新國標(biāo)地膜在棉花栽培上的應(yīng)用及回收探討

董靈艷 袁海濤 賈立洪

摘要：為推動(dòng)新國標(biāo)地膜回收利用，減少土壤殘膜污染，以棉花新國標(biāo)地膜覆蓋和無膜覆蓋為研究對(duì)象，研究其對(duì)土壤溫度、棉花地上部鮮重和干重、株高、產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：在棉花生長的前兩個(gè)月，地膜對(duì)土壤的增溫作用明顯，土壤5cm和10cm深處的增溫幅度分別為0.25℃～8.25℃和0℃～6.87℃;在棉花封行時(shí)，地膜的增溫作用已基本消失，此時(shí)適合揭膜;覆膜能夠增加棉花地上部鮮重、干重和株高，顯著增加棉花產(chǎn)量（覆膜比不覆膜增產(chǎn)籽棉量38.68%）。

關(guān)鍵詞：國標(biāo)地膜;地膜回收;土壤污染;棉花

中圖分類號(hào)：S562

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-3143（2022）01-003004

D0：10.3969/j.issn.2095-3143.2022.01.005

地膜作為我國第四大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，在過去幾

十年的使用中，極大地促進(jìn)了作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高，但由于地膜難降解、不易回收，成為農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源之一[1-2]。新修訂的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB13735-2017《聚乙烯吹塑農(nóng)用地面覆蓋薄膜》（簡稱《農(nóng)用地膜》）于2018年5月1日正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)與1992年版國家標(biāo)準(zhǔn)相比，對(duì)地膜的適用范圍、分類、產(chǎn)品等級(jí)、厚度和偏差、拉伸性能、耐候性能等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了修訂，主要表現(xiàn)為“三提高一標(biāo)示”，即提高了地膜厚度、力學(xué)性能、耐候性能和在產(chǎn)品合格證明顯位置標(biāo)示“使用后請(qǐng)回收利用，減少環(huán)境污染”字樣。地膜回收是解決地膜殘留問題、減少農(nóng)田“白色污染”的重要策略。新國標(biāo)地膜對(duì)于杜絕超薄地膜的泛濫，推動(dòng)地膜回收利用，減少農(nóng)田“白色污染”，改善土壤和環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。本文利用符合《農(nóng)用地膜》標(biāo)準(zhǔn)的地膜覆蓋棉花，探索該地膜對(duì)土壤和棉花生長的影響機(jī)理，為該地膜在德州市乃至魯西北的推廣利用及后續(xù)回收工作提供參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)方法

試驗(yàn)于2018年在德州市德城區(qū)二屯鎮(zhèn)進(jìn)行。棉花品種為魯棉研37號(hào)，地膜厚度為0.01mm，寬度為90cm。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理，一個(gè)處理是地膜覆蓋，另一個(gè)處理是不覆膜。行長均為15m，大小行種植，大行距90cm，小行距50cm，4行區(qū)，3次重復(fù)。棉花于4月26日播種，田間管理同當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣。

1.2試驗(yàn)地氣候特，點(diǎn)

德州市的基本氣候特點(diǎn)是四季分明、冷熱干濕界限明顯，春季干旱多風(fēng)回暖快，夏季炎熱多雨，具有顯著的大陸性氣候特征。年平均日照時(shí)數(shù)2592h，太陽總輻射量為124.8kcal/cm2，年平均氣溫12.9℃，平均無霜期長達(dá)208d，年平均降水量為547.5mm，降水量在時(shí)間分配上以7月最多，在季節(jié)分配上，春季占12.8%，夏季占67.7%，秋季占16.9%，冬季只占2.6%。

1.3調(diào)查項(xiàng)目與方法

從棉花出苗期開始，到棉花封行時(shí)止，根據(jù)棉花生長期和天氣情況，用曲管溫度計(jì)測(cè)土壤深度為5cm和10cm處的溫度，于上午9：00和下午15：00各觀測(cè)1次，該2次的平均值作為當(dāng)日的平均地溫。在6月22日（盛蕾期）和7月20日（盛花期），每處理選取具有代表性的3株棉株，取回后把根系和地上部剪斷分開，稱地上部鮮重，然后105℃殺青30min，80℃恒溫烘干后，稱地上部干重。在6月22日和7月6日，在每小區(qū)選取連續(xù)生長的植株10株，測(cè)量棉花子葉節(jié)到植株頂端的高度，取10株的平均值。棉花成熟后，在9月4日和10月11日分別按小區(qū)收花，并稱重。兩次收花之和為小區(qū)總產(chǎn)量（由于氣候原因，收獲2次就基本完成）。

1.4數(shù)據(jù)分析

用Excel分析數(shù)據(jù)并作圖，用DPS軟件對(duì)產(chǎn)量數(shù)據(jù)做t測(cè)驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1覆膜對(duì)土壤溫度的影響

從圖1可以看出，從5月3日到7月3日兩個(gè)月的時(shí)間，在同一土壤深度，棉花覆膜與不覆膜的地溫有所不同。土壤深度為5cm時(shí)，覆膜比不覆膜的日平均地溫高出0.25℃～8.25℃，溫差最高在6月15日，最低在7月3日（兩者溫度幾乎相同）;土壤深度為10cm時(shí)，覆膜比不覆膜的日平均地溫高出0℃～6.87℃，溫差最高也是在6月15日，最低也是在7月3日（兩者溫度幾乎相同）;從5月下旬到6月下旬，各處理的溫度大小分別為：5cm覆膜》10cm覆膜》5cm不覆膜》10cm不覆膜，在其他時(shí)間段，5cm處的地溫始終高于10cm處的地溫。到7月3日棉花封行時(shí)，地膜的增溫作用已基本消失。

