6種降解地膜在3種作物上的應(yīng)用初報

馮 濤，殷曉燕，馬 棟，孫向春

（甘肅省酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 酒泉 735000）

地膜覆蓋作為一種農(nóng)作物增產(chǎn)、農(nóng)業(yè)增收的重要技術(shù)，解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中干旱少雨，水資源匱乏、熱量不足的難題。地膜覆蓋技術(shù)尤其是全膜雙壟溝播技術(shù)的應(yīng)用，為甘肅省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展做出了不可替代的貢獻(xiàn)［1-5］。地膜覆蓋在帶來農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收的同時，也造成了塑料殘膜大量累積，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。殘留的地膜廢棄物在土壤中形成阻隔層造成農(nóng)作物減產(chǎn)，也給人居環(huán)境造成了危害。殘膜廢棄物存在于土壤中還會造成地下水資源污染，夾雜在農(nóng)作物秸稈中的殘膜廢棄物威脅到草食畜動物的生命安全。為減少殘膜危害，國家出臺了地膜回收補(bǔ)助政策，但因收集不易、經(jīng)濟(jì)效益低下等原因，地膜殘留現(xiàn)狀沒有根本改變。

降解地膜作為一種替代普通地膜的新型技術(shù)，具有普通地膜同等效果，還具有自然降解速度快、降解物質(zhì)無污染、水分利用率高等好處［6-7］，在國外已應(yīng)用多年，目前我國在山西、山東、新疆等地得到了廣泛應(yīng)用，并取得良好效果。從2013年開始，甘肅省為降低普通地膜造成的環(huán)境污染，在定西、天水、慶陽等地進(jìn)行了降解地膜初步試驗(yàn)，取得了階段性成效。河西走廊是甘肅省重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，地膜覆蓋面積隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展在逐年增加，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，河西走廊耕地面積57.97萬hm2，地膜覆蓋面積48.57萬hm2，年地膜使用量達(dá)到2.55萬t，連年的殘膜積累，造成的環(huán)境污染問題十分嚴(yán)重。2014年酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院引進(jìn)國內(nèi)6種降解地膜，在辣椒、洋蔥、玉米等3種作物上開展了試驗(yàn)研究，以期為可降解地膜在河西走廊的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試降解地膜有6種，分別為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生產(chǎn)的降解地膜（簡稱山科膜），廣州（甘肅）達(dá)華節(jié)水材料公司生產(chǎn)的可控生物降解地膜（簡稱達(dá)華膜），青島康文生物材料有限公司生產(chǎn)的降解地膜樂衛(wèi)土A、樂衛(wèi)土AA、樂衛(wèi)土F、樂衛(wèi)土FF，以蘭州宏達(dá)塑料公司生產(chǎn)的普通地膜為對照。供試地膜除山科膜規(guī)格為厚0.008 mm、幅寬1.4 m外，其余均為厚0.008 mm、幅寬1.2 m。指示作物辣椒品種為螺絲椒零號，洋蔥品種為黃皮6號，玉米品種為先玉335。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 6種降解地膜在辣椒上的應(yīng)用試驗(yàn) 試驗(yàn)共設(shè)7個處理，處理1為山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生產(chǎn)的降解地膜，處理2為廣州（甘肅）達(dá)華節(jié)水材料公司生產(chǎn)的可控生物降解地膜，處理3為降解地膜樂衛(wèi)土A，處理4為降解地膜樂衛(wèi)土AA，處理5為降解地膜樂衛(wèi)土F，處理6為降解地膜樂衛(wèi)土FF，處理7為普通地膜。試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積為20 m2。采用育苗移栽半膜壟作溝灌栽培方式。

1.2.2 6種降解地膜在洋蔥上的應(yīng)用試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)同1.2.1。采用育苗移栽半膜平作栽培方式。

1.2.3 6種降解地膜在玉米上的應(yīng)用試驗(yàn) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)同1.2.1。采用半膜平作栽培方式。

試驗(yàn)均在酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地進(jìn)行。各作物的種植、覆膜及田間管理措施均按酒泉當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方式進(jìn)行。

1.3 測定指標(biāo)

在辣椒第1次采收期、第2次采收期、第3次采收期、第4次采收期，洋蔥葉生長期、鱗莖膨大期、倒伏期、成熟期，玉米苗期、大喇叭口期、成熟期分別利用綜合測定儀測定各處理0～10 cm土壤含水量、溫度。按小區(qū)測量各作物的產(chǎn)量。每小區(qū)固定1 m2樣點(diǎn)在覆膜前和收獲后測量地膜重量，計(jì)算各降解地膜的分解情況即降解率，其計(jì)算公式如下：

