腐植酸全降解液態營養地膜在旱作農業中的應用

王曰鑫 王旭鈺

山西農業大學資源環境學院 太谷 030801

近年來，隨著全球氣候變暖，干旱加劇，農業受旱面積在不斷擴大，尤其是黃土高原與華北北部地區，更是十年九旱，水分短缺是制約農業生產的關鍵。因此，發展節水農業與保持土壤水分是旱作區農業與生態治理的重要手段。大面積地采用塑料地膜覆蓋進行土壤增溫保墑是目前廣泛使用的農業節水技術之一，該技術對促進旱作區農業增產增收具有重要作用[1]。

據估計，我國農田使用塑料地膜的面積已達4億多畝。但目前使用的普通地膜大多為聚乙烯原料制成的塑料地膜，在自然環境中很難降解，每年使用后大約有25%左右會殘留在土壤中。殘留的地膜因薄、碎，難以回收，且回收的經濟價值低。這些殘留的塑料地膜破壞了土壤結構，對農田和環境造成“白色污染”[2～4]。因此，目前塑料地膜殘留問題已成為社會關注的生態環境問題之一。液態地膜由于降解性能好、成本低、可現場噴施成膜等優點，近些年來已被人們關注和使用，尤其是腐植酸液態地膜，目前已用于農業試驗與推廣中[5]。

腐植酸全降解液態營養地膜是山西農業大學農業化學調控中心研制出的新產品，與目前市場上其他液態地膜的不同之處在于它具有多重功效：既有普通地膜的增溫、保墑、保苗作用；又是一種新型腐植酸微量元素肥料，具有刺激根系生長與補充微量元素的作用；同時還具有很好的土壤改良劑作用，可將土粒粘附連結成理想的團聚體，增加土壤中水穩性團粒數量，增加土壤有機質；可根據作物需要添加不同種類的微量元素；另外，還可與除草劑一起使用，增強除草效果。本文通過研究腐植酸全降解液態營養地膜在玉米上的田間試驗和其在玉米及馬鈴薯上的示范試驗，旨在驗證腐植酸全降解液態營養地膜對苗期土壤保溫保墑、促進作物生長、提高作物產量的效果，以期為該地膜的推廣應用提供參考。

1 腐植酸全降解液態營養地膜在玉米上的田間試驗

1.1 材料與方法

1.1.1 供試土壤

試驗于2014年在山西省太谷縣北洸科技示范園區試驗田里進行。供試土壤為石灰性褐土，土壤的基礎理化性狀見表1。

表1 試驗地0～40 cm土層基礎理化性狀Tab.1 Basic physical and chemical properties of 0～40 cm soil layer in test site

1.1.2 供試地膜

供試用的腐植酸全降解液態營養地膜由山西農業大學農業化學調控中心自行研制，是用腐植酸+微量元素+生物質有機化合物等為原料生產的粉狀產品。使用時與水以1∶30的比例混合攪拌充分，溶解成液態狀，用噴霧器噴撒到地表覆蓋成膜。其成膜性稍差但降解性非常好，在2～3個月內會全部降解并滲入土壤。其質量指標：水溶性腐植酸含量≥ 10%；K2O≥4%；微量元素（Mn、Zn）≥6%；pH 6；粘度≥25 mPa·s；細度（過100目篩）≥95%；附著率≥95%。

1.1.3 試驗設計

本試驗設3個處理，每個處理設4次重復，共12個小區，每小區長6 m，寬2 m，面積12 m2，玉米行距50 cm，株距30 cm。

處理1（代號為mbf）：播種后立即噴施腐植酸全降解液態營養地膜10千克/畝。

處理2（代號為bf）：播種后立即噴施腐植酸全降解液態營養地膜5千克/畝。

處理3（代號為CK）：播種后只噴施等量清水。

1.1.4 測定項目及方法

（1）土壤水分測定：采用土鉆取樣烘干法，每20 cm分層取樣，測定玉米主要生育階段（苗期、拔節期、大喇叭口期、抽雄期）0～200 cm平均土壤質量含水量動態變化。

（2）土壤溫度測定：以金屬曲管地溫計5支為一組，垂直插埋于玉米行間，在玉米關鍵生育時期，分別測定5、10、15、20、25 cm土層地溫日動態變化，計算溫度變化平均值。

