劉淼 邸樹峰 孫彬 滕學(xué)海 夏天舒 畢影東 李煒 王玲 樊超 劉建新 楊光

摘要 研究超薄生物降解地膜應(yīng)用于有機(jī)水稻生產(chǎn)，生物降解地膜的降解特性及其對稻田雜草、用水量、水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明，黑色生物降解地膜（QTH）可以有效地保溫保墑，并有效抑制雜草;同時，顯著地提高了水稻的結(jié)實(shí)率、糙米率和精米率，使產(chǎn)量提高了14%，蛋白質(zhì)含量提高了9.38%。

關(guān)鍵詞 超薄生物降解地膜;降解特征;有機(jī)水稻;產(chǎn)量;效益

中圖分類號 S 511? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）23-0067-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.019

Degradation Characteristics of Ultra-thin Biodegradable Plastic Film and Its Effect on Organic Rice Production and Benefits

LIU Miao1，DI Shu-feng1，SUN Bin2 et al

（1.Crop Tillage and Cultivation Institute，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Harbin，Heilongjiang 150086;2.Rural Energy and Environmental Protection Institute， Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Harbin，Heilongjiang 150086）

Abstract This paper studied the application of ultra-thin biodegradable mulch film to organic rice production， the degradation characteristics of biodegradable mulch film and its effects on weeds， water consumption， rice yield and economic benefits in rice field. The result showed that the black biodegradable mulch could effectively maintain heat and moisture， and effectively inhibit weeds. At the same time， the rice seed setting rate， brown rice rate and white rice rate were significantly improved. Rice yield increased by 14% and protein content by 9.38%.

Key words Ultra-thin biodegradable mulch film;Degradation characteristics;Organic rice;Yield;Benefit

基金項(xiàng)目 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFB0302400）。

作者簡介 劉淼（1983—），女，黑龍江哈爾濱人，助理研究員，博士，從事作物遺傳育種研究。

通信作者，正高級農(nóng)藝師，從事作物遺傳育種與耕作栽培研究。

收稿日期 2020-12-28

地膜在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用已有40多年歷史，是現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要生產(chǎn)資料。但普通聚乙烯地膜在自然條件下很難降解，使用量有1/3殘留在土壤中，對環(huán)境造成不良影響[1-2]。生物降解地膜在功能期后逐步降解為水和CO2，是傳統(tǒng)聚乙烯地膜的理想替代品。目前，生物降解地膜在旱地作物以及蔬菜種植中都得到廣泛的使用，但在水稻中應(yīng)用較少[3-4]，相關(guān)研究也不多。水稻栽培應(yīng)用生物降解地膜可以起到增溫保墑作用，從而促進(jìn)水稻提早成熟[5-6]，提質(zhì)增產(chǎn)。特別是水稻栽培應(yīng)用黑色生物降解地膜，在不施用化學(xué)除草劑的情況下也可以有效防止草害發(fā)生，為有機(jī)水稻生產(chǎn)的雜草防治提供了有效的解決方案，使農(nóng)民發(fā)展生態(tài)保護(hù)栽培又多一類技術(shù)選擇。筆者研究了超薄生物降解地膜應(yīng)用于有機(jī)水稻生產(chǎn)，生物降解地膜的降解特性及其對稻田雜草、用水量、水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與準(zhǔn)備

