生物降解膜對花生生長的影響

高旭華，黃瑤珠，楊友軍，謝 東，王 蕾

(廣東省生物工程研究所/廣州甘蔗糖業研究所，廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣東省生物材料工程技術研究中心，廣東廣州 510316)

花生是重要的油料作物和經濟作物，其營養價值高、適應性強，在我國很多地方都有種植。清遠市屬亞熱帶季風氣候，是廣東省比較重要的花生主產區，然而由于早春時期氣溫偏低，露地種植很難保證花生的產量和品質，地膜覆蓋不僅可以使土壤的溫度提高[1-2]，增加有效積溫，加快花生的生育進程[3-7]，而且可以有效提高水分利用效率[8-9]，改善土壤的理化性狀，因此增產效果明顯[10-13]，是提高花生生產潛力和產量品質的重要技術手段。生產上常用的地膜主要是以聚乙烯為原料的塑料地膜，由于難以降解，連年使用會對土壤的耕地質量造成嚴重的負面影響，不利于作物的生長。

生物降解地膜不僅可以在作物的生長期內發揮地膜的增溫保墑功能，而且由于材料的可降解性，在花生收獲時可以直接進行摘收，避免地膜的纏繞，提高收獲效率。花生收獲后可直接進行翻耕，一定時間后殘膜可自然降解，不會對土壤的生態環境造成影響[14]。關于生物降解膜應用于花生方面的報道主要圍繞不同覆蓋材料對花生產量和品質的影響，如黃少輝等[15]研究了4種地膜對花生產量的影響，增產效果依次是普通地膜>可降解地膜>黑色地膜>露地栽培，而關于比較不同配方生物降解膜對花生產量的影響鮮有報道。鑒于此，筆者通過田間小區試驗探討了不同配方生物降解膜對花生生長及產量的影響，旨在為生物降解地膜在廣東清遠地區花生種植上的推廣應用提供重要的理論依據和技術指導。

1 材料與方法

1.1試驗地概況試驗于2018年3—7月在廣東省清遠市清新區試驗基地進行。試驗地土質為砂壤土，pH 7.29，有機質13.5 g/kg，堿解氮68.7 mg/kg，速效磷198 mg/kg，速效鉀290 mg/kg。該地地勢平坦，排灌方便，前茬作物為玉米，生長良好。

1.2試驗材料試驗材料為花生品種粵油41號。3種生物降解膜均由廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業研究所)生產，地膜規格為寬度160 cm，厚度0.012 mm，具體配方見表1。

表1 不同處理配方生物降解膜的比較

1.3試驗設計3月15日播種、覆膜，7月16日收獲測產。試驗設3種生物降解膜處理(A、B、C)和不蓋膜處理(D)，每個處理3次重復，隨機排列，共12個小區，小區面積68 m2(長40.0 m，寬1.7 m),小區周圍設1 m保護行。播種前起壟，行距1.7 m，壟溝寬30 cm，壟面寬1.3 m(播4行，每穴播2粒)，全田撒施雞糞有機肥6 000 kg/hm2，大力復合肥375 kg/hm2，起壟后壟面噴灑一定量的水，使壟面濕潤，從而保證花生的發芽率。花生生長期內在壟溝間不定期噴施異丙甲草胺，以減少壟溝間雜草對花生的影響，其他田間管理同大田。

分別記錄花生進入各生長期的時間，覆膜后50 d調查各處理的雜草鮮重防效，收獲時選取代表性的植株，統計單株結果數、飽果數、秕果數、百果重、百仁重等產量指標。

1.4數據處理試驗數據均采用SPSS 13.0和Microsoft Excel 2007進行分析統計，并進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1生物降解膜對花生生育進程的影響從表2可以看出，壟面覆蓋地膜使得膜下土壤增溫效果明顯，在覆膜后40 d生物降解膜處理已進入齊苗期，比不蓋膜處理提前7～9 d。由于處理B的穩定劑含量較高，地膜出現降解裂口的時間較晚，故進入開花下針期的時間早于處理A和C，不蓋膜處理到達開花下針期的時間較覆膜處理晚10～12 d；播種后60 d左右生物降解膜處理陸續進入結莢期，較不蓋膜處理提前17～20 d；各處理達到飽果成熟期的時間幾乎相同，主要是生物降解膜在使用后60 d左右開始出現比較明顯的降解裂口，增溫效果下降明顯，而且在生長后期地膜降解加快，同時進入6月份，清遠地區的氣溫顯著上升，使得生物降解膜的增溫效果逐步弱化。

