可降解地膜對(duì)新疆南疆棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

朱友娟，伍維模，溫善菊，魏建軍，戰(zhàn)　勇，陳康謂，楊仁碧

(1.阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 新疆 阿克蘇 843000； 2.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300；3.新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所， 新疆 石河子 832000； 4.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)一師南口農(nóng)場(chǎng)， 新疆 阿拉爾 843300)

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可降解地膜對(duì)新疆南疆棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

朱友娟1，伍維模2，溫善菊2，魏建軍3，戰(zhàn)勇3，陳康謂4，楊仁碧4

(1.阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 新疆 阿克蘇 843000； 2.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院， 新疆 阿拉爾 843300；3.新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所， 新疆 石河子 832000； 4.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)一師南口農(nóng)場(chǎng)， 新疆 阿拉爾 843300)

以誘導(dǎo)期為30～120 d的15種可降解地膜為供試材料，無(wú)膜及普通聚乙烯膜(Polyethylene, PE膜)為對(duì)照，于2008—2009年在新疆南疆地區(qū)的阿拉爾市開(kāi)展了可降解地膜覆蓋棉花的田間試驗(yàn)，研究可降解地膜的降解及其對(duì)棉花生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：可降解地膜比普通PE膜先表現(xiàn)出破裂降解的現(xiàn)象，其中，誘導(dǎo)期為90 d的北京1#可降解地膜在棉田覆蓋45 d后最早出現(xiàn)破裂；掃描電子顯微鏡(SEM)觀察表明，與普通PE膜相比較，誘導(dǎo)期為80 d的北京1#可降解地膜在棉田覆蓋145 d后，表面有明顯的條狀裂縫。覆蓋可降解地膜的棉花在苗期、蕾期、開(kāi)花期和花鈴期的生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)(株高、真葉數(shù)、單株鈴數(shù)、果枝數(shù)、地上部干物質(zhì)重)以及單株鈴數(shù)和果枝數(shù)總體上要高于無(wú)膜處理，但是與普通PE膜處理無(wú)顯著差異；覆蓋可降解地膜對(duì)棉花的衣分和單鈴重?zé)o顯著影響；與無(wú)膜處理相比較，覆蓋可降解地膜能顯著增加籽棉產(chǎn)量，但覆蓋可降解地膜與普通PE膜處理之間的籽棉產(chǎn)量無(wú)顯著差異。

可降解地膜；棉花；生長(zhǎng)；籽棉產(chǎn)量； 新疆南疆地區(qū)

新疆是中國(guó)三大棉區(qū)之一，至1980年以來(lái)，中國(guó)棉花生產(chǎn)不斷地向新疆集中[1]。南疆是新疆棉區(qū)的重要組成部分。近三十年來(lái)，地膜覆蓋已發(fā)展成為南疆棉區(qū)一項(xiàng)常規(guī)的必不可少的栽培技術(shù)，但是，由此而帶來(lái)的殘留地膜對(duì)棉田土壤環(huán)境的負(fù)面影響也逐漸加劇。農(nóng)用地膜的成份是人工合成的高分子聚合物聚乙烯(Polyethylene，簡(jiǎn)寫(xiě)為PE)，以低密度聚乙烯為最常見(jiàn)[2-3]，其分子結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，不易通過(guò)細(xì)菌和酶等生物方式降解，會(huì)在土壤中殘留幾十年之久[1,4]。目前，南疆棉區(qū)的地膜用量約為60 kg·hm-2。棉花收獲之后，部分地膜因回收不完全而殘留在棉田之中，長(zhǎng)期積累從而產(chǎn)生“白色污染”。據(jù)筆者2007年的調(diào)查，南疆的阿拉爾墾區(qū)棉田土壤0～40 cm殘膜量最低為36.7 kg·hm-2，最高為124.1 kg·hm-2，平均為69.5 kg·hm-2。針對(duì)棉田殘膜，當(dāng)?shù)夭扇〉膽?yīng)對(duì)措施主要是人工撿拾殘膜、棉田停止灌溉后人工揭膜回收。生產(chǎn)中常用的地膜厚度為0.006～0.008 mm，這類(lèi)地膜在棉田覆蓋一定時(shí)間后，一般易破碎、難回收，且回收過(guò)程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、成本高，不易完全回收。

