不同可降解農用地膜對土壤環境的影響研究

梁志虎

(永昌縣農業技術推廣中心，甘肅 永昌 737200)

隨著地膜覆蓋栽培技術的推廣，我國北方農用地膜的使用量越來越大。農用地膜的使用，有效地控制了土壤的溫度和濕度，減少了水分和養分的流失，促進了農作物的高產和穩產，從而增加了農業生產效益。但與此同時，由于地膜的一次性使用，每年都會有大量的殘膜留在土壤里。普通塑料地膜在自然界中很難降解，這些地膜碎片可在土壤中形成阻隔層，使土壤中的水、氣、肥等流動受阻，造成土壤板結和白色污染，嚴重危害生態環境。因此，解決殘膜污染土壤問題已成為地膜覆蓋栽培技術推廣的當務之急。為解決這一問題，可降解地膜應運而生。我們引進國內主要可降解地膜廠家生產的可降解農用地膜，對其應用效能進行試驗評價，旨在為大面積推廣使用提供可靠依據。

1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省永昌縣東寨鎮二壩村。當地海拔1 800 m，年均氣溫4.8 ℃，無霜期148 d，年均降水量185 mm，年均蒸發量2 000.6 mm，年均日照時數2 884 h，土壤類型為灌漠土，農業生產以河水灌溉為主、井水灌溉為輔。

2 試驗材料及方法

引進國內不同廠家生產的可降解農用地膜，在甘肅省永昌縣開展不同類型可降解地膜在馬鈴薯地應用的試驗研究，通過對馬鈴薯生育期內土壤溫度、水分和地膜降解程度等指標進行監測、分析，研究不同類型可降解地膜對農田土壤溫度、水分和馬鈴薯產量的影響及使用過程中的降解情況。

2.1 試驗用地膜

試驗用地膜及試驗處理見表1。

2.2 試驗農作物及種植方式

參試作物為馬鈴薯，品種為克星19。施肥按當地常規施肥量，分別施馬鈴薯專用肥1 200 kg/hm2、尿素225 kg/hm2、硫酸鉀300 kg/hm2，以及磷酸二銨300 kg/hm2。種植時間為2016年4月17日，采用機械起壟覆膜覆土種植，收獲時間為2016年9月29日，使用馬鈴薯收獲機收獲，田間管理同常規大田。

表1 可降解地膜評價試驗覆蓋處理詳情

2.3 測定指標和方法

土壤溫度用HOBO Water Temp Pro v2水下溫度數據采集器采集；土壤含水量用便攜式土壤墑情速測儀BWS-100，從馬鈴薯種植開始起每3周左右測定一次；地膜外表變化采用目測法，在每個樣品區固定5個觀測點，觀測面積50 cm×50 cm，從覆膜開始每隔7天左右觀測一次表面的變化(是否出現裂紋、裂縫，破碎程度)，通過定期的肉眼觀測，記錄地膜顏色、形態及表面完整性的變化情況，同時用數碼相機照相留存；產量及構成因素的測定，采取每個處理取3個2.0 m×1.2 m的樣點，在每個樣點取3株分別測定單株結薯數、單株薯質量、單株商品薯數，同時測定每個樣點的馬鈴薯總質量和商品薯質量，計算商品率。

3 試驗結果與分析

3.1 可降解地膜覆蓋對農田土壤水分的影響

不同可降解地膜對土壤含水量的影響見圖1。從圖1可看出：不同可降解地膜對土壤含水量的影響主要體現在馬鈴薯生育前期和后期。在馬鈴薯生育前期和后期，覆蓋后土壤含水量較高的可降解地膜主要有金發科技、億帆鑫富、山東天壯和廣東勵農豐等，在馬鈴薯生育中期，各可降解地膜對土壤含水量的影響基本一致。由此可以看出，在本次試驗中，可降解地膜金發科技、億帆鑫富、山東天壯和廣東勵農豐對土壤的保濕作用比較明顯。

圖1 可降解地膜對土壤含水量的影響

3.2 可降解地膜覆蓋對農田土壤溫度的影響

不同可降解地膜對土壤溫度的影響見圖2。從圖2可以看出，在馬鈴薯生育前期，可降解地膜珠海萬通、威盛華泰、中科金龍和普通地膜金土地對土壤有比較明顯的增溫保溫作用，從馬鈴薯生育中后期開始，不同可降解地膜對土壤的增溫保溫作用基本趨于一致，無明顯差異。由圖2分析得出：可降解地膜對土壤溫度的影響主要是在馬鈴薯芽條生長期、幼苗期和塊莖形成期，從塊莖增長期開始至淀粉積累期，不同可降解地膜對土壤溫度的影響逐漸減小，趨于一致。

