全降解生態(tài)地膜在宿州甘薯生產(chǎn)上的應用效果研究

汪洪 岳秀利 惠宏杉

摘 要：目的：初步探討了全降解生態(tài)地膜在甘薯生產(chǎn)上的應用效果，探索解決普通聚乙烯地膜導致農(nóng)田白色污染的途徑。方法：通過安排3種不同配方降解地膜與普通聚乙烯地膜在甘薯上進行覆膜對比試驗，不同覆膜時間各處理降解情況以及對甘薯農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量影響，以研究不同配方全降解生態(tài)地膜降解效果和應用效果。結果：全降解生態(tài)地膜降解效果明顯，且降解具有可控性。合理設定誘導期的降解地膜對紅薯的生長發(fā)育及產(chǎn)量影響與普通地膜相當，為全降解生態(tài)地膜在生產(chǎn)上進一步推廣應用提供科學依據(jù)。

關鍵詞：全降解生態(tài)地膜;降解性能;甘薯;產(chǎn)量

中圖分類號 S531 文獻標識碼 A文章編號 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

宿州市是農(nóng)業(yè)大市，耕地面積57.6萬hm2，農(nóng)用地膜覆蓋面積7.67余萬hm2，每年地膜使用量5870余t。近年來，宿州市把甘薯產(chǎn)業(yè)作為農(nóng)民增收、突破精準扶貧的重要工作來抓，通過項目引導，因地制宜大力推進甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使甘薯產(chǎn)業(yè)成為農(nóng)民增收的重要渠道。甘薯地膜覆蓋栽培技術具有增溫、保墑、抗旱、增產(chǎn)等作用，是提高甘薯產(chǎn)量的有效抗逆栽培措施，已成為確保宿州特色農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要生產(chǎn)資料之一。但是，隨著地膜應用量和使用年限的不斷增加，大量殘留地膜導致土壤結構破壞，耕地質(zhì)量降低，嚴重影響甘薯的生長發(fā)育，最終導致甘薯減產(chǎn)。殘留地膜造成的“白色污染”不但嚴重影響正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而且對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境也構成了巨大的威脅[1]。

為解決宿州甘薯在生產(chǎn)栽培過程中地膜殘留帶來的“白色污染”問題，本研究利用山東天壯環(huán)保科技有限公司提供的3種不同配方全降解生態(tài)地膜（以下簡稱“生態(tài)地膜”），開展了生態(tài)地膜降解性能及其對甘薯農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的影響試驗。對不同配方生態(tài)地膜進行綜合評價，為進一步推進生態(tài)地膜在宿州甘薯上的應用推廣提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點概況 試驗于2019年4月14日在埇橋區(qū)西二鋪鄉(xiāng)小黃家村進行。該地塊土壤類型為潮土。土壤養(yǎng)分測定結果：有機質(zhì)32.6g/kg，全氮966mg/kg，總磷1080mg/kg，全鉀含量1.62%。2019年宿州全年降水量606.9mm。全年平均氣溫15.5℃。極端氣溫最高38.7℃，極端氣溫最低-8.1℃。全年日照時數(shù)2141.1h。

1.2 試驗材料 試驗用生態(tài)地膜由山東天壯環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)，膜寬1200mm，厚度0.006mm。樣品生態(tài)地膜1號、生態(tài)地膜2號、生態(tài)地膜3號分別為不同配方、不同降解時間的降解地膜。普通地膜對照由山東三塑集團有限公司生產(chǎn)，膜寬1200mm，厚度0.006mm。供試作物為甘薯，品種為商薯19。

1.3 試驗設計 試驗設天壯生態(tài)地膜1號～3號、普通地膜對照共4個處理，3次重復，共計12個小區(qū)，每小區(qū)長15m，寬2m，各小區(qū)隨機排列。2019年4月14日人工鋪膜，膜上移栽甘薯幼苗，種植密度48000株/hm2，10月3日收獲，其他管理同當?shù)卮筇锔适矸N植模式一致。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析 試驗數(shù)據(jù)經(jīng)Excel處理后，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同覆膜天數(shù)各處理地膜降解情況 不同覆膜天數(shù)后，各處理地膜降解情況描述如表1所示，結果表明：不同配方生態(tài)地膜在不同覆膜天數(shù)后，均發(fā)生不同程度的降解現(xiàn)象，降解具有一定的可控性。至甘薯收獲時，已覆膜172d，生態(tài)地膜1號膜處于碎裂期，露于地表的殘片緊貼地表，拉力消失，易碎成片狀，甚至粉末狀;2號生態(tài)地膜處于大裂期，手撕成片狀，拉力顯著下降;3號也開始出現(xiàn)裂口，但仍有部分拉力;普通地膜雖有部分裂紋、空洞，但拉力性能仍較大，屬于正常老化現(xiàn)象。

