汪洪 岳秀利 惠宏杉

摘 要：目的：初步探討了全降解生態(tài)地膜在甘薯生產(chǎn)上的應(yīng)用效果，探索解決普通聚乙烯地膜導(dǎo)致農(nóng)田白色污染的途徑。方法：通過(guò)安排3種不同配方降解地膜與普通聚乙烯地膜在甘薯上進(jìn)行覆膜對(duì)比試驗(yàn)，不同覆膜時(shí)間各處理降解情況以及對(duì)甘薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量影響，以研究不同配方全降解生態(tài)地膜降解效果和應(yīng)用效果。結(jié)果：全降解生態(tài)地膜降解效果明顯，且降解具有可控性。合理設(shè)定誘導(dǎo)期的降解地膜對(duì)紅薯的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量影響與普通地膜相當(dāng)，為全降解生態(tài)地膜在生產(chǎn)上進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：全降解生態(tài)地膜;降解性能;甘薯;產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S531 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）07-0088-04

Study on Application Effect of Bio-degradable Ecological Plastic Film on Ipomoea Batatas in Suzhou

WANG Hong1 et al.

（Yongqiao District Agricultural and Rural Bureau， Suzhou 234000， China）

Abstract： [Objective]In this study， the application effect of bio-degradable ecological plastic film on Ipomoea batatas was discussed， our purpose was to explore the way to solve the white pollution of farmland caused by ordinary polyethylene film.[Methods] In order to study the degradation and application effect of different formulations of bio-degradable ecological plastic film compared with ordinary plastic film on Ipomoea batatas， the comparative experiment of three different formulations of degradable plastic film was arranged to investigate and detect the degradation at different film covering time， as well as the impact on the agronomic traits and yield of Ipomoea batatas.[Results] The results showed that bio-degradable ecological plastic film was controllable that the degradation effect was also obvious.There was no significantly different on the growth and yield of Ipomoea batatas compared with ordinary plastic film by setting a reasonable induction period.Our research provides a scientific basis for the further application of bio-degradable ecological plastic film in production.

Key words： Bio-degradable ecological plastic film; Degradation performance; Ipomoea batatas; Yield

宿州市是農(nóng)業(yè)大市，耕地面積57.6萬(wàn)hm2，農(nóng)用地膜覆蓋面積7.67余萬(wàn)hm2，每年地膜使用量5870余t。近年來(lái)，宿州市把甘薯產(chǎn)業(yè)作為農(nóng)民增收、突破精準(zhǔn)扶貧的重要工作來(lái)抓，通過(guò)項(xiàng)目引導(dǎo)，因地制宜大力推進(jìn)甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使甘薯產(chǎn)業(yè)成為農(nóng)民增收的重要渠道。甘薯地膜覆蓋栽培技術(shù)具有增溫、保墑、抗旱、增產(chǎn)等作用，是提高甘薯產(chǎn)量的有效抗逆栽培措施，已成為確保宿州特色農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要生產(chǎn)資料之一。但是，隨著地膜應(yīng)用量和使用年限的不斷增加，大量殘留地膜導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞，耕地質(zhì)量降低，嚴(yán)重影響甘薯的生長(zhǎng)發(fā)育，最終導(dǎo)致甘薯減產(chǎn)。殘留地膜造成的“白色污染”不但嚴(yán)重影響正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而且對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境也構(gòu)成了巨大的威脅[1]。

為解決宿州甘薯在生產(chǎn)栽培過(guò)程中地膜殘留帶來(lái)的“白色污染”問(wèn)題，本研究利用山東天壯環(huán)?？萍加邢薰咎峁┑?種不同配方全降解生態(tài)地膜（以下簡(jiǎn)稱“生態(tài)地膜”），開展了生態(tài)地膜降解性能及其對(duì)甘薯農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的影響試驗(yàn)。對(duì)不同配方生態(tài)地膜進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為進(jìn)一步推進(jìn)生態(tài)地膜在宿州甘薯上的應(yīng)用推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況 試驗(yàn)于2019年4月14日在埇橋區(qū)西二鋪鄉(xiāng)小黃家村進(jìn)行。該地塊土壤類型為潮土。土壤養(yǎng)分測(cè)定結(jié)果：有機(jī)質(zhì)32.6g/kg，全氮966mg/kg，總磷1080mg/kg，全鉀含量1.62%。2019年宿州全年降水量606.9mm。全年平均氣溫15.5℃。極端氣溫最高38.7℃，極端氣溫最低-8.1℃。全年日照時(shí)數(shù)2141.1h。

