不同生物降解地膜在大蒜上的應(yīng)用?

摘 要：以濟(jì)蒜3號和金鄉(xiāng)紫皮蒜為試材，研究了白色0.001 4 mm厚（T1）、白色0.001 0 mm厚（T2）、黑色0.001 0 mm厚（T3）PBAT生物降解地膜以及0.001 0 mm厚白色聚乙烯普通地膜（CK）對大蒜生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：T1和T2處理具有較好的保溫效果，T3處理由于大蒜春季花芽鱗芽分化期0～10 cm土層的溫度顯著低于T1、T2處理和CK，大蒜的凍死苗率在嘉祥縣鄉(xiāng)情農(nóng)作物種植專業(yè)合作社和濟(jì)寧市高新區(qū)黃淮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心分別達(dá)18.92%和19.89%；T3處理的大蒜單株葉片數(shù)、后期功能葉片數(shù)、地上假莖高、地上假莖粗、抽薹率、蒜薹單薹重和蒜薹產(chǎn)量等主要地上部農(nóng)藝性狀指標(biāo)以及鱗莖橫徑、鱗芽高和鱗莖盤直徑等主要鱗莖農(nóng)藝性狀指標(biāo)均顯著低于T1、T2處理和CK，而T1、T2處理和CK間主要地上部農(nóng)藝性狀和鱗莖農(nóng)藝性狀指標(biāo)均無顯著性差異；在上述2個試驗點上干鱗莖產(chǎn)量以T1處理最高，分別為1 392.84和1 076.70 kg/667m2，但T1、T2和CK間沒有顯著性差異。因此，白色PBAT生物降解膜在促進(jìn)大蒜生長發(fā)育、保持地溫、促進(jìn)抽薹和鱗莖形成方面與普通地膜的效果相當(dāng)，可以在生產(chǎn)上推廣。

關(guān)鍵詞：大蒜；生物降解地膜；地膜顏色；生長發(fā)育

中圖分類號：S633.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2023）03-0036-04

Abstract：Effects of three types of PBAT biodegradable film （T1： white， 0.001 4 mm thick; T2： white， 0.001 0 mm thick; T3： black， 0.001 0 mm thick）" on the growth and yield of garlic （Allium sativum L.） were studied， with the common polyethylene plastic film （white， 0.001 0 mm thick ） as CK. The tested garlic cultivars were \"Jisuan 3\" and \"Jinxiang purple garlic\". The results showed that T1 and T2 had a good function of heat preservation. But T3 was significantly lower than T1， T2 and CK in soil temperature of the 0-10 cm underground soil layer during the spring flower bud and bulbil differentiation stages， resulting in the cold mortality of garlic seedlings being 18.92% at Xiangqing Crop Planting Professional Cooperative of Jiaxiang County and 19.89% at Huanghuaihai Modern Agriculture Research Center in Jining High-Tech Zone; it was also significantly lower than T1， T2 and CK in major agronomic trait indicators of the aboveground part （the leaf number per plant， functional leaf number at later stage， pesudostem length， pesudostem thickness， bolting percentage， single bolt weight and bolt yield） and of the bulb （bulb transverse diameter， bulbil height and bulb disc diameter）， but no significant differences of major agronomic traits of the aboveground part and bulb occurred between T1， T2 and CK." At the above two trial sites， the two highest dry bulb yields of 20 892.6 and 16 150.5 kg/hm2 were obtained by T1， whereas there were no significant differences between T1， T2 and CK. In conclusion， white PBAT biodegradable film is as good as common mulching film in promoting garlic growth and development， maintaining soil temperature， and promoting bolting and bulb formation， so it could be promoted in production.

Key words： garlic （Allium sativum L.）; biodegradable mulching film; film colour;" growth and development

大蒜為百合科蔥屬植物，由于其富含大蒜素等獨特成分，具有抗氧化、滅菌、預(yù)防癌癥等藥用價值[1-2]。我國是世界上大蒜種植面積最大、產(chǎn)量最高 的國家，大蒜也是我國重要的出口創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品[3-4]。我國北方大蒜產(chǎn)區(qū)由于冬季溫度較低，露地種植容易受凍害和干旱影響，地膜覆蓋栽培能夠顯著促進(jìn)其生長發(fā)育。但長期地膜覆蓋，殘留在土壤中的聚乙烯農(nóng)膜積累越來越多，容易造成土壤理化性狀變劣和“白色污染”等多種問題[5-6]。生物降解地膜可在土壤中充分降解，對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境不會造成污染，已越來越受到農(nóng)業(yè)主管部門、科研機(jī)構(gòu)和有關(guān)企業(yè)的關(guān)注。常見的生物降解地膜種類有對苯二甲酸丁二醇酯－己二酸丁二醇酯（PBAT）、聚乳酸（PLA）、二氧化碳/環(huán)氧丙烷共聚物（PPC）等[7]，其中PBAT材料具有較好的延展性和斷裂伸長率，同時具有優(yōu)良的生物降解性，已成為市場上較突出的農(nóng)膜用降解材料[8]。為了加速生物降解地膜在大蒜栽培上的應(yīng)用，筆者以濟(jì)蒜3號和金鄉(xiāng)紫皮蒜為供試材料，研究了不同顏色和厚度PBAT地膜對大蒜生長發(fā)育的影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試大蒜品種為濟(jì)蒜3號和金鄉(xiāng)紫皮蒜，濟(jì)蒜3號由濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院育成，為濟(jì)寧市高新區(qū)黃淮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心的供試品種；金鄉(xiāng)紫皮蒜是嘉祥縣鄉(xiāng)情農(nóng)作物種植專業(yè)合作社的供試品種。