可降解地膜的出現(xiàn)為解決農(nóng)業(yè)的“白色污染”問(wèn)題，提供了一條新的途徑?？山到獾啬ぴ谵r(nóng)田中覆蓋一定天數(shù)后能夠發(fā)生外觀、機(jī)械和物理性能、化學(xué)結(jié)構(gòu)等變化，并最終在土壤中降解[3]。可降解地膜的種類(lèi)有多種，如生物可降解地膜，光/熱可降解地膜等[3,5]?？山到獾啬ぴ谕寥乐械慕到夥譃閮蓚€(gè)階段：第一階段是氧化降解過(guò)程，由空氣中的O2與聚合物反應(yīng)，碳骨架被氧化為小分子片段。在這一階段紫外線和高溫可加速其過(guò)程。第二階段是生物降解過(guò)程，由微生物(如細(xì)菌、真菌和藻類(lèi))將第一階段的氧化產(chǎn)物經(jīng)生物代謝分解為CO2、H2O和生物量[4]。目前，制造可降解地膜時(shí)，常用的技術(shù)是在普通PE膜原材料中加入1%～20%的降解劑[4]，從而控制聚乙烯的降解過(guò)程[6-8]。降解劑的作用是加速聚烯烴鏈與空氣中O2的反應(yīng)[4]，其成份主要是不飽和化合物、過(guò)渡金屬離子及其配合物[6]。

可降解地膜具有與普通PE膜相似的增溫、保墑效果[9-10]，對(duì)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育[11]、成鈴及產(chǎn)量[9,12]也有一定促進(jìn)作用。在新疆的北疆棉區(qū)，已有研究報(bào)道可降解地膜對(duì)棉花的生長(zhǎng)、產(chǎn)量及生理的影響[13-15]。在南疆棉區(qū)的農(nóng)一師16團(tuán)、農(nóng)二師29團(tuán)、33團(tuán)、庫(kù)爾勒市、尉犁縣等地也已相繼開(kāi)展了一些可降解地膜應(yīng)用試驗(yàn)研究，并有不斷擴(kuò)大推廣應(yīng)用面積的趨勢(shì)，但相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果的報(bào)道還比較少[16-18]。本研究的目的是通過(guò)田間試驗(yàn)，探討可降解地膜對(duì)南疆膜下滴灌棉花的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響，為在南疆棉區(qū)進(jìn)一步推廣應(yīng)用可降解地膜提供科學(xué)依據(jù)。

1　試驗(yàn)區(qū)概況與試驗(yàn)方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于新疆南疆的農(nóng)一師阿拉爾市南口農(nóng)場(chǎng)。處于歐亞大陸腹地的塔里木河上游南岸，南臨塔克拉瑪干沙漠，西與勝利水庫(kù)相鄰，東與十三團(tuán)接壤。地理坐標(biāo)為北緯40°20′～40°37′，東經(jīng)81°04′～81°29′。海拔高度為1 017～1 007 m，坡降為1/2800。地形由西南向東北傾斜，地勢(shì)較為平坦。屬典型大陸性氣候，全年干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，日照充足，熱量豐富，降水稀少，溫差大，適應(yīng)多種植物生長(zhǎng)發(fā)育。年平均日照時(shí)數(shù)2 915.1 h，年平均氣溫10.8℃，7月份平均氣溫25.3℃，1月份平均氣溫-8.3℃，年際溫差36℃，全年無(wú)霜期204 d，年均降水量42.7 mm，年蒸發(fā)量2 110.5 mm。

