聚乳酸可降解地膜應(yīng)用試驗

戴紅平

鋪覆可降解地膜的玉米株高、莖粗、穗長、穗重、百粒重等指標(biāo)均高于普通地膜，可降解地膜的土壤有機(jī)質(zhì)含量高于其他處理，用聚乳酸可降解地膜比普通地膜回收成本低。

1. 研究背景和意義

定西市從上世紀(jì)七八十年代開始推廣農(nóng)用地膜覆蓋栽培技術(shù)，地膜覆蓋栽培技術(shù)，破解了水資源短缺對我市農(nóng)業(yè)的制約瓶頸，不僅提高了自然降水的高效利用，而且解決了冷涼氣候積溫不足的劣勢，促進(jìn)了我市種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，擴(kuò)大了玉米、馬鈴薯、蔬菜等高產(chǎn)高效作物的種植范圍，對我市農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收作出了突出貢獻(xiàn)。給農(nóng)業(yè)做出重要貢獻(xiàn)的同時，農(nóng)村廣袤的土地也逐漸被巨量廢棄地膜侵占，帶來了人所共知的“白色污染”。隨著人類社會對環(huán)境問題認(rèn)識水平的不斷深化，解決廢棄地膜造成的“白色污染”，建立環(huán)境友好性社會，目前最有效的辦法就是推廣應(yīng)用可降解地膜，為了大面積推廣應(yīng)用可降解地膜，2017年，在定西市安定區(qū)嚵口鎮(zhèn)趙家鋪村和魯家溝鎮(zhèn)南川村開展聚乳酸可降解地膜應(yīng)用試驗。

本研究利用南京大學(xué)、常州大學(xué)、西北師范大學(xué)、蘭州助劑廠 500 噸/年聚乳酸中試生產(chǎn)的聚乳酸樹脂由河南龍都天仁生物材料有限公司加工生產(chǎn)的環(huán)境友好生物降解聚乳酸地膜，對比聚乳酸可降解地膜和普通地膜的使用成本、地膜殘留、回收率以及對作物生長效果影響，為大面積推廣可降解地膜提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.材料與方法

2.1試驗設(shè)計

2.1.1試驗地概況

田間試驗地塊選擇在定西市安定區(qū)嚵口鎮(zhèn)趙家鋪村和魯家溝鎮(zhèn)南川村，位于安定區(qū)北部距市區(qū)15公里，日照充足，海拔1850米，年均降雨量380毫米，年平均氣溫7.2℃。

2.1.2供試材料

供試玉米品種為試驗區(qū)大面積推廣的豫玉22號。

試驗用可降解地膜是由西北師范大學(xué)提供的聚乳酸可降解地膜，幅寬為1.2m，厚度為0.008mm。普通地膜是由蘭州金土地塑料制品有限公司提供的，幅寬為1.2m，厚度為0.01mm。

2.1.3試驗設(shè)計

每個試驗點(diǎn)設(shè)三個處理（聚乳酸可降解地膜、普通地膜、露地）采用隨機(jī)排列，三次重復(fù)，每一個重復(fù)面積為0.5畝，共計3畝，小區(qū)方向為東西向，以普通地膜和露地栽培為對照，采用平壟栽培，株距40cm，行距60cm。

5月21日采用人工方法覆膜并播種，6月13日出苗，10月15日采收，其它管理措施同大田。

2.2 測定指標(biāo)及其方法

2.2.1可降解地膜降解觀察和降解率測定：通過定期的人為肉眼觀測，記錄地膜形態(tài)以及表面完整情況的變化。每個處理的降解膜，定位10個觀測點(diǎn)，記錄每個位置出現(xiàn)裂縫等的時期。

2.2.2 植株生育期性狀觀測：玉米成熟后，隨機(jī)抽取10株，測定株高、葉齡、穗長、果穗粗、穗重、百粒重等生物指標(biāo)，對所有植株全產(chǎn)計收，計算畝產(chǎn)量;采集土樣采用五點(diǎn)取樣法。

