謝吉先　焦慶清　常慶濤　丁彬　王書勤　孫玉　馮夢詩

摘要：引進并研究了5種降解膜應用于夏花生覆蓋的降解效果，并以露地為對照，普通黑、白地膜作參考，研究了各膜型覆蓋后對花生生育及產量的影響。研究表明，PPC等幾種降解膜在花生生育期內均有不同程度的自然破裂和降解作用，其降解速度依次為PLA>PBS>PLA+PBS>PBAT+PBS，PPC黑、白膜自然破裂和自然降解均較晚;花生收獲前，PLA膜、PBS膜處理自然降解達70%（4級）以上，PLA+PBS膜及PBAT+PBS膜均達50%（3級）以上，白色PPC膜達3級，而黑色PPC膜降解30%（超2級）;各降解膜處理對花生生育均有不同程度的促進作用，其效果隨有效覆蓋時間的延長而增加，白、黑普膜對花生生育促進和增產效果均更好，較對照分別增產23.73%和22.15%;PPC膜次之，較對照分別增產22.50%和21.21%。PPC膜白、黑地膜的降解及增產效果較好，建議大面積擴大示范，以更好地發(fā)揮其生態(tài)、經濟和社會效益。

關鍵詞：降解地膜;花生;覆蓋效果;生長發(fā)育;產量

中圖分類號： S565.204文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）07-0086-05

地膜覆蓋能增溫、調濕、改善田間小氣候、改進土壤環(huán)境、促進土壤養(yǎng)分轉化、提高肥料利用率，最終促進作物早發(fā)壯苗、早熟、高產、優(yōu)質，從而大大提高作物產量和收益[1-3]。但傳統的普通地膜的主要成分為聚乙烯（PE），在自然狀態(tài)下難以降解，難以徹底回收，導致農田殘膜逐年累積，極大地影響了農業(yè)生態(tài)環(huán)境，局部地區(qū)造成了嚴重的“白色污染”，嚴重制約了土地的持續(xù)利用和生產發(fā)展[4-7]。解決地膜殘留問題有2個途經：一是采用國標厚度地膜，不易破碎，便于撿拾回收;二是使用全生物可降解地膜。與傳統的PE地膜相比降解地膜，的主要優(yōu)點是在地膜失去增溫保墑等功能后，在各種自然因素作用下經過一段時間可自動降解為對環(huán)境無污染的小分子物質或CO2和H2O，從而可以防止殘膜對農田環(huán)境的污染[8-9]。主要原材料包括：（1）聚乳酸（PLA）。PLA是以小麥、木薯、玉米等農作物為原料，經過微生物發(fā)酵變成乳酸，最后經過化學合成制得的熱塑性降解塑料，是一種可生物降解的新型高分子材料，使用后能完全分解成二氧化碳和水，不會造成環(huán)境污染，是目前公認的環(huán)境友好型綠色材料[10-11]。

（2）聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。PBS是20世紀90年代研究的通用型完全生物降解塑料，與PCL、PHB、PHA等降解塑料相比，PBS具有價格低廉、力學性能優(yōu)異等特點;而與價格接近的PLA相比，PBS又具有加工方便、可適應目前常規(guī)的塑料加工工藝、耐熱性能好的特點，其熱變形溫度可以超過100 ℃（PLA的耐熱溫度只有60 ℃左右）。而且PBS合成的原料來源既可以是石油資源，也可以通過生物質資源發(fā)酵得到，因此引起了科技和產業(yè)界的高度關注[12]。

（3）聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT）。PBAT是熱塑性生物降解塑料，兼具PBA和PBT的特性，既有較好的延展性和斷裂伸長率，也有較好的耐熱性和沖擊性能;此外，還具有優(yōu)良的生物降解性，是目前生物降解塑料研究中非常活躍和市場應用較好的降解材料之一[13]。

（4）聚甲基乙撐碳酸酯（PPC）。PPC是以二氧化碳和環(huán)氧丙烷為原料合成的一種完全可降解的環(huán)保型塑料[14]。

通過上述材料或其一定比例的復配材料加工成不同生物降解地膜而用于農作物生產，從而達到既促進作物生產，又能自然降解而避免殘膜污染的目標。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及設計

