生物降解地膜降解性能及其覆蓋對(duì)東北地區(qū)玉米田間地溫和產(chǎn)量的影響

張旺旺 王麗紅 周佳琪 朱昆侖 孫仕軍

摘 要：塑料地膜是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，但其在自然環(huán)境中要經(jīng)過(guò)幾百年才能完全降解。塑料地膜的大規(guī)模使用難免產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，研發(fā)可代替普通地膜的降解地膜是解決殘膜污染的重要途徑之一。研究表明，生物降解地膜具有良好的覆蓋效果，該地膜最終可被微生物分解為水、二氧化碳和土壤有機(jī)質(zhì)。該文通過(guò)兩年試驗(yàn)，研究了生物降解地膜的降解特性，包括降解速率、表面微觀結(jié)構(gòu)、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，以及不同覆蓋處理對(duì)土壤溫度和玉米產(chǎn)量的影響。采用3種不同降解速率的生物降解地膜、普通地膜和露地對(duì)照進(jìn)行田間試驗(yàn)。試驗(yàn)中隨著地膜成分中降解助劑的增加，生物降解膜降解率顯著提高，2017年及2018年玉米收獲后降解率分別為7.2%-17.8%和18.1%-35.2%，其中壟側(cè)地膜降解程度明顯高于壟上。拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的降低與降解膜的降解速率成正比。經(jīng)電鏡掃描發(fā)現(xiàn)，玉米收獲后，生物降解膜的表面微觀結(jié)構(gòu)明顯較覆蓋前粗糙。生物降解膜覆蓋下，玉米整個(gè)生育時(shí)期5 cm、15 cm和25 cm層土壤溫度高于露地處理，其中，2017年增溫幅度為3.1-3.2℃，2018年增溫幅度為1.2℃-2.1℃。與露地對(duì)照相比，生物降解膜覆蓋顯著提高了玉米產(chǎn)量，2017年增產(chǎn)10.4%-14.3%，2018年增產(chǎn)11.6%-24.7%。在玉米品質(zhì)方面，各處理間沒(méi)有顯著差異。該研究表明，生物降解地膜可以替代普通地膜。生物降解地膜中的組成成分可以根據(jù)環(huán)境變化進(jìn)一步改進(jìn)，以確保作物收獲后能夠完全降解。

關(guān)鍵詞：生物降解塑料地膜;降解特性;土壤溫度;玉米產(chǎn)量

DOI： 10.25165/j.ijabe.20201302.5360

引用信息： ?Zhang W W， Wang L H， Zhou J Q， Zhu K L， Sun S J. ?Degradability of biodegradable plastic films and its mulching effects on soil temperature and maize yield in northeastern China. ?Int J Agric & Biol Eng， 2020; 13（2）： 146–153.