劉 芳 陽(yáng)秀情

（湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，湖南 常德 415101）

引言

自1979年地膜覆蓋栽培技術(shù)在我國(guó)試驗(yàn)并推廣以來(lái)，作物生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)增收，經(jīng)濟(jì)收益良好，多年以來(lái)地膜的生產(chǎn)量和使用量均大幅增長(zhǎng)。

隨著地膜應(yīng)用的推廣，土壤中殘膜積累現(xiàn)象嚴(yán)重，致使耕層土壤的透氣透水性能下降，使得對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收效率下降，阻礙了作物根系的發(fā)育進(jìn)而影響作物的產(chǎn)量。此外，殘膜隨風(fēng)飄散，不僅污染環(huán)境，而且牛羊等牲畜誤食后還會(huì)引發(fā)腸梗阻，造成死亡。

為減輕殘膜對(duì)土壤的污染和對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，在地膜完成使用后，通過(guò)人工揭膜進(jìn)行部分回收，約每公頃60元，采用降解地膜，雖然每公頃成本增加15元，但不需揭膜，既減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又解決了殘膜對(duì)土壤及環(huán)境的污染問(wèn)題，社會(huì)效益顯著?？山到獾啬げ粌H具有普通地膜的保溫保墑效果，還可以自然降解，因此，應(yīng)用可降解地膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)地膜可以較大程度上解決地膜污染問(wèn)題。本文主要針對(duì)光降解地膜及其在當(dāng)前主要農(nóng)作物上的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1.光降解地膜簡(jiǎn)介

光降解地膜是一種在地膜原材料中（高分子聚合物）加入光敏性物質(zhì)或引入光增敏基團(tuán)，使其在吸收紫外光后在其他助劑的協(xié)同作用下引發(fā)光氧化反應(yīng)，進(jìn)而使大分子鏈斷裂變?yōu)樾》肿踊衔?，地膜變脆，物理機(jī)械性能下降，最后破裂破碎和消失的一類地膜。光降解地膜分為添加型光降解地膜和合成型光降解地膜兩大類。

2.光解地膜在作物上的應(yīng)用研究

2.1 棉花

研究表明，與普通地膜相比，光降解地膜在棉花生產(chǎn)覆蓋期間具有同樣的土壤環(huán)境效應(yīng)和增產(chǎn)效果。毛任釗等研究也證明，光解地膜覆蓋栽培不僅可以產(chǎn)生良好的土壤水熱效應(yīng)，而且降解性能好，對(duì)棉田生態(tài)環(huán)境具有顯著的改善效應(yīng)。

宋美珍等研究發(fā)現(xiàn)，棉花覆蓋光解膜，增產(chǎn)幅度為4.6%-25.2%，效果優(yōu)于普通地膜。光解膜的誘導(dǎo)期為51-64天，在田間自行分解，減少了污染。

棉田使用光降解膜，不僅能夠很好的防除雜草，還能夠改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，起到有效提高地溫、保肥保墑的效果，以有利于種子早萌發(fā)出土，提高根系活力，很好的平衡營(yíng)養(yǎng)和生殖生長(zhǎng)，進(jìn)而提高植株抗性，達(dá)到早熟、優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)的目的，同時(shí)伏前桃、伏桃和秋桃分別比普通地膜多0.1個(gè)、0.3個(gè)、0.2個(gè)，增產(chǎn)率26.6%；雖然光降解地膜壓土部分(無(wú)光照)基本上不降解，但離土后(有光照)仍能繼續(xù)降解，其殘片進(jìn)入土壤后，對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育未產(chǎn)生不良影響。

降解膜覆蓋栽培棉花可增加果枝數(shù)，提高單株結(jié)鈴率，進(jìn)而提高棉花產(chǎn)量；同時(shí)降解膜在光照和土壤微生物作用下是可以降解的，并且降解效應(yīng)十分顯著。此外，降解膜覆蓋栽培可提高土壤積溫、培肥地力，可以很好地改良土壤生態(tài)環(huán)境。

2.2 甘蔗

覆蓋光降解地膜種植的甘蔗，在苗期生長(zhǎng)、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、糖分方面與覆蓋普通地膜相比基本無(wú)差異，保溫保墑作用與普通地膜效果也是基本一致，但是光降解地膜可自行光降解，殘留大大低于普通地膜。另外，該地膜還具有除草功能，有利于甘蔗生長(zhǎng)或產(chǎn)量形成。

