新型地膜在設施小番茄上的應用效果研究

蔡林運，吳正貴，周培南，嚴 凱，盛雪雯，黃 潔，陳 昱

（蘇州市農(nóng)業(yè)技術推廣中心，江蘇蘇州 215006）

0 引言

農(nóng)膜覆蓋技術的應用被譽為“白色革命”，有效地提高了農(nóng)作物產(chǎn)量、改變了區(qū)域種植結構、提供了超時令蔬果，而地膜覆蓋技術更是擁有保溫保墑、抑病抑草和便于操作等優(yōu)點，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用。目前，“白色革命”仍在持續(xù)和發(fā)展[1，2]，我國每年地膜使用量約120萬t，覆蓋面積達0.16億hm2，應用區(qū)域遍及全國。但近年塑料地膜所導致的土壤環(huán)境問題愈發(fā)嚴重，“白色革命”卻帶來了耕地白色污染，進入環(huán)境的殘留地膜屬于高分子化合物，熔融指數(shù)高、極難降解，既不受微生物侵蝕，也不能自行分解，嚴重破壞土壤結構、影響作物發(fā)育和農(nóng)事操作、導致視覺污染、造成資源浪費，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構成嚴重威脅[3，4]。

為減少地膜覆蓋技術應用所導致的耕地白色污染，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展，2020年我們在設施小番茄上開展了相關試驗，分析新型地膜的應用效果和推廣問題，提出了建議與對策。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試地膜有泰州中科金龍化工股份有限公司提供的全生物降解膜（處理A，黑色，CO2基PPC多元醇材料，厚度0.01 mm）、上海弘睿生物科技有限公司提供的全生物降解膜（處理B，PLA生物降解材料，黑色，厚度0.01 mm）、南通龍達生物新材料科技有限公司提供的全生物降解膜（處理C，PBAT生物降解材料，黑色，厚度0.01 mm）和強化耐候膜（處理天，黑色，厚度0.01 mm），對照為普通國標PE膜（CK1，黑色，厚度0.01 mm）和不覆膜處理（CK2），每個處理設置3次重復進行隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積不低于20 m2，各小區(qū)統(tǒng)一農(nóng)藝管理措施。

1.2 試驗方法

試驗設在江蘇省蘇州市吳江區(qū)同里鎮(zhèn)北聯(lián)村江瀾蔬菜生產(chǎn)基地，于10月上旬播種育苗，11月中旬覆膜并定植，不同處理間種植模式和管理措施保持統(tǒng)一，唯一變量及新型地膜替代普通國標PE地膜。

監(jiān)測指標包括全生物降解膜降解程度和其他地膜清理難度的對比、土壤溫度（地表和地下10 cm）、小番茄農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量，記錄時間為定植后天數(shù)。

2 結果與分析

2.1 不同地膜的降解性和清理難度

全生物降解膜的降解性見表1，強化耐候膜和普通國標PE膜清理難度對比見表2。

表1 降解性對比

表2 清理難度對比

全生物降解膜的處理A、B、C所用在翻耕時皆未完全降解，處理A的降解效果最好，可以直接翻耕入土；而處理B、C還是需要人工清理，一方面是降解程度低、翻耕過程易卷入機械中，另一方面則是對翻耕入土后的降解周期存在顧慮。強化耐候膜經(jīng)過一季的種植后仍保證了足夠的強度，相較于普通國標PE膜更易清理。

注：1）誘導期，即從覆膜到壟（畦）面地膜出現(xiàn)多處（每延長1 m有3處以上）≤2 cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間；

2）開裂期，即出現(xiàn)≥2 cm、＜20 cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間；

3）大裂期，即出現(xiàn)≥20 cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間；

4）碎裂期，即出現(xiàn)碎裂，最大地膜殘片面積≤16 cm2的時間；

5）無膜期，即基本見不到地膜殘片。

2.2 不同地膜的保溫性

將測溫傳感探頭置于地下10 cm處和地表與地膜之間，土壤溫度記錄見表3。

表3 土壤溫度對比

因試驗年度遭遇“拉尼娜”寒潮，土壤溫度存在顯著波動。所有覆膜處理A、B、C、天和CK1，無論是地表溫度還是地下10 cm溫度，都高于不覆膜處理CK2，設施內(nèi)全生物降解膜、強化耐侯膜和普通國標PE膜的保溫效果均表現(xiàn)良好；所有覆膜處理A、B、C、天和CK1之間，保溫性差異不大。

