生物降解地膜對(duì)熱區(qū)土壤溫度和甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)·產(chǎn)量的影響

陶凱 楊小鋒 曹明 張雪彬

摘要?通過(guò)比較9種生物降解地膜在熱帶地區(qū)對(duì)土壤溫度和甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)、產(chǎn)量的影響，綜合篩選出適宜甜瓜等作物生長(zhǎng)的生物降解地膜。結(jié)果表明，結(jié)合土壤各耕層溫度，XFHS-1降解地膜的保溫效果較好;生長(zhǎng)發(fā)育方面，降解地膜對(duì)甜瓜植株莖粗的影響較小，而對(duì)株高和葉綠素含量的影響較大;品質(zhì)和產(chǎn)量方面，降解地膜優(yōu)于普通地膜，以XFHS-1為最佳，邊糖含量提高了31.7%，產(chǎn)量提高了8.5%。綜合考慮以上結(jié)果，建議XFHS-1降解地膜在甜瓜等生長(zhǎng)周期一致的作物上推廣使用。

關(guān)鍵詞?降解地膜;熱帶地區(qū);甜瓜

中圖分類(lèi)號(hào)?S652文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2020）02-0219-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.02.063

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Biodegradable Plastic Film on Soil Temperature， Growth， Quality and Yield of Melon in Tropical Areas

TAO Kai，YANG Xiao-feng，CAO Ming et al?（Sanya Research Institute of Southern Propagation Science and Technology，Sanya，Hainan 572000）

Abstract?Through comparing the effects of 9 kinds of biodegradable plastic films on soil temperature， and the growth， quality and yield of melon in tropical areas， the experiment comprehensively screened out suitable biodegradable plastic films for melon and other crops. The results showed that XFHS-1 degradable mulch film had better heat preservation effect in combination with the temperature of each tillage layer of soil. In terms of growth and development， degradable mulch film had a smaller influence on the stem diameter of melon plants， and had a greater influence on plant height and chlorophyll content.In terms of quality and yield， degradable mulch film was relatively better than ordinary mulch film， with XFHS-1 as the best， edge sugar content increased by 31.7%， and the yield increased by 8.5%. Based on the above results， it was suggested to popularize XFHS-1 degradable mulching film on crops with consistent growth cycle such as melon.

Key words?Degradable plastic film;Tropical areas;Melon

我國(guó)于20世紀(jì)70年代末從日本引進(jìn)地膜覆蓋栽培技術(shù)[1]，并于1983年進(jìn)行大面積推廣使用，成為地膜覆蓋栽培大國(guó)。通過(guò)覆蓋地膜可以提高地溫、抑制地表水分蒸發(fā)、抑草滅草、抑鹽保苗、增加冠層下光照均勻程度和增加反射光，從而達(dá)到增產(chǎn)、改善農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育條件，充分利用有限的光、熱、水和養(yǎng)分，促進(jìn)種子萌發(fā)出土、加速根系和地上部生長(zhǎng)，延長(zhǎng)有效生育期，從而獲得早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的良好效果[2-3]。

迄今為止，我國(guó)已成為世界上地膜用量最多、覆蓋面積最大、覆蓋作物種類(lèi)最廣的國(guó)家。海南省于1998年開(kāi)始引進(jìn)并推廣地膜栽培覆蓋技術(shù)，地膜覆蓋栽培面積達(dá)80%以上。但由于地膜是一種高分子化合物，且極難降解，隨著地膜[1，4]的連年使用以及不健全的回收體系，導(dǎo)致了嚴(yán)重的“白色污染”[4-5]，從而引起土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量下降。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)[6]，我國(guó)西部產(chǎn)棉地區(qū)棉田耕層中地膜殘留量平均為265.3 kg/hm2，殘膜污染嚴(yán)重的土壤使作物產(chǎn)量減產(chǎn)已經(jīng)超過(guò)20%，此外土壤養(yǎng)分的降低、牲畜的意外死亡也是由殘膜污染引起的[6]，而個(gè)別農(nóng)戶對(duì)殘膜進(jìn)行焚燒的處理方式，濃濃的黑煙污染了環(huán)境，嚴(yán)重影響了人們的身體健康[7]。

