不同生物降解膜在春甘藍生產中的應用試驗

王建科，胡立軍，陳永鋒，李水鳳，許楚楚

（1.杭州富惠現代農業有限公司，浙江 杭州 311228；2.杭州市蕭山區農（林）業技術推廣中心，浙江 杭州 311200）

甘藍為2年生草本植物，原產于歐洲地中海沿岸，由于其含有豐富的礦質營養及維生素，已成為全球主栽的蔬菜作物之一，近年來，我國甘藍的種植面積逐年增加，其總產量和種植面積在所有蔬菜中位居第3位[1-2]。為提高作物產量、增強抗逆性，在甘藍生產中地膜被大量應用，但地膜廣泛使用帶來了“白色污染”、土壤結構被破壞、農機作業和作物生長受影響等問題。

全生物降解地膜是一種以聚乳酸（PLA）和聚丁二酸丁二醇酯（PBAT）等為主要原料的具有生物降解性能的新型農用地膜，在自然條件下能被微生物降解為二氧化碳和水。浙江省已在馬鈴薯、萵苣、大豆等作物上廣泛開展試驗示范并取得一定成效[3-4]。為推進浙江蔬菜產業新品種、新技術、新模式、新產品的試驗示范和推廣應用，加快產業升級，2021年杭州市蕭山區農（林）業技術推廣中心申報并實施了《瓜菜全生物降解膜覆蓋技術示范》項目，進行了全生物降解膜的引進與示范篩選。通過不同廠家、不同顏色、不同厚度的降解地膜比較試驗，基本明確了全生物降解地膜在春甘藍上的使用技術，達到了“降解效果好、產量不減少、翻耕不纏繞”的預期目標。

甘藍是杭州蕭山春夏季種植的主要蔬菜之一，常年種植面積在667 hm2左右，生產上種植戶多采用地膜覆蓋栽培以達到增溫保墑、提早上市、增加產量的目的。通過前期的技術驗證和產品遴選，本試驗引進9種不同規格的全生物降解地膜，比較其對甘藍農藝性狀、產量等的影響以及其降解情況，以篩選出適合春甘藍生產的全生物降解膜，為今后在春甘藍生產上的大規模推廣應用提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2022年2月10日—5月20日在浙江省（蕭山）現代農業創新園進行，土壤為砂壤土，pH值7.8，肥力中等，前茬作物為青梗菜。

1.2 試驗材料

供試甘藍品種“久盛”，由浙江美之奧種業股份有限公司提供。2022年2月10日播種育苗，3月19日移栽，生長管理按常規進行。選用9種不同規格的全生物降解地膜、2種普通地膜為試驗材料，其規格和來源見表1。

表1 供試地膜詳情

1.3 試驗設計

設置9個生物降解膜處理，分別標記為S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8和S9，以及普通地膜（CK1和CK2）和不覆膜（CK3）共12個處理，如表1所示。3月18日統一進行地膜覆蓋，每個處理重復3次，采用隨機區組排列，共36個試驗小區，每個小區寬1.4 m，長21.5 m，面積為30.1 m2，周圍設置保護行。

1.4 調查項目

自3月18日覆膜開始至5月28日甘藍采收后翻耕，調查降解膜降解性能，采用田間目測法，將地膜降解過程分為5個階段，第1階段：鋪膜到出現≤2 cm小裂縫的時間為誘導期；第2階段：肉眼清楚看到地膜出現2 cm＜裂縫＜20 cm的時間為初裂期；第3階段：肉眼清楚看到≥20 cm裂縫的時間為開裂期；第4階段：地膜裂解成大碎塊為大裂期；第5階段：地面基本見不到地膜殘片，地膜在地表基本消失的階段即為無膜期[5]。

田間觀察記載甘藍的生育期，5月17日調查植株性狀，采用米尺、游標卡尺等工具，主要測量甘藍株高、株幅、球高、中心柱長等性狀；5月20日采收當天進行田間測產，測定單球質量和小區產量[6]。

1.5 數據分析

數據采用DPS 7.05軟件分析，差異顯著性比較采用新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同地膜覆蓋對春甘藍生育期的影響

由表2可知，不同地膜覆蓋下甘藍的蓮座期、結球期、結球緊實期和收獲期均表現一致。地膜覆蓋處理較無地膜覆蓋的蓮座期均提前3 d，結球期均提前4 d，結球緊實期均提前6 d，收獲期均提前3 d。

表2 不同地膜覆蓋對春甘藍生育期的影響 （月-日）

2.2 不同地膜覆蓋對春甘藍農藝性狀的影響

由表3可知，試驗各覆膜處理甘藍株高以S8最高，為27.60 cm，顯著高于S4、S5、S7、CK1和CK3，其次是S1；最大株幅以S1最大，顯著大于S7、CK1和CK3；最大葉長也以S1最大，顯著大于S4、S7、CK1和CK3；最大葉寬以S8最大，顯著大于S7和CK1；葉數以S4最多，但與其他處理差異不顯著；球高以S9最高，除顯著高于S7外，與其余處理均無顯著差異；球寬以S8最高，顯著高于S3、S4、S6、S7、CK1和CK3；心柱長以S2最長，除顯著大于S6外，與其余處理均無顯著差異；心柱寬各處理之間不存在顯著差異。

