代健康等

摘要[目的]進(jìn)一步探明可控全生物降解地膜的降解過(guò)程和對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響。[方法]選取15種降解地膜為研究對(duì)象，以普通地膜和裸露地為對(duì)照，明確可控全生物降解地膜的農(nóng)田覆蓋效應(yīng)、降解性能和應(yīng)用前景，逐步篩選出能替代常規(guī)普通膜的參試降解膜。[結(jié)果]15個(gè)參試的全生物可降解地膜在誘導(dǎo)期均未達(dá)到70 d左右的預(yù)期目標(biāo)，誘導(dǎo)期偏短。絕大多數(shù)降解膜的降解進(jìn)程不能有效地控制，降解地膜誘導(dǎo)期的可控性差。在覆蓋作業(yè)過(guò)程中，絕大多數(shù)參試膜在整地水平較高的條件下能適應(yīng)農(nóng)藝操作要求?？傮w看，降解地膜在一定時(shí)間內(nèi)能達(dá)到消除地膜殘留污染的目標(biāo)。[結(jié)論]生物降解膜與普膜一樣，具有相同的保溫功能與增產(chǎn)作用，而且可有效解決普通地膜的“白色污染”問(wèn)題，可以確定其在消除地膜殘留污染、促進(jìn)地膜覆蓋栽培健康發(fā)展方面的可能性。

關(guān)鍵詞全生物降解地膜；覆蓋效應(yīng)；降解性能；應(yīng)用前景

中圖分類號(hào)S504.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）21-071-02

作者簡(jiǎn)介代健康（1978-），男，云南曲靖人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事糧食作物栽培技術(shù)及生物降解地膜試驗(yàn)示范研究。

收稿日期20150527

20世紀(jì)70年代之后，塑料薄膜在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上使用日益廣泛。農(nóng)作物地膜覆蓋、果蔬反季節(jié)生產(chǎn)為農(nóng)業(yè)帶來(lái)了“白色革命”，使糧食作物、果蔬產(chǎn)量大幅度提高，給農(nóng)民帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，地膜對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)的污染已成為一大公害，引起了全球科學(xué)界的重視，環(huán)境友好型可降解地膜是未來(lái)農(nóng)用塑料地膜的補(bǔ)充或替代產(chǎn)品[1]。為進(jìn)一步有效減少耕地和環(huán)境污染，逐步消除“白色污染”，筆者研究了可控全生物降解地膜的降解過(guò)程和對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響，加快生物可降解地膜推廣運(yùn)用步伐，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)點(diǎn)概況

該試驗(yàn)于2013～2014年由曲靖市農(nóng)業(yè)科學(xué)院組織實(shí)施，試驗(yàn)點(diǎn)位于云南省東北部曲靖市會(huì)澤縣寶云街道土城村良種場(chǎng)，地處103°03′～103°55′ E、25°48′～27°04′ N之間?？h城所在地海拔2 110 m，屬南溫帶季風(fēng)氣候。年平均氣溫12.7 ℃。夏、秋季常受赤道海洋的西南季風(fēng)和來(lái)自熱帶海洋的東南季風(fēng)影響，陰雨天多，雨量充沛。冬季盛行大陸季風(fēng)氣候，雨量稀少。年平均降水量817.7 mm，雨季從5月開始，10月結(jié)束，雨天平均為97.3 d，干季天數(shù)為210 d，全年降水量不足。

1.2參試材料

華麗1#——處理1；華麗2#——處理2；華麗3#——處理3；

HY1——處理4；HY2——處理5；HY3——處理6；

金發(fā)1#——處理7；金發(fā)2#——處理8；1#——處理9；

2#——處理10；3#——處理11；BASF1——處理12；

BASF2——處理13；BASF3——處理14；益德——處理15；

清田——CK1；露地——CK2。

1.3作物春玉米，品種為云瑞999。

1.4試驗(yàn)設(shè)計(jì)

覆膜栽培試驗(yàn)采用兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，覆蓋方式為A因素，設(shè)A1～A15降解地膜、A16普通地膜CK1和A17裸露CK2共17個(gè)處理，每個(gè)處理為1個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，共51個(gè)小區(qū)；栽培作物為B因素，選玉米（品種為云瑞999）；隨機(jī)排列，3次重復(fù)。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的長(zhǎng)度為20 m。墑面按1.3 m開墑起壟，墑面高15 cm，大行距90 cm，小行距40 cm，株距40 cm，塘深13～15 cm，栽培試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)保護(hù)行。