降解率（失重率）（%）=［（地膜初始重量-產(chǎn)后取樣地膜重量）/地膜初始重量］×100

g/kg表1 辣椒不同時期各處理的土壤含水量①

2 結(jié)果與分析

2.1 保墑效果

2.1.1 辣椒 從表1可以看出，除第4次采收期處理2的土壤含水量與對照持平外，其余各時期各處理的土壤含水量均高于對照。在第1次采收期，各處理的土壤含水量以處理1最高，為143 g/kg，較對照增加8 g/kg；其余各處理較對照增加1～4 g/kg。在第2次采收期，各處理的土壤含水量以處理5最高，為146 g/kg，較對照增加67 g/kg；其余各處理較對照增加1～31 g/kg。在第3次采收期，各處理的土壤含水量以處理1最高，為175 g/kg，較對照增加23 g/kg；其余各處理較對照增加3～14 g/kg。第4次采收期，各處理的土壤含水量以處理1最高，為112 g/kg，較對照增加9 g/kg；其余各處理除處理2與對照持平外，余者較對照增加1～6 g/kg。處理5在第2次采收期的土壤含水量明顯優(yōu)于其它處理，在其它采收期土壤含水量差異不大。

2.1.2 洋蔥 從表2可以看出，在洋蔥葉生長期各處理的土壤含水量以處理5最高，為162 g/kg，較對照增加20 g/kg；以處理2最低，為127 g/kg，較對照減少15 g/kg；其余各處理較對照增加-7～16 g/kg。鱗莖膨大期以處理6最高，為142 g/kg，較對照增加5 g/kg；以處理2最低，為100 g/kg，較對照減少37 g/kg；其余各處理較對照增加-24～3 g/kg。倒伏期以處理5最高，為178 g/kg，較對照增加32 g/kg；以處理1最低，為141 g/kg，較對照減少5 g/kg；其余各處理較對照增加-2～25 g/kg。成熟期以處理4最高，為144 g/kg，較對照增加14 g/kg；以處理1最低，為110 g/kg，較對照減少20 g/kg；其余各處理較對照增加-7～11 g/kg。2.1.3 玉米 從表3可以看出，在玉米苗期各處理的土壤含水量以對照最高，為154 g/kg，其余各處理較對照減少8～44 g/kg。大喇叭口期以處理3最高，為128 g/kg，較對照增加28 g/kg；其余各處理較對照增加7～20 g/kg。成熟期以處理4、處理5、處理7（CK）最高，均為162 g/kg，其余處理較對照減少4～21 g/kg。

從各處理在不同作物上不同時期的整體保墑情況來看，與對照普通地膜相比較，6種降解地膜都有一定的保墑作用，但綜合考慮認(rèn)為處理5保墑效果相對較好。

表3 玉米不同時期各處理的土壤含水量 g/kg

表2 洋蔥不同時期各處理的土壤含水量 g/kg

表4 辣椒不同時期各處理的土壤溫度 ℃

2.2 增溫效果

2.2.1 辣椒 從表4可以看出，在辣椒各生育時期，各降解地膜均表現(xiàn)出不同程度的增溫效果。在第1次采收期，各處理的土壤溫度以處理3最高，為20.2℃，較對照提高0.4℃；處理4、處理6較對照分別提高0.3、0.2℃；其余處理與對照相同。在第2次采收期，以處理3、處理6最高，均為19.8℃，較對照提高0.3℃；處理2、處理4與對照相同；處理1、處理5較對照分別提高0.1、0.2℃。在第3次采收期，除處理4與對照相同外，其余處理均較對照提高0.2℃。在第4次采收期，以處理4、處理6最高，均為18.2℃，較對照提高0.8℃；處理5最低，較對照降低0.1℃；其余處理較對照提高0.1～0.3℃。

2.2.2 洋蔥 從表5可以看出，在洋蔥葉生長期，以處理4、處理5地溫最高，均為19.8℃，較對照提高4.7℃；其余處理較對照提高4.0～4.4℃。鱗莖膨大期除處理6較對照提高0.3℃、處理3與對照相同外，其余處理較對照降低0.1～0.8℃。倒伏期以處理4最高，為20.7℃，較對照提高0.4℃；處理2最低，較對照降低0.6℃；其余處理較對照提高0.1～0.3℃。成熟期除處理5較對照提高0.4℃外，其余處理較對照降低0.2～1.0℃。

2.2.3 玉米 從表6可以看出，在玉米各個生長階段，各處理的增溫性能基本一致。在玉米苗期，除處理5較對照提高0.6℃外，其余處理較對照降低0.1～0.4℃。大喇叭口期除處理3、處理4分別較對照提高0.1、0.2℃外，其余處理均較對照降低0.1℃。成熟期除處理4與對照相同外，其余處理較對照降低0.1～0.3℃。

從整體情況來看，各處理間在對不同作物上的保溫情況無明顯差異。

表5 洋蔥不同時期各處理的土壤溫度 ℃

表6 玉米不同時期各處理的土壤溫度 ℃

2.3 產(chǎn)量

2.3.1 辣椒 從表7可以看出，各降解地膜處理的辣椒較對照都有不同程度的增產(chǎn)，其中以處理1折合產(chǎn)量最高，為78 285 kg/hm2，較對照增產(chǎn)6.78%；處理2次之，為77 600 kg/hm2，較對照增產(chǎn)5.84%；其余處理較對照增產(chǎn)0.03%～5.23%。對產(chǎn)量進(jìn)行方差分析結(jié)果表明，處理1、處理2、處理3、處理5之間差異不顯著，與處理4差異也不顯著，但與處理6、對照差異顯著；處理4與處理6、對照差異不顯著。