2.2 不同地膜樣品拉力性能變化 不同地膜樣品拉力性能的變化采用最大拉力和斷裂伸長率2個指標評價。結果表明：隨著覆膜時間的延長，生態(tài)地膜1號、2號、3號樣品最大拉力（見圖1）和斷裂伸長率（見圖2）均明顯下降，而對照普通CK整體變化幅度不大。其中，1號降解膜最大拉力和斷裂伸長率下降幅度最大，至172d收獲時已降為0;3號降解膜降解較為緩慢，但甘薯收獲時最大拉力僅為0.65N，斷裂伸長率僅為130.4%，較原始樣品降低幅度約50%;2號降解地膜降解適中，介于1號和3號之間。

2.3 不同地膜樣品失重率變化 采用測定重量變化的方法來衡量不同地膜樣品的降解性能，是鑒定降解地膜降解程度的重要指標。將不同覆膜天數(shù)取樣地膜洗凈、烘干、稱重，計算失重率，結果見圖3。從圖3可以看出，普通CK地膜在整個生育期重量變化不大，失重率低于3%;生態(tài)地膜1號、2號、3號前期失重不明顯，失重率在10%以內(nèi)，后期伴隨著降解進程的加快，失重率逐漸增加;90d以后，1號和2號地膜出現(xiàn)失重率快速增加的階段，說明此時地膜已經(jīng)開始出現(xiàn)較大開裂，拉力和韌性開始下降，至172d后收獲時，1號降解地膜的失重率達到46.3%，2號失重率達到25.9%;此外，3號降解地膜降解緩慢，截至甘薯收獲時，失重率仍低于10%。

2.4 不同地膜對甘薯農(nóng)藝性狀的影響 從移栽到收獲整個生育進程中，各處理甘薯長勢良好，收獲時，所有甘薯薯皮紫紅色，薯肉白色，整體呈紡錘形。同時，除生態(tài)地膜1號處理，甘薯蔓長、單株蔓重以及單株薯數(shù)及單株薯重略低外，其它各處理甘薯主要農(nóng)藝性狀差異不大（見表2）。由此推斷，生態(tài)地膜在甘薯生育期間完全可以滿足作物對地膜保溫保墑性能的需求，與普通地膜差別不大，其產(chǎn)量構成因素中各因子間差異也不大。

2.5 不同地膜對甘薯產(chǎn)量的影響 收獲時，根據(jù)各處理3個重復小區(qū)30m2甘薯進行產(chǎn)量測定，最后折算成每公頃的作物產(chǎn)量。通過估測，生態(tài)地膜2號甘薯產(chǎn)量最高，達到48679.5kg，其次為生態(tài)地膜3號處理，產(chǎn)量為48546.0kg，產(chǎn)量最低的為生態(tài)地膜1號處理，但產(chǎn)量也達到了48274.5kg。所有生態(tài)地膜處理與對照普通地膜處理，在0.01和0.05水平下，產(chǎn)量差異不明顯（見表3）。各處理甘薯在地膜覆蓋栽培環(huán)境下產(chǎn)量差異較小，符合正常種植管理中產(chǎn)量波動。

3 討論與結論

合理控制降解地膜的降解時間可以不顯著影響甘薯的生長發(fā)育及產(chǎn)量。全降解生態(tài)地膜在宿州地區(qū)甘薯作物使用后，不影響甘薯的生長發(fā)育等農(nóng)藝性狀。此外，生態(tài)地膜2號和3號處理產(chǎn)量略高于普通地膜，可能是地膜拉力下降后，導致地膜出現(xiàn)開裂，有利于土壤通透性的增加和雨水自然滲透，一定程度上促進了甘薯塊莖的膨大，但是收獲產(chǎn)量與普通地膜相比沒有明顯差異，說明生態(tài)地膜具有很好的保溫保墑性能，能滿足甘薯生長的基本需要。

