生物降解膜在農作物種植中的應用試驗報告

左 敏

（湖囗縣水稻原種場，江西湖囗 332500）

普通地膜不能自然降解，也無法回收利用，一旦土壤中殘留大量的地膜，將對整個土壤的結構造成嚴重影響，甚至不利于植物的根系發育。因此，有必要推動生物降解膜的發展。

1 生物降解膜的降解性能研究

本文選用普通的地膜和生物可降解膜進行試驗研究。普通地膜在市場中廣泛銷售，以聚氯乙烯為主要成分，寬度和厚度分別為100cm和0．008 mm；生物可降解膜的寬度和普通地膜相同，厚度為0．005 mm。對兩種地膜進行鋪設，共兩個處理3個重復6個小區，隨機排列，每行5 m，間距0．5 m。每隔30d對地膜的鋪設情況進行一次觀測，在小區選取3個規格為0．5 m×0．5 m的區域為降解觀測區，記錄降解程度與時間，以種植辣椒為案例，當辣椒采收后，取樣品了解地膜的損失情況。同時，還應記錄地膜顏色，判斷其損壞的程度，用手撕拉地膜了解其降解性能。當地膜降解處于誘導期時，即覆蓋地膜到出現2cm裂縫和孔洞的時間范圍，此時地膜表面保持完整，拉力沒有變化。當地膜處于破裂期時，表面存在超過2cm的裂縫；崩解期時地膜顏色加深且暗淡，裂縫寬度超過了20cm；殘存期時地膜不僅厚度減小，且韌性降低，殘片面積會低于16cm2；消失期時地膜基本被完全降解，地面只有少量殘余。計算地膜的質量損失率，即（原質量-現質量）/原質量×100%。

在填埋實驗中，將生物降解膜裁剪為相同的試塊并埋入土壤，深度10cm，每個處理埋入3塊，在埋入后的30、60、90、120d取出觀察稱重。經研究發現，覆膜時普通地膜表面完整，沒有出現破損的情況，降解程度低。而生物降解膜開始出現降解，在辣椒生長的前期階段，降解膜降解速度緩慢，兩種膜沒有差別。覆膜30d時，即辣椒的開花期，降解膜表面完好；覆膜60d，即辣椒結果時，降解膜存在0．5 cm的孔洞；覆膜90d，降解膜存在2cm的孔洞。由此可見，降解膜鋪設的第2個月至第3個月，降解膜處于誘導期，共50～70d，此時降解膜的韌性還有所保持，拉力沒有減弱。隨著降解膜的繼續使用，孔洞越來越大，且數量不斷增加。覆膜第4個月至第6個月，即辣椒結果末期，地膜處于破裂期，其韌性變脆。覆蓋第6個月至第8個月，地膜處于崩解期，逐漸成為碎片。相比之下，普通的地膜依然保持完好，沒有出現降解的趨勢[1]。

2 生物降解膜在農作物種植中的應用研究

2.1 針對不同農作物的降解情況結合當地氣候特點，在4月14號為辣椒鋪膜，4月17號為玉米鋪膜，4月21日為西紅柿鋪膜。分析生物降解膜在這3種農作物種植中的降解程度，具體如下。①針對辣椒種植的降解分析。生物降解膜覆膜之后，每隔10d取樣觀測，發現在覆膜后的50d內沒有出現裂紋和孔洞。生物膜在辣椒開花前降解快，土壤內的部分先降解，這與土壤中水氣條件、熱條件、微生物活動分解有關，且受到降雨和人為田間管理的影響，生物降解膜逐漸開始降解。到辣椒采摘時期時，地面基本沒有殘留碎片，可見這種膜的降解效果很好。②針對玉米種植的降解分析。覆膜后每隔10d取樣觀測，前50d沒有出現孔洞，生物膜在玉米拔節前降解快，和辣椒種植所受到的影響一樣，玉米收獲時生物膜逐漸降解完成，地表沒有殘留碎片，降解效果較好。③針對西紅柿種植的降解分析。覆膜后每10d取樣觀測，該位置地表雜草多，且降解膜很薄，在拉力方面不如普通地膜，使用時容易被雜草穿透，導致降解膜損傷，試驗失敗。