供試地膜：生物降解地膜為PBAT地膜，由山東昶法新材料有限公司提供。普通聚乙烯地膜從當(dāng)?shù)厥袌鲑徺I。

1.2 試驗方法

試驗于2020—2021年在濟(jì)寧市高新區(qū)黃淮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心和嘉祥縣鄉(xiāng)情農(nóng)作物種植專業(yè)合作社試驗農(nóng)場進(jìn)行。根據(jù)顏色和厚度PBAT地膜設(shè)T1（0.001 4 mm厚，白色）、T2（0.001 0 mm厚，白色）和T3（0.001 4 mm厚，黑色）3個處理，以0.001 0 mm厚白色聚乙烯普通地膜為對照（CK），共4個處理。大蒜栽培技術(shù)按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方法進(jìn)行，小區(qū)面積為100 m2，按隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)3次重復(fù)。

1.3 調(diào)查項目

按常規(guī)方法調(diào)查大蒜的株高、株幅、葉長、葉寬、單株葉片數(shù)、后期功能葉片數(shù)、地上假莖高、地上假莖粗、鱗莖高、鱗莖橫徑、鱗芽高、鱗芽背寬、總鱗芽數(shù)、夾瓣鱗芽數(shù)、鱗莖盤厚、鱗莖盤直徑、單頭鱗莖重和產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀指標(biāo)以及凍害、病害和抽薹情況。分別在春季大蒜花芽鱗芽分化期（3月31日）和大蒜鱗莖膨大期（5月7日）調(diào)查0～10 cm土層的溫度和土壤含水量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel軟件和SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同顏色和厚度生物降解膜對大蒜地上部農(nóng)藝性狀指標(biāo)的影響

嘉祥縣鄉(xiāng)情農(nóng)作物種植專業(yè)合作社的試驗結(jié)果如表1所示，T3處理大蒜的葉長、單株葉片數(shù)、后期功能葉片數(shù)、地上假莖高、地上假莖粗均顯著低于T1、T2處理和CK（葉長除外），但株高、株幅和葉寬各處理間差異不顯著；濟(jì)寧市高新區(qū)黃淮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心的試驗結(jié)果如表2所示，T3處理大蒜的葉長、單株葉片數(shù)、后期功能葉片數(shù)、地上假莖高、地上假莖粗均顯著低于T1、T2處理和CK，且株高、株幅和葉寬也顯著低于T1、T2處理和CK（葉寬除外）。上述結(jié)果表明，大蒜的地上部農(nóng)藝性狀指標(biāo)除黑色降解膜（T3處理）外，白色生物降解膜（T1和T2處理）與普通地膜（CK）間差異均不顯著。

2.2 不同顏色和厚度生物降解膜對大蒜凍害、病害、抽薹和蒜薹產(chǎn)量的影響

由表3和表4可知，嘉祥縣鄉(xiāng)情農(nóng)作物種植專業(yè)合作社和濟(jì)寧市高新區(qū)黃淮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心的黑色降解膜（T3）處理大蒜均發(fā)生了凍害，凍死苗率分別達(dá)18.92%和19.89%，其他處理和CK均未發(fā)生凍死苗現(xiàn)象；大蒜葉枯病普遍發(fā)生，根腐病發(fā)病較輕，銹病中等程度發(fā)生，但各處理和CK間的病害病株率差異不顯著；T3處理的抽薹率、蒜薹單薹重和蒜薹產(chǎn)量均顯著低于其他處理和CK。因此，除T3處理發(fā)生了凍害而導(dǎo)致其抽薹率、蒜薹單薹重和蒜薹產(chǎn)量顯著低于CK外，T1和T2處理（白色不同厚度降解膜覆蓋）與CK（普通地膜覆蓋）之間在凍害和病害發(fā)生以及抽薹率、蒜薹單薹重、蒜薹產(chǎn)量指標(biāo)上均沒有顯著性差異。

