全生物可降解地膜降解情況研究

李海萍

一、研究的目的及意義

在青島市馬鈴薯種植代表區(qū)域開(kāi)展全生物可降解地膜埋土和曝曬試驗(yàn)，觀測(cè)各參試可降解地膜樣品的農(nóng)田覆蓋效應(yīng)及其降解性能的可控性。通過(guò)全生物可降解地膜的降解性能篩選適合本地區(qū)覆蓋的地膜類型，確定其在消除地膜殘留污染方面的可能性。

二、試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.暴曬試驗(yàn)

曝曬試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)6種降解地膜和普通PE地膜對(duì)照CK2，共7個(gè)處理，每個(gè)處理為一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，2次重復(fù)，共14個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)的長(zhǎng)度為13.5m，覆膜寬度95cm，壟面寬度35cm。在田間按正常的作業(yè)方式進(jìn)行鋪膜，采用的人工覆膜方式，膜下不種植作物，確保地膜完全暴露在陽(yáng)光下，每隔天觀察一次，達(dá)到誘導(dǎo)期后天觀察一次，觀察內(nèi)容包括地膜的破碎情況，透明度等。

2.填埋試驗(yàn)

將6種降解地膜和1種普通PE地膜CK2，分別裁剪成40（橫向）×30（縱向）cm的膜片，將地膜裝入裝入20目防蟲(chóng)網(wǎng)袋中，做好標(biāo)記。填埋試驗(yàn)分三個(gè)觀察期，每個(gè)觀察期三次重復(fù)，共63塊地膜。在同一地塊共挖9個(gè)平底坑，坑的大小要足夠平展放置7個(gè)處理的一次重復(fù)，將地膜隨機(jī)排列，埋入深度為10-20cm的土層中，回填挖出的全部土壤登記在案。

三、試驗(yàn)調(diào)查

1.地膜降解情況調(diào)查

地膜覆蓋后按時(shí)記錄地膜降解情況，在覆膜后前30天，每10天觀測(cè)一次;覆膜后31-40天，每5天觀測(cè)一次;覆膜后41天起，每3天觀測(cè)一次，直至誘導(dǎo)期結(jié)束（最多到覆膜后75天）;以后恢復(fù)每10天觀測(cè)一次;記錄各參試膜破損情況（是否出現(xiàn)裂紋、裂縫、破碎程度，記錄裂紋、裂縫的數(shù)量以及破碎的塊數(shù)并記錄），并判定降解情況，重點(diǎn)記錄誘導(dǎo)期的出現(xiàn)日期。

2.填埋試驗(yàn)調(diào)查

按照試驗(yàn)?zāi)甓扔?jì)，試樣埋土后的90天、180天和365天取出一個(gè)區(qū)組的所有膜樣，洗凈并稱重，按照統(tǒng)一的試驗(yàn)編號(hào)做好標(biāo)記，觀測(cè)埋設(shè)膜降解外觀變化情況。每個(gè)樣品均需拍照記錄。

地膜降解分級(jí)指標(biāo)：

（1）誘導(dǎo)期，即從覆膜到壟（畦）面地膜出現(xiàn)多處（每延長(zhǎng)米3處以上）≤2cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時(shí)間;

（2）開(kāi)裂期，即壟（畦）面地膜出現(xiàn)≥2cm、<20cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時(shí)間;

（3）大裂期，即壟（畦）面地膜出現(xiàn)大于20cm自然裂縫的時(shí)間;

（4）碎裂期，地膜柔韌性盡失，壟（畦）面地膜出現(xiàn)碎裂，最大地膜殘片面積≤16cm2的時(shí)間;

（5）無(wú)膜期，壟（畦）面地膜基本見(jiàn)不到地膜殘片的時(shí)間。

從上表可以看出：PE地膜不可降解。天冠地膜的降解速度明顯快于其他地膜，而且在馬鈴薯整個(gè)生育期結(jié)束時(shí)降解程度要高于其他地膜。其余5種地膜的降解速度基本一致。

3.暴曬區(qū)地膜降解情況

曝曬區(qū)與作物覆膜栽培區(qū)覆膜時(shí)間相同，按照試驗(yàn)田間設(shè)計(jì)，將各處理地膜覆蓋于試驗(yàn)小區(qū)壟面上。觀察并記載曝曬區(qū)組和作物覆蓋栽培區(qū)組各降解地膜達(dá)到降解階段的時(shí)間。降解分級(jí)指標(biāo)與栽培區(qū)相同。

收獲時(shí)，暴曬區(qū)處理A、B、C、D都剛進(jìn)入誘導(dǎo)期，地膜比較完整，耕作機(jī)械及人工對(duì)其可以完全回收，而E已進(jìn)入大裂期，F(xiàn)進(jìn)入碎裂期，地膜破損厲害，無(wú)法回收，不影響耕作。

4.填埋區(qū)各處理地膜降解情況：

填埋區(qū)90天，降解膜A、B、D進(jìn)入大裂期，降解程度++，降解膜C進(jìn)入開(kāi)裂期，降解程度+，降解膜E及對(duì)照CK2未降解，處理F進(jìn)入誘導(dǎo)期;填埋期180天之后，處理降解膜A、B、C、D進(jìn)入無(wú)膜期，地膜完成降解，降解膜F進(jìn)入碎裂期，降解程度+++，降解膜E及對(duì)照CK2未降解。

四、結(jié)果分析

1、 暴曬試驗(yàn)地膜降解速度快，說(shuō)明紫外線暴曬相比栽培環(huán)境可以加快地膜降解速度。

2、填埋區(qū)全生物降解膜A、B、D在10-15cm中180天之后基本完全降解，田間觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)室計(jì)算失重率吻合，降解率98%以上。降解膜完全破碎化，降解成為細(xì)小顆粒。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室沖洗、晾干，20目防蟲(chóng)網(wǎng)內(nèi)只附著很小幾片破碎降解膜。降解膜C、F狀況類似，膜的韌性完全喪失，但仍基本保持完整，很小外力即破碎。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室沖洗、晾干，防蟲(chóng)網(wǎng)內(nèi)附著部分破碎降解膜。計(jì)算C失重率為72.8%，F(xiàn)失重率為59%，兩種可降解膜均進(jìn)入加速降解期。光氧雙降解膜E與普通對(duì)照膜CK2田間觀測(cè)未出現(xiàn)降解，實(shí)驗(yàn)室稱重計(jì)算失重率出現(xiàn)負(fù)值，分析原因是由于填埋過(guò)程中，由于分子運(yùn)動(dòng)，填埋的地膜會(huì)附著微小土壤顆粒，無(wú)法去除，所以填埋180天之后的地膜重量反而增加，也說(shuō)明了這種光氧雙降解和PE膜一旦殘留在土壤耕作層中，將會(huì)形成長(zhǎng)期危害。

3、黑色全生物可降解膜今年產(chǎn)量很低，一個(gè)原因是黑色不適宜于青島地區(qū)的馬鈴薯作物，另一個(gè)原因是說(shuō)明降解地膜企業(yè)產(chǎn)品配方的不穩(wěn)定性。

4、處理E在栽培區(qū)及暴曬區(qū)的降解程度比填埋區(qū)高，因?yàn)楣庋蹼p降解膜降解條件對(duì)太陽(yáng)光輻射敏感，如果埋進(jìn)土層，基本不降解。

5、全生物可降解地膜對(duì)土壤環(huán)境敏感，基本在180天之后完成降解。

（作者單位：266071山東省青島市農(nóng)業(yè)環(huán)保能源工作站）