全降解生态地膜在宿州甘薯生产上的应用效果研究

    汪洪 岳秀利 惠宏杉

    

    

    

    摘 要：目的：初步探讨了全降解生态地膜在甘薯生产上的应用效果，探索解决普通聚乙烯地膜导致农田白色污染的途径。方法：通过安排3种不同配方降解地膜与普通聚乙烯地膜在甘薯上进行覆膜对比试验，不同覆膜时间各处理降解情况以及对甘薯农艺性状及产量影响，以研究不同配方全降解生态地膜降解效果和应用效果。结果：全降解生态地膜降解效果明显，且降解具有可控性。合理设定诱导期的降解地膜对红薯的生长发育及产量影响与普通地膜相当，为全降解生态地膜在生产上进一步推广应用提供科学依据。

    关键词：全降解生态地膜;降解性能;甘薯;产量

    中图分类号 S531 文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）07-0088-04

    Study on Application Effect of Bio-degradable Ecological Plastic Film on Ipomoea Batatas in Suzhou

    WANG Hong1 et al.

    （Yongqiao District Agricultural and Rural Bureau， Suzhou 234000， China）

    Abstract： [Objective]In this study， the application effect of bio-degradable ecological plastic film on Ipomoea batatas was discussed， our purpose was to explore the way to solve the white pollution of farmland caused by ordinary polyethylene film.[Methods] In order to study the degradation and application effect of different formulations of bio-degradable ecological plastic film compared with ordinary plastic film on Ipomoea batatas， the comparative experiment of three different formulations of degradable plastic film was arranged to investigate and detect the degradation at different film covering time， as well as the impact on the agronomic traits and yield of Ipomoea batatas.[Results] The results showed that bio-degradable ecological plastic film was controllable that the degradation effect was also obvious.There was no significantly different on the growth and yield of Ipomoea batatas compared with ordinary plastic film by setting a reasonable induction period.Our research provides a scientific basis for the further application of bio-degradable ecological plastic film in production.

    Key words： Bio-degradable ecological plastic film; Degradation performance; Ipomoea batatas; Yield

    宿州市是农业大市，耕地面积57.6万hm2，农用地膜覆盖面积7.67余万hm2，每年地膜使用量5870余t。近年来，宿州市把甘薯产业作为农民增收、突破精准扶贫的重要工作来抓，通过项目引导，因地制宜大力推进甘薯产业发展，使甘薯产业成为农民增收的重要渠道。甘薯地膜覆盖栽培技术具有增温、保墒、抗旱、增产等作用，是提高甘薯产量的有效抗逆栽培措施，已成为确保宿州特色农业稳产、高产的重要生产资料之一。但是，随着地膜应用量和使用年限的不断增加，大量残留地膜导致土壤结构破坏，耕地质量降低，严重影响甘薯的生长发育，最终导致甘薯减产。残留地膜造成的“白色污染”不但严重影响正常的农业生产，而且对农业生态环境也构成了巨大的威胁[1]。

    为解决宿州甘薯在生产栽培过程中地膜残留带来的“白色污染”问题，本研究利用山东天壮环保科技有限公司提供的3种不同配方全降解生态地膜（以下简称“生态地膜”），开展了生态地膜降解性能及其对甘薯农艺性状和产量性状的影响试验。对不同配方生态地膜进行综合评价，为进一步推进生态地膜在宿州甘薯上的应用推广提供科学依据。

    1 材料与方法

    1.1 试验地点概况 试验于2019年4月14日在埇桥区西二铺乡小黄家村进行。该地块土壤类型为潮土。土壤养分测定结果：有机质32.6g/kg，全氮966mg/kg，总磷1080mg/kg，全钾含量1.62%。2019年宿州全年降水量606.9mm。全年平均气温15.5℃。极端气温最高38.7℃，极端气温最低-8.1℃。全年日照时数2141.1h。

    1.2 试验材料 试验用生态地膜由山东天壮环保科技有限公司生产，膜宽1200mm，厚度0.006mm。样品生态地膜1號、生态地膜2号、生态地膜3号分别为不同配方、不同降解时间的降解地膜。普通地膜对照由山东三塑集团有限公司生产，膜宽1200mm，厚度0.006mm。供试作物为甘薯，品种为商薯19。