2結(jié)果與分析

2.1參試地膜降解情況分析

在參試的15個(gè)全生物可降解地膜中，所有處理的降解膜在誘導(dǎo)期均未達(dá)到70 d左右的預(yù)期目標(biāo)，誘導(dǎo)期偏短。

在誘導(dǎo)期，參試降解地膜誘導(dǎo)期最長(zhǎng)為56 d（處理12），35 d≤多數(shù)參試膜≤45 d，少數(shù)參試膜≤20 d，降解進(jìn)程不能有效地控制。

在開裂期，所有參試降解膜仍然未達(dá)到85 d左右的預(yù)期目標(biāo)，50 d以上達(dá)到開裂期的只有處理12，而處理10在20 d就處于開裂期。

在大裂期，所有參試降解膜未能達(dá)到105 d左右的預(yù)期目標(biāo)，與預(yù)期目標(biāo)最近的仍然是處理12，大裂期天數(shù)為80 d，其次是處理13、處理14、處理15 3個(gè)處理，大裂期天數(shù)為56 d。

在碎裂期，除處理4、處理5、處理6、處理12、處理13、處理15外，其余所有參試降解膜在110 d左右均可達(dá)到碎裂期，甚至處理10在45 d就進(jìn)入了碎裂期。

在無(wú)膜期，僅有處理2、處理3、處理7、處理8、處理10、處理11這6個(gè)參試降解膜在170 d左右看不到降解膜，其余降解膜仍未達(dá)到無(wú)膜期。

2.2參試降解膜對(duì)玉米生育期的影響

2.2.1對(duì)出苗的影響。

覆膜玉米出苗期為6～9 d，比不覆膜提前2～11 d，其中，CK1、處理11、處理15同一天出苗且早于其他降解膜1～3 d，比露地提早5 d。

2.2.2對(duì)三葉期的影響。

覆膜玉米達(dá)到三葉期的時(shí)間為18～23 d，為處理15與CK1處于同一水平，處理3、處理4明顯滯后。

2.2.3對(duì)拔節(jié)期的影響。

覆膜玉米達(dá)到拔節(jié)期的時(shí)間為47～57 d，此時(shí)，處理5突飛猛進(jìn)趕上了CK1，而處理3、處理14、處理15與CK1相比滯后6 d，處理1、處理2與CK2相比滯后了10 d。

2.2.4對(duì)大喇叭口期、抽雄期、開花期和吐絲期的影響。

覆膜玉米達(dá)到大喇叭口期的時(shí)間為63～71 d，除處理1、處理2、處理3外，其余參試降解膜與CK1相比差異不顯著，甚至處理8在大喇叭口期比CK1早1 d。

覆膜玉米在抽雄期、開花期和吐絲期的時(shí)間分別為69～88、70～89、71～90 d，除處理1、處理2外，其余參試降解膜與CK1相比差異不大，處理1、處理2與CK1相比滯后了18 d左右。

2.2.5對(duì)成熟期的影響。

覆膜玉米達(dá)到成熟期的時(shí)間為137～148 d，比不覆膜CK2提前了7～15 d；除處理1、處理2外，其余覆蓋降解膜的玉米達(dá)到成熟期的時(shí)間比覆蓋普通地膜CK1提前5～8 d。

2.3參試降解膜對(duì)玉米病蟲害的影響

總體上，試驗(yàn)片區(qū)玉米覆膜栽培農(nóng)田試驗(yàn)發(fā)生病害較輕且只為普通的玉米銹病，不同處理對(duì)病害的影響不大。

2.4參試降解膜對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

根據(jù)方差分析結(jié)果（表1）可知，參試降解膜13個(gè)處理與CK1玉米產(chǎn)量差異不顯著，2個(gè)參試降解膜處理與CK1玉米產(chǎn)量差異顯著。參試降解膜14個(gè)處理與CK2玉米產(chǎn)量差異不顯著，1個(gè)參試降解膜處理與CK2玉米產(chǎn)量差異顯著。普通膜CK1與對(duì)照露地CK2玉米產(chǎn)量差異顯著。

3結(jié)論與評(píng)價(jià)

3.1各參試降解地膜的降解進(jìn)程可控性分析

3.1.1誘導(dǎo)期可控性分析。

從不同區(qū)組的降解情況看，所有參試降解膜的誘導(dǎo)期均未超過(guò)60 d，未達(dá)到預(yù)期70 d的預(yù)期目標(biāo)，但總體上比上年較好，誘導(dǎo)期有所延長(zhǎng)。盡管降解誘導(dǎo)期與玉米生長(zhǎng)對(duì)溫濕度需求難以吻合，除處理12、處理13和處理6、處理7相對(duì)較好，其余處理地膜的誘導(dǎo)期可控性相對(duì)差。

