地膜覆盖对土壤韫度、水分及遘效养分变化的影响．现代土壤科学研究．北京：中目农业科技出版杜，1994．95
4 苏墓纯，饪 洪．曹一千．曩膜藏培对土壤水分及玉米产量的影响．现代土壤科学研究．北京，中国农业科技出版杜·1994．368~870
5 刘■程，丘华昌．秸秆曩蓝还田柏改土怍用盈其机理研究．现代土壤科学研究．北京：中国农业科技出版社，1994．417~418
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