圖2 可降解地膜對土壤溫度的影響

3.3 可降解地膜降解情況及分析

通過在觀測點上對地膜降解狀況進行局部觀測和全局觀測，可降解地膜的降解情況為：6月1號，新疆康潤潔地膜最先開始出現裂痕；6月8號，山東匯盈和威盛華泰地膜開始出現裂痕；6月23號，湖北光合地膜開始出現裂痕，其他可降解地膜出現裂痕均較晚且不是很明顯；至8月中下旬，各參試可降解地膜開始出現比較明顯的裂痕；到9月29日收獲，除金發科技、山東天壯、珠海萬通和廣東勵農豐等可降解地膜表面無明顯變化外，其他可降解地膜均變硬，顏色變暗。

3.4 可降解地膜對農作物的影響

3.4.1 可降解地膜對農作物形態指標的影響

據出苗情況調查，馬鈴薯從5月21日開始出苗，其中億帆鑫富地膜覆蓋的出苗最早，出苗率高且苗長勢整齊，金發科技、中科金龍、廣東勵農豐和威盛華泰地膜較其他可降解地膜覆蓋的出苗晚1周左右，且長勢不均勻。6月23日，億帆鑫富地膜覆蓋的馬鈴薯最先開花，其他可降解地膜覆蓋的馬鈴薯開花情況同出苗情況一致，越往生育后期，各可降解地膜對馬鈴薯生長情況的影響越小。

3.4.2 可降解地膜對作物產量構成要素及產量的影響

從表2中可以看出，不同可降解地膜覆蓋處理對馬鈴薯產量、單株薯質量、單株結薯數、單株商品薯數和商品率都有不同程度的影響。從產量看，不同可降解地膜處理下產量最高的為廣東勵農豐，為49 107.90 kg/hm2，以下依次為湖北光合、億帆鑫富和珠海萬通；單株薯質量表現較好的依次為億帆鑫富、山東匯盈、廣東勵農豐、珠海萬通，最大值為1 168 g；單株結薯數較多的依次為億帆鑫富、山東匯盈、湖北光合、山東天壯；單株商品薯數較多的為億帆鑫富、新疆康潤潔、廣東勵農豐、山東匯盈；商品率較高的依次為廣東勵農豐、新疆康潤潔、威盛華泰、珠海萬通。對馬鈴薯產量、單株薯質量、單株結薯數、單株商品薯數和商品率等各產量構成因素的綜合考慮表明，在參試的可降解地膜中，廣東勵農豐、億帆鑫富、山東匯盈、珠海萬通和湖北光合等可降解地膜優于其他可降解地膜，在本次試驗中表現較好。

3.5 收獲后地膜殘留情況

調查結果表明：可降解地膜雖然可自行降解，但所需時間較長，在農作物整個生育期降解不明顯，而且大多質地薄脆，不易撿拾。

表2 不同地膜處理的產量構成要素及產量

4 主要結論和建議

4.1 可降解地膜是否適合該地區該種農作物的分析

(1)生物可降解地膜評價試驗參試廠家較多，參試地膜生產工藝不規范，寬度、厚度不一致，有些難以上機，比如廣東勵農豐、威盛華泰、湖北光合。

(2)有些可降解地膜抗拉力不好、沒有韌性，造成機械覆膜容易斷裂，比如廣東勵農豐、湖北光合。

(3)本地區風沙較大，只能采取全膜覆土種植，導致遮陰、埋土部分地膜降解效果較差。

(4)從覆膜種植到收獲，可降解地膜仍未有明顯的降解。

(5)由于可降解地膜容易斷裂，難以上機，種植時個別參試地膜需要人工覆膜，增加了種植過程中的勞動力成本。

綜上可知，生物可降解地膜屬于新型地膜，生產工藝復雜，目前這一技術尚不成熟，加之各地區自然資源各不相同，雖然在試驗中有表現相對較好的可降解地膜，如廣東勵農豐、億帆鑫富、山東匯盈、珠海萬通和湖北光合等，但是在生產使用中又有一定難度，比如廣東勵農豐和湖北光合地膜容易斷裂，造成機械覆膜困難，加上可降解地膜成本高，故可降解地膜的使用和推廣有一定難度。

4.2 主要建議

(1)目前國家尚未出臺農用可降解地膜標準，建議各生產廠家可參照新修訂的國家標準《聚乙烯吹塑農用地面覆蓋薄膜》(GB 13735—2017)的有關要求進行生產，在厚度、拉伸力等方面統一規范。

(2)各地區自然條件和生產條件不同，應該根據不同的土壤、氣候和生產條件，如土壤酸堿度、土體結構、光照強度、風力大小、種植模式、機械化程度等有針對性地進行可降解地膜的生產。

(3)作物種類不同，各作物生育期長短不盡相同，可降解地膜生產應根據作物生育期長短確定耐候期的長短，既要保證作物生長期地膜的保水、保肥、保溫效果，又要確保在一個生產周期結束后能夠及時降解。

(4)鑒于生產過程中各地自然條件和生產條件不同，應該對各種類型的可降解地膜在各地進行多種作物上的多次試驗，根據多年試驗結果，生產出適應各地區不同作物使用的專用可降解地膜進行推廣。