生物降解膜在綠蘆筍上的應用

俞可欣，張旭娟*，李文略，施建軍，施渭堯

(1.杭州佳惠農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，浙江 杭州 311228；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 蕭山棉麻研究所，浙江 杭州 311202)

蘆筍(AsparagusofficinalisL.)，別名石刁柏、龍須菜，為百合科天門冬屬宿根多年生草本植物，以嫩莖供食，具有極高的營養(yǎng)保健價值[1-2]。隨著人們生活水平的提高和保健意識的增強，我國的蘆筍產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，到2017年全國種植面積達到9.3萬hm2，約占世界種植面積的37%，其中浙江種植蘆筍3 333 hm2。浙江多為設施蘆筍，采收期主要集中在3—5月、6—7月和10月，而市場需求量大、經(jīng)濟效益高的春節(jié)則蘆筍供應緊張[3]。因此，通過各種栽培措施，實現(xiàn)蘆筍提早上市，對提高蘆筍經(jīng)濟效益具有重要意義。

農(nóng)用地膜覆蓋是一項改善農(nóng)作物生長環(huán)境的栽培技術，具有增溫、保墑、除草、促早熟、增產(chǎn)的效果[4-6]。研究表明，塑料地膜和小拱棚可提早綠蘆筍采收期11～20 d左右，并顯著提高蘆筍產(chǎn)量和產(chǎn)值[7-8]。目前蕭山地區(qū)冬春季多采用小拱棚或PE地膜覆蓋保溫栽培。小拱棚覆蓋需揭膜采收，但PE地膜會阻礙嫩筍抽出，需借助人工破洞，且極難降解，造成土壤結(jié)構(gòu)破壞、板結(jié)，導致土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量下降[9-10]。生物降解膜具有普通地膜相似的增溫保墑、增產(chǎn)效果，同時在自然條件下因微生物作用而引起降解[11-13]，可有效解決殘膜對土壤環(huán)境污染的問題。

目前對生物降解膜在蘿卜、玉米、花生等作物上的應用研究已相繼展開，但在蘆筍上的應用尚未見報。為此，本課題組采用上海弘睿生物科技有限公司提供的全生物降解膜，初步研究其對土壤溫度和蘆筍早春萌發(fā)、春季產(chǎn)量的影響及其降解效果。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗在杭州市蕭山區(qū)圍墾十一工段蘆筍種植基地進行，該試驗區(qū)地處亞熱帶季風氣候區(qū)南緣。試驗以6年生蘆筍為試驗材料，品種為豐島1號。土壤為砂壤，通氣性好，土壤有機質(zhì)含量107.2 g·kg-1，速效磷、全氮、全鉀含量分別為164.5、533.3、123.5 mg·kg-1，pH值為6.8。

1.2 處理設計

試驗設置2種覆蓋方式，即生物降解膜、可降解麻地膜，以小拱棚為對照(CK)，每處理重復3次，小區(qū)面積20 m2。在2018年12月21日完成蘆筍清園工作后進行覆蓋處理。

1.3 調(diào)查項目及方法

土壤溫度監(jiān)測。在蘆筍打破休眠、進入萌發(fā)期前開始監(jiān)測不同處理的土壤溫度，采用ZDR-20土壤溫度記錄儀。

蘆筍早春萌發(fā)情況調(diào)查。調(diào)查不同處理的出筍時間、出筍數(shù)量。

嫩莖產(chǎn)量和品質(zhì)測定。從2月10日開始測產(chǎn)，連續(xù)測產(chǎn)24 d，將測產(chǎn)分為4階段，每階段6 d，即第1階段從2月10—15日，以此類推。蘆筍嫩莖抽出地面37 cm達到采收標準。

蘆筍分級。分級標準參考文獻[14]，并作部分改進。1級，嫩莖靠基部(離土表1 cm處)的直徑≥1.1 cm，筆直，頂端筍尖鱗片緊密，綠色；2級，嫩莖靠基部的直徑≥1.1 cm，較直，頂端筍尖鱗片散開，綠色；3級，嫩莖靠基部的直徑0.8～1.1 cm，筆直，頂端筍尖鱗片緊密，綠色；4級，嫩莖靠基部直徑0.8～1.1 cm，較直，頂端筍尖鱗片散開，綠色；5級，嫩莖靠基部直徑≤0.8 cm。該標準中，1～4級為商品筍，1和3級為優(yōu)質(zhì)筍，5級不具備商品性。

