如果要评选出近百年内在种植业或农业生产上最伟大的发明，“地膜”一定能排进前三。什么是地膜？其全称为“地面覆盖薄膜”，是指工业部门生产的专用于农作物地面覆盖栽培塑料薄膜。从世界范围来说，一开始谁将其发明并应用于作物种植已无从考究，也许只是他/她的一次“无心插柳”，却优化了世界上的整个种植业体系。地膜以轻、薄的身姿，成为了彻底改变作物产量和品质的大功臣之一。那么很多人可能会好奇，为什么薄薄的一层膜就能在农业生产史上书写下如此农膜重彩的一笔，下面让我们来了解一下吧。
地膜（图片来自网络）
地膜“简史”
20世纪中叶，随着塑料工业的兴起地膜覆盖技术开始得到发展。1951年日本开始将薄膜应用于农业生产中。美国在20世纪50年代初期将薄膜覆盖技术首先应用于夏威夷的农业生产中，1963年开始应用于亚利桑那州棉花种植中，其增产效果显著。70年代初，中国部分地区曾利用废旧普通农膜对蔬菜、棉花等作物进行小面积栽培试验，取得一定效果，但由于经济、技术原因未能得到推广。1978年农牧渔业部通过对外科技交流，从日本引进一整套的地膜覆盖技术，包括作业方法、专用地膜和覆盖机械。经过几年的消化吸收，为大面积推广应用提供了必要的技术、人力和物质条件，并与中国传统农业耕作技术相结合，形成了具有中国特色的地膜覆盖栽培技术体系。在基础理论研究方面，通过对覆盖效应及其对作物生育的影响，以及作物生理生化方面的问题进行深入的研究，提出了“覆盖栽培环境相对稳定效应”的理论，并总结出不同地区，不同作物的覆盖栽培技术的经验。1979年试制成功地面覆盖专用膜，接着又试制成功了多种有色地膜、反光膜、除草膜、光降解膜、耐老化长寿膜、切口膜等新产品。1983年又研制了低压高密度聚乙烯HDPE和线型低密度聚乙烯超薄地膜。1980年试制成功了地膜覆盖机，1984年已经可以生产不同动力牵引的各种覆盖机共60多种型号，1984年成立了中国地膜覆盖栽培研究会。仅在1985年，中国地膜覆盖面积就达到了1.80×106平方公里，跃居世界第一位。地膜覆盖栽培在近百种作物上均获得成功，有实用价值与经济效益的覆盖栽培作物亦有40多种。
大面积使用地膜（图片来自网络）
地膜的“大作用”
为什么地膜能被如此广泛的使用，这离不开地膜为农作物创造的优越的生长环境。
（1）促进种子发芽出苗。农作物的种子想要生长，第一步就是发芽。在作物收获后，种子会进入休眠状态。作为种子的自我保护机制，休眠可以使种子在遇到适宜的生长环境以前尽可能长久的使自身保持健康状态。在种植过程中，如果让种子自行进行发芽，其一需要的时间太漫长，其二是不同种子的休眠时间不一致，则出芽时间也不一致，最终导致幼苗长得高低不一，为田间农作物管理平添难度。因此，为了使幼苗长势比较一致，我们需要对种子进行催芽处理。想要种子出芽快，土壤水分和温度条件都要足够好才行。而覆膜后，由于有了遮挡，土壤中的热量和水分就不那么容易散发出去，从而起到了一定的保温保湿作用，加快了种子发芽和出苗的速度。
促进发芽出苗（图片来自网络）
（2）寒冬保暖，保护幼苗过冬。很多农作物在生长过程中都需要经历寒冷的冬天，如果此期间不注意保暖，在遭遇极端寒冷天气时，极容易发生幼苗冻伤冻死现象，最终大幅降低作物最终产量。地膜有良好的保暖效果，能够一定程度上帮助幼苗过冬。因此，覆盖地膜也相当于为小麦“穿”上了一件过冬的棉大衣。
为幼苗“穿冬衣”（图片来自网络）
（3）防止雨水冲刷，减少肥料流失。农作物在生长过程中同样也需要“吃饭”才能茁壮生长，而肥料就是农作物的“饭”。在农作物的不同生育节点，根据农作物生长到一定阶段对“饭”的需求大小，农民需要追施不定量的肥料。如果这时赶上多雨季节，这些肥料很容易被雨水冲刷而损失掉，作物就无法利用到这些肥料，从而失去追肥的意义，也造成了浪费。盖上地膜后，不仅可以在一定程度上阻止雨水对肥料的冲刷，还能通过降低肥料本身的挥发性而提高肥料的利用效率。
（4）改良土壤，提高农作物产量品质。我们上边已经提到，覆盖地膜后能够改善土壤的水分和温度条件，而这又能间接为土壤中的微生物提供一个良好的生活环境，加强土壤微生物活动，有利于土壤中有机物的分解，进而改良土壤结构，增加土壤肥力，最终改善农作物生长环境，提高农作物产量品质。
提高作物产量品质（图片来自网络）
