不同可降解地膜降解性能及對土壤溫度和棉花生長、產量的影響

董道瑞，雷 海，王寶霞

1.新疆農業資源與環境保護站，烏魯木齊 830049 2.精河縣農業局，新疆博州 833400

地膜覆蓋栽培技術具有保溫、保墑和抑制雜草作用，在新疆農業生產中作為一項重要的農業增產配套技術措施。但隨著地膜的連年使用，對土壤理化性質、耕地質量、作物生長發育帶來諸多不利影響，嚴重影響作物產量[1]，且增產效應會被隨著使用年限的增長所帶來的負效應所抵消[2]。本研究針對不同可降解地膜降解性能及對土壤溫度和棉花生長、產量的影響進行研究，探討其在替代傳統PE地膜，消除地膜殘留污染和促進地膜覆蓋栽培健康發展方面的可能性，為科學評價可降解地膜適宜性提供可靠的決策依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗區位于精河縣茫丁鄉新莊村，地理位置處于東經 82°52′28.77″， 北緯 44°37′28.56″， 海拔291 m。屬典型的北溫帶大陸性氣候，光照充足，干燥少雨，年均無霜期175 d，日照3200 h，年均≥10℃有效積溫4200℃。地勢平坦，土壤肥力中等。

1.2 試驗材料與設計

供試可降解地膜由浙江、河北、青島、新疆等地四家企業提供的4種可降解地膜作為試驗材料，膜寬120 cm，厚度0.01 mm。棉花品種為新陸中50號，4月23日機械覆膜播種，種植模式為一膜四行，采用膜下滴管栽培技術。

試驗設 BH-1、BH-2、BH-3、BH-44 種可降解地膜、CK-1（普通地膜）、CK-2（露地對照）共 6 個處理，每個處理為一個試驗小區，3次重復，共18個小區，每試驗小區長55 m，面積220 m2。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 降解速度測定

覆膜后前30 d，每10 d觀測一次；覆膜后31～40 d，每5 d觀測一次；覆膜后41 d起，每3 d觀測一次，至誘導期結束；以后恢復每10 d觀測一次。以地膜出現自然裂縫和孔洞（直徑）大小、地膜殘片面積作為地膜降解階段劃分依據，分為誘導期（≤2 cm）、開裂期（≥2 cm、＜20 cm）、大裂期（自然裂縫≥20 cm）、碎裂期 （殘片面積≤16 cm2）、無膜期（基本無殘片）。

1.3.2 土壤溫度測定

采用HOBO ware pro溫度自動測定系統，每個處理放置一個探頭，埋設深度為10 cm，每60 min記錄一次數據，每天共獲取24個地溫數據。有研究表明，棉花播種70 d后，地膜覆蓋的增溫功能基本消失[3]，所以本研究所采用的數據為4月24日至6月30日的日平均土壤溫度，共68 d。

1.3.3 棉花生育進程調查

棉花生育期的日期以小區50%以上植株進入該生育期為標志。

1.3.4 產量測定

每個小區各取1個樣方，面積為6.67 m2，6個處理，3次重復，共取18個樣方。

2 結果與分析

2.1 不同降解地膜的降解性狀

由表1可知：BH-3處理降解膜誘導期94 d，未進入開裂期，后期降解狀況基本無變化。BH-1、BH-2、BH-4處理降解膜前期降解速度過快，緊貼滴灌帶的地膜最先出現細小裂紋或孔洞，分別于23 d、27 d、34 d進入誘導期，進入誘導期后迅速開裂。從田間降解性狀來看，BH-1、BH-2、BH-4三個處理降解膜開裂過早，縱向裂開后地膜卷在覆土帶邊，播種行間基本無膜覆蓋。分析可知：供試降解膜品種降解性能不穩定，開裂性能的可控性有待進一步改進。

2.2 可降解地膜對棉田土壤溫度的影響

由圖1可知：總體來看，覆膜播種后1～60 d，BH-1、BH-2、BH-3、BH-4、CK-1 五個處理地膜覆蓋下10 cm處土壤溫度均高于CK-2處理，日均溫差介于0.02～3.67℃，說明覆膜栽培技術對提高土壤溫度具有顯著作用。覆膜播種后60～68 d，各處理土壤溫度均小于CK-2處理，分析認為是由于該處理的棉花長勢相對較差，減少了對地表的遮陰作用所致。方差分析表明：BH-1、BH-2、BH-3、BH-4、CK-1五個處理土壤溫度與CK-2差異顯著，說明可降解地膜對土壤溫度有顯著增溫作用；BH-1、BH-2、BH-3、BH-4 四個處理土壤溫度與CK-1相比無顯著差異，說明可降解地膜與普通地膜的保溫作用相當。

表1 地膜降解狀況調查表

圖1 不同可降解地膜對土壤溫度的影響

2.3 可降解地膜對棉花生育進程的影響

供試的4種可降解地膜與普通地膜的出苗期相同，比露地對照提早4 d出苗。由于BH-3處理降解地膜未進入開裂器，其與CK-1處理棉花生育進程相當，現蕾期后其余處理與CK-1相比，均有不同程度的推遲。棉花生育前期各降解膜尚保持完整，與普通地膜差異不大，隨著降解膜的不同程度的降解，對棉花生育進程產生了一定程度的影響。

2.4 可降解地膜對棉花產量的影響

由表3可知：可降解地膜與露地對照棉花產量均低于常規地膜，按照減產量從大到小的順序排列， 依次為：CK-2＞BH-1＞BH-4＞BH-3＞BH-2。其中，BH-1和CK-2處理產量減產明顯，分別減產-16.93%和-19.42%。BH-2、BH-3和BH-4三個處理與CK-1無顯著差異，BH-2處理產量與CK-1基本相當。

表2 作物生育情況調查表

可降解地膜與常規地膜棉花產量均高于露地對照，按照增產量從大到小的順序排列，依次為CK-1＞BH-2＞BH-3＞BH-4＞BH-1。 其中，CK-1 和BH-2處理產量增產效果明顯，分別增產24.09%和23.52%。BH-1、BH-3和BH-4三個處理產量與CK-2無顯著差異。

表3 可降解地膜試驗產量統計表

3 結論與討論

供試的可降解地膜降解性能尚不穩定；覆膜播種后60 d內，各降解膜土壤溫度均介于露地對照和普通地膜對照之間，可降解地膜對土壤溫度有顯著增溫作用；棉花生育前期與普通地膜差異不大，隨著降解膜的不同程度的降解，對進程產生一定程度的影響；棉花產量與常規PE地膜相比，BH-1和CK-2處理棉花產量減產明顯，與露地對照相比，CK-1和BH-2處理棉花產量增產效果明顯。