可降解地膜在馬鈴薯生產(chǎn)中的應用分析

陳玉平*何 甜 杜儒學

（永昌縣農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心，甘肅 永昌737200）

1.引言

地膜覆蓋栽培是本地區(qū)作物種植的重要技術之一，對提高農(nóng)作物的產(chǎn)量具有至關重要的作用，然而普通地膜在自然條件下難以降解，殘留地膜不僅影響作物的生長還會破壞土壤理化性狀、影響機械作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量。近年來，隨著地膜使用量的逐年增加，土壤中地膜殘留量呈逐步增加趨勢，解決殘膜污染問題已刻不容緩。目前使用的地膜大都比較薄，回收利用相當困難，使用可降解地膜是解決“白色污染”的有效途徑。可降解地膜具有與普通膜相類似的增溫保墑效果，還具有自然降解作用。

2.材料與方法

2.1 試驗區(qū)自然概況

該試驗于2017年在甘肅省永昌縣城關鎮(zhèn)沙溝岔村（試驗站）進行，該區(qū)平均海拔2060m，年降水量180-250mm，無霜期128天，年平均氣溫4.8℃，年日照時數(shù)2884小時，晝夜溫差大，光照充足，氣候相對冷涼。試驗田為沙壤地，土壤含沙量適度，無板結、無污染，2017年試驗前0-20cm土層全氮1.1gkg-1、全磷1.1gkg-1、全鉀24.0gkg-1、速效氮51.4mgkg-1、速效磷47.5mgkg-1、速效鉀198.0mgkg-1，有機質(zhì)含量18.5gkg-1，土壤容重1.29gcm-3，孔隙度51.32。

2.2 試驗設計

2.2.1 作物覆膜栽培試驗

參試作物為馬鈴薯，品種為大西洋，覆膜栽培試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，設6種降解地膜、普通地膜對照CK1和裸露CK2共8個處理（表1），每個處理為一個試驗小區(qū)，隨機排列，3次重復，共24個小區(qū)。機械起壟種植，壟寬70cm、壟間距110cm、壟溝深25cm，馬鈴薯行距50cm，株距25cm，種植日期：2017年5月4日，收獲時間：2017年9月30日，機械播種收獲，田間管理同常規(guī)大田。

表1 不同可降解地膜基本情況表

2.2.2 曝曬試驗

曝曬試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，設6種降解地膜、普通地膜對照CK1共7個處理，每個處理為一個試驗小區(qū)，隨機排列，3次重復，共21個小區(qū)，機械起壟，壟寬70cm、壟間距110cm、壟溝深25cm，在田間按正常的作業(yè)方式進行鋪膜，膜下不種植作物，地膜完全暴露在陽光下，觀察在田間曝曬條件下地膜的降解情況。

2.2.3 填埋試驗

填埋試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，設6種降解地膜、普通地膜對照CK1共7個處理，隨機排列，埋藏深度為10cm，分三個觀察期，每個觀察期三次重復。每個觀察期按照設定深度挖150×50cm的長方形平底坑，將6種降解地膜和普通地膜對照CK1分別裁剪成40（橫向）×30（縱向）cm的膜片，做好標記，裝入20目防蟲網(wǎng)袋中，按隨機排列順序均勻平展放入坑中，作好記錄，回填挖出的全部土壤。

