張?jiān)?艾興華 孫立軍 劉 偉 常風(fēng)華 賀小芹

（1.荊門市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 湖北 荊門 448000；2.荊門市東寶區(qū)牌樓鎮(zhèn)農(nóng)技服務(wù)中心 湖北 荊門 448000；3.荊門掇刀雙井劉偉西瓜專業(yè)合作社 湖北 荊門 448000）

“荊雙井”西瓜是荊門市漳河新區(qū)雙井村劉偉西瓜專業(yè)合作社種植的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，于2010年通過原農(nóng)業(yè)部“農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志”認(rèn)證，2017年在中國（武漢）農(nóng)業(yè)博覽會上被評為金獎農(nóng)產(chǎn)品，2018年獲得“綠色食品”認(rèn)證證書，同年雙井村被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部評為“一村一品”示范村?！扒G雙井”西瓜品牌已經(jīng)在荊門市乃至湖北省內(nèi)形成了較大的經(jīng)濟(jì)拉動力和社會影響力。長期以來，“荊雙井”早春西瓜種植采取的是PE塑料薄膜栽培技術(shù)，通過PE塑料薄膜起到保溫、保墑、抑草的效果，為瓜農(nóng)增產(chǎn)增收增效發(fā)揮了重要作用。但是隨著西瓜地連年耕種，西瓜成熟采收后，PE塑料薄膜不易完全清理干凈，白色污染日益嚴(yán)重。白色地膜微顆粒進(jìn)入土壤后，長期不降解不腐爛，嚴(yán)重影響土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和通透性、滲水性，影響后茬作物生長，并引起土壤退化。為解決白色污染，在荊門市科技局重點(diǎn)科技項(xiàng)目支撐和荊門市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心的技術(shù)支持下，2021-2022年“荊雙井”西瓜合作社開展了全生物降解地膜[1]覆蓋試驗(yàn)示范，以期為西瓜栽培提供一條可持續(xù)生產(chǎn)途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的全生物降解地膜由湖北光合生物科技有限公司生產(chǎn)，有黑色全降解地膜和白色全降解地膜2種，厚度為0.012 mm，寬度為1 000 mm。對照使用的PE地膜從農(nóng)資市場上購買，厚度為0.015 mm，寬度為1 000 mm。供試土壤為黃棕壤，土壤基本理化性狀：土壤pH 6.3，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量分別為21.32 g/kg、6.82 g/kg、0.47 g/kg、4.72 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為161.21 mg/kg、52.56 mg/kg、76.31 mg/kg。供試西瓜品種為早佳8424[2]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)設(shè)3個處理，處理1：全降解黑色地膜覆蓋；處理2：全降解白色地膜覆蓋；處理3：PE地膜覆蓋。均在西瓜苗移栽時覆蓋整廂，覆蓋長度600 m。

試驗(yàn)管理：西瓜于1月28日播種，2月7日葫蘆砧木嫁接，3月16日移栽，4月18日授粉。每畝底施有機(jī)肥300 kg+45%復(fù)合肥75 kg，提苗肥施沖施肥20 kg，坐果期施40%腐殖酸肥20 kg，西瓜一株留雙蔓一果。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目

試驗(yàn)調(diào)查西瓜生育進(jìn)程中，全生物降解地膜對西瓜移栽后的土壤耕作層10 cm、20 cm地溫的影響，調(diào)查棚內(nèi)濕度的變化，西瓜覆蓋不同薄膜對產(chǎn)量和糖度的影響，不同薄膜材料的特性及最大拉伸負(fù)荷、斷裂伸長率和降解程度等。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕作層地溫變化

