甘薯田間降解膜試驗(yàn)分析

趙桂濤+劉中聚+王世偉

摘要：針對(duì)普通地膜殘膜污染土壤現(xiàn)狀，開(kāi)展了甘薯[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]覆蓋降解膜試驗(yàn)。結(jié)果表明，試驗(yàn)所采用的氧化生物雙降解生態(tài)地膜在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生降解且降解持續(xù)進(jìn)行，減輕對(duì)農(nóng)田環(huán)境影響的同時(shí)，鋪膜方式與普通地膜一致，且對(duì)甘薯長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量無(wú)不良影響，可以滿足甘薯覆膜栽培需要。

關(guān)鍵詞：甘薯[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]；降解膜；試驗(yàn)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S531 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）01-0016-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.01.003

Abstract： For the present situation of soil polluted by plastic film residue， the field experiment of sweet potato[Dioscorea esculenta（Lour.） Burkill] with degradation film was carried out. The results showed that， the oxidative biological degradation film used in this experiment occurred degradation and this degradation was continuous， it could reduce the impact on farmland environment of the plastic film， at the same time the film spreading mode was consistent with ordinary plastic film， and it had the same effects on the growth and yield of sweet potato， it could meet the needs of film mulching cultivation of sweet potato.

Key words： sweet potato[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]； degradable film； experiments analysis

甘薯[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]是多年生蔓生草本植物，在熱帶或亞熱帶能終年生長(zhǎng)，對(duì)低溫反應(yīng)敏感，在溫帶遇霜凍死亡。甘薯具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)特性，鮮薯產(chǎn)量可高達(dá)75 t/hm2，適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)，耐旱、耐瘠[1-4]。世界上甘薯栽插面積約900萬(wàn)hm2，中國(guó)甘薯栽培面積和總產(chǎn)占世界首位，2010年中國(guó)甘薯種植面積和總產(chǎn)分別占全世界的45.4%和76.2%。甘薯是中國(guó)主要糧食作物之一，僅次于水稻、小麥、玉米，居第四位[5-7]。臨沂市地處魯中南，全年無(wú)霜期200 d，境內(nèi)山地、丘陵、平原各占1/3。丘陵地帶土層較薄，但土壤沙性大，適耕性好，適宜甘薯栽培，全市常年種植甘薯4.67萬(wàn)hm2，其中春薯3.33萬(wàn)hm2、夏薯1.33萬(wàn)hm2。

中國(guó)于20世紀(jì)70年代引入地膜覆蓋栽培技術(shù)，由于地膜覆蓋具有提高地溫、保墑、改善土壤理化性狀等特點(diǎn)，可加快作物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程、延長(zhǎng)作物生育期、增產(chǎn)增收，而得到快速推廣。甘薯覆膜栽培集中在北方春薯區(qū)，可增產(chǎn)20%～30%[7]，是北方甘薯高產(chǎn)栽培的重要措施[8-10]，但普通地膜使用后由于日照風(fēng)化易破碎，回收困難，導(dǎo)致大量地膜殘留在土壤中很難分解，影響土壤結(jié)構(gòu)，且阻礙作物根系生長(zhǎng)，造成嚴(yán)重的“白色污染”，成為農(nóng)田面源污染一大社會(huì)公害[11-13]。

降解膜的出現(xiàn)提供了一個(gè)解決農(nóng)田殘膜污染的可能途徑，國(guó)內(nèi)降解膜在馬鈴薯、棉花、花生等作物上有見(jiàn)報(bào)道，如白慧義等[14]研究了降解膜馬鈴薯田間試驗(yàn)效果，認(rèn)為降解膜與普通地膜保水保肥能力相當(dāng)、產(chǎn)量差異不大，但壓草效果較差、機(jī)械種植時(shí)易破裂、降解不好；楊相昆等[15]研究降解地膜對(duì)棉田土壤溫濕度的影響，認(rèn)為鋪設(shè)地膜對(duì)棉花影響主要表現(xiàn)在提高土壤溫度上，降解膜只要在頭水前不破裂，可增加土壤溫度，促進(jìn)棉花生長(zhǎng)，其保溫性能與普通膜差異不大；袁海濤等[16]研究降解膜降解性能及增溫、保墑效果，認(rèn)為降解膜降解前，在提高地溫方面均與普通地膜相同，崩解期后保溫作用下降甚至消失。本試驗(yàn)在甘薯田間應(yīng)用降解膜，探索分析甘薯覆降解膜試驗(yàn)效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2016年5月17日至11月3日安排在臨沂市蘭山區(qū)汪溝鎮(zhèn)富強(qiáng)家庭農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，處于丘陵區(qū)，土質(zhì)沙礫土。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，肥力均勻一致。前茬小麥，土壤中無(wú)地膜殘留。

