6种降解地膜在3种作物上的应用初报

冯 涛，殷晓燕，马 栋，孙向春

（甘肃省酒泉市农业科学研究院，甘肃 酒泉 735000）

地膜覆盖作为一种农作物增产、农业增收的重要技术，解决了农业生产中干旱少雨，水资源匮乏、热量不足的难题。地膜覆盖技术尤其是全膜双垄沟播技术的应用，为甘肃省农业生产发展做出了不可替代的贡献［1-5］。地膜覆盖在带来农业增产、农民增收的同时，也造成了塑料残膜大量累积，给农业生产环境造成了严重污染。残留的地膜废弃物在土壤中形成阻隔层造成农作物减产，也给人居环境造成了危害。残膜废弃物存在于土壤中还会造成地下水资源污染，夹杂在农作物秸秆中的残膜废弃物威胁到草食畜动物的生命安全。为减少残膜危害，国家出台了地膜回收补助政策，但因收集不易、经济效益低下等原因，地膜残留现状没有根本改变。

降解地膜作为一种替代普通地膜的新型技术，具有普通地膜同等效果，还具有自然降解速度快、降解物质无污染、水分利用率高等好处［6-7］，在国外已应用多年，目前我国在山西、山东、新疆等地得到了广泛应用，并取得良好效果。从2013年开始，甘肃省为降低普通地膜造成的环境污染，在定西、天水、庆阳等地进行了降解地膜初步试验，取得了阶段性成效。河西走廊是甘肃省重要的农业生产区，地膜覆盖面积随着农业生产的发展在逐年增加，据不完全统计，河西走廊耕地面积57.97万hm2，地膜覆盖面积48.57万hm2，年地膜使用量达到2.55万t，连年的残膜积累，造成的环境污染问题十分严重。2014年酒泉市农业科学研究院引进国内6种降解地膜，在辣椒、洋葱、玉米等3种作物上开展了试验研究，以期为可降解地膜在河西走廊的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试降解地膜有6种，分别为山西省农业科学院生产的降解地膜（简称山科膜），广州（甘肃）达华节水材料公司生产的可控生物降解地膜（简称达华膜），青岛康文生物材料有限公司生产的降解地膜乐卫土A、乐卫土AA、乐卫土F、乐卫土FF，以兰州宏达塑料公司生产的普通地膜为对照。供试地膜除山科膜规格为厚0.008 mm、幅宽1.4 m外，其余均为厚0.008 mm、幅宽1.2 m。指示作物辣椒品种为螺丝椒零号，洋葱品种为黄皮6号，玉米品种为先玉335。

1.2 试验方法

1.2.1 6种降解地膜在辣椒上的应用试验 试验共设7个处理，处理1为山西省农业科学院生产的降解地膜，处理2为广州（甘肃）达华节水材料公司生产的可控生物降解地膜，处理3为降解地膜乐卫土A，处理4为降解地膜乐卫土AA，处理5为降解地膜乐卫土F，处理6为降解地膜乐卫土FF，处理7为普通地膜。试验随机区组排列，3次重复，小区面积为20 m2。采用育苗移栽半膜垄作沟灌栽培方式。

1.2.2 6种降解地膜在洋葱上的应用试验 试验设计同1.2.1。采用育苗移栽半膜平作栽培方式。

1.2.3 6种降解地膜在玉米上的应用试验 试验设计同1.2.1。采用半膜平作栽培方式。

试验均在酒泉市农业科学研究院试验基地进行。各作物的种植、覆膜及田间管理措施均按酒泉当地常规方式进行。

1.3 测定指标

在辣椒第1次采收期、第2次采收期、第3次采收期、第4次采收期，洋葱叶生长期、鳞茎膨大期、倒伏期、成熟期，玉米苗期、大喇叭口期、成熟期分别利用综合测定仪测定各处理0～10 cm土壤含水量、温度。按小区测量各作物的产量。每小区固定1 m2样点在覆膜前和收获后测量地膜重量，计算各降解地膜的分解情况即降解率，其计算公式如下：

