新疆典型覆膜地区地膜覆盖技术应用及贡献分析

摘要 ［目的］为明确新疆地膜覆盖栽培技术的应用及贡献情况。［方法］查询2000—2018 年《新疆生产建设兵团统计年鉴》和《中国农村统计年鉴》及 1990—2021 年的相关文献。［结果］地膜覆盖在新疆农业生产中具有重要贡献，2000—2018年间，地膜的使用量总体呈现逐年增长的趋势。地膜覆盖变化率与主要作物单位面积变化率呈正相关，覆膜变化率从2002 年的0.127增加到2018 年的1.893，相应的单产变化率从0.270增加到2.112。此外，地膜覆盖面积同化学除草、病虫害防治面积相比，对产量的贡献率达到了0.534 8，仅次于化学除草面积，表明地膜覆盖对产量的提高有积极的作用。在农资投入方面，与众多农资投入指标相比，地膜投入费用与主要作物产量的关联度位居第二，达到了0.426 4。［结论］综上所述，地膜覆盖对新疆作物生产的贡献明显，研究其具体贡献状况有助于对新疆地膜覆盖栽培技术应用提供理论依据。

关键词 地膜使用量；覆盖面积；灰色关联法；产量；贡献率

中图分类号 F 323.3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）07-0226-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.07.052

Analysis of the Application and Contribution of Mulching Technology in Typical Mulching Areas of Xinjiang

QIAO Di1， BAO Long-long1， LIN Tao2 et al

（1.College of Agronomy， Xinjiang Agricultural University， Urumqi， Xinjiang 830052;2.Institute of Cash Crops， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Physiology， Ecology and Farming in Desert Oasis， Ministry of Agruculture and Rural Affairs， Urumqi， Xinjiang  830091）

Abstract ［Objective］To clarify the application and contribution of ground film mulching cultivation technology in Xinjiang. ［Method］ We queried the Xinjiang Production and Construction Corps Statistical Yearbook and China Rural Statistical Yearbook from 2000 to 2018 and the related literature from 1990 to 2021. ［Result］Mulch had an important contribution in agricultural production in Xinjiang， and the use of mulch showed an overall trend of year-on-year increase from 2000 to 2018. The rate of change of mulch cover showed positive correlation with the rate of change of unit area of major crops， with the rate of change of mulch cover increasing from 0.127 in 2002 to 1.893 in 2018， and the corresponding rate of change of yield increased from 0.270 to 2.112. In addition， the contribution of mulch cover area to yield compared with chemical weed control and pest control area reached 0.534 8， second only to chemical weed control. Results indicated that mulching had a positive effect on yield improvement. In terms of agricultural inputs， the correlation between mulch input cost and yield of major crops was the second highest compared with many agricultural input indicators， reaching 0.426 4.［Conclusion］The contribution of mulch to crop production in Xinjiang was obvious， and the study of its specific contribution status provided a theoretical basis for the application of mulch cultivation technology in Xinjiang.

Key words Usage of mulching film;Mulch covered area;Gray correlation method;Yield;Contribution rate

基金项目 国家自然科学基金项目（31960386）；新疆维吾尔自治区重大科技专项（2020A01002-4）；新疆维吾尔自治区高校科研计划项目（XJEDU2019I012）。