對3種農作物的產量進行比較分析，生物降解膜覆蓋下的辣椒667m2產量可以達到400kg，而普通地膜覆蓋下的產量只有375 kg，增產了25 kg。生物降解膜覆蓋下的玉米667m2產量可以達到800kg，而普通地膜覆蓋下的產量只有780kg，增產20kg。可見與普通地膜相比，生物降解膜不僅可以減輕“白色污染”現象，還具有一定增產效果，能夠實現農業增收[2]。

2.2 生物降解膜對農作物生長進程的影響上文對不同農作物進行比較分析，接下來還應從農作物的生長進程入手，了解生物降解膜對作物生長過程的影響。以花生種植為例，研究結果如下。

2.2.1 對花生生長進程的影響 覆膜后土壤開始增溫，40d后降解膜有降解的趨勢，應用穩定劑后，地膜不會過早出現裂口，在花生開花后期才會出現裂口或孔洞。生物降解膜在覆膜后的60d出現明顯裂口，且對土壤的增溫效果降低，夏季時期外部溫度升高，降解膜增溫效果逐漸減弱。

2.2.2 對田間雜草的防治效果 以A、B、C 3個地塊作為試驗區進行分析，在不同的地塊內加入不同配比的除草劑，了解地膜覆蓋后的除草效果。B地塊的除草效果最理想，A地塊和B地塊使用的除草劑添加量一樣，但A地塊的雜草防效一般，這與穩定劑添加量少有關。隨著降解膜力學性能的降低，A地塊最先出現裂口，膜下雜草將地膜穿透，導致地膜雜草防效降低。C地塊內沒有加入除草劑，但降解膜呈白色透明狀，有著良好的增溫效果，高溫能夠殺死雜草幼苗，實現物理防治作用[3]。

2.2.3 對花生產量的影響 早春氣溫低，覆膜后增溫效果明顯，推動花生進入飽果期，覆蓋降解膜后的農作物產量高于不覆蓋膜的地塊，A地塊花生種植增產38．5%，B地塊增產29．57%，由于C地塊內沒有加入除草劑，影響了花生產量。

2.2.4 對花生種植品質的影響 將蛋白質、脂肪、油酸、亞油酸作為花生品質的參考指標依據，B地塊內的花生粗蛋白含量高達272g/kg。3個地塊覆蓋生物降解膜后，脂肪含量均比不覆蓋地膜的地塊高。

當花生品種和田間栽培田間保持相同時，溫度成為影響花生生長的主要因素，覆蓋降解膜能夠提高土壤溫度，提前花生生育期。在花生的生長前期階段，降解膜十分完善，且增溫效果顯著，使花生提前15 d進入結莢期，延長了花生成熟期，實現了花生的高產。針對田間存在的雜草，為了提升雜草防控效果，可增加除草劑，融合生物降解膜和除草地膜技術，制作以生物降解膜為材料的除草型地膜。

2.3 綜合分析生物降解膜的降解速度，與聚合物結構和誘導期有關，也受周圍環境差異的影響。當誘導期較短的時候，生物降解膜的降解速度很快，農作物淀粉含量越高，地膜降解速度就越快，且生物降解膜誘導期也會縮短。與普通地膜相比，生物降解膜能夠改善土壤的水熱情況，保溫效果十分理想，能夠代替普通地膜種植農作物，且具有環保意義。雖然生物降解膜的使用成本比普通地膜要高，但使用效果十分理想，有必要進一步對降解膜進行推廣。生物降解膜很薄，拉力步入普通地膜，雜草會將其穿透，建議在雜草的幼苗期開始清除雜草，使用除草劑保護地膜，防止地膜大面積受損。不同農作物的生長周期不同，對降解膜的要求也會不同，應根據實際情況確定降解的時間。

3 結語

隨著人們的生態環保意識逐漸增強，在農業種植過程中，人們意識到白色污染對生態環境造成的威脅。作為一種覆蓋材料，生物降解膜能夠加速自身降解，減少白色污染，在今后的農業生產種植中，應加大對生物降解膜的宣傳力度，提升人們對降解膜的認識，以促進農作物的增產增收。