全生物降解膜覆蓋在水稻上的應(yīng)用效果初報(bào)

楊玉萍 花 勁 郜微微 朱秋兵 薛根祥 王國平 王曉燕 張曉晨 王 艷

（1.東臺(tái)市作物栽培技術(shù)指導(dǎo)站 江蘇東臺(tái) 224200；2.東臺(tái)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 江蘇東臺(tái) 224200；3.東臺(tái)市五烈鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 江蘇東臺(tái) 224200）

我國農(nóng)村地區(qū)田間大量存在著“白色污染”，這些污染主要源于田地里的殘存地膜，隨著地膜被大范圍應(yīng)用，地膜污染對(duì)生態(tài)的破壞越來越嚴(yán)重，負(fù)面影響越來越突出，回收不可降解的地膜已經(jīng)成為社會(huì)關(guān)注的話題之一。全生物降解膜可以在自然環(huán)境中通過土壤中的微生物對(duì)其進(jìn)行分解，目前其在農(nóng)業(yè)上有著廣泛的用途。馮武煥[1]、熊漢國[2]等對(duì)覆蓋生物可降解地膜的農(nóng)作物進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋可降解地膜對(duì)作物生長發(fā)育起到了良好的促進(jìn)效果，而且土壤環(huán)境得到了很好的保護(hù)。相關(guān)研究還表明，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行地膜覆蓋，還能夠抑制土壤返鹽和地表雜草的生長，減輕作物病蟲害的發(fā)生[3-4]。

東臺(tái)市地處江蘇省沿海中部、長江三角洲北翼，水稻常年種植面積穩(wěn)定在67萬畝左右，單產(chǎn)保持在600 kg/畝以上、年總產(chǎn)在40.2萬t左右，是全國糧食生產(chǎn)先進(jìn)縣、國家產(chǎn)糧大縣。鑒于此，為探索全生物降解膜覆蓋在水稻上的應(yīng)用效果，于2021年在江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（稻麥）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系東臺(tái)推廣示范基地內(nèi)開展了田間試驗(yàn)，旨在為應(yīng)用水稻覆膜機(jī)插技術(shù)提供理論依據(jù)，同時(shí)為水稻綠色高質(zhì)高效生產(chǎn)提供支持?，F(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試作物為水稻，品種為南粳9108。

供試地膜由南通龍達(dá)生物新材料科技有限公司生產(chǎn)，材質(zhì)為PBAT+PPC，膜寬900 mm、厚0.01 mm，最大拉伸負(fù)荷縱向≥2.0 N、橫向≥2.0 N。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2021年在江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（稻麥）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系東臺(tái)推廣示范基地內(nèi)（N 32°50′、E 120°14′）實(shí)施。該地位于里下河地區(qū)腹部，屬于北半球亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候區(qū)，年平均氣溫為15.0℃，年日照時(shí)數(shù)2 130.5 h，年降雨量1 061.2 mm。試驗(yàn)田前茬作物為小麥，土壤類型為潴育型稻田土，地力中上等（前茬小麥產(chǎn)量為536 kg/畝），0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)25.1 g/kg、全氮1.5 g/kg、有效磷48.7 mg/kg、速效鉀141 mg/kg、有效鋅0.96 mg/kg、pH 7.8。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與栽培管理

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)2個(gè)處理，處理Ⅰ：全生物降解膜覆蓋處理；CK：不覆膜處理。采用大區(qū)比較試驗(yàn)，每個(gè)大區(qū)面積為1 334 m2，不設(shè)重復(fù)，隨機(jī)排列，處理間留走道0.6 m。本試驗(yàn)于5月15日采用亞美柯公司生產(chǎn)的LSPE-40AM型播種機(jī)播種，利用D448P型水稻缽苗育秧硬盤育秧，每孔4~5粒，6月17日人工模擬缽苗機(jī)插，秧齡為33 d，行距33 cm，株距12 cm，密度為1.68萬穴/畝，每穴4～5苗。

1.3.2 栽培管理參照精確定量施肥方案施肥，施純氮18 kg/畝，基肥∶分蘗肥∶穗肥為4∶3∶3，分蘗肥于移栽后7 d施用，穗肥于倒4葉期和倒2葉期分2次等量施入；氮∶磷∶鉀為1∶0.5∶0.5，磷肥一次性基施，鉀肥分別于耕翻前和拔節(jié)期等量施入。水分管理：覆膜處理，機(jī)插完2～3 d無需灌水，緩苗后根據(jù)缺水情況灌水，采用小流漫灌的方式，水層不超過3 cm。水稻封行后改為正常水分管理。不覆膜處理全生育期進(jìn)行正常水分管理。覆膜處理不需要使用除草劑，不覆膜處理需要使用除草劑。按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際統(tǒng)一進(jìn)行病蟲害防治，其余栽培管理措施按照高產(chǎn)栽培要求實(shí)施。

1.4 調(diào)查項(xiàng)目與方法

1.4.1 生育進(jìn)程追蹤葉齡進(jìn)程，調(diào)查記載各處理的主要生育時(shí)期對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確日期，包括播種期、移栽期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期。

1.4.2 莖蘗動(dòng)態(tài)從每個(gè)處理中選擇長勢比較一致、有代表性的連續(xù)10穴，定點(diǎn)定時(shí)調(diào)查記載莖蘗消長動(dòng)態(tài)。拔節(jié)前每5 d調(diào)查1次，拔節(jié)后每7 d調(diào)查1次，直至成熟，計(jì)算莖蘗成穗率。