1.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2008、2009年連續(xù)兩年在南口農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心56號(hào)試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)處理見(jiàn)表1，其中以無(wú)膜(CK)及普通PE膜(PE)處理為對(duì)照。2008、2009年分別設(shè)置了6種和9種可降解地膜處理，各處理重復(fù)3次。小區(qū)長(zhǎng)、寬分別為20 m和2.28 m，小區(qū)隨機(jī)排列。15種可降解地膜由北京、四川和陜西的3個(gè)廠家提供，寬度均為2 m，其力學(xué)性能均符合機(jī)械覆膜作業(yè)的技術(shù)要求。北京1#、2#是加入了TDPATM氧化添加劑的氧化-生物雙降解膜[6]，陜西及四川的產(chǎn)品未標(biāo)明可降解地膜種類(lèi)及添加劑名稱(chēng)。

2008、2009年供試棉花品種(系)分別是98-6和K-7，播種期分別4月29日和4月18日。采用膜下滴灌栽培方式，一膜種植6行棉花，行距為10 cm+66 cm+10 cm+66 cm+10 cm，株距為10.5 cm。無(wú)膜處理在播種時(shí)覆蓋了普通PE膜，待棉花出苗兩周后揭去地膜，露出土壤。棉田管理工作與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致。

一膜6行的膜下滴灌棉花，中行與邊行的生長(zhǎng)有一些差異。盡管各小區(qū)的邊行存在著一定的邊際效應(yīng)，為了全面地評(píng)價(jià)試驗(yàn)處理對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響，在每個(gè)小區(qū)中行、邊行各標(biāo)記10株作為觀察株，記載生育期(出苗期、現(xiàn)蕾期、開(kāi)花期和吐絮期)和生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)如株高、真葉數(shù)、果枝數(shù)和鈴數(shù)。每個(gè)生育期在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采10株棉花植株樣(苗期采樣20株)；植株樣品按葉片、莖、蕾、花、鈴分開(kāi)，放入烘箱中，在80℃下烘干48 h后稱(chēng)重。地上部總干重是上述器官干重的總和。對(duì)各處理拍照，觀察可降解膜處理降解時(shí)的田間表現(xiàn)。采集覆蓋一定天數(shù)后的地膜樣本，將其放在蒸餾水中，用超聲波清洗器清洗1 h，然后用叔丁醇脫水，再用掃描電子(Scanning electron microscopy，SEM)顯微鏡(日本電子株式會(huì)社，JSM-6390LA掃描電子顯微鏡)觀察其微觀結(jié)構(gòu)(在新疆醫(yī)科大學(xué)電鏡室測(cè)定)。棉花收獲前，調(diào)查各小區(qū)的收獲株數(shù)、單株鈴數(shù)，并在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采摘20～40株棉花植株作為測(cè)定單鈴重和衣分的樣品。于10月份分兩次采摘霜前花，每個(gè)小區(qū)單獨(dú)拾花，稱(chēng)籽棉重量。

表1　試驗(yàn)處理

注：誘導(dǎo)期指的是可降解地膜從在田間覆蓋至出現(xiàn)降解破裂現(xiàn)象的天數(shù),一般是幾周至兩年[4，19]。

Note: The induction time/period, which is the time interval that degradation begins, had a range from a few weeks to 2 years[4，19].

1.3統(tǒng)計(jì)分析

采用開(kāi)源統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件R進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析[20]。單方向方差分析及處理間平均數(shù)的多重比較(Tukey法)采用R語(yǔ)言的Rcmdr程序包來(lái)完成[21]。

2　結(jié)果與分析

2.1可降解地膜降解時(shí)的宏觀與微現(xiàn)表現(xiàn)