每個處理的覆膜時間均為3月16日，西瓜移栽后立即覆膜壓實(shí)，調(diào)查地溫深度為10 cm、20 cm，調(diào)查時間均為上午10:30。由圖1、圖2可知，在西瓜幼苗期地溫均在6℃以下，藤蔓期8℃左右，坐果期12℃左右。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，PE膜保溫效果最好，透光率很高，全生物降解白色地膜保溫性能中等，全生物降解黑色地膜保溫效果最差。在抑制雜草生長階段，白色PE膜因?yàn)橥腹饴矢撸匦Ч茫淠?nèi)雜草生長旺盛，殺草效果一般，但是黑色全生物降解地膜膜內(nèi)無雜草，白色全生物降解地膜膜內(nèi)雜草可控[3]。

2.2 大棚內(nèi)濕度變化

西瓜栽培屬于早春時節(jié)，1月28日播種均在大棚進(jìn)行，3月16日移栽后實(shí)時監(jiān)測大棚內(nèi)濕度變化。由圖3可知，不同薄膜覆蓋西瓜，棚內(nèi)濕度在70%～80%之間，棚內(nèi)濕度變化無差異。全生物降解地膜透光性稍差一點(diǎn)，但是其透氣性強(qiáng)于PE地膜。全生物降解白色地膜對土壤微生物菌群繁殖極為有利，對西瓜根系生長和吸收養(yǎng)分更為有利，全生物降解黑色地膜稍差。

2.3 藤蔓期主藤及果節(jié)生長速率

西瓜覆膜栽培采取1株只留2個藤蔓、2個藤蔓只留1個西瓜的栽培技術(shù)模式，從移栽開始測定西瓜藤蔓期藤蔓長度和果節(jié)數(shù)量[4]。由圖4、圖5可知，移栽后20 d藤蔓生長較慢，主藤蔓長度在100 cm以下，果節(jié)數(shù)在15個以下。覆膜西瓜試驗(yàn)田于4月19日陸續(xù)授粉，授粉果節(jié)在第8～13果節(jié)，授粉后7～10 d開始掛果，移栽后1個月即4月16日后生長明顯加快，主藤蔓長度達(dá)到250 cm左右，果節(jié)達(dá)到25個左右。不同模式栽培的西瓜藤蔓長勢和果節(jié)數(shù)差異不大，PE膜西瓜長勢稍快些，全生物降解白色地膜次之，全生物降解黑色地膜稍慢[4]。

2.4 不同處理西瓜產(chǎn)量

PE地膜覆蓋透光性好、保溫效果最佳，西瓜生長速度最快，其收獲期較全生物降解黑色地膜提前4 d，較全生物降解白色地膜提前2 d，畝產(chǎn)量在2 600 kg左右，按上市期西瓜均價3元/kg計算，畝產(chǎn)值達(dá)到15 600元。全生物降解白色地膜處理收獲期在5月24日，畝產(chǎn)量2 550 kg左右，全生物降解黑色地膜收獲期在5月26日，生育期稍長，畝產(chǎn)量2 500 kg左右。不同處理之間產(chǎn)量差異不明顯（表1）。

表1 不同薄膜覆蓋栽培西瓜產(chǎn)量

2.5 不同處理西瓜含糖量

由表2可知，每個處理之間的西瓜中糖含量和邊糖含量沒有差異[5]。以往文獻(xiàn)中關(guān)于紅色全生物降解地膜促進(jìn)瓜類含糖量增加有一定的理論基礎(chǔ)，下階段筆者將開展紅色全生物降解地膜對西瓜含糖值變化的影響試驗(yàn)分析，以期更好地改善西瓜品質(zhì)[5]。