1.4.3 地膜降解情況全生物降解膜田間降解情況采用目測法（每10 d觀察1次）調(diào)查，按5個(gè)階段進(jìn)行分級(jí)：A階段始裂期為地膜開始出現(xiàn)1～2 cm的自然微小裂口；B階段開裂期為膜表面出現(xiàn)2～20 cm的裂縫；C階段大裂期為出現(xiàn)20～50 cm裂縫，裂縫數(shù)量增加；D階段碎裂期為均勻碎裂，無大塊地膜存在；E階段無膜期為田面無地膜存在。

1.4.4 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素收獲前，每處理選擇3個(gè)有代表性的觀測點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)測量3行，每行15穴，計(jì)算每畝有效穗數(shù)；根據(jù)普查所得的平均穗數(shù)，各處理選取具有代表性的3穴，調(diào)查每穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率；隨機(jī)選取1 000粒烘干稱量即為千粒重，重復(fù)3次。成熟期采用大區(qū)機(jī)收，測定籽粒水分含量后按14.5%標(biāo)準(zhǔn)含水量計(jì)算實(shí)產(chǎn)。

1.4.5 數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)用Microsoft Excel 2016和DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入、整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻生育期的影響

由表1可知，與CK相比，處理Ⅰ的拔節(jié)期、抽穗期、成熟期分別提前5 d、3 d、4 d，全生育期縮短4 d。進(jìn)一步分析不同處理主要生育階段的天數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，與CK相比，處理Ⅰ播種至拔節(jié)縮短5 d，拔節(jié)至抽穗推遲2 d，抽穗至成熟縮短1 d。結(jié)果表明，處理Ⅰ生育期的提前主要是由于播種期至拔節(jié)期縮短，充分體現(xiàn)了全生物降解膜的增溫、保濕性。

表1 不同處理對(duì)水稻生育期的影響

2.2 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表2可知，處理Ⅰ實(shí)際產(chǎn)量較CK增加53.1 kg/畝，增產(chǎn)率為7.7%，差異極顯著。進(jìn)一步分析產(chǎn)量構(gòu)成因素，處理Ⅰ畝穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重較CK分別增加0.7萬穗/畝、7.4粒、0.5 g，差異顯著或極顯著；結(jié)實(shí)率處理Ⅰ和CK相當(dāng)，差異不顯著。由此說明，全生物降解膜覆蓋水稻種植技術(shù)可以明顯提高水稻有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重，有效地改善了水稻的成產(chǎn)因素。

表2 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.3 不同處理對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

由表3可知，處理Ⅰ和CK均于有效分蘗臨界葉齡期準(zhǔn)時(shí)夠苗，與成熟期畝穗數(shù)基本相當(dāng)，差異顯著；拔節(jié)期是群體莖蘗數(shù)最大的時(shí)期，不同處理水稻高峰苗均出現(xiàn)在拔節(jié)期，表現(xiàn)為CK>處理Ⅰ，差異極顯著；拔節(jié)后，相比CK，處理Ⅰ群體莖蘗數(shù)消減緩慢，至抽穗期群體莖蘗數(shù)基本穩(wěn)定，成熟期群體莖蘗數(shù)表現(xiàn)為處理Ⅰ>CK，差異極顯著。不同處理水稻成穗率表現(xiàn)為處理Ⅰ>CK，差異極顯著。

表3 不同處理對(duì)水稻莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

2.4 不同處理對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

根據(jù)不同處理產(chǎn)量、成本投入及水稻市場價(jià)格，分別計(jì)算出各處理產(chǎn)值、純收入等指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果見表4。由表4可知，處理Ⅰ水稻產(chǎn)值、新增純收入較CK分別增加161.4元/畝、68.9元/畝。由此可見，生物降解膜覆蓋水稻種植技術(shù)具有很好的增產(chǎn)效應(yīng)和一定的經(jīng)濟(jì)效益。

表4 不同處理對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，覆膜后40 d，地膜進(jìn)入始裂期；覆膜后46 d，地膜進(jìn)入開裂期；覆膜后60 d，地膜進(jìn)入大裂期；覆膜后68 d，地膜進(jìn)入碎裂期；覆膜后80 d，地膜已基本降解完全，僅可零星觀察到地膜殘留痕跡。全生物降解膜材料為生物材料，其降解也是通過生物降解方式，且降解過程能改善土壤的透水透氣性，對(duì)環(huán)境沒有任何負(fù)擔(dān)和危害。

從整個(gè)試驗(yàn)過程來看，全生物降解膜覆蓋處理水稻全生育期縮短4 d，有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重顯著提高，增產(chǎn)7.7%，效應(yīng)顯著。通過全生物降解膜覆蓋，可抑制稻田雜草生長，不需要使用任何除草劑，大大降低了有機(jī)水稻人工除草的成本，減少了農(nóng)藥污染，同時(shí)還可對(duì)稻田起到保水保溫作用，提高了肥料的使用效率。目前在水稻上推廣應(yīng)用全生物降解膜覆蓋技術(shù)還不夠成熟，還需要進(jìn)一步試驗(yàn)探索。當(dāng)然大力推廣全生物降解膜還需要政企結(jié)合，企業(yè)要不斷利用新技術(shù)降低地膜制作成本，以此降低農(nóng)戶使用成本；政府應(yīng)提供相應(yīng)的補(bǔ)貼，才能提高全生物降解膜的使用率。