可降解地膜的降解性能及對土壤溫度、水分和玉米生長發育和產量的影響

何增國，戴紅燕

(古浪縣農業技術推廣中心，甘肅 古浪 733100)

0 引 言

地膜覆蓋技術的推廣，用以提高土壤溫度、保持土壤水分，具有促進植物生長的功能[1]。近年來，農用地膜已廣泛應用于農業生產中[2]，極大地促進了農業生產發展，但其農業環保負面效應日趨嚴重，殘留地膜不僅使耕層土壤透氣性降低，阻礙作物根系發育和對水分、養分的吸收，從而影響作物的產量[3-7]，而且殘留的農膜對農業生態環境造成的“白色污染”問題越來越嚴重[8]。因此開發利用可降解膜成為應對“白色污染”的必然舉措。目前，為治理地膜污染問題政府提倡使用更容易撿拾的厚度在0.01 mm以上的地膜推廣利用，可降解地膜的使用僅在小區域或小面積推廣，還未大面積推廣普及應用。本試驗研究針對不同可降解地膜的降解性能及對土壤水分、溫度和玉米生長的影響進行研究，為今后在玉米生產中選用適宜的地膜提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2014年在甘肅省古浪縣海子灘鎮良種繁育場進行。試驗地位于北緯37°2′，東經103°6′，海拔1 800 m, 年平均氣溫8.2 ℃，晝夜溫差大，年平均日照時數2 700 h，年平均降水220 mm，蒸發量2 292 mm，無霜期194 d。試驗地塊土層深厚，質地疏松，肥力中等，土質為沙壤土，土壤pH值為8.46，為水澆地。前茬作物為向日葵。

1.2 試驗材料

試驗用可降解地膜達華1號(含3%降解母粒)、達華2號(含5%降解母粒)、達華3號(含7%降解母粒)，厚度0.008 mm，幅寬1 400 mm，由甘肅達華節水有限公司生產；普通地膜(厚度0.01 mm)由甘肅省濟陽塑業有限公司生產。供試地膜幅寬都為140 cm。供試玉米品種為先玉335，由敦煌種業先鋒良種有限公司生產，是當地主推品種之一。

1.3 試驗設計

試驗設4個處理，3次重復，隨機區組排列，12個小區，小區面積26.4 m2，四周設保護行。試驗采用全膜平作，行距40 cm,株距22 cm,畝保苗5 680株。結合整地于3月20日，施磷二銨375 kg/hm2,復合肥225 kg/hm2,鉀肥150 kg/hm2，鋅肥30 kg/hm2。3月31日頂凌覆膜，4月11日人工點播，拔節期、抽穗期各追施尿素300、 225 kg/hm2,其他田間管理與大田管理相同。

1.4 測定項目與方法

地膜降解速度：覆膜后每隔20 d 觀察記錄1次地膜降解情況。記錄地膜降解參考指標：0級，沒有裂口，柔韌性好，彈性較強；1級，有少許裂口，柔韌性好，彈性較強；2級，裂口較多有魚眼紋出現，手撕易成4～5 cm碎片，容易撿起；3級，裂口較多，魚眼紋出現較多，手撕易成2～3 cm碎片，緊貼地面，不容易撿起。

土壤溫度：采用土壤溫度速測儀對不同處理的土壤溫度進行測定，測定時間為9∶00、14∶30、18∶30，測定層次為地表及地下0～10、10～20、20～30 cm。全生育期共測定4次，測定時間分別為播種后10 d、出苗期、抽雄期、灌漿期。

土壤含水量：采用取土烘干法對不同處理土壤含水量進行測定，測定層次為0～10、10～20、20～30 cm，測定時間分別為播種后10 d、出苗期、抽雄期、灌漿期。

玉米生育進程及農藝性狀：觀察記載不同處理玉米生長發育進程，產量結果采用實打測產。

2 結果與分析

2.1 不同地膜降解速度及降解效果

從表1可以看出，達華3號從覆膜后80 d即降解為1級，100 d地膜降解為2級，140 d降解為3級；而達華2號從覆膜后40 d降解為1級，120 d地膜降解為2級后再未降解；達華1號從覆膜后80 d降解為1級再未降解；普通地膜沒有降解性，只出現細小破損，可能與光照和風蝕有關。從降解情況來看，降解后的地膜搓揉后成為碎小片粒，但聚乙烯顆粒并未完全降解。

表1 不同地膜降解速度及降解效果

2.2 不同地膜覆蓋對玉米生育期的影響

表2表明，各處理均于9月25日収獲。其中達華3號從拔節期開始較對照推遲1 d，而達華1號從抽雄期開始較對照推遲1 d；2個處理生育期均為143 d，均較對照推遲1 d，差別不大。達華2號各生育時期與對照完全相同。

表2 玉米不同處理生育期記載

2.3 不同地膜覆蓋對土壤水分的影響

從圖1看出，測定層次在0～10 cm普通地膜土壤含水量明顯高于其他地膜覆蓋含水量，收獲期土壤含水量最低的為達華3號，這可能是普通地膜在土壤蒸發過程中阻擋水分蒸發能力明顯高于其他處理；測定層次在10～20、20～30 cm土壤含水量各處理之間差別不大。各處理平均含水量方差分析(見表3)結果表明：(F=1.59

2.4 不同地膜覆蓋對土壤溫度的影響

將3個測定層次下不同測定時間的土壤溫度計算平均值(見表4)表明，各層次普通地膜土壤溫度整體高于其他處理，10～20和20～30 cm各測定時期土壤溫度間差異不顯著，說明普通地膜和其他地膜在影響10 cm以下地溫程度相當；但0～10 cm播種后10 d、出苗期、抽雄期等3次測定土壤溫度差異不顯著；灌漿期普通地膜和達華1號差異不顯著(F=5.75>F0.05=4.76)，和達華2號、達華3號差異達顯著水平，說明在玉米生長后期由于達華2號和達華3號兩種地膜的破損對提高地表溫度影響較大。

圖1 不同處理不同測定層次土壤含水量動態

%

注：抽雄期有灌水。

2.5 不同處理對產量的影響

從表5可以看出，4個處理產量最高的為達華1號13 818.2 kg/hm2,較對照高60.6 kg/hm2,增產率0.44%，其次為達華2號13 772.7kg/hm2, 較對照高15.1 kg/hm2,增產率0.11%，達華3號產量低于對照。經方差分析各處理產量間差異不顯著(F=0.49

表4 不同處理各測定層次下土壤平均溫度 ℃

表5 不同處理產量對照

3 結 語

不同降解母粒含量對降解膜的降解速度和降解情況有一定影響，在一定范圍內含量越高降解速度和降解程度越高，但聚乙烯顆粒并未完全降解，在生產中連續推廣降解膜覆蓋技術對農業生產會造成一定影響。

不同種類的地膜覆蓋對作物產量和生育期影響不大，降解膜的破損對地表溫度產生了一定的影響，導致地表溫度下降。

在農業生產中可降解膜替代普通地膜大面積推廣還需進一步驗證；而推廣厚度0.01 mm的地膜有撿拾方便、回收利用效率較高的優勢。

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[2] 黎先發.可降解地膜材料研究現狀與進展[J].塑料, 2004,33(1):76-81

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[7] 黎先發.可降解地膜材料研究現狀與進展[J].塑料, 2004,33(1):76-81.

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