降解膜降解情況調(diào)查。覆膜1個月后觀察生物膜和麻地膜的降解情況，之后每7 d觀察不同降解膜的開裂情況和對蘆筍嫩莖抽發(fā)的影響，分別于冬季覆膜時和春季揭膜后稱取5 m長降解膜的重量，由兩者的比值計算出降解膜的降解率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理和初步分析，利用SPSS 23.0軟件Duncan進行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對蘆筍出筍時間和出筍數(shù)量的影響

從表1可以看出，相比小拱棚而言，覆蓋生物膜有利于蘆筍打破休眠、提早萌發(fā)；1月14—21日各處理的出筍數(shù)量均明顯增長，其中，生物膜處理增長漸緩，麻地膜處理增長迅速；1月21—28日各處理的出筍數(shù)量差異增大，表現(xiàn)為小拱棚>生物膜>麻地膜。

表1 不同覆蓋對蘆筍出筍時間和出筍數(shù)量的影響

2.2 對蘆筍產(chǎn)量的影響

由圖1可知，前期(第1時期)產(chǎn)量以生物膜處理產(chǎn)量最高，顯著高于其他處理；中后期(第2,3,4時期)各處理間產(chǎn)量無顯著差異。

同期不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。圖1 各處理不同時期小區(qū)蘆筍產(chǎn)量

由表2可知，單日蘆筍產(chǎn)量表現(xiàn)為生物膜>麻地膜>小拱棚；日均采筍數(shù)以小拱棚處理最高，差異不顯著；單支筍重以麻地膜處理最高。

表2 不同覆蓋對春季蘆筍產(chǎn)量的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。表3同。

2.3 對蘆筍品質(zhì)的影響

蘆筍品質(zhì)的好壞決定其經(jīng)濟價值的高低。由表3可知，各覆蓋處理下蘆筍品質(zhì)存在顯著差異。其中，生物膜覆蓋處理的1級筍率超過50%，顯著高于麻地膜和小拱棚；生物膜和麻地膜覆蓋處理的筍粗>1.1 cm的占比顯著高于小拱棚處理；筍頭緊密度最好的是生物膜覆蓋，但處理間差異不顯著；各處理的筍商品率均大于98%，且差異不顯著。

表3 不同覆蓋對春季蘆筍品質(zhì)的影響

2.4 土壤溫度監(jiān)測

從圖2可以看出，土溫監(jiān)測期間(1月8日出筍至3月5日測產(chǎn)結(jié)束)，不同處理間平均溫度表現(xiàn)為小拱棚>生物膜>麻地膜，但差異不明顯。生物膜與麻地膜覆蓋處理較小拱棚土溫下降差異不明顯，這可能與降解膜降解程度低有關。

圖2 出筍后土壤溫度變化動態(tài)

2.5 田間降解情況

經(jīng)觀察，生物膜和麻地膜在蘆筍開始抽生時仍未開裂，嫩莖無法自主頂破地膜，易彎曲變形，商品性下降。其中，生物膜質(zhì)地脆且透明，可人工輔助破洞，而麻地膜韌性好且不透明，需費人工。隨著氣溫升高，棚內(nèi)溫度過高，蘆筍易散頭，因此，試驗在3月25日統(tǒng)一揭去各處理的覆蓋膜。

表4 不同覆蓋膜的田間分解情況

3 小結(jié)與討論

調(diào)查結(jié)果表明，生物膜覆蓋處理有利于蘆筍早春萌芽抽生，比小拱棚提早2 d；1月14日之后出筍數(shù)量表現(xiàn)為小拱棚>生物膜>麻地膜。結(jié)合土溫結(jié)果可知，土壤溫度高低可能會影響蘆筍的萌芽與抽生。

研究還發(fā)現(xiàn)，生物膜覆蓋處理對測產(chǎn)前期蘆筍增產(chǎn)效果高出其他處理，中后期增產(chǎn)效果差異不明顯。同時，生物膜覆蓋處理可顯著提高1級筍率和筍頭緊密度。

生物降解膜在蘆筍休眠期間降解程度低，能發(fā)揮保溫功能。生物膜在前期變化不大，隨著時間推移逐步開裂，降解明顯好于麻地膜和對照PE膜。本次試驗是在大棚設施內(nèi)實施的，生物膜降解速度較慢，揭膜時仍處于開裂期，但降解率明顯高于其他處理。

生物降解膜在蘆筍上的應用，雖然成本有所增加，但生物膜對蘆筍產(chǎn)量和品質(zhì)都有提升作用，且易降解，具有良好的推廣應用前景。