農(nóng)用地膜在自然條件下，受到陽(yáng)光、氧氣、大氣的作用，會(huì)發(fā)生光/熱氧化降解反應(yīng)，出現(xiàn)老化、變色、龜裂、變脆，物理力學(xué)性能降低[3]。在大田條件下，明顯的直觀反映是地膜出現(xiàn)龜裂。掃描電鏡圖像是一種常用的比較不同地膜的微觀結(jié)構(gòu)變化的工具[22-23]。圖1是2008年普通PE膜和可降解地膜在大田覆蓋45 d后的外觀表現(xiàn)。此時(shí)，棉花還未完全封壟，普通PE膜完好無(wú)損，而北京產(chǎn)的可降解地膜已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的破裂，尤其是在滴灌帶附近，破裂嚴(yán)重。新的可降解地膜的掃描電鏡圖像(圖2)顯示其表面平整、光滑，無(wú)裂紋和孔洞；可降解地膜而在大田覆蓋60 d之后，就有明顯的孔洞出現(xiàn)(圖3)。2009年各處理的掃描電鏡圖像顯示，普通PE膜在大田覆蓋145 d之后，表面不再光滑、平整，出現(xiàn)一些突起(圖4)，而可降解地膜北京1#在大田覆蓋145 d之后，表面有明顯條狀的裂縫出現(xiàn)(圖5)，表明可降地膜已經(jīng)開(kāi)始降解。

2.2可降解地膜對(duì)棉花株高、真葉片數(shù)、單株鈴數(shù)和果枝數(shù)的影響

由圖6可知，2008年可降解地膜與普通PE膜在苗期對(duì)棉花株高無(wú)顯著影響；蕾期時(shí)，可降解地膜處理與普通PE膜相比則表現(xiàn)出差異顯著性，北京2#、陜西1#和陜西13#與對(duì)照相比則表現(xiàn)出差異顯著性，說(shuō)明覆膜在蕾期對(duì)棉花株高有顯著促進(jìn)作用，可降解膜則因誘導(dǎo)期不同而表現(xiàn)不同；開(kāi)花期與花鈴期，可降解地膜與普通PE膜相比差異不顯著，與對(duì)照相比也無(wú)差異，其余處理間差異也不明顯，說(shuō)明可降解膜在這兩個(gè)生育期因裂解而對(duì)棉花株高影響不大。

圖1　2008年6月12日8個(gè)處理的田間照片

圖2　2008年B1處理北京1#新膜的掃描電鏡圖像(×9500)

圖3　2008年B1處理北京1#大田覆蓋60天后的掃描電鏡圖像(×10000)

圖4　2009年普通PE膜在大田覆蓋145天后的掃描電鏡圖像(×15000)

圖52009年B1處理北京1#在大田覆蓋145天后的掃描電鏡圖像(×15000)

Fig.5SEM micrograph of the film of treatment B1 Beijing 1# in field after 145 days in 2009

由圖6可知，與CK相比，2009年在苗期，可降解地膜和普通PE膜相比無(wú)差異，但與CK處理相比則能顯著提高棉花株高；蕾期時(shí)，可降解地膜和普通PE膜同樣可顯著提高棉花的株高，不同可降解地膜和普通PE膜差異不顯著；開(kāi)花期與花鈴期時(shí)，可降解地膜處理與普通PE膜相比差異顯著，說(shuō)明可降解地膜對(duì)棉花株高的促進(jìn)作用可持續(xù)到生長(zhǎng)中后期，促進(jìn)作用因地膜品種和棉花生育期而異。

注：柱狀圖上的不同小寫(xiě)字母表示不同處理之間在P<0.05水平差異顯著。下同。

Note: Different lowercase letters above the columns represent statistically significant differences(P<0.05). The same below.