應(yīng)用甘蔗除草光降解地膜總投入比甘蔗專用除草地膜每公頃低271.5元，比普通地膜每公頃低736.1元，大大減少了成本投入。

晏祥玉等研究表明光降解膜全膜覆蓋技術(shù)較半膜覆蓋與不蓋膜具有較好的增溫保濕、提高蔗莖產(chǎn)量、蔗糖分和增糖效果，其中平均土溫較半膜覆蓋和不蓋膜分別提高1.8℃、3.9℃；平均土壤含水量分別提高3.3、7.7個(gè)百分點(diǎn)；平均蔗莖產(chǎn)量增加19.8%、33.4%；平均蔗糖糖分提高0.52、0.86個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 烤煙

孟慶雷等研究發(fā)現(xiàn)，光降解地膜在增溫保濕、促進(jìn)煙草生產(chǎn)，提高烤煙單產(chǎn)、均價(jià)、等級(jí)方面與普通銀膜具有同等作用；且光降解地膜可在田間自行光解，融合于土壤中，利于保護(hù)煙田生態(tài)環(huán)境。

黃瑤珠等研究表明，在南雄煙區(qū)，光降解地膜可以代替普通地膜，同時(shí)不影響煙草產(chǎn)量及品質(zhì)的提高，煙葉內(nèi)在化學(xué)成分比較協(xié)調(diào)。

王學(xué)明等在湖南瀏陽(yáng)開(kāi)展了關(guān)于不同類型地膜在烤煙上應(yīng)用的研究，該試驗(yàn)研究了光降解除草地膜、普通光降解地膜、對(duì)照膜和空白對(duì)照四個(gè)處理方式，其中光降解除草地膜的除草效果與其他3個(gè)處理方式之間差異均達(dá)到了顯著和極顯著水平；在一定的程度上可以促進(jìn)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育，其產(chǎn)量和品質(zhì)也高于空白對(duì)照，中上等煙比例高于空白對(duì)照7.3%。

吳澤剛等開(kāi)展了降解地膜在烤煙的應(yīng)用對(duì)比試驗(yàn)：與常規(guī)地膜相比，用可降解地膜覆蓋種植壟1個(gè)月后，地膜就開(kāi)始降解，2個(gè)月后降解面積達(dá)到一半以上；4個(gè)月后降解面積達(dá)到100%。并且，可降解地膜能夠改進(jìn)烤煙生物學(xué)性狀，對(duì)產(chǎn)量也有一定的提高效果。

2.4 玉米

光降解地膜在提升地溫、降低土壤容重、保墑抗旱等方面的效果均優(yōu)于普通地膜，并且具有促進(jìn)玉米生長(zhǎng)發(fā)育、早熟和提高產(chǎn)量的效果。

研究表明：拔節(jié)期，光解地膜覆蓋的土壤水分高于對(duì)照6.0個(gè)百分點(diǎn)，且提高土壤溫度0.9℃，同時(shí)拔節(jié)期的株高以光解地膜覆蓋最高；光解地膜覆蓋的產(chǎn)量與比對(duì)照增產(chǎn)l8.3%。水分利用效率比對(duì)照提高了19.0%。

不同地膜覆蓋對(duì)玉米生物性狀和產(chǎn)量的影響研究結(jié)果表明，光解膜全膜覆蓋的保水保墑效果最好，產(chǎn)量也最高，平均為每公頃9277.5 kg，平均增產(chǎn)率為4.4%。

李忠杰研究發(fā)現(xiàn)，光解膜在覆蓋期間具有與普通膜相同或相近的增產(chǎn)、增溫效果；光解膜經(jīng)曝曬后，在一定時(shí)間內(nèi)可自行降解，但在覆蓋玉米條件下，降解時(shí)間有所延長(zhǎng)，表明作物遮陰一定程度上影響光解，壓土部分的膜基本不降解，經(jīng)過(guò)去土后曝曬可繼續(xù)降解。

2.5 花生

在花生生產(chǎn)中，相比普通地膜，光降解地膜不僅具有同樣的增溫、保墑、增產(chǎn)效果，而且可以節(jié)省拾膜用工。

陳明周等研究發(fā)現(xiàn)，光降解除草地膜在花生覆蓋栽培中具有一定的提高地溫、保墑作用，增產(chǎn)效果明顯，產(chǎn)量增幅高達(dá)14.13%-30.79%；而且對(duì)田間常見(jiàn)雜草防除效果良好。

