不同厚度降解地膜的降解效果及其對設施茄子生長的影響*

陳 偉 孫美艷 陳 慧 劉 俐 高 兵

（1. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學院，江蘇 南京 210014；2. 江蘇省南京市六合區(qū)農(nóng)技推廣站，江蘇 南京 211500；3. 江蘇省南京市農(nóng)技推廣站，江蘇 南京 210036）

地膜是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，我國每年地膜的使用面積達2 000 多萬hm2，地膜的使用量和覆蓋面積均居世界首位。常規(guī)地膜是一種人工合成的高分子化合物，在自然條件下需近百年的時間才能完全降解。近年來，大量不符合國家標準的超薄地膜（厚度小于0.008 mm）用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使地膜回收越來越難。殘留在土壤中的地膜對土壤結(jié)構(gòu)有一定的破壞作用，可導致耕地質(zhì)量下降、農(nóng)事操作受阻、作物減產(chǎn)以及次生環(huán)境污染等一系列問題，嚴重影響農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境。2021 年2 月21 日，中央一號文件明確提出加強可降解農(nóng)膜研發(fā)推廣的目標。降解地膜可規(guī)避常規(guī)地膜造成的一系列問題，是未來傳統(tǒng)農(nóng)用地膜的替代品。為研究不同厚度降解地膜的降解效果，及其對土壤環(huán)境和作物生長的影響，2021 年我們以超薄PE 黑色地膜為對照，開展了不同厚度降解地膜在茄子上的應用效果試驗，現(xiàn)將試驗結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試降解地膜為上海弘睿生物科技有限公司生產(chǎn)的PLA 生物降解黑色地膜，厚度分別為0.010 mm、0.008 mm、0.006 mm，以市售超薄PE黑色地膜（厚度0.006 mm）為對照（ck）；供試茄子品種為寧茄7號。

1.2 試驗方法

試驗設在江蘇省農(nóng)科院六合動物科學基地8332型單體大棚內(nèi)，大棚長45 m、寬8 m，土壤類型以馬肝土為主。2021 年試驗地區(qū)年降水量941.6 mm，平均氣溫15.6 ℃，最高氣溫36 ℃，最低氣溫-8.2 ℃，無霜期254 d，光照1 973 h。2021 年4 月1～3 日整地、施肥、筑畦，每個大棚筑4 畦，畦寬1 m；4 月4 日鋪設滴灌帶，覆蓋地膜；4 月5 日定植茄子，株距45 cm，行距60 cm。每種地膜為1 個處理，每個處理重復4 次。每畦平均分為4段（10 m/段），分別鋪設不同厚度的黑色地膜。

1.3 調(diào)查統(tǒng)計方法

4月6日～7月13日，觀察記錄不同地膜的降解情況。覆膜后前30 d，每10 d觀測1次；覆膜后31～40 d，每5 d觀測1次；覆膜后41 d至誘導期結(jié)束（最遲為覆膜后75 d），每3 d觀測1次；以后每10 d觀測1次。記錄各參試地膜的破損情況（出現(xiàn)裂紋、裂縫的數(shù)量，破碎塊數(shù)），并判定降解程度，重點記錄不同地膜處理的誘導期。茄子生長過程中，每個小區(qū)隨機選3株做標記，10 d調(diào)查1次茄子株高（子葉到生長點的高度）；每小區(qū)隨機選固定3 點，用壤博士土壤檢測儀測量地表下0～10 cm 處土層的溫濕度、電導率等指標，10 d 調(diào)查1 次，共調(diào)查6次；用溫濕度記錄儀測量大棚內(nèi)的溫濕度。5月25日～7月14日，茄子分小區(qū)采收測產(chǎn)，共測產(chǎn)4次，統(tǒng)計總產(chǎn)量并折算667 m2產(chǎn)量。試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件進行統(tǒng)計、分析和作圖，并進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同厚度地膜的降解情況

不同厚度地膜的降解情況見表1。

表1 不同厚度地膜的降解情況

由表1 可知，不同厚度降解地膜的降解效果差異明顯。0.006 mm 厚度的降解地膜在覆膜后37 d 進入誘導期，覆膜后63 d 進入破碎期；0.008 mm 厚度的降解地膜在覆膜后52 d 進入誘導期，覆膜后80 d 進入破碎期；0.010 mm 厚度的降解地膜在覆膜后63 d 進入誘導期，覆膜后86 d 進入破碎期；超薄PE 膜（ck）在無物理破壞條件下一直處于無明顯變化狀態(tài)。可見，在相同的種植條件下，降解地膜越薄其開始降解所需時間越短，說明厚度是影響降解地膜降解進程的主要因素。

2.2 不同厚度地膜對土壤環(huán)境、茄子生長及產(chǎn)量的影響

不同厚度地膜對土壤環(huán)境、茄子生長及產(chǎn)量的影響見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。

圖1 不同厚度地膜對土壤溫度的影響

圖2 不同厚度地膜對土壤濕度的影響

由圖1、圖2、圖3、圖4、圖5 可以看出，覆膜后前期不同厚度的地膜對茄子生長的影響差異較小，覆膜后45 d 開始，因地膜開裂各處理茄子的生長出現(xiàn)了一定的差異，但茄子產(chǎn)量差異不明顯，平均每667 m2產(chǎn)量為4 100 kg 左右；大棚溫度為20～40 ℃時，各處理的土壤溫度保持19～25 ℃，有利于作物生長，不同厚度地膜的土壤保溫效果差異不明顯；不同厚度地膜對土壤濕度和電導率的影響差異較小，其中超薄PE 膜（ck）處理的土壤濕度略高于其他處理。

圖3 不同厚度地膜對土壤電導率的影響

圖4 不同厚度地膜對茄子株高的影響

圖5 不同厚度地膜對茄子產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，降解地膜的厚度直接影響其降解效率，地膜越薄降解時間越短；不同厚度降解地膜對茄子生長和產(chǎn)量的影響差異不顯著，農(nóng)戶可根據(jù)作物的生長周期選用合適厚度的降解膜，種植生育周期較長的作物（茄子、玉米等）可選用厚度0.010 mm 以上的降解地膜；不同厚度的降解地膜均有一定的保溫保濕效果，大棚溫度為20～40 ℃時，土壤溫度可保持19～25 ℃，有利于作物生長。

本試驗中3種生物降解地膜在作物采收時均處于破碎期，存在于地表，但質(zhì)地較脆，預計很快會被分解，無需擔心地膜殘留造成的污染問題。超薄PE 地膜雖一直處于完好狀態(tài)，但因其較薄，無法降解且回收困難，既增加了清理成本，又對土壤生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞，不建議長期使用。