圖6不同可降解地膜處理對(duì)棉花株高的影響

Fig.6Effects of different degradable plastic film on plant height of cotton

由圖7可知，2008年可降解膜與普通PE膜在苗期對(duì)真葉數(shù)無(wú)顯著影響，各可降解膜處理之間無(wú)顯著差異；蕾期時(shí)，可降解地膜與普通PE膜差異也不顯著，但是對(duì)真葉數(shù)都有促進(jìn)作用，說(shuō)明覆膜在蕾期能促進(jìn)真葉生長(zhǎng)；開(kāi)花期與花鈴期時(shí)，可降解地膜處理與對(duì)照之間差異不顯著，說(shuō)明可降解膜在這兩個(gè)生育期因裂解而對(duì)棉花真葉數(shù)影響不大。

由圖7可知，2009年在苗期鋪可降解地膜與普通PE膜的真葉數(shù)無(wú)差異，與CK處理相比，除北京1#誘導(dǎo)期60 d外均表現(xiàn)出差異顯著性，說(shuō)明覆膜對(duì)棉花葉片生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用，但可降解地膜與普通PE膜無(wú)顯著差異，CK葉片數(shù)最低；蕾期時(shí)，可降解地膜處理與CK相比較差異顯著，且CK葉片數(shù)最低，說(shuō)明可降解地膜能明顯促進(jìn)棉花真葉的生長(zhǎng)；可降解地膜與PE處理相比，除北京1#誘導(dǎo)期30 d、四川1.3#誘導(dǎo)期80 d、四川2#誘導(dǎo)期90 d外，其余差異表現(xiàn)均是顯著的，說(shuō)明可降解膜則因地膜種類(lèi)不同而表現(xiàn)出差異；開(kāi)花期與花鈴期時(shí)，可降解地膜處理與CK、PE處理之間的差異顯著，CK、PE處理的葉片數(shù)最低，說(shuō)明可降解地膜處理對(duì)棉花真葉的生長(zhǎng)在棉花生長(zhǎng)的中后期依然有明顯的促進(jìn)作用。

圖7不同可降解地膜處理對(duì)棉花真葉數(shù)的影響

Fig.7Effects of different degradable plastic film on leaves number of cotton

從圖8可知，2008年6種可降解地膜與普通PE膜處理的單株鈴數(shù)均顯著高于無(wú)膜處理，其中可降解膜北京2#誘導(dǎo)期120 d與陜西13#誘導(dǎo)期120 d這兩個(gè)可降解膜處理的單株鈴數(shù)最高，顯著地高于普通PE膜，覆膜處理均高于無(wú)膜處理。

由圖8可知，2009年9種可降解地膜與普通PE膜處理的單株鈴數(shù)顯著高于無(wú)膜處理，其中北京1#誘導(dǎo)期60 d和四川1.3#誘導(dǎo)期30 d這兩個(gè)可降解膜處理的單株鈴數(shù)最高，顯著地高于普通PE膜，覆膜處理均高于無(wú)膜處理。

由圖9可知，2008年6種可降解地膜與普通PE膜處理的果枝數(shù)均顯著地高于無(wú)膜處理，其中四川1.3#誘導(dǎo)期120 d的果枝數(shù)最高，達(dá)到了9.3 個(gè)·株-1，顯著地高于普通PE膜，可降解地膜處理中除陜西7#誘導(dǎo)期120 d比PE處理略低外，其余處理與PE處理之間差異不顯著。

圖9表明，2009年9種可降解地膜與普通PE膜處理的果枝數(shù)均顯著地高于無(wú)膜處理，其中四川1.3#誘導(dǎo)期90 d，達(dá)到10 個(gè)·株-1，是最高的?？山到獾啬ぬ幚碇谐本?#誘導(dǎo)期120 d和四川1.3#誘導(dǎo)期60 d與普通PE膜處理無(wú)差異外，其余可降解地膜與普通PE膜處理均表現(xiàn)出顯著差異。

圖8不同可降解地膜處理對(duì)棉花單株鈴數(shù)的影響

Fig.8 Effects of different degradable plastic film on number of bolls per plant of cotton

圖9不同可降解地膜處理對(duì)棉花果枝數(shù)的影響

Fig.9Effects of different degradable plastic film on number of fruiting branch per plant of cotton