張現(xiàn)民等[2]研究表明，氧化生物雙降解地膜覆蓋栽培甘薯，公頃產(chǎn)量可達32109.15kg，扣除其他生產(chǎn)成本后，綜合效益最高，這與本研究結果一致;李雪松等[3]研究了不同降解地膜覆蓋對春季馬鈴薯的生長狀況、產(chǎn)量及土壤溫度的影響，結果表明全降解生態(tài)降解膜降解效果較好，馬鈴薯產(chǎn)量穩(wěn)定，有利于馬鈴薯的生長;李劍鋒[4]研究氧化生物雙降解地膜花生大田降解效果試驗表明，氧化生物雙降解地膜的使用，前期可以起到保溫增墑的作用，利于花生的出苗和生長，有助于花生的莢果膨大，中后期可以起到降溫的作用，防止高溫對花生的危害。

薛源清等[5]研究可降解地膜覆蓋對渭北旱塬土壤水熱及玉米產(chǎn)量的影響表明，可降解地膜在增溫保墑方面的作用與普通地膜相當，且產(chǎn)量差異不明顯。袁海濤等[6]研究表明，合理設定降解誘導期的降解地膜對土壤水分、溫度和棉花生長的影響與普通地膜相當，未對棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量水平產(chǎn)生顯著影響。此外，劉蕊等[7]報道氧化生物雙降解地膜覆蓋東北玉米能提高土壤的溫度和儲水量，并且玉米收獲產(chǎn)量比普通地膜增加6.8%，這可能與不同區(qū)域土壤差異及降解地膜使用的區(qū)域性差異等因素有關。

本研究表明，在甘薯生長過程中，不同配方的生態(tài)地膜降解的時間和降解的速度不同，說明全降解生態(tài)地膜具有一定的降解可控性，并且收獲后地膜殘留率大幅度降低，生態(tài)地膜1號在收獲后地膜失重率達46.3%，經(jīng)后期觀察，生態(tài)地膜旋耕入土后可以持續(xù)進行生物降解，降解較為徹底。這與袁海濤等[8]研究得出的生態(tài)地膜在棉花上使用后降解的徹底性和降解時間的可控性結論一致。

由此可見，全降解生態(tài)地膜在發(fā)揮普通地膜保溫保墑作用的同時，又可以減輕土壤殘膜污染，有效改善土壤環(huán)境，此外，生態(tài)隆解地膜在作物收獲后自行降解，減輕了人工撿拾的勞動強度，并且不影響下茬作物耕種，對環(huán)境友好，值得進一步研究推廣。

參考文獻

[1]何文清，嚴昌榮，趙彩霞，等.我國地膜應用污染現(xiàn)狀及其防治途徑研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2009，28（03）：533-538.

[2]張現(xiàn)民，孔祥亮，薛瑞民，等.不同類型地膜覆蓋對甘薯生長性狀的影響及效益分析[J].中國農(nóng)技推廣，2020，36（05）：59-60.

[3]李雪松，董順，馬舒筠.不同降解地膜對馬鈴薯生長和產(chǎn)量的影響[J].安徽農(nóng)學通報，2020，26（23）：84-85+105.

[4]李劍鋒.氧化-生物雙降解地膜花生大田降解效果試驗研究[J].安徽農(nóng)學通報，2013，19（06）：98-99.

[5]薛源清，張俊麗，楊圓圓，等.可降解地膜覆蓋對渭北旱塬土壤水熱及玉米產(chǎn)量的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學報，2017，26（03）：363-368.

[6]袁海濤，于謙林，賈德新，等.氧化-生物雙降解地膜降解性能及其對棉花生長的影響[J].棉花學報，2016，28（06）：602-608.

[7]劉蕊，孫仕軍，張旺旺，等.氧化生物雙降解地膜覆蓋對玉米田間水熱及產(chǎn)量的影響[J].灌溉排水學報，2017（12）：25-30.

[8]袁海濤，王麗紅，董靈艷，等.氧化-生物雙降解地膜降解性能及增溫、保墑效果研究[J].中國農(nóng)學通報，2014，30（23）：166-170.

（責編：王慧晴）