    1.3 试验设计 试验设天壮生态地膜1号～3号、普通地膜对照共4个处理，3次重复，共计12个小区，每小区长15m，宽2m，各小区随机排列。2019年4月14日人工铺膜，膜上移栽甘薯幼苗，种植密度48000株/hm2，10月3日收获，其他管理同当地大田甘薯种植模式一致。

    1.4 数据处理与分析 试验数据经Excel处理后，采用DPS数据处理系统进行差异显著性分析。

    2 结果与分析

    2.1 不同覆膜天数各处理地膜降解情况 不同覆膜天数后，各处理地膜降解情况描述如表1所示，结果表明：不同配方生态地膜在不同覆膜天数后，均发生不同程度的降解现象，降解具有一定的可控性。至甘薯收获时，已覆膜172d，生态地膜1号膜处于碎裂期，露于地表的残片紧贴地表，拉力消失，易碎成片状，甚至粉末状;2号生态地膜处于大裂期，手撕成片状，拉力显著下降;3号也开始出现裂口，但仍有部分拉力;普通地膜虽有部分裂纹、空洞，但拉力性能仍较大，属于正常老化现象。

    2.2 不同地膜样品拉力性能变化 不同地膜样品拉力性能的变化采用最大拉力和断裂伸长率2个指标评价。结果表明：随着覆膜时间的延长，生态地膜1号、2号、3号样品最大拉力（见图1）和断裂伸长率（见图2）均明显下降，而对照普通CK整体变化幅度不大。其中，1号降解膜最大拉力和断裂伸长率下降幅度最大，至172d收获时已降为0;3号降解膜降解较为缓慢，但甘薯收获时最大拉力仅为0.65N，断裂伸长率仅为130.4%，较原始样品降低幅度约50%;2号降解地膜降解适中，介于1号和3号之间。

    2.3 不同地膜样品失重率变化 采用测定重量变化的方法来衡量不同地膜样品的降解性能，是鉴定降解地膜降解程度的重要指标。将不同覆膜天数取样地膜洗净、烘干、称重，计算失重率，结果见图3。从图3可以看出，普通CK地膜在整个生育期重量变化不大，失重率低于3%;生态地膜1号、2号、3号前期失重不明显，失重率在10%以内，后期伴随着降解进程的加快，失重率逐渐增加;90d以后，1号和2号地膜出现失重率快速增加的阶段，说明此时地膜已经开始出现较大开裂，拉力和韧性开始下降，至172d后收获时，1号降解地膜的失重率达到46.3%，2号失重率达到25.9%;此外，3号降解地膜降解缓慢，截至甘薯收获时，失重率仍低于10%。

    2.4 不同地膜对甘薯农艺性状的影响 从移栽到收获整个生育进程中，各处理甘薯长势良好，收获时，所有甘薯薯皮紫红色，薯肉白色，整体呈纺锤形。同时，除生态地膜1号处理，甘薯蔓长、单株蔓重以及单株薯数及单株薯重略低外，其它各处理甘薯主要农艺性状差异不大（见表2）。由此推断，生态地膜在甘薯生育期间完全可以满足作物对地膜保温保墒性能的需求，与普通地膜差别不大，其产量构成因素中各因子间差异也不大。

    2.5 不同地膜对甘薯产量的影响 收获时，根据各处理3个重复小区30m2甘薯进行产量测定，最后折算成每公顷的作物产量。通过估测，生态地膜2号甘薯产量最高，达到48679.5kg，其次为生态地膜3号处理，产量为48546.0kg，产量最低的为生态地膜1号处理，但产量也达到了48274.5kg。所有生态地膜处理与对照普通地膜处理，在0.01和0.05水平下，产量差异不明显（见表3）。各处理甘薯在地膜覆盖栽培环境下产量差异较小，符合正常种植管理中产量波动。