表2 不同處理對花生生育進程的影響

2.2生物降解膜對花生田間雜草的防效針對試驗地的雜草譜，添加不同配比的除草劑，研究各處理對雜草的防效。從表3可以看出，處理B對田間雜草的防效最優；處理A和B的除草劑添加量相同，但處理A對雜草的防效略差于處理B，這可能由于處理A中穩定劑的添加量少于處理B，隨著時間的推移生物降解膜的力學性能逐漸下降，穩定劑含量較少的處理A更容易出現降解裂口，所以膜下的雜草也更容易穿透地膜，從而降低雜草防治效果；處理C中未添加任何種類的除草劑，但是由于生物降解膜為白色透明膜，增溫效果顯著，膜下的高溫很容易將雜草幼苗殺死，進行有效的物理防治；試驗地的其他雜草主要為空心蓮子草、狗牙根等，由于很難對其進行有效的化學防治，所以各處理對其的防效較差，處理間差異不顯著。

2.3收獲期生物降解膜對花生農藝性狀的影響從表4可以看出，覆蓋生物降解膜對花生的地上部分影響最顯著，其中處理B的莖葉鮮重最高，是不蓋膜處理的2倍，處理A和C的地上部鮮重低于處理B，不蓋膜處理的地上部鮮重最低；各處理間的地上部干重與地上部鮮重變化趨勢相同，從高到低依次為處理B、A、C、D；主莖高和第一側枝長各處理間差異不顯著，覆膜處理略高于不蓋膜處理，以處理B最優。

表3 不同處理對雜草的鮮重防效的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

Note:Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

表4 不同處理對花生農藝性狀的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

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2.4生物降解膜對花生產量的影響從表5可以看出，早春時期氣溫偏低，覆蓋地膜增溫效果顯著，使花生提早進入飽果期，所以覆蓋生物降解膜的各處理產量均高于不蓋膜處理，其中處理B和A較不蓋膜處理分別增產38.50%和29.57%，達到顯著水平，處理C由于未添加除草劑，一定程度上造成了花生的減產，故處理C的產量低于處理A和B。產量構成因素上，覆膜處理的百果重、百仁重、單株結果數、單株飽果數較不蓋膜處理均有不同程度的增加，以處理B最高，這可能是由于除草劑和穩定劑的添加增加了生物降解膜的除草效果和耐候性，處理A花生產量次之，處理C由于未添加任何除草劑，所以雜草對花生的影響較大，故處理C的花生產量性狀指標低于處理A和B。

表5 不同處理對花生產量性狀的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

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2.5生物降解膜對花生品質的影響蛋白質、脂肪、油酸和亞油酸含量是花生品質的重要參考指標。從表6可以看出，處理B的粗蛋白含量最高，達到272 g/kg，不蓋膜處理的粗蛋白含量低于其他3種覆膜處理；3種生物降解膜處理的粗脂肪含量均顯著高于不蓋膜處理，3種覆膜處理間差異不顯著；油酸含量從高到低依次為B>A>C>D；亞油酸含量以處理A最高，為16.2%，不蓋膜處理最低為14.2%，各處理間差異不顯著。

表6 不同處理對花生品質的影響

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著

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3 結論與討論

在花生品種以及田間栽培條件相同的情況下，溫度是影響花生生育進程的主要因素[3]。覆蓋生物降解膜可以有效提高膜下土壤溫度，從而使花生的各生育期提前。該研究中，3種生物降解膜處理的各生育期均提前于不蓋膜處理，且在花生生長前期由于地膜保持相對完整，增溫效果明顯，所以覆膜處理提前15 d進入結莢期，使得花生的飽果成熟期延長，為花生的高產提供必要的條件。

針對花生田雜草種類，添加適宜的除草劑母粒，將生物降解地膜技術與除草地膜技術進行集成，制備生物降解除草地膜，這不僅節省了噴施除草劑的人工成本而且藥效期長，減少雜草對作物的影響。該試驗中，添加除草劑的生物降解膜對田間雜草可以起到很好的防控效果，對一年生單雙子葉雜草的防效均在85%以上，而未添加任何除草劑的生物降解膜具有良好的增溫效果，也可以對雜草起到一定的物理防控。地膜覆蓋可以改善作物的生長發育狀況，使作物顯著增產[16]。使用生物降解膜可以有效提高花生產量，田間試驗表明添加除草劑的生物降解膜較不蓋膜處理分別增產38.50%和29.57%，達到顯著水平，這與其他報道研究結果基本一致。

生物降解膜在作物生長前期可以很好地發揮地膜的增溫、保墑功能，但是由于其材料的可降解性，覆膜后一段時間會出現降解裂口，對作物的后期生長產生一定的影響。因此，在生育期相對較長的一些大田作物上使用生物降解膜時，應充分考慮其耐候性，在作物的生育期內盡可能保持地膜的完整性，最大限度發揮地膜的功能，提高作物的增產潛力。地膜覆蓋栽培技術已在農業上廣泛應用，但是由于普通塑料地膜的不可降解性，殘膜對農田生態環境造成了嚴重的負面影響，生物降解膜在作物收獲后可以直接還田，是實現綠色農業的重要途徑。