可回收地膜和可降解地膜與普通聚乙烯地膜的應用對比分析

摘 要：為探尋最適合蔬菜生產(chǎn)的地膜，減少地膜對環(huán)境的污染，引導蔬菜產(chǎn)業(yè)綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展，以 4 種類型地膜，即普通聚乙烯地膜（厚度 0.01 mm）、可回收地膜 1（厚度 0.012 mm，聚乙烯加強地膜）、可回收地膜 2（厚度0.014 mm，聚乙烯加強地膜）、全生物降解膜（厚度 0.01 mm）為供試材料，以番茄品種普羅旺斯為供試作物，對比分析可回收地膜和可降解地膜與普通聚乙烯地膜的差異。結果表明，可回收地膜 2 在提高作物產(chǎn)量和促進植株生長方面具有明顯優(yōu)勢，并且可回收率最高；可降解地膜在作物生長過程中并沒有表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，但降解率可以達到96.20%，因此建議在蔬菜種植過程中，越冬茬和冬春茬蔬菜生產(chǎn)推薦使用高強度可回收地膜，蔬菜越夏和秋延生產(chǎn)推薦使用可降解地膜。

關鍵詞：地膜；蔬菜；土壤中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2025）03-164-05中 國 瓜 菜 2025，38（3）：164-168

Comparative test of recyclable and degradable mulching film and com mon polyethylene mulching filmWANG Xin， SUN Shengxue（Xi’an Agricultural Technology Extension Center， Xi’an 710061， Shaanxi， China）Abstract： In order to explore the most suitable mulching film for vegetable production and reduce the environmental pol lution of mulching film， four types of mulching film namely ordinary polyethylene mulching film（thickness 0.01 mm），recyclable mulching film 1（thickness 0.012 mm polyethylene reinforced mulching film）， recyclable plastic film 2（thick ness 0.014 mm polyethylene reinforced plastic film）， and the whole biodegradable film（thickness 0.01 mm）were used asthe test material， and tomato variety Provence was used as test crop， and the difference between recyclable and degradableplastic film and common polyethylene plastic film were compared and analyzed. The results showed that recyclablemulching film 2 can improve crop yield and plant growth during vegetable growth， and has the highest recovery rate. De gradable mulch film did not show advantage in the process of crop growth， but the degradation rate could reach 96.20%，Therefore， it is recommended to use high-strength recyclable mulch film for winter and spring vegetable production， andbiodegradable mulch film for summer and autumn vegetable production.

地膜覆蓋是蔬菜生產(chǎn)中的一項關鍵技術，可以提高土壤溫度，抑制雜草生長，降低土壤水分蒸發(fā)，防止土壤板結，從而降低棚室空氣濕度，減少病害的發(fā)生和流行，并對促進越冬和早春蔬菜的早熟增產(chǎn)效果顯著，目前在蔬菜生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛應用[1-3]。

隨著地膜覆蓋技術的迅速普及和應用，蔬菜產(chǎn)區(qū)殘膜積累量也急劇增加，當前蔬菜生產(chǎn)使用的地膜主要成分是聚乙烯和聚氯乙烯等化工合成的高分子聚合物，結構穩(wěn)定，很難被土壤微生物分解，通過自然降解需要 300～500 a（年）[4]。近年來，農(nóng)用地膜年投入量保持在 1.4×106～1.5×106 t[5]，由地膜引發(fā)的白色污染問題和土壤環(huán)境污染問題日趨嚴重，土壤質量下降。一是聚乙烯膜會破壞土壤團粒結構，使土壤孔隙度下降，容重升高，透氣性和透水性降低，從而造成土壤板結[6-7]；二是聚乙烯膜可以通過直接和間接作用，影響土壤微生物的豐度和群落結構，顯著降低土壤細菌、真菌和放線菌數(shù)量[8]；三是隨著聚乙烯膜的老化，會緩慢釋放出有毒的鄰苯二甲酸酯類化合物，并進入土壤，成為土壤中最常見的有機污染物之一[9]；四是有研究表明，隨著聚乙烯膜含量的升高，有機質、堿解氮、有效磷和有效鉀含量均有下降趨勢[10-11]。