2.3 不同地膜對產(chǎn)量的影響

不同處理的小番茄產(chǎn)量和商品率、果形和果形指數(shù)見表4。

表4 產(chǎn)量、商品率等指標對比

不同地膜處理對設施小番茄的產(chǎn)量和商品率影響不大，處理間差異不大，果實形狀都為圓形、果形指數(shù)都為0.9，不同類型的地膜都可以滿足生產(chǎn)的需求；而不覆膜處理的產(chǎn)量顯著低于覆膜處理，地膜覆蓋技術的應用對于生產(chǎn)有著至關重要的作用，對產(chǎn)量的作用非常明顯。

3 小結與討論

3.1 試驗結果小結

通過本試驗，可以得出以下結論，從影響植株產(chǎn)量方面來看，不同種類的地膜都可以滿足對產(chǎn)量的追求，無論是全生物降解膜還是強化耐候膜都能達到普通國標PE膜的效果，覆膜處理間無明顯差異；從保溫效果方面來看，不同種類的地膜在設施環(huán)境下保溫性差別不大，地表溫度和地下10 cm溫度都高于不覆膜處理。從降解程度和清理難度方面來看，處理A降解效果最好，可在植株清理后直接翻耕；處理B和C降解程度一般，離直接翻耕入土程度還存在明顯差距，而進行揭膜清理更是失去了使用全生物降解膜的意義；處理天較易清理，廢膜完整性較好。

僅就設施內(nèi)茄果類種植而言，處理A所用的全生物降解膜和處理天所用的強化耐候膜都基本具備普通國標PE膜的保溫增產(chǎn)功能，一個具有較好的降解性能，另一個具備較低的清理難度，在進行地膜污染防治方面值得繼續(xù)探索。

3.2 新型地膜應用推廣的問題和建議

全生物降解膜的降解效果受溫、光等環(huán)境因素影響差異顯著，雖然以本試驗生產(chǎn)角度來看，全生物降解膜替代普通國標PE膜是具有可行性的[5]，但就大面積生產(chǎn)而言，降解過程的可控性一般，應用探索過程中對生產(chǎn)者的管理水平要求較高；而強化耐候膜的清理流程與普通國標PE膜幾乎一致，對于小規(guī)模生產(chǎn)者而言仍舊需要花費人工進行清理。另外，最直觀的是成本問題導致農(nóng)戶使用意愿低，普通國標PE膜畝均成本為50元左右，同0.01 mm厚度規(guī)格的強化耐候膜畝均成本則增至100元左右、全生物降解膜更是增至180～230元。

在充分考慮蘇州廢舊農(nóng)膜回收利用工作成效的基礎上，對新型地膜的應用推廣提出一下幾點建議：

一是降低成本。生產(chǎn)企業(yè)要進一步開發(fā)利用來源豐富、價格低廉的生物質資源和工業(yè)廢棄物作地膜生產(chǎn)原料[6]，以降低全生物降解膜的生產(chǎn)成本。

二是科學選用。強化耐候膜的應用更多只需考慮規(guī)模種植條件下的便利性，而全生物降解膜不僅需要與作物種類和種植時間相適配，還要考慮設施和露地栽培間的溫光及墑情區(qū)別，滿足作物一定生育期內(nèi)對其完整性的需求。

三是因地制宜。對于具一定規(guī)模的生產(chǎn)經(jīng)營用戶，地膜生產(chǎn)廠家要根據(jù)地理條件、生產(chǎn)條件和作物種類、管理需求等對產(chǎn)品降解條件和周期進行適配，各地推廣使用過程中也要加強與廠家的溝通，共同促進“定制”產(chǎn)品的完善。

四是強化推動。在加強農(nóng)戶對杜絕耕地白色污染重要性認知的同時，提高他們對新型地膜促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的認知度；同時因地方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點所致，農(nóng)用地膜總量并不大，推廣過程中建議探索財政補助的可行性，政策推動農(nóng)戶的接受度。