由圖10可知，2008年在苗期6種可降解地膜與普通PE膜處理的地上部干重相比差異不顯著，但均顯著高于無(wú)膜處理，其中可降解地膜處理中除北京2#誘導(dǎo)期120 d比普通PE膜處理略低外，其余可降解地膜處理均比普通PE膜處理高；蕾期時(shí)，6種可降解地膜與普通PE膜處理之間差異不顯著，可降解膜處理之間差異也不顯著；開(kāi)花期和花鈴期，6種可降解地膜與普通PE膜處理之間差異不顯著，可降解膜處理之間差異也不顯著，但6種可降解地膜與普通PE膜處理的地上部干重均高于無(wú)膜處理，且可降解地膜處理的地上部干重均高于普通PE膜處理。陜西13#誘導(dǎo)期120 d的地上部干重在這兩個(gè)生育期均是最大的，分別是23.8、66.5 g·株-1。

由圖10可知，2009年在苗期9種可降解地膜和普通PE膜處理相比差異不顯著，與CK處理相比差異也不顯著，但它們的地上部干重均高于無(wú)膜處理，可降解膜處理中除了北京1#誘導(dǎo)期80 d處理比普通PE膜處理的地上部干重略低外，其余可降解地膜處理均等于或高于普通PE膜處理；蕾期時(shí)，可降解地膜和普通PE膜處理之間差異也不顯著，其地上部干重也均顯著高于無(wú)膜處理，9種可降解膜處理中以北京1#誘導(dǎo)期60 d和四川2#誘導(dǎo)期90 d最高；開(kāi)花期，9種可降解地膜與普通PE膜處理之間差異不顯著，可降解膜處理之間差異也不顯著，但9種可降解地膜和普通PE膜處理與CK相比差異是顯著的，它們的地上部干重均高于無(wú)膜處理；花鈴期時(shí)，9種可降解地膜和普通PE膜處理的地上部干重均顯著高于無(wú)膜處理，差異也是顯著的，9種可降解膜處理中以四川1.3#誘導(dǎo)期30 d地上部干重最高，顯著高于普通PE膜處理，9種可降解膜處理之間差異也是顯著的。

圖10不同可降解地膜處理對(duì)棉花地上部干重的影響

Fig.10Effects of different degradable plastic film on dry matter weight of cotton

2.3可降解地膜對(duì)棉花籽棉產(chǎn)量、單鈴重、衣分及收獲株數(shù)的影響

由圖11可知，2008年可降解地膜和普通PE膜處理棉花籽棉產(chǎn)量均顯著高于無(wú)膜處理，其中以陜西13#誘導(dǎo)期120 d處理的籽棉產(chǎn)量最高，6種可降解地膜處理在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無(wú)顯著差異?？山到獾啬づc普通PE膜處理相比差異不顯著。

由圖11可知，2009年可降解地膜和普通PE膜處理棉花籽棉產(chǎn)量均顯著高于無(wú)膜處理，其中北京1#誘導(dǎo)期80 d，產(chǎn)量最高，達(dá)到6 574 kg·hm-2?？山到獾啬ぶ谐本?#誘導(dǎo)期80 d外其余處理與普通PE膜相比差異不顯著。

圖12表明，2008與2009年可降解地膜和普通PE膜處理對(duì)單鈴重?zé)o顯著影響。

圖11　不同可降解地膜處理對(duì)棉花籽棉產(chǎn)量的影響

圖12不同可降解地膜處理對(duì)棉花單鈴重的影響

Fig.12Effects of different degradable plastic film on single boll weight of cotton

圖13表明，2008年可降解地膜和普通PE膜處理對(duì)棉花衣分無(wú)顯著影響，衣分的平均值均在40%左右。

圖13不同可降解地膜處理對(duì)棉花衣分的影響(2008年)

Fig.13Effects of different degradable plastic film on lint percent of cotton in 2008

由圖14可知，2008年可降解地膜和普通PE膜處理中除北京2#誘導(dǎo)期120 d處理外，均在棉花收獲株數(shù)上高于無(wú)膜處理，其中陜西1#誘導(dǎo)期90 d、北京1#誘導(dǎo)期90 d和陜西7#誘導(dǎo)期120 d 3個(gè)處理的棉花收獲株數(shù)最多，顯著高于普通PE膜；6種可降解膜處理與普通PE膜在統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異也是顯著的。