為有效減輕普通地膜帶來的土壤環(huán)境污染問題，推動蔬菜產(chǎn)業(yè)高質量綠色發(fā)展，研究高強度可回收地膜和可降解地膜的應用技術，是控制地膜殘余污染的重要措施，對根除廢棄地膜對土壤面源污染有重大意義，高強度可回收地膜具有拉伸力強、易回收等特點，同時可降解地膜無需花費勞動力回收，省時省工，與當前蔬菜產(chǎn)業(yè)勞動力缺失的生產(chǎn)實際相符，對蔬菜輕簡化栽培具有現(xiàn)實意義[12]。曹艷春[13]研究表明，高強度地膜有利于棉花生長和產(chǎn)量提高，并且高強度地膜使用后仍具有較高強度，可回收性高。在梁曉陽等[14]研究的覆蓋類型對春玉米農(nóng)田鹽熱變化及產(chǎn)量的影響中，高強度地膜增溫效果顯著。生物降解膜的研究主要集中在玉米、馬鈴薯、花生等糧油作物上，研究結果表明，生物降解膜可以增加土壤溫度，縮短作物生育期，并提高產(chǎn)量[15]。目前高強度可回收地膜和生物降解膜在蔬菜上的應用研究較少。鑒于此，筆者結合蔬菜生長實際情況，針對高強度可回收地膜和生物降解膜的最大負荷、抗拉強度、斷裂伸長率和阻隔性，進一步明確作物對地膜功能的要求，探究不同地膜的可回收性、生物降解膜的降解性等，以及不同地膜對番茄生長和土壤質量的影響，以期為可回收地膜、生物降解膜替代普通地膜的使用和改良耕地質量提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于 2023 年 3－7 月在西安市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技展示中心 10 號日光溫室內(nèi)進行，試驗地地勢平坦，排灌條件較好。供試地膜分別為普通聚乙烯地膜（厚度 0.01 mm）、可回收地膜 1（厚度 0.012 mm的聚乙烯加強地膜）、可回收地膜 2（厚度 0.014 mm的 聚 乙 烯 加 強 地 膜 ）和 全 生 物 降 解 膜（ 厚 度0.01 mm）。供試地膜均由楊凌瑞豐環(huán)?？萍加邢薰咎峁?。供試作物為普羅旺斯番茄，是引進的荷蘭番茄品種。

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，設有 1 個對照（CK，普通聚乙烯農(nóng)用地膜）和 3 個處理（T1，可回收地膜 1；T2，可回收地膜 2；T3，生物降解膜），3 次重復，番茄種植行距 70 cm，株距 45 cm。每 3 壟為 1 個小區(qū)，面積為 50 m2 ，所有處理和對照施肥、灌溉條件相同，其他田間管理一致。

1.3 試驗方法

番茄定植 60 d 時，每個小區(qū)隨機選定 10 株用卷尺測量植株株高，用游標卡尺測量莖粗。株高為地面到生長點的高度；莖粗為第 1 片真葉下方 1 cm處莖的粗度。在番茄整個采收期，每次收獲記錄產(chǎn)量并登記，直至采收完全結束，并折算單位面積產(chǎn)量。

使用地溫計測量土壤 5、10 和 20 cm 深度的土壤溫度，每 2 周測定 1 次；使用烘干失重法測定土壤含水量。

作物收獲后，收集各處理殘膜并剪取 20 cm×20 cm 大小，使用濟南米萊儀器有限公司的農(nóng)用地膜拉伸性能測試儀（型號：MTL-500N）進行薄膜拉伸性能測定，各 3 次重復。

取生物降解地膜 6 塊，并對每塊進行標記。在萬分之一電子天平上，稱出每塊的質量后，剪成10 cm×10 cm 左右的小塊。3 月 21 日，在田間種植壟中間，挖出 6 個深度 20 cm、寬度 40 cm、長度 50 cm左右的溝，在溝底鋪上網(wǎng)，覆上 2 cm 的土層后，鋪上已稱過質量標記過的 1 塊生物降解地膜，然后再覆土，整理好壟面，正常栽種番茄。拉秧后，不種下茬蔬菜，保持試驗區(qū)域不動，4 個月后第一次取樣，以后每間隔 1 個月取 1 次地膜（碎成小片的也要全部清理出來）。用自封袋取回，清洗，室內(nèi)干燥后，在萬分之一天平上稱質量 ，計算降解率。降解率/%=（地膜初始質量-取樣后地膜質量）/地膜初始質量×100。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 Excel 2013 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行初步處理和圖表制作，采用 SPSS 20 軟件進行方差分析和多重比較（LSD 法）。

2 結果與分析

2.1 不同類型地膜對土壤溫度的影響

由表 1 可知，經(jīng)過對不同深度的地溫比較發(fā)現(xiàn)，地膜的增溫作用在土壤深度為 5 cm 處比較明顯，隨著土壤深度的增加而減弱，地膜在土壤深度20 cm 處幾乎沒有增溫作用。通過對同一深度的地溫比較發(fā)現(xiàn)，可回收地膜 2（T2）增溫效果最明顯，與其他 3 種地膜相比存在顯著差異。以上結果表明，地膜厚度越厚增溫效果越明顯，生物降解膜保溫效果不明顯。

