崔義河，魏建華，茍麗娜，韓常玉，韓 勇，朱建國，劉 坤，謝永磊

（1.疏勒縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，新疆維吾爾自治區(qū) 疏勒 844299；2.中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，吉林 長春 130000；3.中國科學(xué)院南京土壤研究所，江蘇 南京 210000；4.喀什光合未來信息科技有限公司，新疆維吾爾自治區(qū) 喀什 844000；5.湖北光合生物科技有限公司，湖北荊門 448000）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年喀什地區(qū)地膜用量已達(dá)到3.47×104t，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)覆蓋地膜作物面積57.07×104hm2，喀什地區(qū)農(nóng)田廢舊地膜殘留量約4.83～15.78 kg/0.067 hm2，個(gè)別地塊的最高殘留量達(dá)34.62 kg/0.067 hm2，地膜殘留量水平為全國平均水平的3～5 倍。農(nóng)田廢舊地膜進(jìn)入到土壤會(huì)直接破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低耕地質(zhì)量，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。加強(qiáng)農(nóng)田廢舊地膜污染治理工作對于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、打好打贏污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)具有重要意義。

現(xiàn)在采用的回收地膜方式，存在機(jī)械化回收程度低、利用能力弱、人工撿拾成本高、地膜回收率低、利用能耗大、殘膜加工產(chǎn)生的二次污染物多等諸多問題。生物降解地膜的材料來源于能被土壤中的微生物分解的材料，通過代謝最終轉(zhuǎn)化為CO2、水、礦物鹽等，被自然界分解。

本項(xiàng)目采取生物降解地膜覆蓋和灌溉相結(jié)合的種植模式實(shí)現(xiàn)：①示范生物降解地膜產(chǎn)品和應(yīng)用效果，為大規(guī)模應(yīng)用提供樣板；②驗(yàn)證全生物降解地膜完全降解效果。

1 試驗(yàn)地點(diǎn)和應(yīng)用作物

1.1 地點(diǎn)

疏勒縣屬于溫帶大陸性荒漠氣候,四季分明,光熱資源豐富，溫差較大，干旱少雨，年平均氣溫為11.2℃，年降水量為72 mm，無霜期為220 d。試驗(yàn)選在疏勒縣的在亞曼牙鄉(xiāng)、塔孜洪鄉(xiāng)、牙甫泉鎮(zhèn)、洋大曼鄉(xiāng)，完成全生物降解地膜試驗(yàn)、示范及適度推廣200 hm2（含試驗(yàn)示范1.33 hm2）。

1.2 實(shí)施應(yīng)對作物

選取復(fù)播玉米（新玉29號(hào)）、復(fù)播瓜菜（番茄及辣椒）作為主要覆膜作物，具體見表1。

2 實(shí)施內(nèi)容和測量項(xiàng)目以及方法

2.1 實(shí)施內(nèi)容

2021 年，在亞曼牙鄉(xiāng)、塔孜洪鄉(xiāng)、牙甫泉鎮(zhèn)、洋大曼鄉(xiāng)的復(fù)播玉米地推廣全生物降解地膜推廣面積198.67 hm2。在塔孜洪鄉(xiāng)的復(fù)播番茄、辣椒田試驗(yàn)示范全生物降解地膜，示范面積1.33 hm2。詳見表1和表2。

表1 2021 年疏勒縣夏播生物降解地膜試驗(yàn)示范和推廣應(yīng)用情況Tab.1 The experimental demonstration,promotion and application of summer sowing biodegradable mulching film in Shule County in 2021

表2 推廣面積和試驗(yàn)面積Tab.2 The arrangement of promotion area and test area hm2

2.2 測量項(xiàng)目和方法

2.2.1 玉米

測量玉米株高，秸稈鮮質(zhì)量，穗鮮質(zhì)量，穗行數(shù)，行粒數(shù)，計(jì)算項(xiàng)目鮮質(zhì)量，穗粒數(shù)及單位面積產(chǎn)量，詳見表3。

表3 玉米測產(chǎn)表Tab.3 The maize yield measurement

株數(shù)：每個(gè)種植區(qū)隨機(jī)選取一個(gè)點(diǎn)，量取4 m 兩行測量株數(shù)，保苗株數(shù)為=（株數(shù)-2）×666.7 m2/4 m2。

株高：隨機(jī)抽取樣點(diǎn)20%的單株測量株高，測量方法自地面至雄花第一花序之間的距離。

穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)：隨機(jī)抽取樣點(diǎn)20%的單株數(shù)穗行數(shù)，行粒數(shù)，并計(jì)算穗粒數(shù)。

產(chǎn)量：單產(chǎn)=穗粒數(shù)×0.067 hm2株數(shù)×千粒質(zhì)量×85%/1 000，千粒質(zhì)量按照230.24 g計(jì)算。