表2 不同薄膜覆蓋西瓜含糖量

2.6 不同薄膜特性分析

所有薄膜的長度均為600 m，卷重8 kg，全生物降解地膜厚度均為0.012 mm，PE地膜的厚度為0.015 mm。由表3可知，最大拉伸負(fù)荷值[6]，PE膜最強(qiáng)，縱向達(dá)3.44 N，橫向達(dá)3.01 N，比全生物降解白色地膜的縱向最大拉伸負(fù)荷值（3.2 N）高0.24 N，高6.9%，比橫向最大拉伸負(fù)荷值（2.25 N）高0.76 N，高2.5%；PE膜比全生物降解黑色地膜的縱向最大拉伸負(fù)荷值（2.9 N）高0.54 N，高15.7%，比橫向最大拉伸負(fù)荷值（2.05 N）高0.96 N，高31.9%。斷裂伸長率，全生物降解地膜均高于PE膜，全生物降解白色地膜縱向斷裂伸長率191%，比PE膜縱向（153%）高28%，增幅14.7%，全生物降解白色地膜橫向498%，比PE膜橫向（330%）高168%，增幅33.7%；全生物降解黑色地膜縱向斷裂伸長率242%，比PE膜縱向（153%）高89%，增幅36.8%，全生物降解黑色地膜橫向445%，比PE膜橫向（330%）高115%，增幅25.8%。說明PE膜最大拉伸強(qiáng)，而斷裂伸長率低，全生物降解地膜更容易降解。

表3 不同薄膜材料規(guī)格、特性及測試應(yīng)用結(jié)果

3 討論與結(jié)論

3.1 全生物降解地膜可減輕農(nóng)業(yè)污染

全生物降解地膜沒有白色污染，其主要成分是PBAD、聚乳酸[7]等高分子材料和淀粉等，在西瓜等經(jīng)濟(jì)作物覆膜生長過程中可自動裂解，通過氧化作用、微生物消化吸收利用，變?yōu)镃O2、水和腐殖質(zhì)，融入到土壤中，不需要人工回收，即使剩余未及時全部降解的地膜也可以直接翻耕混入泥土而自然降解。而對照PE膜主要成分是聚乙烯，屬于不可降解的地膜，人工回收不完全會殘留部分在土壤中極難分解，PE膜殘留物會阻礙土壤中水分和養(yǎng)分的運(yùn)輸，也破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成土壤環(huán)境惡化，影響農(nóng)作物生長發(fā)育，導(dǎo)致減產(chǎn)，形成白色污染。

3.2 全生物降解地膜保濕、保溫、保肥效果好

全生物降解地膜不僅能夠自動完全降解，保濕、保溫的效果也很突出。本試驗(yàn)表明，覆蓋全生物降解地膜后，土壤濕潤有利于農(nóng)作物根系生長，并能有效防止雨水沖刷，提高土壤肥力，為西瓜營造一個良好的生長環(huán)境。但是西瓜栽培有其特殊性，在營養(yǎng)生長階段和生殖生長階段，需要施用提苗肥和坐果肥，且施用方式為滴灌沖施，因?yàn)橛袥_力，在PE膜和全生物降解地膜不同覆蓋處理時有所差異。PE膜較為結(jié)實(shí)，沖施時不易沖破，保肥保水效果更好，而全生物降解地膜開始裂解氧化后容易造成破損，導(dǎo)致肥水有所流失。

3.3 白色地膜適合早春栽培

早春栽培地溫低，全生物降解白色地膜相較于全生物降解黑色地膜更有優(yōu)勢。全生物降解黑色地膜在西瓜栽培過程中，太陽光輻射吸收光能效果好，但是光線不能進(jìn)入膜內(nèi)，地溫回升慢。全生物降解黑色地膜在早春栽培中應(yīng)用對雜草封閉效果較好，雜草因?yàn)楹谀?dǎo)致沒有光合作用而停滯生長。全生物降解白色地膜和PE膜由于薄膜的透光性好，能有效地使太陽光轉(zhuǎn)變成熱能，由于熱效能作用，土壤中的水分會沿著毛細(xì)管上移，經(jīng)薄膜阻擋在膜底聚成水滴而滴回土壤，使水分呈上下運(yùn)動狀態(tài)，保持土壤濕潤、疏松，土壤中的微生物數(shù)量增加，有利于西瓜生長，適合早春栽培應(yīng)用。