2.3樣品采集及測定方法

2.3.1 上機性能測試：覆膜時根據(jù)觀察地膜有無斷裂情況以及覆膜的連續(xù)程度判定。

2.3.2 土壤溫度：采用HOBOWaterTempProv2水下溫度數(shù)據(jù)采集器，填埋在壟上膜下10cm測定。

2.3.3 馬鈴薯生育期生育期：開展地膜覆蓋農(nóng)作物生育期調(diào)查，生育期的日期以小區(qū)50%以上植株進入該生育期為標志。

2.3.4 作物產(chǎn)量：每個處理取3個樣點，樣點面積為5.5 m2，在每個樣點取3株分別測定每個樣點的馬鈴薯總重量和商品薯重量。

2.3.5 地膜降解情況觀測

曝曬區(qū)的覆膜時間與作物覆膜栽培區(qū)相同，按照試驗田間設計，將各處理地膜覆蓋于試驗小區(qū)壟面上。觀察記載曝曬區(qū)組和作物覆蓋栽培區(qū)組各降解地膜達到降解階段劃分標準的時間。在覆膜后前30天，每10天觀測一次；覆膜后31-40天，每5天觀測一次；覆膜后41天起，每3天觀測一次，直至誘導期結束（最多到覆膜后75天）；以后恢復每10天觀測一次；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（根據(jù)地膜破損情況將地膜降解程度劃分為：誘導期A、開裂期B、大裂期C、碎裂期D、無膜期E五個時期），重點記錄誘導期的出現(xiàn)日期。拍照記錄每個降解階段的場景，具體如下：每個處理每個重復設置3個固定觀測點，每個處理9個觀測點，利用固定框進行定點照相（50cm*50cm）。按照觀測間隔要求，選擇有代表性的一個重復中3個固定觀測點拍照；每次觀測日拍照后，于當天對照片標注（膜樣編號、拍照日期、降解狀況）。

2.3.6 填埋試驗調(diào)查取樣觀測

按照試驗年度計，試樣埋土后的90天、180天和365天取出一個區(qū)組的所有膜樣，洗凈，按照統(tǒng)一的試驗編號做好標記，觀測填埋地膜降解外觀變化情況。

3.結果與分析

3.1 上機作業(yè)性能:本次試驗參試的可降解地膜有億帆鑫富、巴斯夫、天壯、康文、康潤潔、鑫銀環(huán)6種，6種可降解地膜均可以正常上機使用。

3.2 降解地膜覆蓋對馬鈴薯不同生育時期土壤溫度的影響

3.2.1 對馬鈴薯生長的前中后期即芽條生長期、塊莖形成期、淀粉積累期等3個時期的其中一天的土壤溫度進行比較（分別取5月10日、7月10日、9月10日全天溫度變化），分析不同可降解地膜對馬鈴薯土壤溫度的影響。

由圖1可以看出：在全天的24小時中，溫度在中午開始有小幅度的上升和下降，下午有較大幅度的上升下降過程，各可降解地膜溫度變化在5℃之間。在16點之后各可降解地膜之間溫度差異較大。其中康文溫度變化最大，其它種類地膜變化曲線基本趨于一致。

圖22017 年7月10日各降解地膜全天溫度變化

由圖2可以看出：在2017年7月10日，各降解地膜的全天溫度變化趨勢基本一致，各降解地膜全天溫度變化小，且各降解地膜之間溫度變化也較小，較5月份全天溫度，整體變化幅度較小。其中以康文和CK1溫度較高，CK2為裸地，溫度最低。

由圖3可以看出，在2017年9月10日，各可降解地膜溫度變化趨勢基本一致，溫度變化總體呈先下降后升高然后再下降的“S”型變化趨勢，各可降解地膜全天溫度變化較大，從8℃到16℃，整體變化趨勢同7月份溫度變化趨勢相似。中午12時以后各降解地膜之間溫度變化有了比較明顯的差別。其中，天壯和巴斯夫變化最為明顯，土壤溫度也最高。CK1和CK2溫度最低。

圖32017 年9月10日各降解地膜全天溫度變化

總體看，各可降解地膜溫度在7月份溫度變化最小，氣溫平穩(wěn)。各降解地膜溫度變化趨勢在每個月份都基本一致。其中，天壯、康文和巴斯夫地膜溫度在各個時期都處于較高文章，變化幅度也較大。由此可以看出，在不同可降解地膜中，天壯、康文和巴斯夫地膜在馬鈴薯各個生育期增溫和保溫效果比較明顯。