3.1.2開裂期可控性分析。

在誘導(dǎo)期，不同區(qū)組的所有參試降解膜均<60 d，直接影響到開裂期85 d的預(yù)期目標(biāo)。所有參試降解膜中處理12表現(xiàn)相對(duì)較好，59 d達(dá)到開裂期。

3.1.3大裂期可控性分析。

由于受誘導(dǎo)期、開裂期可控性差的影響，導(dǎo)致在大裂期，不同區(qū)組的所有參試降解膜均未能達(dá)到105 d的預(yù)期目標(biāo)。所有參試降解膜中處理12表現(xiàn)相對(duì)較好，在玉米覆膜栽培試驗(yàn)中90 d達(dá)到開裂期，在暴曬試驗(yàn)中70 d達(dá)到開裂期。

3.2降解地膜農(nóng)田覆蓋效應(yīng)

3.2.1增溫效應(yīng)。

在覆膜初期（達(dá)到開裂期前），參試降解地膜大都表現(xiàn)為增溫效應(yīng)，對(duì)5 cm土壤的增溫作用大于10 cm。在參試降解地膜中，處理13、處理14的增溫效果較好。

3.2.2促進(jìn)玉米生育進(jìn)程。

所有覆膜玉米的關(guān)鍵生育期與露地玉米相比都提前6～15 d；與覆蓋對(duì)照地膜玉米相比，除覆蓋處理1、處理2的降解地膜玉米的關(guān)鍵生育期表現(xiàn)為滯后2～17 d外，其余覆蓋降解地膜玉米在抽雄期以前表現(xiàn)為一致或滯后1～8 d，抽雄期以后表現(xiàn)為提前1～8 d。

3.2.3增產(chǎn)效應(yīng)。

所有覆膜玉米產(chǎn)量均高于露地玉米，說(shuō)明所有參試降解地膜對(duì)玉米都有增產(chǎn)作用。

4討論

4.1降解地膜誘導(dǎo)期的可控性

在參試的15個(gè)全生物可降解地膜中，所有處理的降解膜在誘導(dǎo)期均未達(dá)到70 d左右的預(yù)期目標(biāo)，誘導(dǎo)期偏短。在誘導(dǎo)期，參試降解地膜誘導(dǎo)期最長(zhǎng)為56 d（處理12），絕大多數(shù)降解膜在35～45 d即進(jìn)入誘導(dǎo)期，甚至少部分降解膜在20 d進(jìn)入誘導(dǎo)期，降解進(jìn)程不能有效地控制，降解地膜誘導(dǎo)期的可控性差[2]。

4.2覆蓋效應(yīng)是否與普通地膜相同

在覆蓋作業(yè)過(guò)程中，絕大多數(shù)參試膜在整地水平較高的條件下能適應(yīng)農(nóng)藝操作要求。根據(jù)作物覆蓋試驗(yàn)結(jié)果顯示，全生物可降解地膜對(duì)作物的保溫性和增產(chǎn)效果與普膜接近，而且在覆膜強(qiáng)度、拉伸度和韌性等方面能滿足農(nóng)事作業(yè)要求，總體上比上年較好，同時(shí)能抑制雜草。

4.3降解地膜能否達(dá)到清除地膜殘留污染的目標(biāo)

從玉米覆膜栽培試驗(yàn)的觀察記載看，降解地膜在作物收獲后有很少地膜殘留或基本降解，能達(dá)到消除地膜殘留污染的目標(biāo)。而在埋土試驗(yàn)中，僅有處理10在5、15、25 cm深土壤不降解，其余降解膜基本能降解或能全部降解?？傮w看，降解地膜在一定時(shí)間內(nèi)能達(dá)到消除地膜殘留污染的目標(biāo)。

4.4推廣前景

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，生物降解膜與普膜一樣，具有相同的保溫功能與增產(chǎn)作用，而且可有效解決普通地膜的“白色污染”問(wèn)題，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)和科技農(nóng)業(yè)意義深遠(yuǎn)，具有較好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉敏，黃占斌，楊玉姣.可生物降解地膜的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24（9）：439.

[2] 鄂文第.2014年度可控全生物降解地膜農(nóng)田試驗(yàn)報(bào)告[R].全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，2015：46-47.