1.2 試驗(yàn)材料

甘薯品種選用商薯19。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，分別為T(mén)1、T2，降解膜選用山東天壯環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)的氧化生物雙降解生態(tài)地膜（以下簡(jiǎn)稱降解膜），降解速度T1>T2；普通地膜（CK1）選用濟(jì)南三塑有限公司產(chǎn)品，規(guī)格與降解膜一致，均為900 mm×0.004 mm（寬×厚）；不覆膜種植（CK2）。

1.3 試驗(yàn)方法

小區(qū)面積16 m2，隨機(jī)排列；每小區(qū)種植4壟，壟距0.79 m，壟溝南北走向，四周設(shè)保護(hù)行。

通過(guò)檢測(cè)原始樣品物理性能及調(diào)查鋪設(shè)作業(yè)人員反饋，分析評(píng)價(jià)地膜的使用性能。分別于7月5日（試驗(yàn)進(jìn)行50 d）、8月15（試驗(yàn)進(jìn)行90 d）兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集樣品，通過(guò)機(jī)械性能檢測(cè)結(jié)果，對(duì)比分析評(píng)估地膜降解程度。在甘薯生育期間觀測(cè)甘薯長(zhǎng)勢(shì)，收獲時(shí)測(cè)產(chǎn)。同時(shí)，對(duì)不同地膜進(jìn)行直觀比較，調(diào)查地膜顏色、形態(tài)以及表面變化。endprint

采用Microsoft Excel 2010與DPS v7.05對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

試驗(yàn)田于5月17日起壟溝覆膜后移栽，其他栽培管理措施與當(dāng)?shù)卮筇镌耘嘁恢拢?1月3日收獲，整個(gè)生育期170 d。試驗(yàn)進(jìn)行中，T1、T2兩個(gè)處理發(fā)生不同程度降解，現(xiàn)象明顯且持續(xù)。

2.1 降解膜的鋪設(shè)性能

地膜物理機(jī)械性能見(jiàn)表1，兩種降解膜與普通地膜斷裂伸長(zhǎng)率相當(dāng)，均可以滿足大田鋪設(shè)要求。試驗(yàn)鋪膜過(guò)程中，降解膜與普通地膜鋪膜方式一致，不改變種植模式及習(xí)慣，鋪設(shè)效果與普通地膜相當(dāng)。

2.2 降解膜對(duì)甘薯長(zhǎng)勢(shì)及產(chǎn)量對(duì)比分析

覆膜甘薯T1、T2及CK1在整個(gè)生育期間，小區(qū)間長(zhǎng)勢(shì)無(wú)明顯差異，比CK2要好，測(cè)產(chǎn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，3種覆膜處理T1、T2及CK1產(chǎn)量均高于不覆膜處理CK2。方差分析結(jié)果顯示，覆膜處理T1、T2、CK1間產(chǎn)量差異不顯著，覆膜各處理產(chǎn)量與不覆膜處理差異顯著。

2.3 降解性能評(píng)價(jià)

2.3.1 地膜拉力性能變化 由表3可知，7月5日，試驗(yàn)開(kāi)始后50 d調(diào)查，樣品拉力出現(xiàn)下降，T1降解最快，斷裂伸長(zhǎng)率為84%，T2次之；8月15日，試驗(yàn)開(kāi)始后90 d調(diào)查，T1碎裂無(wú)法檢測(cè)，T2斷裂伸長(zhǎng)率下降至63%，普通地膜的斷裂伸長(zhǎng)率為188%；甘薯收獲時(shí)T1已消失60%以上。

2.3.2 地膜降解效果分析 地膜各階段降解情況見(jiàn)表4，T1處理降解最快，50 d出現(xiàn)開(kāi)裂，90 d局部表現(xiàn)為完全破碎，進(jìn)入碎裂期，170 d降解達(dá)60%以上，進(jìn)入無(wú)膜期；T2在50 d時(shí)地膜變脆，拉力性能顯著下降，90 d出現(xiàn)開(kāi)裂，局部碎裂，170 d壟側(cè)局部降解完全，其他部位拉力下降明顯；普通膜在170 d收獲時(shí)，基本完好，無(wú)降解發(fā)生。降解效果T1>T2，CK1不降解。

