春玉米全生物降解膜應(yīng)用效果分析

崔明奎 孫朝云 段培姿 馬世龍 勵(lì)秋彥

地膜覆蓋技術(shù)最初是在蔬菜上進(jìn)行的，隨后，覆蓋作物逐漸由蔬菜擴(kuò)展到棉花、玉米、花生、瓜果等經(jīng)濟(jì)作物上，覆蓋區(qū)域也由我國中部地區(qū)逐漸向西北、東北、南方等地區(qū)延伸。目前，我國使用的地膜以普通聚乙烯（PE）地膜為主，其在自然條件下難以降解。隨著地膜投入量和使用年限的不斷增加，土壤中殘膜逐年增多，逐漸成了“白色污染”，對(duì)土壤特性、農(nóng)作物生長發(fā)育和農(nóng)事作業(yè)造成了嚴(yán)重的影響和危害，已成為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展面臨的突出問題［1］。

地膜是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)資料之一，具有良好的保溫保墑效果，為農(nóng)作物生產(chǎn)起到積極作用。2021年，衡水市地膜覆膜面積達(dá)到55160hm2、地膜用量2235.47t，其中春玉米覆膜面積1609hm2、地膜用量79.84t。玉米根系發(fā)達(dá)，不利于地膜回收，殘膜在土壤中降解難度大、時(shí)間長，越積越多的殘膜給農(nóng)事耕作帶來了較大困難。為降低地膜回收的勞動(dòng)成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通過比較相同栽培模式下玉米覆蓋全生物降解膜和普通PE地膜的效果，驗(yàn)證全生物降解膜對(duì)玉米生產(chǎn)發(fā)育和產(chǎn)量的影響，為衡水市農(nóng)膜污染治理探索有效地解決途徑。

一、材料與方法

（一）試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于衡水市阜城縣霞口鎮(zhèn)迪吉王莊，海拔17 m，土壤類型為潮土，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫12.7℃，年平均降水量430mm，無霜期180d。

（二）試驗(yàn)材料

參試材料為全生物降解地膜和普通PE地膜，寬度均為1200mm，厚度均為0.01mm，白色。參試作物為玉米，品種為金冠597。

（三）試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組排列，試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理，處理1為全生物降解膜小區(qū)，處理2為普通PE地膜小區(qū)。每個(gè)處理重復(fù)2次，以普通PE地膜為對(duì)照，每個(gè)小區(qū)面積為22m×30m。小區(qū)間不設(shè)走道，四周設(shè)保護(hù)行。

（四）種植方法

結(jié)合整地覆膜，每677m2施用40kg復(fù)合肥作為基肥，拔節(jié)期沿空行每667m2追肥20kg，所有處理均于2021年3月5日由機(jī)械覆膜，人工點(diǎn)播種植，株距25cm、行距80cm，每667hm2定苗3484株。除覆膜用膜不同外，整地、覆膜、播種和施肥等栽培措施均與當(dāng)?shù)卮筇镆恢隆?/p>

（五）測定項(xiàng)目及方法

1.土壤溫濕度的測定

在玉米的出苗期、拔節(jié)期、孕穗期、灌漿期和成熟期等關(guān)鍵時(shí)期，于09：00、14：30和18：30分別測定5 cm和15 cm深度的土壤溫度和含水量，土壤溫濕度由浙江托普TZS-IW型土壤水分測試儀測定。

2.地膜降解的測定

觀測記錄地膜表觀降解程度變化。玉米收獲后，每個(gè)處理隨機(jī)選取3個(gè)有代表性的1m×1m的地塊，用2.00mm的篩子去除雜質(zhì)，收集肉眼可見的殘膜裝入樣品袋，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)洗凈、烘干和稱重，計(jì)算各處理地膜的降解率。降解率=（地膜初始質(zhì)量－收獲后地膜質(zhì)量）/地膜初始質(zhì)量×100%。

3.玉米性狀及產(chǎn)量測定

試驗(yàn)玉米在3月5日播種和鋪膜，鋪膜方式為機(jī)械鋪設(shè)。6月15日進(jìn)行收獲，收獲后每小區(qū)測產(chǎn)量。測產(chǎn)量時(shí)采取人工收獲測量的方式，以每個(gè)處理隨機(jī)選取2壟，分別用皮尺、游標(biāo)卡尺和電子天平（上海力辰，YP6002B）測定株高、穗長、穗粗和單穗質(zhì)量等指標(biāo)。