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在哈爾濱延壽縣加信鎮(zhèn)旭東有機(jī)稻米種植合作社有機(jī)水稻種植基地，地勢平坦，前茬連續(xù)多年栽培水稻，土壤為黑壤土，土地肥沃，地力均勻。試驗(yàn)選用的水稻品種為比當(dāng)?shù)刂髟云贩N晚6～7 d的水稻品種稻花香2號，該品種是東北粳稻中適口性較好的品種之一，普通株型，生育期在140 d左右[7]。試驗(yàn)選用的生物降解地膜是山東清田塑工有限公司的QTH黑色超薄生物降解地膜，寬度130 cm，厚度僅為6 μm，CK為露地栽培。試驗(yàn)結(jié)合整地一次性施足持效期長的微生物有機(jī)肥2 500 kg/hm2作為基肥，有機(jī)肥全氮含量為46.5 g/kg，有效磷含量為1.8 g/kg，速效鉀含量為2.0 g/kg[8]。覆膜插秧前20～30 d進(jìn)行第1次泡田;10～15 d后進(jìn)行第2次泡田水耙;插前3～5 d進(jìn)行第3次泡田和第2次水耙地[9]。覆膜田每次整地后保持水飽和狀態(tài)，不覆膜田常規(guī)管理。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 覆膜插秧。

試驗(yàn)設(shè)覆膜處理和不覆膜對照2個處理，隨機(jī)區(qū)組，重復(fù)3次，每個小區(qū)為60 m2，5月下旬插秧，覆膜插秧一體機(jī)一次完成覆膜插秧作業(yè)，行穴距為30 cm×13 cm，每穴3～5棵基本苗，插秧后1～2 d查田補(bǔ)苗。

1.2.2 降解膜降解速度觀測。

覆膜后記錄降解膜進(jìn)入誘導(dǎo)期（覆膜到地膜出現(xiàn)小于1 cm的裂紋）、開裂期（地膜出現(xiàn)大于3 cm的裂紋）、崩裂期（地膜出現(xiàn)大于5 cm的裂紋或裂紋合并出現(xiàn)碎塊）、碎裂期（地膜有小碎片，但已無直徑大于10 cm殘膜）、無膜期（地膜在地表基本消失）的時間[10-11]。

1.2.3 土壤溫度測定。

插秧后，在覆膜處理和對照每個小區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)離注水口的地方分別選取1處安裝TZS-5X-G多參數(shù)土壤水分、溫度速測儀，溫度感應(yīng)探頭置于水稻行間土壤15 cm耕層，間隔2 h自動記錄數(shù)據(jù)1次，計(jì)算處理與對照1 d的平均溫度，直至降解膜進(jìn)入開裂期。

1.2.4 灌水管理。

覆膜處理灌水采取濕潤栽培水分管理，水稻插秧后保持膜面無水、膜下有水[12]，溝穴有水、畦上無水狀態(tài)，保證田間土壤含水量處于飽和狀態(tài);CK正常灌水管理。每次灌水記錄灌水量。

1.2.5 雜草調(diào)查。

水稻抽穗后期，覆膜處理與對照每小區(qū)隨機(jī)選取1處，每處1 m2，調(diào)查常見且對水稻生長影響較大的稗草、牛毛氈、野慈姑、三棱草4種雜草發(fā)生情況。

1.2.6 水稻產(chǎn)量測定。

水稻成熟后，每小區(qū)隨機(jī)選取1 m2水稻考種，內(nèi)容包括有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等主要產(chǎn)量構(gòu)成因素。小區(qū)實(shí)收測產(chǎn)，按折算13.5%標(biāo)準(zhǔn)含水量記錄實(shí)收產(chǎn)量[13-14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 降解膜降解速度

降解地膜覆膜65 d后進(jìn)入誘導(dǎo)期，88 d后進(jìn)入開裂期，106 d后進(jìn)入崩裂期，126 d進(jìn)入碎裂期，139 d基本進(jìn)入無膜期，目測地表地膜當(dāng)年降解率到90%以上。降解膜土埋部分降解率約30%，明顯低于裸露部分和旱田試驗(yàn)結(jié)果（89.48%）。降解膜土埋部分比旱田降解速度慢，可能是由于水田土壤含氧量、菌群結(jié)構(gòu)等與旱田差異較大，影響了水田土埋降解膜的降解速率。土埋部分僅為覆膜總量10%左右，且經(jīng)2年翻耕，地膜降解率也達(dá)到100%，對水稻生長無影響。