2.2 不同類型地膜對土壤含水量的影響

由表 2 可知，地膜覆蓋均有保持土壤含水量的作用，不同地膜保濕效果不同，通過比較發(fā)現(xiàn)，除了4 月 21 日，可回收地膜 1（T1）處理的土壤含水量均顯著高于普通地膜和生物降解膜；可回收地膜 2（T2）處理在 5 月 5 日、5 月 19 日和 6 月 16 日的土壤含水量顯著高于普通地膜；生物降解膜保持土壤水分能力最弱，與普通地膜無顯著差異，僅在 5 月 5日高于普通地膜。

2.3 不同類型地膜對植株生長及產(chǎn)量的影響

由表 3 可知，不同地膜覆蓋對番茄植株長勢和產(chǎn)量的影響存在差異，其中覆蓋可回收地膜 2 的番茄株高和產(chǎn)量最高，其次為可回收地膜 1，二者的產(chǎn)量均顯著高于生物降解膜和普通地膜，覆蓋生物降解膜的番茄株高和產(chǎn)量與普通地膜均無顯著差異。不同地膜覆蓋對番茄莖粗的影響無顯著差異。以上結果表明，覆蓋可回收地膜，對番茄產(chǎn)量提高具有顯著的促進作用。

2.4 不同類型地膜使用后的拉伸性能比較

由表 4 可以看出，不同類型地膜在使用后，力學性能有很大區(qū)別。其 中，可回收地膜 2 的最大負荷最大，顯著高于其他地膜，生物降解膜的最大負荷最低，顯著低于其他地膜；可回收地膜 2 的抗拉強度最高，顯著高于其他地膜，生物降解膜的抗拉強度最低，顯著低于其他地膜；可回收地膜 2 的斷裂伸長率最高，顯著高于其他地膜，可回收地膜 1的斷裂伸長率其次，顯著高于普通地膜和生物降解膜，普通地膜的斷裂伸長率最低，與生物降解膜無顯著差異。

2.5 可降解地膜降解性能測定

由圖 1 可以看出，自 4 月 1 日，可降解地膜埋入土壤中以后，8 月 1 日之前降解率較低，僅為7.62%；8 月 1 日到 9 月 1 日，降解率快速升高，可能是因為這個時期蔬菜大棚處于高溫燜棚階段，棚內(nèi)溫度較高，分解較快；10 月 1 日到 11 月 1 日，分解也較快，可降解地膜的最終降解率為 96.20%。

3 討論與結論

通過對 4 種地膜的應用效果進行對比，發(fā)現(xiàn)不同地膜覆蓋對土壤均有保溫效果，但是增溫作用在土壤深度 5 cm 處比較明顯，然后增溫作用隨著土壤深度的增加而減弱，但是可回收地膜 2（厚度0.014 mm 的聚乙烯加強地膜）增溫效果優(yōu)于其他地膜，可能與該地膜的厚度最厚、保溫效果較好有關。地膜覆蓋均有保持土壤含水量的作用，可回收地膜保持水分的效果較好，與可回收地膜厚度較厚有關。覆蓋可回收地膜 2 的番茄株高和產(chǎn)量最高，因為可回收地膜 2 的保溫保濕效果好，有效積溫高，促進了植株生長和產(chǎn)量提高。不同類型地膜在使用后，力學性能有很大區(qū)別，可回收地膜 2 的最大負荷最大，抗拉強度最高，斷裂伸長率最高，這與羅劍洪等[16] 在不同厚度地膜覆蓋對棉花產(chǎn)量及品質的影響中，采用 0.010 mm 地膜覆蓋的棉花花鈴期的地溫與土壤含水量較 0.008 mm 的地膜處理高10.04%和 13.33%、殘膜回收率提高 10.0%的研究結果一致，從地膜殘留污染角度，研究高強度地膜回收試驗具有一定意義。盡管可降解地膜在提高土溫和土壤含水量及促進植株長勢等方面并沒有表現(xiàn)出優(yōu)勢，但是降解率可以達到 96.20%，這與韓文賀等[17] 的研究結果一致。