3 結(jié)論

甘薯塊根由幼根發(fā)育而成，夏薯栽后30 d左右塊根開(kāi)始膨大，生長(zhǎng)中期塊根膨大較慢，直至9月上旬后進(jìn)入生長(zhǎng)后期塊根膨大加快。當(dāng)溫度適宜（22～24 ℃），土壤墑情適宜、透氣良好、光照充足時(shí)，幼根易于形成塊根；反之，不利于塊根形成[17]。當(dāng)5～10 cm地溫穩(wěn)定在15 ℃或氣溫在18 ℃時(shí)，即可栽植甘薯，5月17日甘薯剛栽插時(shí)，臨沂市全市最低氣溫在13～14 ℃，覆膜可提高地溫，有利于甘薯早發(fā)根，覆膜甘薯緩苗早，發(fā)根快，比露地栽培甘薯長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)。 5月下旬全市平均氣溫21.3 ℃，之后氣溫逐漸攀升，溫度低不再是甘薯發(fā)育限制因子，降解膜開(kāi)始發(fā)生降解，對(duì)甘薯生長(zhǎng)無(wú)不良影響。甘薯生長(zhǎng)中期，氣溫高，降雨多，土壤透氣性差的條件下，由于降解密封性下降，透氣性反而改善[18]。同時(shí)，測(cè)產(chǎn)結(jié)果顯示，降解膜對(duì)甘薯的產(chǎn)量無(wú)不良影響，且覆膜甘薯產(chǎn)量均比不覆膜甘薯增產(chǎn)，降解膜與普通地膜處理甘薯產(chǎn)量之間差異不顯著。但本試驗(yàn)未對(duì)地膜覆蓋提高地溫、改善土壤理化性狀及覆膜對(duì)甘薯植株性狀的影響等進(jìn)行測(cè)量，尚待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董樹(shù)亭.作物栽培學(xué)概論[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2007.

[2] 張國(guó)平.作物栽培學(xué)[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2001.

[3] 任昌福.作物栽培生理[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2004.

[4] 湯一卒.作物栽培學(xué)[M].南京：南京大學(xué)出版社，2000.

[5] 馬劍鳳，程金花，汪 潔，等.國(guó)內(nèi)外甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（12）：1-5.

[6] 張立明，馬代夫.中國(guó)甘薯主要栽培模式[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

[7] 解備濤，汪寶卿，王慶美，等.甘薯地膜覆蓋研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（36）：28-32.

[8] 王翠娟，史春余，王振振，等.覆膜栽培對(duì)甘薯幼根生長(zhǎng)發(fā)育、塊根形成及產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2014，40（9）：1677-1685.

[9] 蘭孟焦，吳問(wèn)勝，潘 浩，等.不同地膜覆蓋對(duì)土壤溫度和甘薯產(chǎn)量的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（1）：104-105.

[10] 王旭芳.甘薯覆膜高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，36（2）：179-180.

[11] 呂江南，王朝云，易永健.農(nóng)用薄膜應(yīng)用現(xiàn)狀及可降解農(nóng)膜研究進(jìn)展[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué)，2007，29（3）：150-157.

[12] 張文群，金維續(xù)，孫昭榮，等.降解膜殘片與土壤耕層水分運(yùn)動(dòng)[J].中國(guó)土壤與肥料，1994（3）：12-15.

[13] 馮 芳，張起鵬，王 倩，等.農(nóng)業(yè)地膜應(yīng)用危害及其防治措施探討[J].國(guó)土與自然資源研究，2015（1）：42-43.

[14] 白慧義，楊立城，王 生，等.降解膜在馬鈴薯全膜覆蓋栽培生產(chǎn)上應(yīng)用探討[J].青海農(nóng)技推廣，2016（1）：48-49.

[15] 楊相昆，魏建軍，張占琴，等.可降解地膜對(duì)棉田土壤溫濕度的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，28（4）：1736-1741.

[16] 袁海濤，王麗紅，董靈艷，等.氧化-生物雙降解地膜降解性能及增溫、保墑效果研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（23）：166-170.

[17] 馬志民，劉蘭服，姚海蘭，等.不同覆膜方式對(duì)甘薯生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，21（5）：103-107.

[18] 史春余，王振林，余松烈.土壤通氣性對(duì)甘薯產(chǎn)量的影響及其生理機(jī)制[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001，34（2）：173-178.endprint