鮮質(zhì)量：隨機(jī)抽取樣點(diǎn)20%的單株測量秸稈鮮質(zhì)量、穗鮮質(zhì)量并計(jì)算總鮮質(zhì)量。秸稈鮮質(zhì)量為地上部分秸稈、葉片、及玉米苞葉質(zhì)量；穗鮮質(zhì)量為玉米籽粒及玉米芯的質(zhì)量；單株鮮質(zhì)量=秸稈鮮質(zhì)量+玉米果穗鮮質(zhì)量；單位面積鮮物質(zhì)量=單株鮮質(zhì)量×單位面積株數(shù)，詳見表4。

表4 玉米鮮質(zhì)量測量表Tab.4 The measurement of maize fresh weight

2.2.2 番茄及辣椒

番茄及辣椒的測產(chǎn)，詳見表5、表6。

表5 番茄測產(chǎn)表Tab.5 The tomato yield measurement

表6 制干辣椒測產(chǎn)表Tab.6 The production measurement of dried pepper

2.3 種植模式及田間管理

按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)操作進(jìn)行。

2.4 作物生育周期調(diào)查表

生育情況調(diào)查見表7、表8和表9。

表7 玉米生育期情況調(diào)查表Tab.7 The questionnaire on maize growth period

表8 番茄生育情況調(diào)查表Tab.8 The tomato growth questionnaire

表9 制干辣椒生育情況調(diào)查表Tab.9 The questionnaire on growth of dried pepper

2.5 生物降解情況調(diào)查

2.5.1 地膜增溫性能測試——土壤溫度監(jiān)測

從圖1可以看出，降解地膜能有效提升地溫，有助于作物前期的生長。在地膜進(jìn)入開裂后，降解地膜的土壤溫度趨同于裸地，這個(gè)時(shí)候作物進(jìn)入快速生長和成熟期，對地溫提升的需求不大。

圖1 疏勒縣降解地膜溫度變化Fig.1 The temperature change of degraded film in Shule County

2.5.2 地膜保水性能測試

全生物降解地膜的保水性能測試見圖2。

圖2 疏勒縣降解膜濕度變化Fig.2 The humidity change of degradation film in Shule County

2.5.3 地膜降解情況

記錄生物降解地膜破損情況（是否出現(xiàn)裂紋、裂縫及破碎程度，記錄裂紋、裂縫的數(shù)量以及破碎的塊數(shù)并記錄），并判定降解情況，見表10。

表10 地膜降解情況Tab.10 The film degradation

3 討論與分析

分析表3 知，覆蓋全生物降解地膜4 點(diǎn)單位面積株數(shù)分別4 385 株/0.067 hm2、4 395 株/0.067 hm2、4 290 株/0.067 hm2及4 259 株/0.067 hm2，平均為4 233 株/0.067 hm2。覆蓋全生物降解地膜玉米株高為223 cm，在合理的范圍內(nèi)。

分析表4 知，4 點(diǎn)覆蓋全生物降解地膜單株莖稈鮮質(zhì)量平均727.78 g；覆蓋全生物降解地膜單穗鮮質(zhì)量平均353.6 g；覆蓋全生物降解地膜總鮮質(zhì)量平均4 658 kg/0.067 hm2。

分析表3知，覆蓋全生物降解地膜玉米平均產(chǎn)量511.67 kg。

分析表5 知，覆蓋全生物降解地膜的番茄單產(chǎn)3 951.5 kg/0.067 hm2。

分析表6可知制干辣椒鮮果單產(chǎn)2 350.5 kg/0.067 hm2，干果單產(chǎn)347.2 kg/0.067 hm2。

分析表7、表8、表9 玉米、番茄及制干辣椒的生育周期，以及表10 地膜降解周期表可以看出，在玉米拔節(jié)期后，番茄和辣椒的開花坐果期開始，全生物降解地膜開始開裂，這個(gè)時(shí)候作物生長不再需要地膜的保溫和保墑功能，地膜開裂有助于氧氣的輸送，作物已經(jīng)封行，無需擔(dān)心雜草的問題。

4 結(jié)論

全生物降解地膜在疏勒縣玉米種植上適宜大面積推廣，對作物的生育情況（穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗鮮質(zhì)量以及穗粒數(shù)）影響大，有利于增產(chǎn)。在番茄和制干辣椒上的應(yīng)用效果經(jīng)對比試驗(yàn)，較傳統(tǒng)聚乙烯地膜也有較明顯的增產(chǎn)效果，宜進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)示范點(diǎn)和應(yīng)用面積，為全生物降解地膜在疏勒縣大面積推廣提供進(jìn)一步的數(shù)據(jù)支持。

全生物降解地膜能根據(jù)作物的生長需求，根據(jù)不同的配方調(diào)節(jié)降解的周期。在作物封行前，降解地膜保持完整的形態(tài)，確保了生育前期對保墑、壓草、保溫的需求，在作物生長的中后期進(jìn)入降解期，并且在作物收獲時(shí)，達(dá)到了80%的降解率。作物收貨后，無需回收地膜，剩余膜將繼續(xù)進(jìn)行生物降解，下茬作物播種時(shí)，可直接種植。全生物降解地膜在210 d左右達(dá)到100%全降解。