不同生物降解膜在棉花新陸早82號上的應用效果研究

馮振秀 朱 波 方 瑞 曹 陽 嚴玉萍 張 燕

（新疆生產(chǎn)建設兵團第五師農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆博樂 833400）

地膜覆蓋具有增溫、保墑、保肥、早熟、增產(chǎn)、抑制雜草生長以及控制土壤鹽堿度等作用，是解決干旱地區(qū)缺水和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的一項重要技術措施[1]。但是，地膜材料主要成分為聚乙烯，其在自然環(huán)境中難以降解，多年使用后，殘留于土壤中的地膜不斷累積[2-3]，對后茬作物生長造成了各種不利影響[4-5]，如土壤板結、透氣能力差、肥力水平下降、次生鹽漬化加重、最終導致作物產(chǎn)量與品質(zhì)的下降[6]。使用地膜帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也引起了嚴重的“白色污染”[7]。因此，使用可降解地膜尤其是全生物可降解地膜，是徹底解決“白色污染”的有效途徑[8]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在新疆生產(chǎn)建設兵團第五師農(nóng)業(yè)科學研究所棉花試驗田進行，地點位于雙河市兵團第五師89團。該地屬大陸性溫帶氣候區(qū)，其氣候特點是春季氣溫冷暖多變、夏季氣候炎熱、秋季晴朗少雨、冬季寒冷漫長，氣溫年、月、日變化幅度均比較大。降水量各季分布不均，差值較大，年降水量為199.4 mm，年蒸發(fā)量為1 552.9 mm，平均無霜期為183 d。土壤類型為灰漠土，pH值為7.8，含有機質(zhì)1.4 g/kg、速效氮120 mg/kg、速效磷 20 mg/kg、有效鉀 320 mg/kg。

1.2 試驗材料

參試棉花品種為新疆生產(chǎn)建設兵團第五師推薦的主栽品種之一新陸早82號，該品種高產(chǎn)、抗枯萎病、耐黃萎病，纖維品質(zhì)優(yōu)良（上半部平均長度為29.6 mm，斷裂比強度30.1 cN/tex，馬克隆值4.6，整齊度指數(shù)85.5%），適于作為博樂墾區(qū)機采棉品種推廣種植。

1.3 試驗設計

試驗設5個處理，分別為：CK1，常規(guī)聚乙烯地膜；處理1，新疆本地產(chǎn)可降解地膜；處理2，湖北光合全生物降解地膜（A白）；處理3，湖北光合全生物降解地膜（B白）；CK2，無膜裸地。采用常規(guī)機采棉膜下滴灌種植模式（一膜六行，一管二），平均行距37.5cm，6行區(qū)，株距11.5 cm，種植密度231 885株/hm2，全試驗區(qū)凈面積6 666.67 m2。2020年4月12日機械鋪膜、播種。干播濕出，滴出苗水3次，生育期滴水15次，共滴水7 012.5 m3/hm2。

1.4 調(diào)查內(nèi)容與方法

1.4.1 土壤溫濕度。采用PG-120/SWS型土壤溫濕度測試儀，測定作物根際5 cm深度數(shù)據(jù)。

1.4.2 地膜降解情況。地膜田間降解階段劃分[9]如下：階段A—誘導期，即從覆膜到壟（畦）面地膜出現(xiàn)多處（每延長米3處以上）≤2 cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間；階段B—開裂期，即壟（畦）面地膜出現(xiàn)≥2 cm、＜20 cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間；階段C—大裂期，即壟（畦）面地膜出現(xiàn)≥20 cm自然裂縫的時間；階段D—碎裂期，地膜柔韌性盡失，壟（畦）面地膜出現(xiàn)碎裂，最大地膜殘片面積≤16 cm2的時間；階段E—無膜期，壟（畦）面地膜基本見不到地膜殘片的時間。

1.4.3 生育性狀與產(chǎn)量。試驗田定點實測生育期、生長勢、農(nóng)藝性狀（株高、葉片大小等）。棉花完全吐絮后，每個處理隨機選取3個6.66 m2的抽樣點實地收獲并稱重。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行處理，方差分析用DPSV 7.05版軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 地膜降解情況

從降解情況分析，處理2在2020年5月23日出現(xiàn)降解反應（誘導期），處理3在2020年5月25日出現(xiàn)降解反應（誘導期），但隨著時間推移，處理3降解速度逐漸加快，明顯快于處理2。處理3、2分別于6月20日、22日達到C階段，即大裂期；8月27日和9月2日分別達到D階段，即碎裂期，地膜已基本失去韌性。處理1基本無降解反應。所有降解膜處理均未達到E階段，即無膜期（表1）。

表1 不同處理地膜降解情況

2.2 產(chǎn)量

由表2、3可知，以處理3籽棉產(chǎn)量最高，較CK1增產(chǎn)8.7%，差異不顯著；處理1籽棉產(chǎn)量第二，較CK1增產(chǎn)3.5%，差異不顯著；處理2籽棉產(chǎn)量與CK1相當，差異不顯著。所有有膜處理籽棉產(chǎn)量均較CK2有較大幅度增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度均超過30%，差異達極顯著水平。

表2 不同處理籽棉產(chǎn)量

2.3 苗期土壤溫度變化

從苗期土壤溫度測定結果分析，各有膜處理均較CK2有明顯的增溫效果，各有膜處理間土壤溫度差異不顯著。

表3 產(chǎn)量方差分析結果

2.4 苗期土壤濕度變化

從苗期土壤濕度測定結果分析，各有膜處理均較CK2有明顯的保墑效果，其中：CK1效果最好；處理1次之；處理2、3稍差。

3 結論

該試驗結果表明，棉花生長發(fā)育前期（出苗至現(xiàn)蕾期）是地膜的最大作用時期，且降解膜尚未發(fā)生降解，保溫、保墑能力與普通膜相當[10]。地膜覆蓋后，保障了棉花出苗和壯苗培育，以及對土壤溫度和水分的需求。從產(chǎn)量結果看，4種有膜處理均高于裸地種植處理，差異達極顯著水平。降解膜處理略高于常規(guī)膜處理，差異不顯著。

從降解情況、對棉花產(chǎn)量的影響和節(jié)約灌溉用水等角度綜合分析，以湖北光合全生物降解地膜（B白）最具推廣價值，湖北光合全生物降解地膜（A白）次之。