圖14不同可降解地膜處理對(duì)棉花收獲株數(shù)的影響(2008年)

Fig.14Effects of different degradable plastic film on number of harvested plants of cotton in 2008

3　結(jié)論與討論

1) 供試可降解地膜在南疆棉田能明顯出現(xiàn)降解現(xiàn)象。某些可降解地膜的實(shí)際誘導(dǎo)期比標(biāo)注的誘導(dǎo)期短，降解時(shí)間過(guò)早。如2008年北京1#和2#標(biāo)注的誘導(dǎo)期是90 d和120 d，在棉田覆蓋45 d之后就已破裂降解。降解偏早不利于棉田土壤保墑[10]?？山到獾啬さ恼T導(dǎo)期是保護(hù)作物與降解時(shí)機(jī)的關(guān)鍵性指標(biāo)[24]。因農(nóng)業(yè)地域不同及種植農(nóng)作物不同，對(duì)于可降解膜誘導(dǎo)期的時(shí)間長(zhǎng)短有不同的要求，這需要生產(chǎn)廠家根據(jù)需求調(diào)整降解劑的成份、用量來(lái)設(shè)置[4，9，19]。南殿杰等認(rèn)為，可降解地膜在棉花上應(yīng)用時(shí)，其誘導(dǎo)期控制在60 d左右為宜[25]。本研究中，可降解地膜誘導(dǎo)期最短的為30 d，最長(zhǎng)的為120 d。對(duì)棉花的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，不同誘導(dǎo)期的可降解膜之間并沒(méi)有顯著的差異。筆者認(rèn)為，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓庹?、土壤溫度、土壤?lèi)型以及膜下滴灌棉花的栽培技術(shù)要求進(jìn)行深入研究，才能確定適合于南疆棉區(qū)的可降解地膜的誘導(dǎo)期。

2) 與無(wú)膜處理相比，可降解地膜能促進(jìn)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育，提高籽棉產(chǎn)量；與普通PE膜相比，可降解地膜對(duì)棉花的生長(zhǎng)和產(chǎn)量并無(wú)顯著的優(yōu)勢(shì)。這一結(jié)果與李文[26]、趙彩霞等[15]、孫九勝等[17]和Wang Yuzhong等[9]的研究結(jié)果一致。但是，也有研究表明，降解膜的降解性能對(duì)棉株生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響較大，主要體現(xiàn)在降解膜的不同裂解時(shí)段[27]。據(jù)北疆棉區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果，可降解地膜對(duì)北疆棉花苗期株高增長(zhǎng)率、葉片數(shù)增長(zhǎng)無(wú)明顯影響, 對(duì)蕾期株高、葉片數(shù)、第一果枝節(jié)位及第1果枝高度也無(wú)明顯影響，對(duì)產(chǎn)量無(wú)顯著影響，但對(duì)蕾數(shù)有明顯促進(jìn)作用[13]。覆蓋可降解地膜的棉花最大葉面積指數(shù)和全生育期群體光合勢(shì)能達(dá)到較好的水平，從而具有較高的產(chǎn)量[14]。孫九勝等在南疆庫(kù)爾勒的研究表明，可降解地膜與普通PE 地膜相比，對(duì)棉花生育期和產(chǎn)量無(wú)明顯影響?？山到獾啬づc普通地膜在始果節(jié)、單株鈴數(shù)、單鈴重等方面差距不明顯，在產(chǎn)量上兩者相比差距甚小[17]。