    3 讨论与结论

    合理控制降解地膜的降解时间可以不显著影响甘薯的生长发育及产量。全降解生态地膜在宿州地区甘薯作物使用后，不影响甘薯的生长发育等农艺性状。此外，生态地膜2号和3号处理产量略高于普通地膜，可能是地膜拉力下降后，导致地膜出现开裂，有利于土壤通透性的增加和雨水自然渗透，一定程度上促进了甘薯块茎的膨大，但是收获产量与普通地膜相比没有明显差异，说明生态地膜具有很好的保温保墒性能，能满足甘薯生长的基本需要。

    张现民等[2]研究表明，氧化生物双降解地膜覆盖栽培甘薯，公顷产量可达32109.15kg，扣除其他生产成本后，综合效益最高，这与本研究结果一致;李雪松等[3]研究了不同降解地膜覆盖对春季马铃薯的生长状况、产量及土壤温度的影响，结果表明全降解生态降解膜降解效果较好，马铃薯产量稳定，有利于马铃薯的生长;李剑锋[4]研究氧化生物双降解地膜花生大田降解效果试验表明，氧化生物双降解地膜的使用，前期可以起到保温增墒的作用，利于花生的出苗和生長，有助于花生的荚果膨大，中后期可以起到降温的作用，防止高温对花生的危害。

    薛源清等[5]研究可降解地膜覆盖对渭北旱塬土壤水热及玉米产量的影响表明，可降解地膜在增温保墒方面的作用与普通地膜相当，且产量差异不明显。袁海涛等[6]研究表明，合理设定降解诱导期的降解地膜对土壤水分、温度和棉花生长的影响与普通地膜相当，未对棉花生长发育及产量水平产生显著影响。此外，刘蕊等[7]报道氧化生物双降解地膜覆盖东北玉米能提高土壤的温度和储水量，并且玉米收获产量比普通地膜增加6.8%，这可能与不同区域土壤差异及降解地膜使用的区域性差异等因素有关。

    本研究表明，在甘薯生长过程中，不同配方的生态地膜降解的时间和降解的速度不同，说明全降解生态地膜具有一定的降解可控性，并且收获后地膜残留率大幅度降低，生态地膜1号在收获后地膜失重率达46.3%，经后期观察，生态地膜旋耕入土后可以持续进行生物降解，降解较为彻底。这与袁海涛等[8]研究得出的生态地膜在棉花上使用后降解的彻底性和降解时间的可控性结论一致。

    由此可见，全降解生态地膜在发挥普通地膜保温保墒作用的同时，又可以减轻土壤残膜污染，有效改善土壤环境，此外，生态隆解地膜在作物收获后自行降解，减轻了人工捡拾的劳动强度，并且不影响下茬作物耕种，对环境友好，值得进一步研究推广。

    参考文献

    [1]何文清，严昌荣，赵彩霞，等.我国地膜应用污染现状及其防治途径研究[J].农业环境科学学报，2009，28（03）：533-538.

    [2]张现民，孔祥亮，薛瑞民，等.不同类型地膜覆盖对甘薯生长性状的影响及效益分析[J].中国农技推广，2020，36（05）：59-60.

    [3]李雪松，董顺，马舒筠.不同降解地膜对马铃薯生长和产量的影响[J].安徽农学通报，2020，26（23）：84-85+105.

    [4]李剑锋.氧化-生物双降解地膜花生大田降解效果试验研究[J].安徽农学通报，2013，19（06）：98-99.

    [5]薛源清，张俊丽，杨圆圆，等.可降解地膜覆盖对渭北旱塬土壤水热及玉米产量的影响[J].西北农业学报，2017，26（03）：363-368.

    [6]袁海涛，于谦林，贾德新，等.氧化-生物双降解地膜降解性能及其对棉花生长的影响[J].棉花学报，2016，28（06）：602-608.

    [7]刘蕊，孙仕军，张旺旺，等.氧化生物双降解地膜覆盖对玉米田间水热及产量的影响[J].灌溉排水学报，2017（12）：25-30.

    [8]袁海涛，王丽红，董灵艳，等.氧化-生物双降解地膜降解性能及增温、保墒效果研究[J].中国农学通报，2014，30（23）：166-170.

    （责编：王慧晴）