（5）提高农作物对光照的利用效率。农作物生长到一定高度后和地面之间总会有阴影部分，这会影响到对光照条件需求较高的作物的正常生长。而地膜能够反光，这也就意味着在阳光照射下，到达地面的部分光线能够被反射出去。这对于长期位于贴近地面照不到阳光的植株部分的生长有良好的促进作用，从而使植株上下部分能共同发育，有利于农作物整体的生长。除此之外，很多经济作物也需要地膜的反光效果才能够更好的上色。例如苹果里含有一种红色素，红色素越多苹果越红，看起来就越有食欲。在苹果生育后期，利用反光地膜能够极大的增加太阳光的照射，当阳光照射苹果，受照射的这一边的红色素就会大量增多，苹果也就会越红。
给作物更多的光（图片来自网络）
（6）抑制杂草生长，减弱病虫危害。杂草可以说是农作物们的头号敌人，会跟农作物“抢肥抢水”，严重危害农作物生长。覆盖不透光的地膜能够使地面杂草病虫因光照条件不足而难以生长。而覆盖透光地膜能够通过调节土壤气候环境从而在一定程度上影响杂草生长及病虫害。
除草杀虫
（7）抑制土壤水分蒸发，提高水分资源的使用效率。但凡提起地膜，人们普遍所公认的一个最大的优点之一就是其保水能力，尤其在水分资源较为稀缺的干旱地区。在旱地农作物生产过程中，每年都有大量保存在土壤中的水分通过土壤蒸发而白白浪费掉。薄膜覆盖在土壤表层设置了一层不透气的物理屏障，阻碍了土壤水分的垂直蒸发，有效保蓄了土壤水分以供作物吸收。这一优点也使得在干旱地区，利用更少的水就能产更多的粮。
抑制土壤水分蒸发（图片来自网络）
（8）促进农作物早熟。覆盖地膜后，各种有利因素综合叠加在一起，能够使农作物的发育加速，提前进入产量形成期，进而及早成熟、收获。这样能够极大的节省人力、财力和物力，节省时间，提高效率。
地膜的“消极作用”
凡事都有个利弊，地膜也不例外。大家都知道塑料袋既被称之为最伟大的发明，也被称之为最糟糕的发明。原因就在于塑料袋很难降解，废弃塑料袋进入环境以后会造成“白色污染”，对生态环境造成严重的不良影响。而大多数塑料地膜同样也很难降解，如果地膜大量残留在土壤中未被回收利用的话，也会对土壤环境造成一定程度的危害，例如影响土壤水分的渗透及土壤的透气性；阻碍土壤中水、肥的运移；土壤板结；导致作物出苗慢、出苗率低、缺苗断垄；不利于农作物扎根发芽，造成作物根系生长发育困难，影响正常生长发育；残膜碎片可能与农作物秸秆和饲料混在一起，牛、羊等家畜误食后造成肠胃功能不良甚至死亡；漫天飞舞的残膜影响环境景观，造成“视觉污染”等。
地膜污染（图片来自网络）
地膜的“大贡献”
几十年来，地膜的应用和发展非常迅速，增产、增收效果也特别显著。1979年以蔬菜为主进行小面积试验开始，1983年各种作物地膜覆盖面积猛增至62.9万公顷。1982年–1992年的11年间，推广地膜覆盖面积2506.7万公顷。1996年地膜覆盖面积超过亿亩，达到700万公顷，其中达到和超过38万公顷的作物有玉米176.1万公顷，棉花181.6万公顷，水稻育秧60.5万公顷，花生58.9万公顷，蔬菜74.3万公顷，西甜瓜60万公顷，烟草38万公顷。
这项技术用于“老、少、边、穷”地区，高寒山区及边远地区，能有效增加积温量，克服了低温干旱，生育期短等不良自然条件，使晚熟高产优质玉米良种获得丰收，产量成倍增加。1989年–1991年在16个省市实施的“温饱工程”中，这一技术，使3200余万农民越过了温饱线，1993年–1996年4年间，共推广地膜覆盖玉米育苗移栽及水稻育苗抛秧栽培2866.7万公顷，其中地膜覆盖2333.3万公顷，共增产各种农产品1亿多吨，增产值1143.12亿元，增加纯收入达971.65亿元。地膜覆盖技术的推广，也有力地促进了化工、轻工、农机制造、农资供销、交通运输等相关产业的发展。由地膜覆盖技术发展到大棚蔬菜，使人们在寒冷的季节也能吃到新鲜的蔬菜，改善和提高了人们的生活水平。蓬勃发展的地膜覆盖技术，使中国这个传统农业大国，走出了一条农业高产稳产的路，为中国的经济发展做出了重大贡献。截止目前，中国十几亿人的粮食蔬菜完全自行解决，而且还可以出口，少不了这覆盖在片片幼苗身上的薄衣—地膜，这是使中国农业及多种经济作物产量出现彻底改变的功臣之一。但是，在使用地膜的过程中，我们也需要注意到地膜的一些消极作用，未来在这一方面科学家还需要进行更多的研究才能使我们的地膜使用既具经济效益又能保障生态效益。
作者简介：王仕稳，中国科学院水利部水土保持研究所，研究员，长期从事植物生理生态研究。电话：18220687508 邮箱：shiwenwang@nwsuaf.edu.cn
附件下载：