可回收地膜 2（厚度 0.014 mm 的聚乙烯加強地膜）在蔬菜生長過程中表現(xiàn)出優(yōu)良的特性，拉伸性能也最強，在作物生長后期，可回收地膜 2 的可回收率最高，所以要積極倡導廣大種植戶使用厚度大于 0.01 mm 的高標準地膜，厚度越厚，使用效果越好，回收程度越高。在越冬茬、冬春茬蔬菜生產(chǎn)中，由于溫度較低，生產(chǎn)難度大，根據(jù)試驗結果可以看出，冬春蔬菜生產(chǎn)可以使用較厚地膜，用以提高地溫?？山到獾啬げ捎酶咧辨湹矸奂捌渌烊桓叻肿硬牧现谱鞫?，分解率達到 96.20%，由于增溫作用不明顯，在蔬菜越夏生產(chǎn)和秋延生產(chǎn)中，由于溫度較高引起生產(chǎn)難度大，可以使用可降解地膜，并且生物降解膜在自然環(huán)境條件下可被細菌、真菌和放線菌等微生物降解，最終分解成 CO2和 H2O，不會對土壤造成污染[18-19] 。

綜上所述，建議在蔬菜種植過程中，越冬茬和冬春茬蔬菜生產(chǎn)推薦使用高強度可回收地膜，蔬菜越夏和秋延生產(chǎn)推薦使用可降解地膜。

參考文獻

[1]魏萬成，戴飛，張鋒偉，等．西北旱區(qū)玉米不同覆膜方式下土壤水熱效應數(shù)值模擬研究[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2020，38（1）：13-21．

[2]王奇，扶亞芳，司雷勇，等．不同膜上遮擋措施對旱地玉米土壤理化性狀及產(chǎn)量的影響[J]．作物學報，2021，47（2）：359-367．

[3]黃燦，江麗，陳鑫，等．地膜覆蓋和育苗移栽技術對農(nóng)作物產(chǎn)量和水熱資源利用的影響[J]．中國農(nóng)業(yè)大學學報，2018，23（12）：1-12．

[4]趙巖，陳學庚，溫浩軍，等．農(nóng)田殘膜污染治理技術研究現(xiàn)狀與展望[J]．農(nóng)業(yè)機械學報，2017，48（6）：1-14．

[5]戚瑞敏，劉勤，王旭峰，等．高強度地膜應用對棉花生產(chǎn)及地膜回收的影響[J]農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2022，39（5）：923-930．

[6]解紅娥，李永山，楊淑巧，等．農(nóng)田殘膜對土壤環(huán)境及作物生長發(fā)育的影響研究[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2007，26（增刊 1）：153-156．

[7]王志超，李仙岳，史海濱，等．農(nóng)膜殘留對土壤水動力參數(shù)及土壤結構的影響[J]．農(nóng)業(yè)機械學報，2015，46（5）：101-106．

[8]李青軍．土壤殘膜對棉花生長及土壤微生物活性的影響[D]．新疆石河子：石河子大學，2008．

[9]王凱榮，崔明明，史衍璽．農(nóng)業(yè)土壤中鄰苯二甲酸酯污染研究進展[J]．應用生態(tài)學報，2013，24（9）：2699-2708．

[10] 張丹，劉宏斌，馬忠明，等．殘膜對農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量及微生物特征的影響[J]．中國農(nóng)業(yè)科學，2017，50（2）：310-319．

[11] 祁虹，趙貴元，王燕，等．我國棉田殘膜污染危害與治理措施研究進展[J]．棉花學報，2021，33（2）：169-179．

[12] 王進先．高強度可降解地膜應用前景分析[J]．新疆農(nóng)業(yè)科技，2010（1）：15-16．

[13] 曹艷春．高強度地膜在農(nóng)業(yè)面源污染防控的減量增效作用探析[J]．農(nóng)業(yè)與技術，2023，43（18）：34-37．

[14] 梁曉陽，沈欣，王傳娟，等．覆膜類型對春玉米農(nóng)田鹽熱變化及產(chǎn)量的影響[J]．排灌機械工程學報．2023，41（11）：1179-1188．

[15] 張明明，周迎鑫，陳敬文，等．可降解地膜分類與研發(fā)應用現(xiàn)狀[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2024，43（6）：1278-1287．

[16] 羅劍洪，羅巧，王冀川，等．不同厚度地膜覆蓋對棉花產(chǎn)量及品質的影響[J]．新疆農(nóng)墾科技，2019，42（11）：8-10．

[17] 韓文賀，陳強，李超，等．可降解生態(tài)地膜在滕州馬鈴薯上的應用研究[J]．東北農(nóng)業(yè)科學，2024，49（2）：75-80．

[18] 嚴昌榮，劉恩科，舒帆，等．我國地膜覆蓋和殘留污染特點與防控技術[J]．農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2014，31（2）：95-102．

[19] 郭波，楊振興，何文清，等．生物可降解地膜的應用效果及存在問題[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2023，44（11）：977-994．