2.3.2 洋蔥 從表7可以看出，各降解地膜處理的洋蔥較對照都有不同程度的增產(chǎn)，其中以處理2增產(chǎn)最為明顯，折合產(chǎn)量達(dá)103 100 kg/hm2，較對照增產(chǎn)20.95%；處理1次之，折合產(chǎn)量達(dá)95 800 kg/hm2，較對照增產(chǎn)12.39%；其余處理較對照增產(chǎn)0.20%～10.84%。對產(chǎn)量進(jìn)行方差分析結(jié)果表明，處理2與處理1差異顯著，與其余處理差異極顯著；處理1與處理3、處理4差異不顯著，但與處理5、處理6、對照差異極顯著。

2.3.3 玉米 從表7可以看出，各降解地膜處理的玉米較對照也都有不同程度的增產(chǎn)，其中以處理2折合產(chǎn)量最高，為20 458 kg/hm2，較對照增產(chǎn)5.32%；處理5次之，折合產(chǎn)量達(dá)20 465 kg/hm2，較對照增產(chǎn)5.22%；其余處理較對照增產(chǎn)0.13%～4.29%。對產(chǎn)量進(jìn)行方差分析結(jié)果表明，處理2與處理5、處理1、處理4差異不顯著，與處理3、處理6、對照差異顯著。

從各處理對不同作物的產(chǎn)量的整體影響來分析，使用降解地膜較對照都有不同程度的增產(chǎn)效果。

2.4 作物收獲后地膜的降解情況

2.4.1 辣椒 從表8可以看出，6種降解地膜在辣椒產(chǎn)后都有不同程度的降解。其中以處理2的降解率最高，為16.21%，較對照增加16.21百分點(diǎn)；處理3次之，為8.89%，較對照增加8.89百分點(diǎn)；處理5居第3，為8.75%，較對照增加8.75百分點(diǎn)；其余處理為0.36%～4.52%。

2.4.2 洋蔥 從表8可以看出，6種降解地膜在洋蔥產(chǎn)后也都有不同程度的降解。其中以處理2的降解率最高，為21.83%，較對照增加21.83百分點(diǎn)；處理3次之，為7.29%，較對照增加7.29百分點(diǎn)；處理1居第3，為6.08%，較對照增加6.08百分點(diǎn)；其余處理為0.66%～3.87%。

2.4.3 玉米 從表8可以看出，6種降解地膜在玉米產(chǎn)后也都有不同程度的降解。其中以處理2的降解率最高，為2.01%，較對照增加2.01百分點(diǎn)；處理1次之，為1.85%，較對照增加1.85百分點(diǎn)；處理6居第3，為1.62%，較對照增加1.62百分點(diǎn)；其余處理為0.07%～1.02%。

表7 不同處理各作物的產(chǎn)量

表8 不同處理各作物的降解地膜降解情況比較

3 小結(jié)與討論

1） 6種降解地膜在辣椒、洋蔥、玉米3種作物生長過程中，與對照普通地膜相比較，具有不同程度的增溫、保墑、增產(chǎn)效果。其中在辣椒上以使用山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生產(chǎn)的降解地膜和廣州（甘肅）達(dá)華節(jié)水材料公司生產(chǎn)的可控生物降解地膜的處理折合產(chǎn)量較高，分別為78 285、77 600 kg/hm2，較對照分別增產(chǎn)6.78%、5.84%；在洋蔥上，以使用廣州（甘肅）達(dá)華節(jié)水材料公司生產(chǎn)的可控生物降解地膜的處理折合產(chǎn)量最高，為103 100 kg/hm2，較對照增產(chǎn)20.95%；在玉米上，以使用廣州（甘肅）達(dá)華節(jié)水材料公司生產(chǎn)的可控生物降解地膜和青島康文生物材料有限公司生產(chǎn)的的降解地膜樂衛(wèi)土F的處理折合產(chǎn)量較高，分別為20 485、20 465 kg/hm2，較對照分別增產(chǎn)5.32%、5.22%。從降解效果來看，以廣州（甘肅）達(dá)華節(jié)水材料公司生產(chǎn)的可控生物降解地膜降解效果較好，尤其在洋蔥上應(yīng)用較理想，降解率達(dá)21.83%；其次是辣椒，降解率為16.21%；最次是玉米，降解率僅為2.01%。說明降解地膜在低密度、矮稈作物上應(yīng)用降解效果較好，而高稈作物由于密度大，全生育期遮陰，降解效果不明顯。綜合考慮認(rèn)為，廣州（甘肅）達(dá)華節(jié)水材料公司生產(chǎn)的可控生物降解地膜可在酒泉市低密度、矮稈作物生產(chǎn)上推廣使用。

2） 由于本試驗(yàn)灌溉方式采取大水漫灌，灌溉沖積的淤泥覆蓋在地膜表面，使地膜受光、受熱收到影響，可能在一定程度上影響了降解效果的顯現(xiàn)，因此不同灌溉方式下的降解效果還有待進(jìn)一步試驗(yàn)。

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