作者简介 乔迪（1998—），女，新疆喀什人，硕士研究生，研究方向：农田生态环境。通信作者，教授，博士，博士生导师，从事农田生态环境研究。

收稿日期 2022-04-24

新疆是全国地膜覆盖栽培技术应用面积最大、地膜使用量最多的省区。地膜覆盖栽培技术的推广使用能够对作物的种植起到增温［1-3］、保墒［4-5］、抑盐［6-7］、防草［8-9］等作用。基于以上优势，我国地膜使用量从1982 年0.6 万t增加到2019 年的137.9 万t，增长了220 多倍。农作物地膜覆盖面积也一直保持增长态势，从1982 年农作物地膜覆盖面积仅为11.7 万hm2到2019 年农作物地膜覆盖面积达1 762.81 万hm2［10］。为此，研究地膜对农田作物的贡献状况具有明显意义。有研究表明，与常规淹水稻田相比，覆膜旱作可显著降低水稻纹枯病的发生程度。在设施蔬菜栽培中，地膜覆盖也能减轻病害（如黄瓜霜霉病、番茄轮纹病）的发生概率，且黑色或银灰色反光膜在除草和避蚜方面也有较好的效果［11］。同时地膜还能抑制田间杂草生长，对旱地杂草的防除效果高达90%且防效稳定，给农户带来了较大的经济收益［8，12］。通过对比不同地膜对杂草防治效果的研究，结果显示与裸地相比，覆盖地膜可以使膜间杂草量降低 40.2%～71.7%，膜内杂草量降低 19.3%～36.0%［13］。地膜的颜色对害虫的防治效果也有影响，与覆盖普通无色膜相比，覆盖特制地膜和银灰色地膜对花生蚜、叶螨、蓟马［14-15］、棉铃虫发生和为害程度有显著的抑制效果［16］。此外，地膜覆盖也能提高土壤温度，促进土壤微生物活动，提高作物产量和肥料的利用效率等［17-19］。综上，许多学者针对地膜覆盖技术、地膜覆盖对作物及农田环境状况的影响进行了大量的研究，但对地膜的具体贡献情况鲜有报道。鉴于此，笔者以新疆典型地膜覆盖地区为例，分析地膜使用现状以及地膜覆盖与作物产量和农业投入的变化关系，旨在客观总结出新疆典型地区地膜覆盖技术对农业生产的贡献情况。

1 材料与方法

1.1 数据收集

通过调查统计年鉴，查找新疆典型地膜覆盖地区的地膜使用量、作物年际间化学除草面积、病虫害防治面积、农资投入情况等数据。其中，典型覆膜地区包括阿克苏地区第一师、库尔勒地区第二师农场、喀什地区第三师农场、伊犁地区第四师农场、博尔塔拉地区第五师、昌吉地区第六师、奎屯第七师、石河子第八师、塔城地区第九师以及阿勒泰第十师农场等。涉及的新疆兵团地膜使用量、覆盖面积、化学除草面积、病虫害防治面积数据来源于2000—2018年《新疆生产建设兵团统计年鉴》，其他县市地膜使用量、农资投入数据来源于2000—2018年《中国农村统计年鉴》。

1.2 数据分析

通过计算年际间地膜使用量变化率与棉花单产年际变化率来反映地膜使用对产量的贡献。计算公式如下：

年际变化率：m={（BA）1N-1}-1

式中，B是末年数值，A是首年数值，N=末年年份-首年年份+1。

灰色关联分析（grey relation analysis，GRA）作为一种多因素的统计分析方法而被广泛应用，该分析方法可以弥补数理分析方法对样本容量和样本概率分布的局限性。

评价地膜使用的贡献，最直观的指标就是作物产量。依据灰色系统理论将作物产量看成一个灰色系统，将可能影响该系统的要素看成一个个因素。通过灰色关联分析法，综合性评价农业生产投入对农业产出的影响程度。

灰色关联分析步骤如下：

1.2.1 确定母序列。

母序列（参考序列，为新疆维吾尔自治区2000—2018年的作物产量序列）和子序列（比较序列，需要确立顺序的因素序列，即地膜覆盖面积、病虫害防治面积、化学除草面积）。

x_i（k）表示第i个因素的第k个数值。

第一个因素是地膜覆盖面积，x_1（1）表示地膜覆盖面积在2000年的取值，也就是470.52，x_1（2）是2001年的取值，而x_2（1）表示病虫害防治面积在2001年的数值，以此类推。

x_0（k）表示母序列，i≥1的表示子序列，即要分析的要素的序列。

n为每个向量的维度，即每个元素的特征的数量，n分别为19和16，因为有2019和2016年的数据，代表十九维和十六维向量。

1.2.2 无量纲化处理。

将不同质的指标和初始数值进行无量纲化处理，减少数据绝对数值的差异，将每个统一到近似的范围内，关注其动态变化。选取的归一化处理方法为初值化处理，即把这一个序列的数据除以最开始的值，由于同一个因素获得序列的量级差别不大，故处理后即能归一化到1的量级附近。计算公式如下：

x_i（k）′=x_i（k）/x_i（1） （i = 1，...，m，k = 1，...，n）

式中，m为因素个数，n为每个因素的数据维度，n=19，m=3（目标是看3个因素，即地膜覆盖面积、病虫害防治面积、化学除草面积和作物产量的关联，数据维度为19，即19年。

计算公式如下：

ζi（k）=mini mink|x0（k）-xi（k）|+ρ·maximaxk|x0（k）-xi（k）|

|x0（k）-xi（k）|+ρ·maximaxk|x0（k）|-xi（k）

式中，ρ为分辨系数，一般在0～1范围内取值，通常取ρ=0.5。

1.3 统计分析

采用Microsoft Excel 2019和DPS数据处理软件进行数据整理和分析作图。