2.2覆膜對(duì)棉花地上部生長的影響

由表1可以看出，在棉花盛蕾期和盛花期覆膜比不覆膜的棉花地上部鮮重均要高，分別高出60%和56%，高出量分別為66.7g和189.7g，從盛蕾期到盛花期的棉花地上部鮮重明顯增加，覆膜和不覆膜分別增加347g和225g;在棉花盛蕾期和盛花期覆膜比不覆膜的棉花地上部干重也均要高，分別高出41%和55%，高出量分別為11.5g和54.9g;從盛蕾期到盛花期的棉花地上部干重也明顯增加，覆膜和不覆膜分別增加115g和72g。

2.3覆膜對(duì)棉花株高的影響

由表1還可知，在6月22日（盛蕾期）和7月6日（初花期），覆膜比不覆膜的棉花株高分別高出29%和27%，從6月22日到7月6日棉花株高明顯增加，覆膜和不覆膜分別增加30.9cm和25.2cm。

2.4覆膜對(duì)棉花產(chǎn)量的影響

兩處理的小區(qū)籽棉量數(shù)據(jù)進(jìn)行t測(cè)驗(yàn)，得出t=5.4541，在=0.05水平上，兩處理差異顯著。覆膜處理比不覆膜處理增產(chǎn)38.68%。

2.5地膜回收

地膜覆蓋技術(shù)與當(dāng)?shù)貧夂蛞蛩孛芮邢嚓P(guān)，針對(duì)德州市春季干旱多風(fēng)回暖快、夏季炎熱多雨的氣候特征，地膜主要通過增溫保墑促進(jìn)春季棉花前中期的生長，等到夏季其作用已完成，需要對(duì)其進(jìn)行回收。實(shí)際上，盡管地膜覆蓋技術(shù)已應(yīng)用幾十年，但地膜的回收率卻很低，大多是中耕或整地時(shí)帶入土壤中，從而造成嚴(yán)重的地膜污染。新的國家地膜標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，地膜的回收再利用已成為一項(xiàng)必不可少的工作，地膜質(zhì)量的提高使地膜回收成為可能，但地膜成本、回收成本、回收時(shí)間、回收方式、回收后的地膜處理，都是需要考慮的問題。試驗(yàn)結(jié)果表明，德州市春季棉花的地膜回收時(shí)間可在6月底7月初進(jìn)行，這時(shí)的回收方式主要是人工回收，若在棉花收獲后回收，則以人工回收和機(jī)械回收相結(jié)合的方式進(jìn)行?；厥蘸蟮牡啬ば枰\(yùn)送到回收點(diǎn)，不得隨意丟棄、焚燒或掩埋。

為了節(jié)省人工成本和提高地膜回收率，研發(fā)新型的回收機(jī)械成為重要的課題，研發(fā)回收率高的機(jī)械迫在眉睫。由于地膜質(zhì)量的提高、地膜的回收、運(yùn)送及后續(xù)處理都給棉花種植增加了成本，需要地膜回收處理的法律、法規(guī)和管理辦法來規(guī)范和促進(jìn)地膜回收工作。

3結(jié)論與討論

在棉花生長的前兩個(gè)月，地膜對(duì)土壤的增溫作用明顯，土壤在5cm和10cm深的增溫幅度分別在0.25℃～8.25℃和0℃～6.87℃。棉花封行時(shí)，地膜的增溫作用已基本消失。此時(shí)，為了增加土壤的通透性，防止棉花早衰，可以人工或機(jī)械把地膜揭掉，此時(shí)期地膜拉力、韌性較好，更容易被回收。這一點(diǎn)與吳振先，等[6-8]的觀點(diǎn)基本一致。而蔡利華，等的研究認(rèn)為，生育期不揭膜黃萎病發(fā)病高峰期時(shí)的發(fā)病率和病指高于揭膜對(duì)照，而且降低了土壤后期返鹽程度。

在棉花盛蕾期和盛花期，覆膜能夠明顯增加棉花地上部鮮重和干重及株高。從盛蕾期到盛花期，隨著棉花的生長，覆膜和不覆膜棉花地上部鮮重和干重及株高都在增加，且覆膜棉花的實(shí)際增量更大。說明地膜更能促進(jìn)棉花的生長、發(fā)育。

地膜通過提高土壤溫度、保持土壤墑情、促進(jìn)棉花生長發(fā)育，能夠顯著增加棉花產(chǎn)量，覆膜比不覆膜增產(chǎn)38.68%。當(dāng)然，使用不同的品種，其增產(chǎn)幅度會(huì)有差別。

從地膜對(duì)棉花生長和產(chǎn)量的影響結(jié)果來看，推廣新的國標(biāo)地膜是提高棉花產(chǎn)量的一項(xiàng)十分必要且有效的措施，新疆早在2014年12月就全面強(qiáng)制推廣使用厚度為0.01mm以上的地膜。而回收工作更是一項(xiàng)必要且復(fù)雜的工作，面臨很多問題，包括政策、技術(shù)、成本、管理、認(rèn)識(shí)等方面，對(duì)此提出以下建議：一是借鑒發(fā)達(dá)國家農(nóng)膜處理的模式;二是加強(qiáng)政府相關(guān)政策法規(guī)的執(zhí)行和監(jiān)督力度，保證地膜質(zhì)量;三是加強(qiáng)研究，突破地膜回收和回收地膜處理的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸;四是探索建立地膜應(yīng)用回收處理全產(chǎn)業(yè)鏈的責(zé)任共擔(dān)機(jī)制，明確整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上各方的責(zé)任，尋求合理的辦法和途徑。

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