本試驗降解膜均由中科金龍新材料有限公司提供，普通地膜則由當地市場采購。試驗根據材料組成及性狀設以下處理：PLA+PBS地膜（MP1）;PBAT+PBS地膜（MP2）;PBS地膜（MP3）;PLA地膜（MP4）;PPC黑色降解膜（MP5）;PPC白色降解膜（MP6）;普通黑地膜（MP7）;普通白地膜（MP8）：露地未覆膜（MP9，CK）。

采用隨機區(qū)組排列，重復3次，小區(qū)面積12.6 m2。每小區(qū)4垅，每垅寬0.75 m，長4.2 m，間隔0.5 m，四周設置保護行。

1.2 試驗方法

試驗于2018年設在泰州市高港區(qū)光普家庭農場，沙土，地勢平坦，排灌良好，肥力中等均勻。前茬小麥，2018年6月11日收獲，6月13日施用商品有機肥22 500 kg/hm2，15-15-15硫基復合肥600 kg/hm2，6月14日耕翻并按設計要求起壟后人工整理劃區(qū)，6月16日用96%異丙甲草胺乳油1.5 L/hm2 兌水化除后按設計要求覆膜。6月18日采用先正達邁舒平種衣劑拌種后播種，每穴2、3粒相間播種，穴距20 cm，密度13.33萬穴/hm2。6月26日出苗，6月27日齊苗，6月28日定苗，每穴2苗。7月12日開花，8月6日用花生超生寶0.9 kg/hm2 兌水化控，同時用蘇云金桿菌1.5 kg/hm2 兌水兼治斜紋夜蛾，8月22日用甲維·茚蟲威（3%+11%）0.3 L/hm2兌水防治斜紋夜蛾，其他各項栽培管理均按高產要求進行。10月5—13日成熟并收獲。

1.3 考察項目與標準

圍繞地膜降解效果及地膜覆蓋效果開展各項調查。其中降解效果采用地膜開裂程度和降解消失程度來描述。

開裂程度包括以下幾個階段：開裂始期：地膜面上開始出現自然零星裂縫的時期;開裂1期：地膜面上自然裂縫面積占小區(qū)覆蓋面積10%的時期;開裂2期：地膜面上自然裂縫面積占小區(qū)覆蓋面積30%的時期;開裂3期：地膜面上自然裂縫面積占小區(qū)覆蓋面積50%的時期;開裂4期：地膜面上自然裂縫面積占小區(qū)覆蓋面積70%及以上的時期。

降解程度包括以下幾個級別：降解1級：地膜膜面自然降解消失面積占覆蓋面積的10%;降解2級：地膜膜面自然降解消失面積占覆蓋面積的30%;降解3級：地膜膜面自然降解消失面積占覆蓋面積的50%;降解4級：地膜膜面自然降解消失面積占覆蓋面積的70%;降解5級：地膜膜面自然降解消失面積占覆蓋面積的90%及以上;覆膜效果體現于生育期、苗情苗勢、產量結果等指標，其考察標準按《花生種質資源數據描述規(guī)范》要求。

2 結果與分析

2.1 膜型對降解效果的影響

各處理統一于6月16日覆膜，普通黑、白膜處理一直未出現自然開裂現象;而幾種降解膜于7月15日至8月28日先后發(fā)生自然開裂，其中MP4（PLA）較早為7月15日，其次是MP3（PBS）為7月18日，再次是MP1（PLA+PBS）為7月25日，接著是MP2（PBAT+PBS）為7月28日。PPC黑、白膜處理自然開裂較晚，為8月20—28日，其中白膜稍早為8月20日，黑膜較晚為8月28日。具體開裂各期見表1。從降解情況看，各膜型于覆蓋期內均出現降解現象，其中MP3、MP4較早，均為8月12日，其次為MP1、MP2處理，分別為8月23日、8月25日，MP6（白色PPC）較晚為8月28日，MP5（黑色PPC）最晚為9月5日;花生收獲前，PLA、PBS處理自然降解達70%（4級）以上，MP1（PLA+PBS）及MP2（PBAT+PBS）先后達50%（3級）以上，白色PPC達3級，而黑色PPC降解30%（超2級），未達3級（表1）。