1.2 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)用生態(tài)地膜由山東天壯環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)，膜寬1200mm，厚度0.006mm。樣品生態(tài)地膜1號(hào)、生態(tài)地膜2號(hào)、生態(tài)地膜3號(hào)分別為不同配方、不同降解時(shí)間的降解地膜。普通地膜對(duì)照由山東三塑集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，膜寬1200mm，厚度0.006mm。供試作物為甘薯，品種為商薯19。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)天壯生態(tài)地膜1號(hào)～3號(hào)、普通地膜對(duì)照共4個(gè)處理，3次重復(fù)，共計(jì)12個(gè)小區(qū)，每小區(qū)長(zhǎng)15m，寬2m，各小區(qū)隨機(jī)排列。2019年4月14日人工鋪膜，膜上移栽甘薯幼苗，種植密度48000株/hm2，10月3日收獲，其他管理同當(dāng)?shù)卮筇锔适矸N植模式一致。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel處理后，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同覆膜天數(shù)各處理地膜降解情況 不同覆膜天數(shù)后，各處理地膜降解情況描述如表1所示，結(jié)果表明：不同配方生態(tài)地膜在不同覆膜天數(shù)后，均發(fā)生不同程度的降解現(xiàn)象，降解具有一定的可控性。至甘薯收獲時(shí)，已覆膜172d，生態(tài)地膜1號(hào)膜處于碎裂期，露于地表的殘片緊貼地表，拉力消失，易碎成片狀，甚至粉末狀;2號(hào)生態(tài)地膜處于大裂期，手撕成片狀，拉力顯著下降;3號(hào)也開始出現(xiàn)裂口，但仍有部分拉力;普通地膜雖有部分裂紋、空洞，但拉力性能仍較大，屬于正常老化現(xiàn)象。

2.2 不同地膜樣品拉力性能變化 不同地膜樣品拉力性能的變化采用最大拉力和斷裂伸長(zhǎng)率2個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：隨著覆膜時(shí)間的延長(zhǎng)，生態(tài)地膜1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)樣品最大拉力（見圖1）和斷裂伸長(zhǎng)率（見圖2）均明顯下降，而對(duì)照普通CK整體變化幅度不大。其中，1號(hào)降解膜最大拉力和斷裂伸長(zhǎng)率下降幅度最大，至172d收獲時(shí)已降為0;3號(hào)降解膜降解較為緩慢，但甘薯收獲時(shí)最大拉力僅為0.65N，斷裂伸長(zhǎng)率僅為130.4%，較原始樣品降低幅度約50%;2號(hào)降解地膜降解適中，介于1號(hào)和3號(hào)之間。

2.3 不同地膜樣品失重率變化 采用測(cè)定重量變化的方法來(lái)衡量不同地膜樣品的降解性能，是鑒定降解地膜降解程度的重要指標(biāo)。將不同覆膜天數(shù)取樣地膜洗凈、烘干、稱重，計(jì)算失重率，結(jié)果見圖3。從圖3可以看出，普通CK地膜在整個(gè)生育期重量變化不大，失重率低于3%;生態(tài)地膜1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)前期失重不明顯，失重率在10%以內(nèi)，后期伴隨著降解進(jìn)程的加快，失重率逐漸增加;90d以后，1號(hào)和2號(hào)地膜出現(xiàn)失重率快速增加的階段，說(shuō)明此時(shí)地膜已經(jīng)開始出現(xiàn)較大開裂，拉力和韌性開始下降，至172d后收獲時(shí)，1號(hào)降解地膜的失重率達(dá)到46.3%，2號(hào)失重率達(dá)到25.9%;此外，3號(hào)降解地膜降解緩慢，截至甘薯收獲時(shí)，失重率仍低于10%。

2.4 不同地膜對(duì)甘薯農(nóng)藝性狀的影響 從移栽到收獲整個(gè)生育進(jìn)程中，各處理甘薯長(zhǎng)勢(shì)良好，收獲時(shí)，所有甘薯薯皮紫紅色，薯肉白色，整體呈紡錘形。同時(shí)，除生態(tài)地膜1號(hào)處理，甘薯蔓長(zhǎng)、單株蔓重以及單株薯數(shù)及單株薯重略低外，其它各處理甘薯主要農(nóng)藝性狀差異不大（見表2）。由此推斷，生態(tài)地膜在甘薯生育期間完全可以滿足作物對(duì)地膜保溫保墑性能的需求，與普通地膜差別不大，其產(chǎn)量構(gòu)成因素中各因子間差異也不大。