（六）數(shù)據(jù)處理

將直接測定的土壤溫濕度、殘膜質(zhì)量及玉米株高、穗長、穗粗、單穗質(zhì)量等數(shù)據(jù)分別取平均值進(jìn)行結(jié)果分析。

二、結(jié)果與分析

（一）不同時(shí)期處理土壤溫濕度變化

不同時(shí)期各處理5cm和15cm處的土壤溫度如表1所示，玉米生長前期處理之間地溫沒有明顯差異。5cm深土壤溫度2021年5月10日全生物降解膜高于普通PE地膜，其他均比普通PE地膜低；15cm深土壤溫度4月12日和5月10日全生物降解膜高于普通PE地膜，其他均比普通PE地膜低。

不同時(shí)期各處理土壤含水量如表2所示，不同時(shí)期覆蓋降解地膜與覆蓋普通地膜土壤含水量無明顯差異。5cm深土壤含水量2021年4月12日和5月10日全生物降解膜高于普通PE地膜，其他均比普通PE地膜低；15cm深土壤含水量5月25日和6月15日全生物降解膜高于普通PE地膜，其他均比普通PE地膜低，這是由于玉米中后期全生物降解膜破裂，地表水分滲入土壤深層所致。

（二）地膜降解情況

在試驗(yàn)點(diǎn)地膜鋪設(shè)過程中，全生物降解地膜的拉力、透光性等使用性能與普通PE地膜無顯著差異，完全可以滿足機(jī)械鋪膜需求。在玉米生育的關(guān)鍵時(shí)期，不同處理表現(xiàn)見表3［2］。如表3所示，全生物降解地膜從播種第50 d開始降解，直至玉米成熟期地表大部分裸露，大多地膜成為大小不等的碎片，無拉力，收集起來呈海苔狀，部分碎片融入土壤，不能分離。

各處理地膜降解率結(jié)果如表4所示［3］。全生物降解地膜在玉米生育期內(nèi)大多已完成裂解，地面基本無大塊地膜，降解率在90%以上；普通PE地膜基本無裂解，地面大塊殘膜較多，降解率為10.41%。

（三）玉米性狀及產(chǎn)量情況

各處理玉米性狀及產(chǎn)量結(jié)果見表5。由表5可知，不同處理間對(duì)玉米株高、穗長、穗粗、單穗質(zhì)量及產(chǎn)量影響不大，產(chǎn)量普通PE地膜比全生物降解膜稍高。由于全生物降解膜的通透性比普通地膜較強(qiáng)，造成5cm和15cm處土壤溫濕度整體較低，但兩處理間土壤溫差未對(duì)玉米性狀及產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響。處理1株高與處理2間相差3cm，差異較??；兩處理間穗長相差0.1cm，差異不明顯；穗粗兩處理均為4.6cm，無差異；單穗質(zhì)量處理1與處理2相差0.83g，處理1折合667m2產(chǎn)量為843.89kg，處理2折合667m2產(chǎn)量為846.79kg，無明顯差異。

三、結(jié)果與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，全生物降解膜能夠滿足玉米正常生長發(fā)育需求，對(duì)土壤溫濕度、玉米性狀及產(chǎn)量影響與普通PE地膜無顯著差異。全生物降解地膜能夠滿足機(jī)械作業(yè)要求，不需要改進(jìn)機(jī)械覆膜技術(shù)，且在玉米生育期內(nèi)自行裂解，大多裂解成碎片融入土壤，無需撿拾回收，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、對(duì)下茬作物機(jī)械耕種的不良影響和對(duì)土壤環(huán)境的污染。全生物降解膜在衡水市春玉米種植上可以對(duì)普通PE地膜進(jìn)行替代。

參考文獻(xiàn)：

［1］白雪平.生物降解液態(tài)地膜在遼西春玉米栽培上的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2018（8）：36.

［2］金軍，應(yīng)英，謝鋆韜，等.不同厚度的兩種生物降解膜在設(shè)施大棚蔬菜上應(yīng)用研究初報(bào)［J］.農(nóng)業(yè)，2021（2）：82-85.

［3］閻曉光，李洪，董紅芬，等.可降解地膜覆蓋對(duì)土壤水熱及春玉米產(chǎn)量的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018，34（33）：32-37.

（作者單位：崔明奎 段培姿 馬世龍 衡水市農(nóng)業(yè)環(huán)境與農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理站；孫朝云 衡水學(xué)院；勵(lì)秋彥 阜城縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局）