研究發(fā)現(xiàn)，不同地膜覆蓋花生均比不覆蓋地膜增產(chǎn)顯著，其中既增產(chǎn)增效，又對(duì)土壤、飼料、環(huán)境無(wú)污染的覆蓋材料以可控光生降解膜為最佳，液態(tài)地膜次之，是聚氯乙烯地膜的替代產(chǎn)品。

趙麗蘭等研究表明，可降解銀光膜可明顯提高花生生長(zhǎng)前中期土壤溫度和土壤含水量；可抑制田間雜草生長(zhǎng)，對(duì)雜草有較好的防除效果；可促進(jìn)花生葉片生長(zhǎng)，增加葉面積系數(shù)，保持較高的群體光合能力；增加單株結(jié)果數(shù)，提高果重，顯著提高莢果產(chǎn)量?？山到忏y光膜的綜合效果明顯優(yōu)于普通地膜。

2.6 其他作物

2.6.1 西瓜

研究表明，西瓜在經(jīng)過(guò)黑色無(wú)紡布地膜覆蓋處理?xiàng)l件下，能夠縮短植株的雌花開(kāi)花延續(xù)期，并且能夠提高根系活力、提升果實(shí)品質(zhì)，且可在6個(gè)月內(nèi)降解。從經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益等方面綜合考慮，可以選用黑色無(wú)紡布作為覆蓋材料用于早春大棚吊蔓小型西瓜栽培中。

2.6.2 小麥

研究發(fā)現(xiàn)，光解地膜降解產(chǎn)物可以使得小麥葉綠素相對(duì)含量降低2%，葉綠素?zé)晒鈪?shù)也略有降低，但能夠提高小麥穗粒數(shù)、千粒重、單穗重及小麥籽粒蛋白質(zhì)含量，因此以聚乙烯為原料的可降解地膜降解產(chǎn)物對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)沒(méi)有不良影響。

2.6.3 大豆

研究證明:

首先，光解地膜降解后形成的各種降解產(chǎn)物能夠略提高大豆生長(zhǎng)中期土壤酸堿性，而會(huì)不同程度降低土壤有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。

其次，該試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)降解產(chǎn)物可以提高大豆株高、增加單株有效莢數(shù)、株粒數(shù)、百粒重、株粒重等，但針對(duì)每個(gè)指標(biāo)作用大小不同，依不同降解產(chǎn)物和殘留量的不同而不同。

試驗(yàn)表明，光解地膜降解產(chǎn)物是可以通過(guò)改善土壤的理化性質(zhì)而促進(jìn)養(yǎng)分的分解和吸收，在一定程度上提高大豆單株產(chǎn)量。

3.光降解地膜的發(fā)展趨勢(shì)

綜上所述，不難看出，相比普通地膜，光降解地膜具有降解、防病、防蟲、保水、保肥，調(diào)節(jié)土壤溫度、增強(qiáng)光合作用等功能，可使作物增產(chǎn)20%左右，減少農(nóng)藥施用量，而且可以自行降解，減輕了白色污染。光降解地膜破碎、降解后，小殘片進(jìn)入土壤，不會(huì)使土壤性質(zhì)變差進(jìn)而危害作物，同時(shí)具有減輕土壤污染、水體污染等污染的優(yōu)點(diǎn)。

但是，光降解地膜目前也存在三點(diǎn)不足：

3.1 降解程度和速率受光照強(qiáng)度、生態(tài)氣候條件、土壤環(huán)境、種植品種等因素的制約較大，因此地膜的降解速率很難準(zhǔn)確控制。

3.2 該種降解在覆蓋使用時(shí)，埋入土壤中的部分由于不能接受紫外線照射，是不能被降解的。

3.3 而且其分解物對(duì)大氣、水質(zhì)、土壤是否產(chǎn)生二次污染尚不明確。故光降解地膜由于降解程度受環(huán)境的影響較大、且降解可能存在不徹底性，限制了其應(yīng)用?？紤]到我國(guó)具體情況，目前作為解決地膜殘留污染重要而有效的途徑之一，還是具有推廣應(yīng)用前景的。