（3）株高測定：每小區選5株有代表性長勢一致的植株進行掛牌標記，在拔節期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期測定，計算株高變化平均值。

1.2 試驗結果與分析

1.2.1 腐植酸全降解液態營養地膜對土壤含水量的影響

土壤含水量可以反映腐植酸全降解液態營養地膜對土壤的保水程度。不同處理的玉米各生育期0～200 cm平均土壤質量含水量變化見表2。由表可知，在玉米苗期、拔節期、大喇叭口期、抽雄期，腐植酸全降解液態營養地膜mbf與bf處理的土壤含水量均高于對照CK，尤其在苗期mbf處理比CK高出了4.5%。說明腐植酸全降解液態營養地膜能夠提高土壤的保水能力，減少了土壤水分蒸發損失，對土壤具有保墑作用。這提高了玉米出苗率，使玉米苗期與前期生長快，并且為后期的增產奠定了基礎。

表2 不同處理對玉米各生育期0～200 cm平均土壤質量含水量的影響Tab.2 Effects of different treatments on 0～ 200 cm average soil quality water content in different growth stages of maize %

1.2.2 腐植酸全降解液態營養地膜對土壤溫度的影響

土壤溫度是影響玉米出苗與苗期生長的重要因素。玉米苗期（測定時間為4月28日～5月22日）不同處理淺層土壤（5～25 cm）平均溫度的情況見表3。隨著氣溫日變化，不同處理日平均土壤溫度大小順序表現為mbf＞bf＞CK。玉米苗期噴施腐植酸全降解液態營養地膜處理的平均土壤溫度均高于對照，由于該膜的保溫作用再加上黑色膜的吸熱作用，一般高出對照1～3 ℃，這有利于玉米苗期的快速生長，尤其是根系的生長，也為后期玉米的生長和增產打下了良好基礎。

表3 不同處理對玉米苗期淺層土壤溫度的影響Tab.3 Effects of different treatments on shallow soil temperature in seedling stage of maize ℃

1.2.3 腐植酸全降解液態營養地膜對玉米株高的影響

在玉米生長的不同時期，用掛牌標記跟蹤的方法測定了玉米的株高變化，見表4。由表可知，在拔節期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期，噴施腐植酸全降解液態營養地膜（mbf、bf處理）的玉米株高較CK有顯著提高。在灌漿期，mbf、bf處理和CK間玉米平均株高差異最顯著。綜上，噴施腐植酸全降解液態營養地膜能顯著提高玉米的株高，噴施10千克/畝腐植酸全降解液態營養地膜對促進玉米生長的影響最顯著。

表4 不同處理對不同時期玉米株高的影響Tab.4 Effects of different treatments on plant height of maize at different stages cm

2 腐植酸全降解液態營養地膜在玉米與馬鈴薯上的示范試驗

2.1 示范試驗時間及地點

示范試驗時間：2014年。示范試驗地點：山西省太原市古交市邢家社鄉邢家社村。位于古交市南部，為土石山區河灘地，海拔為1100 m，無霜期為130～140天，降雨量為450 mm。土地為河灘側沙質耕地，無灌溉條件，全為旱地。

2.2 材料與方法

2.2.1 試驗材料

腐植酸全降解液態營養地膜由山西農業大學農業化學調控中心提供，其質量指標同前文一致；試驗用復合肥與除草劑（玉思農牌）從市場購置，復合肥有兩種，一種N-P2O5-K2O含量為25-15-5，一種N-P2O5-K2O含量為15-15-15。

腐植酸全降解液態營養地膜使用方法：播種前將復合肥均勻撒施，翻入土中。按時播種，播種后耙平地面，盡量消除大坷垃，然后噴腐植酸全降解液態營養地膜。每畝按設計噴施腐植酸全降解液態營養地膜原粉若干公斤，方法是將腐植酸全降解液態營養地膜原粉兌水2倍稀釋，攪勻，再兌水2倍稀釋，攪勻，用高壓噴霧器均勻地噴灑在地面。噴后40天內避免踐踏。