3) 覆蓋可降解地膜對(duì)棉花單鈴重和衣分無(wú)顯著影響。不同可降解地膜對(duì)棉花衣分無(wú)影響，這與李成奇等[28]和王祥金等[16]的研究結(jié)果相符。衣分主要受遺傳控制，不管是普通廣義遺傳率還是普通狹義遺傳率，在棉花性狀遺傳率中均是較高的[28]，與栽培條件及環(huán)境關(guān)系不大，這可能是可降解地膜對(duì)棉花衣分無(wú)顯著影響的主要原因。

總體上，本試驗(yàn)供試的可降解地膜與普通PE膜一樣具有促進(jìn)新疆南疆地區(qū)棉花生長(zhǎng)發(fā)育和提高籽棉產(chǎn)量的作用，但是，在大面積推廣應(yīng)用之前尚需進(jìn)一步研究可降解地膜的誘導(dǎo)期以適宜南疆棉區(qū)的環(huán)境條件與栽培需求。

致謝：塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院支金虎、高山、范君華、彭杰和牛建龍老師對(duì)試驗(yàn)的開(kāi)展提供了幫助。塔里木大學(xué)資環(huán)班蔡松、裴曉仙、黨占林、惠圖江和謝芳麗，農(nóng)學(xué)班茹先古麗·亞森、努爾克買(mǎi)爾·達(dá)木拉和阿力木·依合亞等同學(xué)參加本實(shí)驗(yàn)研究，在此表示感謝！

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The effect of degradable agricultural mulch films on the growth and yield of cotton in Southern Xinjiang

ZHU You-juan1, WU Wei-mo2, WEN Shan-ju2, WEI Jian-jun3,ZHAN Yong3, CHEN Kang-wei4, Yang Ren-bi4

(1.AKSVocationalandTechnicalCollege,Akesu,Xinjiang84300China;2.CollgeofPlantScience,TarimUniversity,Alar,Xinjiang843000,China;3.InstituteofCropsofXinjiangAcademyofAgriculturalReclamation,Shihezi,Xinjiang832000,China;4.NANKOUFarmofTheFirstDivisionofXinjiangProductionandConstructionCorps,Alar,Xinjiang843000,China)

Field experiments with 15 kinds of degradable agricultural plastic films mulching cotton were carried out on the Southern Xinjiang, China during the period of 2008—2009. The 15 degradable agricultural plastic films with induction time of 30～120 days were manufactured by three factories in Beijing, Sichuan and Shanxi Province, China. The polyethylene (PE) and non-mulching film treatments were used as the black treatments. This paper studied on degradation characteristics of degradable agricultural plastic films, and the effects of them on the growth and yield of cotton. The results showed that the degradable agricultural plastic films degraded with breaks and holes, while the PE plastic films did not. The degradable agricultural plastic film of Beijing 1# with induction time of 90 days broke easily as compared to other films after mulching cotton 45 days. In comparison with the PE film, the degradable agricultural plastic film of Beijing 1# with induction time of 80 days was observed with some significant strip cracks in the scanning electron microscopy (SEM) graph after mulching cotton 145 days. Compared with non-mulching film treatment, degradable plastic films covering had a significant influence on cotton plant height, leaf number, boll number per plant, the number of branch and aboveground dry matter weights during different growth stages, as well as bolls/plant and number of fruiting branch/plant. However, there were no significant differences in these characteristics between mulching degradable agricultural plastic films and PE film. There were also no significant differences in lint percent, single boll weight and seed cotton yield between degradable agricultural plastic films and conventional PE film. Mulching of degradable agricultural plastic films can significantly increase the yield of cotton than non-mulching film treatment.

degradable agricultural mulch film; cotton; growth; seed cotton yield; Southern Xinjiang

1000-7601(2016)04-0189-08

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.04.29

2015-09-10

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2007BAC20B01)

朱友娟(1979—)，女，新疆昌吉人，碩士，講師，主要從事作物栽培學(xué)及園藝方面研究工作。 E-mail：xjzyj2004@126.com。

伍維模(1971—)，男，四川廣漢人，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)資源利用研究工作。 E-mail：wwmxjtlm@taru.edu.cn。

S562；S504.8

A