3.2.2 降解地膜覆蓋對年積溫的影響

由圖4可以看出，CK2裸地由于沒有覆膜年積溫最小，其它各降解地膜年積溫各不相同，其中以康文年積溫最大，天壯和鑫銀環(huán)地膜年積溫也較大，其它各降解地膜年積溫均小于53000℃。由此可以看出康文、天壯、鑫銀環(huán)的保溫作用比較好。

圖4 2017年各降解地膜年積溫

3.3 降解地膜降解情況及分析

由表2可以看出，在栽培試驗中，各可降解地膜分別在覆膜后的30天左右到達誘導期，部分降解地膜分別在38天至110天左右到達開裂期，其中天壯90天的時候到達大裂期，降解幅度最大，降解速度最快，且產(chǎn)量也較高。在本次試驗中，栽培試驗和暴曬試驗在馬鈴薯收獲時期，地膜降解最大程度只到達大裂期，且栽培試驗中可降解地膜較暴曬試驗降解幅度大，降解速度快。

表2 地膜降解情況

3.4 降解地膜對農(nóng)作物的影響及分析

3.4.1 降解地膜對馬鈴薯生育期的影響

通過對馬鈴薯生育時期的觀測記錄，不同可降解地膜對馬鈴薯生育期影響具體表現(xiàn)為：除康潤潔和天壯可降解地膜馬鈴薯較起其它可降解地膜出苗早5天外，各可降解地膜對馬鈴薯的其它生育時期基本無影響，可以看出，可降解地膜對馬鈴薯生育期基本無影響。

3.4.2 降解地膜對馬鈴薯產(chǎn)量及商品率的影響

由表3可以看出，不同可降解地膜對馬鈴薯的產(chǎn)量和商品率均有一定的影響。在產(chǎn)量上，除巴斯夫和鑫銀環(huán)外，其它可降解地膜產(chǎn)量均高于對照CK1，其中天壯、康潤潔、億帆鑫富可降解地膜馬鈴薯產(chǎn)量較好，分別為3675.24kg/畝、3638.18kg/畝、3624.71kg/畝，較對照CK1分別高4%、3%、2.6%。在商品率上，天壯、巴斯夫、康文可降解地膜商品率相對較好，分別為73.80%、78.41%、76.11%，較CK1普通PE膜分別高4.8%、11.4%、8.1%，其它處理可降解地膜均低于CK1。結果表明，在本次試驗中，天壯、康潤潔等可降解地膜具有較好地增產(chǎn)作用。

表3 不同可降解地膜對馬鈴薯產(chǎn)量及商品率的影響

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3.5 填埋試驗觀察

通過對可降解地膜定期的取樣觀測，填埋試驗中各可降解地膜基本情況為：各可降解地膜在在填埋90天時基本沒有變化，180天時變化明顯，說明在覆土填埋條件下，可降解地膜主要在填埋180天左右開始降解，且填埋180天時仍未到開裂期，與栽培試驗和暴曬試驗相比較，可降解地膜在覆土填埋條件下降解速度較慢，由于本地區(qū)采用覆土種植，故在本地區(qū)推廣使用的可降解地膜在覆土填埋條件下的降解速度還需要進一步改進。

4.結論與討論

在本次試驗中，各可降解地膜均可以滿足正常的機械播種和收獲使用，且可以起到正常的保溫保墑的作用，并且相對于普通地膜，產(chǎn)量均具有良好的表現(xiàn)。各可降解地膜在馬鈴薯收獲期大多數(shù)到達開裂期，有少數(shù)到達大裂期，雖然沒有完全降解，但大都變皺變脆，隨機械翻耕破碎殘留在地里面。總體來看，雖然在收獲后有一定殘留，但相比于普通地膜的長期殘留，距來年種植還有一段時間的降解過程，因此可降解地膜可用于生產(chǎn)使用。本次試驗中，可降解地膜均有不同程度的降解，但各地區(qū)自然條件和生產(chǎn)條件各不一致，應該根據(jù)不同的土壤和氣候條件適當調(diào)整可降解地膜的降解速度和降解時段。