2.2.2 玉米示范試驗

玉米品種：“騰糯1號”（鮮食品種），示范地面積6畝。

試驗設計：腐植酸全降解液態營養地膜噴施面積為3畝，播種前每畝施用復合肥（25-15-5）40 kg，播種后立即噴施腐植酸全降解液態營養地膜10 kg，同時在該地膜中兌入除草劑（玉思農牌）200克/畝一起噴施；對照（CK）3畝，播種前每畝施用復合肥（25-15-5）40 kg，播種后只在土壤表面噴施除草劑（玉思農牌）200克/畝。

示范田于4月28日播種，種植密度3000株/畝。生長期間所有處理田間管理均一致。

2.2.3 馬鈴薯示范試驗

馬鈴薯品種：“紫花白”。示范地面積4畝。

試驗設計：噴施腐植酸全降解液態營養地膜面積為2畝，播種前每畝施用復合肥（15-15-15）40 kg，播種后立即噴施腐植酸全降解液態營養地膜10 kg；對照（CK）2畝，播種前每畝施用復合肥（15-15-15）40 kg，播種后在土壤表面噴施等量清水。

示范田于5月20日播種，種植密度2200株/畝。生長期間所有處理田間管理均一致。

2.3 試驗結果與分析

生長期進行了田間調查，收獲時單收單打，并進行實測產。

2.3.1 玉米

8月10日對玉米生長性狀進行了調查。噴施腐植酸全降解液態營養地膜的處理玉米苗期生長健壯，比對照普遍高1～3 cm；玉米抽雄期葉色深綠，莖桿粗壯，平均株高較對照普遍高5 cm，比對照提前進入抽穗期。

9月5日收獲玉米，進行拷種與實測產（表5）。噴施腐植酸全降解液態營養地膜的玉米穗長、穗粗、畝穗數均高于對照，雙穗率比對照增加10%；噴施腐植酸全降解液態營養地膜的玉米平均每畝產糯玉米達3300穗，且穗大穗粗，與對照相比，增產率8.9%；畝收入3300元，與對照相比畝增收370元，增收率12.6%。

表5 不同處理玉米產量效益對比Tab.5 Comparison of maize yield and benefit between different treatments

2.3.2 馬鈴薯

8月10日對馬鈴薯生長性狀進行了調查，發現噴施腐植酸全降解液態營養地膜的馬鈴薯苗期生長健壯，葉色濃綠，地面雜草很少。10月10日收獲馬鈴薯，并進行了實測產，見表6。收獲時噴施腐植酸全降解液態營養地膜的馬鈴薯單株結薯率提高7.5%，單株薯塊重提高5.4%，馬鈴薯平均每畝產量為1266.0 kg，比對照增產14.4%。

表6 不同處理馬鈴薯產量對比Tab.6 Comparison of potato yield between different treatments

3 結論

本文通過田間試驗反映了腐植酸全降解液態營養地膜對玉米苗期土壤保溫、保墑、促進生長方面的效果，以及提高玉米與馬鈴薯產量的效果。玉米田間試驗表明：與對照相比，噴施腐植酸全降解液態營養地膜，使玉米在苗期、拔節期、大喇叭口期0～200 cm土壤平均質量含水量均有不同程度提高；使玉米苗期淺層土壤（5～25 cm）溫度提高1～3 ℃；使玉米在拔節期、大喇叭口期、灌漿期、成熟期的株高顯著提高。玉米與馬鈴薯的田間示范試驗表明：與對照比，噴施腐植酸全降解液態營養地膜的玉米穗長、穗粗、畝穗數均有不同程度提高，雙穗率增加10%，增產率與增收率分別為8.9%和12.6%；噴施腐植酸全降解液態營養地膜的馬鈴薯平均每畝增產159.4 kg，增產率為14.4%。

綜上所述，腐植酸全降解液態營養地膜在旱作農業中的增溫、保墑、促生長和提高產量方面均有效果。這可能因它既是一種全降解液態地膜，具有增溫、保墑、保苗作用；又因它含微量元素，全部降解后滲入土壤中的產物為腐植酸和鋅錳等微量元素，具有刺激作物根系生長和補充微量元素營養的作用，同時可增加土壤有機質，起到改良土壤的作用。可見，腐植酸全降解液態營養地膜在防治土壤污染方面有廣闊的發展前景。