生物降解地膜覆蓋對新疆加工番茄農藝性狀和產量的影響

王德俊，武紅旗，劉 勤，靳 拓，薛穎昊，劉曉偉，4*

(1.新疆農業大學草業與環境科學學院，烏魯木齊 830052；2.中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所，北京 100081；3.農業農村部農業生態與資源保護總站，北京 100125；4.石河子農業科學研究院，新疆 石河子 832000）

地膜具有增溫、保墑、抑草的作用，是現代農業生產中最重要的生產資料之一[1]。截至目前，中國已成為全世界覆膜面積和地膜使用量最大的國家之一。隨著地膜廣泛推廣，“白色污染”問題日益嚴重，對土壤、作物、微生物、家畜、環境都造成了巨大影響[2～3]。全生物降解材料是環境友好型材料，能有效緩解“白色污染”的加劇，已成為地膜污染防控的有效手段之一。需對不同覆膜作物進行適宜性評價研究，為進一步推廣應用提供數據參考[4～9]。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況和試驗材料

試驗地點選擇在昌吉市榆樹溝鎮，年降水量約為190 mm，年平均氣溫6.8℃，全年日照時數2700 h。

供試地膜為全生物降解地膜和聚乙烯地膜。

1.2 試驗設計和田間管理

圖1 小區示意圖

采用單因素隨機區組設計，設生物降解地膜（2020-F-1～2020-F-8）、普通地膜（聚乙烯，以下簡稱PE）和裸地栽培共10 個處理。每個處理1 個試驗區，隨機排列，3 次重復。2020 年4 月22 日機械鋪膜，5 月3 日加工番茄苗移栽。

1.3 試驗方法

1.3.1 機械性能測試。根據昌吉州地膜鋪設實際情況，利用本地常規覆膜機進行地膜覆蓋作業。測試參試地膜是否滿足農機作業要求，重點考察地膜在覆膜機具正常行走狀態下是否存在斷裂和粘連等情況。

1.3.2 增溫性能測試。按照中國國家氣象局出版的《地面氣象觀測規范（ISBN：9787502936907）》中關于地溫的測定要求，溫度采用自動記錄探頭裝置測定（精度0.2℃），探頭埋設深度為10 cm，每60 min 記錄1 次數據，3 次重復，然后計算日平均溫度。

1.3.3 地膜降解情況觀測。覆膜后每10 天觀測1 次，記錄各參試膜破損情況，包括是否出現裂紋、裂縫、破碎程度等，并記錄裂紋、裂縫數量以及破碎塊數等。判定降解情況，重點記錄誘導期的出現日期。

1.3.4 作物農藝性狀與產量測定。關鍵物候期：以小區50%以上植株進入該生育期為標志，根據作物類型填寫生育情況調查表。產量：根據具體作物測定經濟產量，即加工番茄果實產量。每個處理小區各設1 個采樣點，隨機選擇，不少于3 延米。剔除測產區內雜株和非試驗因素引起的異常植株，剔除株的產量以小區平均產量補回。

2 結果與分析

2.1 機械性能測試

PE、2020-F-1～2020-F-8 均通過機械測試，符合機械鋪設要求，不斷裂，打孔不粘連。

2.2 增溫性能測試

由圖2 可知，從5 月4 日埋設儀器開始，至6 月7 日進入盛花期，裸地土壤溫度顯著低于其他各處理；PE 膜跟生物降解地膜覆蓋的土壤溫度沒有顯著差異。6 月18 日進入坐果期，2020-F-1 和2020-F-6 顯著高于其他處理，2020-F-2 土壤溫度最低。7 月1 日，各處理間土壤溫度趨于一致，加工番茄完全封行，之后有無地膜覆蓋已經對加工番茄的生長發育沒有顯著性影響。從移栽之日統計，地膜覆蓋安全期約為60 天。

圖2 加工番茄全生育期土壤溫度

2.3 地膜降解情況觀測

由表1 可知，覆膜至43 天時2020-F-3 和2020-F-5 最先開始降解，比2020-F-6 提早10 天。覆膜至63 天時，以上3 種降解地膜降解明顯，而此時除2020-F-7 沒有出現降解外，其他處理都開始降解。覆膜至81 天時，2020-F-3、2020-F-4、2020-F-5、2020-F-6 加速降解，但并未完全降解，而此時其他處理降解緩慢。

表1 試驗地覆膜處理降解速率

2.4 作物農藝性狀與產量測定

由表2 可知，裸地種植加工番茄株高、幅寬、50 果重、成熟度低于其他覆膜處理，株高與幅寬的比值約1.00:0.49。從50果質量指標可知，裸地處理顯著低于2020-F-1、2020-F-2、2020-F-4、2020-F-6、2020-F-7 處理，覆膜各處理間無明顯差異。從產量可知，2020-F-7 處理最高，顯著高于2020-F-3 和2020-F-6 處理，與其他處理無明顯差異。

表2 不同處理作物的農藝性狀和產量

3 結論與討論

本次試驗結果表明，不同全生物降解地膜覆蓋安全期為60天。隨著覆膜時長增加，全生物降解地膜均出現不同程度的降解。對于過早降解而引起的產量顯著下降處理，可適當調整，以確保該地區加工番茄的正常生長。試驗中部分全生物降解材料覆蓋對加工番茄的農藝性狀和產量與普通PE 地膜無明顯差異，建議推廣應用。