2.2 插秧情況調(diào)查

試驗(yàn)設(shè)覆膜和不覆膜2個處理均同時插秧，插秧3 d后查田補(bǔ)苗，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，覆膜田沒有漂苗現(xiàn)象。覆膜田秧苗受降解膜保護(hù)，應(yīng)對大風(fēng)、低溫能力增強(qiáng)，且覆膜田日間地溫增加較快，夜間保溫效果好，縮短了秧苗的緩苗時間，秧苗返青時間較CK縮短2 d。

2.3 地膜對土壤溫度和水稻成熟期的影響

TZS-5X-G提供的數(shù)據(jù)顯示，覆膜處理3個重復(fù)自覆膜至8月初降解膜進(jìn)入破裂期前，與對照相比，覆膜對耕層15 cm深處土壤增溫作用明顯（表1）。隨著地膜的降解，覆膜處理與對照土壤的溫度逐漸接近，8月中旬地膜進(jìn)入崩裂期后，覆膜田土壤溫度與對照趨于一致。全生育期內(nèi)，覆膜處理土壤日平均增溫1.02 ℃，日最大增溫達(dá)到了4.22 ℃。水稻成熟期比對照提早6 d。

2.4 降解膜對灌水量的影響

從表2可以看出，覆膜處理

與對照相比，有效減少了灌溉用水。覆膜處理在減少灌溉水47%的情況下仍然可以使水稻保持良好的生長狀態(tài)。

2.5 降解膜對雜草量的影響

每小區(qū)隨機(jī)選取1 m2調(diào)查發(fā)現(xiàn)，覆膜處理和對照的總雜草株數(shù)分別為22、128株，雜草平均密度分別為7.34和42.66株/m2，覆膜處理雜草較對照減少82.79%;覆膜對牛毛氈控制效果最好，與對照相比減少91.51%。

2.6 降解膜對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表4可以看出，覆膜栽培增產(chǎn)主要源于水稻穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率的增加，有效穗數(shù)覆膜處理比對照多62.4穗/m2，增加18.95%;結(jié)實(shí)率覆膜處理比對照高出5.6百分點(diǎn);水稻穗粒數(shù)和千粒重基本相當(dāng);理論產(chǎn)量增加725.19 kg/hm2，增產(chǎn)率為14.12%。小區(qū)實(shí)收測產(chǎn)表明，覆膜處理比對照明顯增產(chǎn)，增產(chǎn)量為679.95 kg/hm2，增產(chǎn)率為14.25%;同時，覆膜處理稻米與對照相比，糙米率和精米率顯著提高，整精米率沒有顯著差異;覆膜處理與對照相比，稻米的堊白粒率和堊白度差異不大，蛋白質(zhì)含量提高了9.38%（表5～6）。

3 討論與結(jié)論

覆蓋生物降解膜對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響很大[15]。應(yīng)用降解膜栽培有機(jī)水稻，在降解膜的功能期內(nèi)能夠顯著提高地溫，促進(jìn)水稻早發(fā)快長，為水稻產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。在水稻本田生育期內(nèi)日均提高15 cm土壤耕層地溫1.02 ℃，對于水稻產(chǎn)量和品質(zhì)作用顯著。覆膜不僅可以抑制雜草，還可以減輕病蟲的發(fā)生，從而達(dá)到不用除草劑、少用或不用病蟲藥劑的目的。有效解決了有機(jī)水稻規(guī)模化栽培人工除草雇工難、成本高的問題。經(jīng)農(nóng)戶測算，有機(jī)稻栽培可節(jié)約人工除草成本約1 650元/hm2左右[16]。降解覆膜栽培水稻是一種綠色、環(huán)保、高產(chǎn)、高效的生產(chǎn)方式，是農(nóng)民發(fā)展生態(tài)保護(hù)栽培的一項(xiàng)技術(shù)選擇。

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