針對(duì)以上問(wèn)題，推廣應(yīng)用生物降解地膜[8-10]可以有效解決殘膜對(duì)土壤環(huán)境污染的問(wèn)題。筆者通過(guò)篩選采用由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島宏達(dá)、巴斯夫提供的8種氧化生物降解地膜，研究其對(duì)土壤溫濕度和甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)、產(chǎn)量的影響，旨在為降解地膜在甜瓜上的應(yīng)用推廣提供依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年11月至2018年3月在三亞市熱帶農(nóng)業(yè)示范園塑料大棚內(nèi)進(jìn)行。設(shè)施大棚長(zhǎng)30.0 m，跨度8.0 m，頂高2.5 m，頂部透明棚膜覆蓋，白色防蟲(chóng)網(wǎng)四周覆蓋。試驗(yàn)所用網(wǎng)紋甜瓜品種為佛羅蜜2號(hào)，采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)設(shè)置9個(gè)處理，分別覆蓋BSF-A2、BSF-B2、XFHS-1、XFHS-2、XFHS-3、HD-1#、HD-2#、HD-3#生物降解地膜，厚度均相同，以普通PE地膜為對(duì)照（CK），厚度為0.015 mm。

1.2?取樣和分析方法

每個(gè)處理隨機(jī)選取10株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株進(jìn)行標(biāo)記后，測(cè)定植株的高度、莖粗和葉綠素，并在甜瓜成熟后測(cè)定果實(shí)縱橫徑、單果重以及可溶性固形物（邊糖）含量，其中用游標(biāo)卡尺測(cè)定第3節(jié)莖粗和果實(shí)縱橫徑，使用手持SPAD-502 plus葉綠素測(cè)定儀測(cè)定坐瓜節(jié)位上葉片的SPAD值，用手持測(cè)糖儀測(cè)定可溶性固形物（邊糖）含量，并在掛果后用地溫計(jì)每隔 5 d定時(shí)（07：00、18：00）監(jiān)測(cè)并記錄土壤表層5、10、15cm的溫度。試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel和SPSS軟件進(jìn)行處理及統(tǒng)計(jì)分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同生物降解地膜對(duì)甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響?株高和莖粗最能反映植株的生長(zhǎng)情況，而葉綠素含量又是反映植物生理活性變化的重要指標(biāo)之一。從表1可以看出，幾種生物降解地膜對(duì)植株莖粗的影響較小，而對(duì)株高和葉綠素的影響較大。與對(duì)照（CK）相比，各處理的株高差異顯著，其中以BSF-A2、XFHS-1、XFHS-2、XFHS-3處理間的差異較小且表現(xiàn)最優(yōu);與對(duì)照（CK）相比，各處理莖粗除HD-2#外差異不大;XFHS -1、XFHS-2處理植株的葉綠素含量與對(duì)照（CK）沒(méi)有明顯差異，但其他處理間差異顯著。

2.2?不同生物降解地膜對(duì)甜瓜果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

由表2可以看出，降解地膜在一定程度上影響了甜瓜果實(shí)的縱橫徑以及產(chǎn)量和品質(zhì)，其中XFHS-1處理的降解地膜表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。與對(duì)照（CK）相比，甜瓜果實(shí)的縱徑、橫徑差異顯著，其中XFHS-1處理最大，BSF-A2處理最小;XFHS-1處理單果重最重，與CK相比提高了8.5%;除BSF-B2和XFHS-3外，其他處理單果重與對(duì)照差異不明顯;與對(duì)照（CK）相比，降解地膜覆蓋處理甜瓜的品質(zhì)差異明顯，降解地膜更優(yōu)于普通地膜;心糖含量除HD-1#和HD-3#外，其他處理間差異均不顯著;各處理邊糖含量均高于對(duì)照（CK），XFHS-1、XFHS-2、HD-2#、XFHS-3分別較CK提高了31.7%、30.0%、24.0%和22.4%。

2.3?不同生物降解地膜對(duì)土壤溫度的影響

由表3可知，07：00，降解地膜XFHS-1覆蓋在各耕層深度的土壤溫度均高于普通PE地膜（CK），在土壤耕層15cm處降解地膜覆蓋土壤溫度均高于對(duì)照（CK）。表4顯示的是18：00地膜覆蓋