2.5 不同地膜對(duì)甘薯產(chǎn)量的影響 收獲時(shí)，根據(jù)各處理3個(gè)重復(fù)小區(qū)30m2甘薯進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)定，最后折算成每公頃的作物產(chǎn)量。通過(guò)估測(cè)，生態(tài)地膜2號(hào)甘薯產(chǎn)量最高，達(dá)到48679.5kg，其次為生態(tài)地膜3號(hào)處理，產(chǎn)量為48546.0kg，產(chǎn)量最低的為生態(tài)地膜1號(hào)處理，但產(chǎn)量也達(dá)到了48274.5kg。所有生態(tài)地膜處理與對(duì)照普通地膜處理，在0.01和0.05水平下，產(chǎn)量差異不明顯（見表3）。各處理甘薯在地膜覆蓋栽培環(huán)境下產(chǎn)量差異較小，符合正常種植管理中產(chǎn)量波動(dòng)。

3 討論與結(jié)論

合理控制降解地膜的降解時(shí)間可以不顯著影響甘薯的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量。全降解生態(tài)地膜在宿州地區(qū)甘薯作物使用后，不影響甘薯的生長(zhǎng)發(fā)育等農(nóng)藝性狀。此外，生態(tài)地膜2號(hào)和3號(hào)處理產(chǎn)量略高于普通地膜，可能是地膜拉力下降后，導(dǎo)致地膜出現(xiàn)開裂，有利于土壤通透性的增加和雨水自然滲透，一定程度上促進(jìn)了甘薯塊莖的膨大，但是收獲產(chǎn)量與普通地膜相比沒(méi)有明顯差異，說(shuō)明生態(tài)地膜具有很好的保溫保墑性能，能滿足甘薯生長(zhǎng)的基本需要。

張現(xiàn)民等[2]研究表明，氧化生物雙降解地膜覆蓋栽培甘薯，公頃產(chǎn)量可達(dá)32109.15kg，扣除其他生產(chǎn)成本后，綜合效益最高，這與本研究結(jié)果一致;李雪松等[3]研究了不同降解地膜覆蓋對(duì)春季馬鈴薯的生長(zhǎng)狀況、產(chǎn)量及土壤溫度的影響，結(jié)果表明全降解生態(tài)降解膜降解效果較好，馬鈴薯產(chǎn)量穩(wěn)定，有利于馬鈴薯的生長(zhǎng);李劍鋒[4]研究氧化生物雙降解地膜花生大田降解效果試驗(yàn)表明，氧化生物雙降解地膜的使用，前期可以起到保溫增墑的作用，利于花生的出苗和生長(zhǎng)，有助于花生的莢果膨大，中后期可以起到降溫的作用，防止高溫對(duì)花生的危害。

薛源清等[5]研究可降解地膜覆蓋對(duì)渭北旱塬土壤水熱及玉米產(chǎn)量的影響表明，可降解地膜在增溫保墑方面的作用與普通地膜相當(dāng)，且產(chǎn)量差異不明顯。袁海濤等[6]研究表明，合理設(shè)定降解誘導(dǎo)期的降解地膜對(duì)土壤水分、溫度和棉花生長(zhǎng)的影響與普通地膜相當(dāng)，未對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量水平產(chǎn)生顯著影響。此外，劉蕊等[7]報(bào)道氧化生物雙降解地膜覆蓋東北玉米能提高土壤的溫度和儲(chǔ)水量，并且玉米收獲產(chǎn)量比普通地膜增加6.8%，這可能與不同區(qū)域土壤差異及降解地膜使用的區(qū)域性差異等因素有關(guān)。

本研究表明，在甘薯生長(zhǎng)過(guò)程中，不同配方的生態(tài)地膜降解的時(shí)間和降解的速度不同，說(shuō)明全降解生態(tài)地膜具有一定的降解可控性，并且收獲后地膜殘留率大幅度降低，生態(tài)地膜1號(hào)在收獲后地膜失重率達(dá)46.3%，經(jīng)后期觀察，生態(tài)地膜旋耕入土后可以持續(xù)進(jìn)行生物降解，降解較為徹底。這與袁海濤等[8]研究得出的生態(tài)地膜在棉花上使用后降解的徹底性和降解時(shí)間的可控性結(jié)論一致。

由此可見，全降解生態(tài)地膜在發(fā)揮普通地膜保溫保墑作用的同時(shí)，又可以減輕土壤殘膜污染，有效改善土壤環(huán)境，此外，生態(tài)隆解地膜在作物收獲后自行降解，減輕了人工撿拾的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且不影響下茬作物耕種，對(duì)環(huán)境友好，值得進(jìn)一步研究推廣。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：王慧晴）