2.2 膜型對花生生育及產量的影響

2.2.1 對出苗的影響

從生育期考察情況看，6月18日播種，各覆膜處理均于6月27日出苗，對照（露地）處理6月29日出苗，出苗率在90.5%～93.0% 之間，其中對照為90.5%，其他各處理均高于對照，但差別較小，MP1、MP4最高，均為93.0%，因而，各膜型處理對花生出苗未出現不良影響（表2）。

2.2.2 對開花期的影響

從開花期看，對照為7月18日，而各覆膜處理均為7月16日，較對照提早2 d，各膜型處理間無差別。從封行期看，處理間差別較大。普膜及PPC的黑、白膜處理封行均較早，同為8月4日;其次是MP1、MP2，同為8月6日;MP3、MP4再次，同為8月8日;對照最遲，為8月12日。從成熟期看，MP8（普白膜）最早，為10月5日，普黑和PPC白處理均晚1 d，為10月6日，PPC黑再晚1 d，為10月7日，MP1、MP2同為10月8日，MP3、MP4更晚同為10月10日，對照MP9最晚，為10月13日。全生育期為110～118 d（表2）。

2.2.3 對花針期的影響

從花針期苗情考察結果看，各覆膜處理較對照的營養(yǎng)生長量優(yōu)勢明顯;在膜型處理中，黑白普膜略優(yōu)于黑白PPC膜，優(yōu)于MP1、MP2復合膜，優(yōu)于MP3、MP4膜。株高、葉齡、分枝數、側枝長及鮮質量、單株葉面積和葉面積指數等各項指標表現總體趨勢較為一致（表3）。

2.2.4 結莢期的影響

結莢期為營養(yǎng)生長與生殖生長并進期，考察結果顯示，無論是營養(yǎng)生長還是生殖生長，覆膜處理均強于對照，且普膜優(yōu)勢最強，PPC略次，MP1、MP2復合膜再次，MP3、MP4相對較弱（表4）。

2.2.5 對成熟期的影響

從成熟期考察結果看，黑白普膜的營養(yǎng)體構架優(yōu)勢略好于PPC膜，好于MP1、MP2復合膜，好于MP3、MP4膜，同材質的普膜及PPC膜，白膜優(yōu)于黑膜。從莢果及發(fā)育情況看，單株有效果數以白色普膜最多，其次為白色PPC膜、黑色普膜、黑色PPC膜、MP2復合膜，分別為17.1、16.9、16.8、16.6、16.4個，其他覆膜處理較少，均低于16個，最低為14.6個，而對照最少，僅12.9個。單株飽果數趨勢與之基本一致（表5）。

2.2.6 對成熟期的影響

分析莢果產量情況得出，各處理單產變幅為4 526.55～5 600.55 kg/hm2，其中對照處理MP9單產最低，為4 526.55 kg/hm2。普通白膜處理MP8單產最高，為5 600.55 kg/hm2，MP6（PPC白降）其次，為5 545.05 kg/hm2，MP7（普黑）、MP5再次，分別為5 529.15、5 486.85 kg/hm2，4個處理較對照分別增產1 074.00、1 018.50、1 002.60、960.30 kg，增幅分別23.73%、22.50%、22.15%、21.21%（表6）。

經新復極差測驗，白、黑普膜及PPC4個處理間莢果產量差異不顯著，但與其他處理間的差異均達顯著水平，且與除MP2外的各處理差異均達極顯著水平。

3 結語

本試驗結果表明，PPC等幾種降解膜在花生生育期內均有不同程度的自然破裂和降解作用，其中PLA最快，PBS次之，PLA+PBS和PBAT+PBS再次，PPC黑、白膜自然破裂和自然降解均較晚;花生收獲前，PLA、PBS處理自然降解達70%（4級）以上，PLA+PBS及PBAT+PBS均達50%（3級）以上，白色PPC達3級，而黑色PPC降解超30%（2級），未達3級;各降解膜處理對花生生育均有不同程度的促進作用，其效果隨有效覆蓋時間的延長而增加，白、黑普膜對花生生育促進和增產效果均更好，較對照增產分別為23.73%和22.15%;PPC稍次，較對照增產分別為22.50%和21.21%。PPC白、黑地膜的降解及增產效果較好，建議大面積擴大示范，以更好地發(fā)揮其生態(tài)、經濟和社會效益。

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