2.3 不同顏色和厚度生物降解膜對大蒜鱗莖為指標(biāo)和產(chǎn)量的影響

嘉祥縣鄉(xiāng)情農(nóng)作物種植專業(yè)合作社的試驗結(jié)果如表5所示，T3處理的大蒜鱗莖高、鱗莖橫徑、鱗芽高、夾瓣鱗芽數(shù)、鱗莖盤厚和鱗莖盤直徑顯著低于T1和T2處理以及CK（除鱗莖高、鱗莖盤厚外）；單頭鱗莖重以T1處理最重，顯著重于T2和T3處理，但與CK沒有顯著性差異；干鱗莖產(chǎn)量以T1處理最高，為1 392.84 kg/667m2，顯著高于T3處理，其次是CK和T2處理，分別為1 239.41和1 181.64 kg/667m2，但T1、T2和CK間沒有顯著性差異。濟(jì)寧市高新區(qū)黃淮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心的試驗結(jié)果如表6所示，T3處理的鱗莖高、鱗莖橫徑、鱗芽高、鱗莖盤厚度、鱗莖直徑、單頭鱗莖重和干鱗莖產(chǎn)量指標(biāo)值均最低，而T1、T2處理和CK之間，鱗莖高、鱗莖橫徑、鱗芽高、鱗芽背寬、鱗莖盤厚度、鱗莖直徑、單頭鱗莖重和干鱗莖產(chǎn)量均無顯著性差異，且T1和T2處理的總鱗芽數(shù)和夾瓣鱗芽數(shù)顯著多于T3和CK，干鱗莖產(chǎn)量以T1處理最高， 為1 076.70，其次是T2處理和CK，分別為1 060.00和1 060.00 kg/667m2。

2.4 不同顏色和厚度生物降解膜對土壤溫度和含水量的影響

由表7和表8可知，在春季大蒜花芽鱗芽分化期（3月31日），2個試驗點0～10 cm土層的溫度都是T3處理顯著低于T1、T2處理和CK，0～10 cm土層的土壤含水量都是T3處理顯著高于T2處理；大蒜鱗莖膨大期（5月7日），2個試驗點，0～10 cm土層的溫度都是T3處理最低，0～10 cm土層的土壤含水量也都是T3處理最高。

3 討論與結(jié)論

PBAT生物降解地膜可在土壤微生物的作用下完全降解為水和二氧化碳[9]。近年來國內(nèi)外對PBAT生物降解地膜的降解特性及其在棉花、向日葵等作物上的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究，結(jié)果表明PBAT生物降解地膜在促進(jìn)作物生長發(fā)育、土壤增溫保墑、減少農(nóng)田農(nóng)膜污染等方面效果顯著[10-13]。白色膜的透光率和熱輻射率較高、保溫效果較好，而黑色膜能夠有效防止土壤中水分的蒸發(fā)，并抑制雜草生長，但增溫性不及透明膜，地面覆蓋可明顯降低地溫、抑制雜草、保持土壤濕度[14]。筆者的試驗結(jié)果表明，白色降解膜（T1和T2處理）具有較好的保溫效果，黑色降解膜（T3處理）在大蒜春季花芽鱗芽分化期0～10 cm土層的溫度顯著低于T1、T2處理和CK，在鱗莖膨大期0～10 cm土層的溫度最低，但黑色膜具有較好的保墑效果，其0～10 cm土層的土壤含水量相對較高。由于黑色降解膜的保溫效果相對較差，所以T3處理的大蒜有凍害發(fā)生，其凍死苗率在嘉祥縣鄉(xiāng)情農(nóng)作物種植專業(yè)合作社和濟(jì)寧市高新區(qū)黃淮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心分別達(dá)18.92%和19.89%，同時，T3處理的大蒜單株葉片數(shù)、后期功能葉片數(shù)、地上假莖高、地上假莖粗、抽薹率、蒜薹單薹重和蒜薹產(chǎn)量等主要地上部農(nóng)藝性狀指標(biāo)以及鱗莖橫徑、鱗芽高和鱗莖盤直徑等主要鱗莖農(nóng)藝性狀指標(biāo)均顯著低于T1、T2處理和CK，而T1、T2處理和CK間主要地上部農(nóng)藝性狀和鱗莖農(nóng)藝性狀指標(biāo)均無顯著性差異；嘉祥縣鄉(xiāng)情農(nóng)作物種植專業(yè)合作社的干鱗莖產(chǎn)量以T1處理最高，為1 392.84 kg/667m2，顯著高于T3處理，其次是CK和T2處理，分別為1 239.41和1 181.64 kg/667m2，濟(jì)寧市高新區(qū)黃淮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心的干鱗莖產(chǎn)量也是T1處理最高，其次是T2處理和CK，分別為1 076.70、1 060.00和1 060.00 kg/667m2，且T1、T2和CK間沒有顯著性差異。

綜上，白色PBAT生物降解膜在促進(jìn)大蒜生長發(fā)育、保持地溫、促進(jìn)抽薹和鱗莖形成方面與普通地膜的效果相當(dāng)，可以在生產(chǎn)上推廣。

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（責(zé)任編輯：肖光輝）