生物降解地膜覆蓋對新疆加工番茄農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

王德俊，武紅旗，劉 勤，靳 拓，薛穎昊，劉曉偉，4*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院，烏魯木齊 830052；2.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護總站，北京 100125；4.石河子農(nóng)業(yè)科學研究院，新疆 石河子 832000）

地膜具有增溫、保墑、抑草的作用，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)資料之一[1]。截至目前，中國已成為全世界覆膜面積和地膜使用量最大的國家之一。隨著地膜廣泛推廣，“白色污染”問題日益嚴重，對土壤、作物、微生物、家畜、環(huán)境都造成了巨大影響[2～3]。全生物降解材料是環(huán)境友好型材料，能有效緩解“白色污染”的加劇，已成為地膜污染防控的有效手段之一。需對不同覆膜作物進行適宜性評價研究，為進一步推廣應用提供數(shù)據(jù)參考[4～9]。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況和試驗材料

試驗地點選擇在昌吉市榆樹溝鎮(zhèn)，年降水量約為190 mm，年平均氣溫6.8℃，全年日照時數(shù)2700 h。

供試地膜為全生物降解地膜和聚乙烯地膜。

1.2 試驗設計和田間管理

圖1 小區(qū)示意圖

采用單因素隨機區(qū)組設計，設生物降解地膜（2020-F-1～2020-F-8）、普通地膜（聚乙烯，以下簡稱PE）和裸地栽培共10 個處理。每個處理1 個試驗區(qū)，隨機排列，3 次重復。2020 年4 月22 日機械鋪膜，5 月3 日加工番茄苗移栽。

1.3 試驗方法

1.3.1 機械性能測試。根據(jù)昌吉州地膜鋪設實際情況，利用本地常規(guī)覆膜機進行地膜覆蓋作業(yè)。測試參試地膜是否滿足農(nóng)機作業(yè)要求，重點考察地膜在覆膜機具正常行走狀態(tài)下是否存在斷裂和粘連等情況。

1.3.2 增溫性能測試。按照中國國家氣象局出版的《地面氣象觀測規(guī)范（ISBN：9787502936907）》中關于地溫的測定要求，溫度采用自動記錄探頭裝置測定（精度0.2℃），探頭埋設深度為10 cm，每60 min 記錄1 次數(shù)據(jù)，3 次重復，然后計算日平均溫度。

1.3.3 地膜降解情況觀測。覆膜后每10 天觀測1 次，記錄各參試膜破損情況，包括是否出現(xiàn)裂紋、裂縫、破碎程度等，并記錄裂紋、裂縫數(shù)量以及破碎塊數(shù)等。判定降解情況，重點記錄誘導期的出現(xiàn)日期。

1.3.4 作物農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量測定。關鍵物候期：以小區(qū)50%以上植株進入該生育期為標志，根據(jù)作物類型填寫生育情況調(diào)查表。產(chǎn)量：根據(jù)具體作物測定經(jīng)濟產(chǎn)量，即加工番茄果實產(chǎn)量。每個處理小區(qū)各設1 個采樣點，隨機選擇，不少于3 延米。剔除測產(chǎn)區(qū)內(nèi)雜株和非試驗因素引起的異常植株，剔除株的產(chǎn)量以小區(qū)平均產(chǎn)量補回。

2 結果與分析

2.1 機械性能測試

PE、2020-F-1～2020-F-8 均通過機械測試，符合機械鋪設要求，不斷裂，打孔不粘連。

2.2 增溫性能測試

由圖2 可知，從5 月4 日埋設儀器開始，至6 月7 日進入盛花期，裸地土壤溫度顯著低于其他各處理；PE 膜跟生物降解地膜覆蓋的土壤溫度沒有顯著差異。6 月18 日進入坐果期，2020-F-1 和2020-F-6 顯著高于其他處理，2020-F-2 土壤溫度最低。7 月1 日，各處理間土壤溫度趨于一致，加工番茄完全封行，之后有無地膜覆蓋已經(jīng)對加工番茄的生長發(fā)育沒有顯著性影響。從移栽之日統(tǒng)計，地膜覆蓋安全期約為60 天。

圖2 加工番茄全生育期土壤溫度

2.3 地膜降解情況觀測

由表1 可知，覆膜至43 天時2020-F-3 和2020-F-5 最先開始降解，比2020-F-6 提早10 天。覆膜至63 天時，以上3 種降解地膜降解明顯，而此時除2020-F-7 沒有出現(xiàn)降解外，其他處理都開始降解。覆膜至81 天時，2020-F-3、2020-F-4、2020-F-5、2020-F-6 加速降解，但并未完全降解，而此時其他處理降解緩慢。

表1 試驗地覆膜處理降解速率

2.4 作物農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量測定

由表2 可知，裸地種植加工番茄株高、幅寬、50 果重、成熟度低于其他覆膜處理，株高與幅寬的比值約1.00:0.49。從50果質(zhì)量指標可知，裸地處理顯著低于2020-F-1、2020-F-2、2020-F-4、2020-F-6、2020-F-7 處理，覆膜各處理間無明顯差異。從產(chǎn)量可知，2020-F-7 處理最高，顯著高于2020-F-3 和2020-F-6 處理，與其他處理無明顯差異。

表2 不同處理作物的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量

3 結論與討論

本次試驗結果表明，不同全生物降解地膜覆蓋安全期為60天。隨著覆膜時長增加，全生物降解地膜均出現(xiàn)不同程度的降解。對于過早降解而引起的產(chǎn)量顯著下降處理，可適當調(diào)整，以確保該地區(qū)加工番茄的正常生長。試驗中部分全生物降解材料覆蓋對加工番茄的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量與普通PE 地膜無明顯差異，建議推廣應用。