2.2.3 土壤理化性質(zhì)測定：覆膜前和收獲后分別對不同殘膜梯度下0～30cm土層取土樣，測定土壤PH值、有機(jī)質(zhì)、水解氮、有效磷和有效鉀。

2.2.4 不同地膜使用成本分析：分析聚乳酸可降解地膜的使用成本和普通地膜的覆膜成本、回收成本等。

3. 結(jié)果與分析

3.1 聚乳酸可降解地膜的降解效果觀測

6月20日，地膜部分地方出現(xiàn)細(xì)小孔洞或裂紋，手拉處1cm左右斷裂，裂紋較直。7月28日，膜行內(nèi)出現(xiàn)裂紋，橫向小、多、距離近，縱向長10-20cm左右。8月7日，裂紋縱橫相連，裂口增多，增大，膜面不整。9月13日，地膜嚴(yán)重脆化，破裂處持續(xù)增大，有些地方最大破裂處長達(dá)100cm，大部分地膜均成條狀或片狀，地膜降解進(jìn)行不均勻，破碎程度不一致。12月13日，玉米全生育期結(jié)束后，玉米秸稈從田間去除，地膜降解效果明顯，成2*7cm左右的條狀或者3*4cm左右的塊狀，一拉即碎。12月17日，對覆膜2年的降解地膜降解情況進(jìn)行觀測（2013年10月覆膜，經(jīng)過2014年玉米生育期后，翻耕埋于地下的降解膜），發(fā)現(xiàn)所有地膜基本全部降解完畢，剩余微量地膜降解成小于1cm的塊狀或者條狀，每1m2農(nóng)田土壤中碎片數(shù)量平均為4.3片。

3.2 對玉米生物指標(biāo)的影響

試驗結(jié)果表明，鋪覆可降解地膜的玉米株高、莖粗、穗長、穗重、百粒重等指標(biāo)均高于普通地膜，但沒有顯出差異，露地種植的玉米生物學(xué)性狀最差。

3.3 對玉米產(chǎn)量的影響

試驗結(jié)果表明，鋪覆可降解地膜和普通地膜與露地種植相比，對玉米產(chǎn)量的增加明顯的影響，增產(chǎn)分別達(dá)到22%和20%，但是鋪覆可降解地膜和普通地膜相比，覆蓋可降解地膜玉米產(chǎn)量稍高一點(diǎn)，但沒有明顯的影響。

3.4 對土壤養(yǎng)分的影響

分析可得，覆蓋可降解地膜的土壤有機(jī)質(zhì)含量高于其他處理，pH值變化不明顯。與覆蓋普通地膜相比，聚乳酸可降解地膜在玉米生長后期開始降解，增加了土壤透氣性和水分的流動性，土壤有機(jī)質(zhì)含量也有所增加，有助于提高玉米的產(chǎn)量。

3.5 成本計算

本試驗使用的普通地膜購買成本為15元/kg，每畝地膜用量6.68kg，覆膜成本為100.2元/畝，撿拾投入18元/畝，共計投入118.2元/畝;聚乳酸可降解地膜每畝投入購買成本108.9元，從整體來看，使用聚乳酸可降解地膜比普通地膜每畝少投入9.3元。

4 分析與結(jié)論

與露地種植相比，覆蓋普通地膜和聚乳酸可降解地膜均有利于促進(jìn)玉米幼苗生長，穗長、百粒重等經(jīng)濟(jì)性狀的增加，從而提高玉米產(chǎn)量。與覆蓋普通地膜相比，聚乳酸可降解地膜在玉米生長后期開始降解，增加了土壤透氣性和水分的流動性，土壤有機(jī)質(zhì)含量也有所增加，有助于提高玉米的產(chǎn)量。除此之外，覆蓋可降解地膜減少了地膜殘留對土壤和農(nóng)業(yè)環(huán)境的影響，生態(tài)效益明顯。

（作者單位：743000 甘肅省定西市農(nóng)村能源站）