表3 不同地膜覆蓋對春甘藍農藝性狀的影響

2.3 不同地膜覆蓋對春甘藍產量的影響

如表4所示，單球質量以S8最大，顯著高于S6、S7、CK1和CK3。小區產量及折合667 m2產量均以S9最高，分別為116.73 kg和3 539.08 kg，均顯著高于S6、S7和CK3，其中折合667 m2產量較CK1、CK2分別增加8.41%、5.45%，較CK3顯著增加52.72%；其次是S2，小區產量及折合667 m2產量分別為116.34 kg和3 527.14 kg，其中折合667 m2產量較CK1、CK2分別增產8.04%、5.10%，較CK3顯著增加52.21%。覆蓋地膜的產量均顯著高于無覆蓋對照，增產率在38.92%～52.72%；全生物降解地膜較普通地膜最大減產率為4.08%，但與普通地膜間差異均不顯著。

表4 不同地膜覆蓋對春甘藍產量的影響

2.4 生物降解膜的田間降解情況分析

表5結果表明，在不同地膜處理中S5、S6（厚度均為8 μm）進入誘導期、開裂期和大裂期的時間最早，并且均在5月上旬（分別在5月8日和10日）即甘藍結球期進入碎裂期，其他規格的地膜在采收前未進入碎裂期；S2進入誘導期和開裂期的時間最晚。

表5 不同地膜降解情況調查（月-日）

2.5 不同地膜綜合成本比較

由表6可知，根據供試地膜廠家提供的報價，厚度為8、10、15 μm的降解膜每667 m2用膜成本分別為245.00、282.50、376.25元，結合農膜使用人工成本，分別比普通地膜增加成本10.00、47.50、141.25元。S2（10 μm）降解膜效益最高，分別比CK1和CK2每667 m2增加372.46元和226.27元；其次為S9（15 μm），分別比CK1和CK2每667 m2增加297.82元和151.63元。

表6 不同地膜667 m2綜合成本及效益分析

3 結論與討論

試驗結果表明，地膜覆蓋的春甘藍生育期提前，產量顯著高于無膜覆蓋，這與Wang等[7]、周麗娜等[8]的研究結果一致。S1、S2、S8、S9全生物降解膜覆蓋春甘藍產量高于普通地膜，其中S2（厚度10 μm）和S9（厚度15 μm）全生物降解膜覆蓋的春甘藍增產效果明顯，但S9（厚度15 μm）全生物降解膜單位面積的覆膜成本較高，暫不適宜在春甘藍生產中較大規模應用。S1（黑色，厚度8 μm）和S2（黑色，厚度10 μm）全生物降解膜處理比普通地膜覆蓋均增產，綜合考慮普通地膜殘留對土壤生態環境的影響以及農膜回收處理成本等因素，S1（黑色，厚度8 μm）全生物降解地膜替代普通PE地膜在杭州地區春甘藍生產上是可行的；綜合甘藍生長產量情況可知，全生物降解膜處理中S1處理表現較為突出，具有適宜的降解期，增產效果也較為顯著，可以進一步試驗示范，逐步在甘藍生產上示范推廣。另外，春季溫度越來越高，降解膜降解速度加快，且后期溫度高雜草生長很快，所以春季降解較慢的膜有一定的優勢。本試驗中S1進入開裂期和大裂期最晚，開裂期已經在甘藍結球期以后，大裂期在結球緊實期以后，防草效果最好，對于春甘藍生產最為適合。

雖然全生物降解膜的使用成本較高，但補貼政策的及時出臺則為全生物降解膜的良好應用與推廣保駕護航[9-10]。本試驗中S2的產量和產值均最高，但甘藍價格受到市場影響較大，當甘藍價格較低時，膜的投入成本對產值影響較大。S1的用膜成本明顯低于S2。張旭娟等[11]試驗中也表明，降解地膜替代PE塑料地膜是可行的，在實際生產中應對使用規格進行篩選，以便達到最佳的使用效果。不同廠家生產的同一規格全生物降解膜，在生產中存在誘導期過短或過長，不能完全滿足作物生長關鍵時期對地膜增溫保墑的需要，可控性不穩定等問題[14-15]。另外，完全生物降解地膜的韌性還需要提高，部分全生物降解膜存在拉伸強度不夠、韌性不強的特點，在機械化鋪膜過程中容易出現斷開、撕裂的現象，不適應全程機械化操作[16-20]。同時，全生物降解膜降解速度與溫濕度、降雨等諸多因素有關[21-25]，推廣應用需明確作物主要栽培模式，結合不同作物生育期情況選擇合適的降解膜覆蓋[26-29]，否則會影響效果，因此降解膜大量應用前必須開展全生物降解地膜替代技術驗證和產品遴選。如果能進一步改善降解膜的生產工藝，做到與普通地膜韌性相當、基本控制前期雜草、適合機械化操作等，則能明顯提升其推廣應用前景。