對(duì)各層土壤溫度的影響。由表4可知，16：00，在土壤耕層5 cm降解地膜BSF-A2、BSF-B2、XFHS-1覆蓋的土壤溫度比對(duì)照（CK）分別高0.33、0.67和0.50 ℃;10 cm土層，除XFHS-1外，其他降解地膜覆蓋土壤耕層溫度均低于對(duì)照（CK）;15 cm 土層BSF-B2、XFHS-1、XFHS-2處理土壤溫度高于對(duì)照（CK）。由此可見(jiàn)，降解地膜對(duì)土壤具有保溫作用。

3?討論

不同生物降解地膜由于配方、材料等因素不同導(dǎo)致地膜的降解啟動(dòng)期和降解速率存在差異。該試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，各降解地膜在甜瓜定植灌水后壓土部分的地膜會(huì)出現(xiàn)部分降解，且土壤濕度越大，降解速度越快;在甜瓜的生長(zhǎng)過(guò)程中，肥料的酸堿性以及噴灑農(nóng)藥均未影響其使用效果，且在甜瓜生長(zhǎng)收獲后，各降解地膜的縱向拉力均發(fā)生了變化，但由于條件有限，并未對(duì)降解地膜的降解程度和拉力變化做相應(yīng)的測(cè)試。同時(shí)，為了了解降解地膜的降解產(chǎn)物是否對(duì)土壤環(huán)境有影響，該研究對(duì)使用后的地膜進(jìn)行還田，持續(xù)采集土壤樣品對(duì)其進(jìn)行理化分析，以此來(lái)確定降解地膜的生物可降解性。

4?結(jié)論

通過(guò)分析不同生物降解地膜覆蓋栽培對(duì)土壤溫度和甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響，結(jié)合土壤各耕層溫度發(fā)現(xiàn)，XFHS-1降解地膜的保溫效果較好;生長(zhǎng)發(fā)育方面，降解地膜對(duì)甜瓜植株莖粗的影響較小，而對(duì)株高和葉綠素含量的影響較大;品質(zhì)和產(chǎn)量方面，降解地膜優(yōu)于普通地膜，以XFHS-1為最優(yōu)，邊糖含量提高了31.7%，產(chǎn)量提高了8.5%。綜合以上結(jié)果，建議XFHS-1降解地膜在甜瓜等作物生長(zhǎng)周期一致的作物上推廣使用。在此同時(shí)，為了了解降解地膜的降解產(chǎn)物是否對(duì)土壤環(huán)境有影響，該研究對(duì)使用后的地膜進(jìn)行還田，持續(xù)采集土壤樣品對(duì)其進(jìn)行理化分析，以此來(lái)確定降解地膜的生物可降解性。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪洪鷹，易永健，石磊，等.塑料大棚內(nèi)麻地膜覆蓋草莓效應(yīng)的初步研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（8）：226-229.

[2] 李婷，曾劍波，劉中華，等.新型可降解地膜對(duì)網(wǎng)紋甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].長(zhǎng)江蔬菜，2018（2）：71-73.

[3] 曹玉軍，程兆東，鄭百行，等.地膜覆蓋殘留的危害及防治對(duì)策研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（6）：258-259.

[4] 陳東城.我國(guó)農(nóng)用地膜應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].甘蔗糖業(yè)，2014（4）：50-54.

[5] 孫鐵珩，宋雪英.中國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境問(wèn)題與對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2008，29（6）：646-648，652.

[6] 何文清，嚴(yán)昌榮，趙彩霞，等.我國(guó)地膜應(yīng)用污染現(xiàn)狀及其防治途徑研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009，28（3）：533-568.

[7] 李英挺.地膜，地魔？[N].海南日?qǐng)?bào)，2013-10-29（A04）.

[8] 呂江南，王朝云，易永健.農(nóng)用薄膜應(yīng)用現(xiàn)狀及可降解農(nóng)膜研究進(jìn)展[J].中國(guó)麻業(yè)科學(xué)，2007，29（3）：150-157.

[9] 申麗霞，王璞，張麗麗.可降解地膜的降解性能及對(duì)土壤溫度、水分和玉米生長(zhǎng)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（4）：111-116.

[10] 王敏，王海霞，韓清芳，等.不同材料覆蓋的土壤水溫效應(yīng)及對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2011，34（7）：1249-1258.