降解率（失重率）（%）=［（地膜初始重量-产后取样地膜重量）/地膜初始重量］×100

g/kg表1 辣椒不同时期各处理的土壤含水量①

2 结果与分析

2.1 保墒效果

2.1.1 辣椒 从表1可以看出，除第4次采收期处理2的土壤含水量与对照持平外，其余各时期各处理的土壤含水量均高于对照。在第1次采收期，各处理的土壤含水量以处理1最高，为143 g/kg，较对照增加8 g/kg；其余各处理较对照增加1～4 g/kg。在第2次采收期，各处理的土壤含水量以处理5最高，为146 g/kg，较对照增加67 g/kg；其余各处理较对照增加1～31 g/kg。在第3次采收期，各处理的土壤含水量以处理1最高，为175 g/kg，较对照增加23 g/kg；其余各处理较对照增加3～14 g/kg。第4次采收期，各处理的土壤含水量以处理1最高，为112 g/kg，较对照增加9 g/kg；其余各处理除处理2与对照持平外，余者较对照增加1～6 g/kg。处理5在第2次采收期的土壤含水量明显优于其它处理，在其它采收期土壤含水量差异不大。

2.1.2 洋葱 从表2可以看出，在洋葱叶生长期各处理的土壤含水量以处理5最高，为162 g/kg，较对照增加20 g/kg；以处理2最低，为127 g/kg，较对照减少15 g/kg；其余各处理较对照增加-7～16 g/kg。鳞茎膨大期以处理6最高，为142 g/kg，较对照增加5 g/kg；以处理2最低，为100 g/kg，较对照减少37 g/kg；其余各处理较对照增加-24～3 g/kg。倒伏期以处理5最高，为178 g/kg，较对照增加32 g/kg；以处理1最低，为141 g/kg，较对照减少5 g/kg；其余各处理较对照增加-2～25 g/kg。成熟期以处理4最高，为144 g/kg，较对照增加14 g/kg；以处理1最低，为110 g/kg，较对照减少20 g/kg；其余各处理较对照增加-7～11 g/kg。2.1.3 玉米 从表3可以看出，在玉米苗期各处理的土壤含水量以对照最高，为154 g/kg，其余各处理较对照减少8～44 g/kg。大喇叭口期以处理3最高，为128 g/kg，较对照增加28 g/kg；其余各处理较对照增加7～20 g/kg。成熟期以处理4、处理5、处理7（CK）最高，均为162 g/kg，其余处理较对照减少4～21 g/kg。

从各处理在不同作物上不同时期的整体保墒情况来看，与对照普通地膜相比较，6种降解地膜都有一定的保墒作用，但综合考虑认为处理5保墒效果相对较好。

表3 玉米不同时期各处理的土壤含水量 g/kg

表2 洋葱不同时期各处理的土壤含水量 g/kg

表4 辣椒不同时期各处理的土壤温度 ℃

2.2 增温效果

2.2.1 辣椒 从表4可以看出，在辣椒各生育时期，各降解地膜均表现出不同程度的增温效果。在第1次采收期，各处理的土壤温度以处理3最高，为20.2℃，较对照提高0.4℃；处理4、处理6较对照分别提高0.3、0.2℃；其余处理与对照相同。在第2次采收期，以处理3、处理6最高，均为19.8℃，较对照提高0.3℃；处理2、处理4与对照相同；处理1、处理5较对照分别提高0.1、0.2℃。在第3次采收期，除处理4与对照相同外，其余处理均较对照提高0.2℃。在第4次采收期，以处理4、处理6最高，均为18.2℃，较对照提高0.8℃；处理5最低，较对照降低0.1℃；其余处理较对照提高0.1～0.3℃。

2.2.2 洋葱 从表5可以看出，在洋葱叶生长期，以处理4、处理5地温最高，均为19.8℃，较对照提高4.7℃；其余处理较对照提高4.0～4.4℃。鳞茎膨大期除处理6较对照提高0.3℃、处理3与对照相同外，其余处理较对照降低0.1～0.8℃。倒伏期以处理4最高，为20.7℃，较对照提高0.4℃；处理2最低，较对照降低0.6℃；其余处理较对照提高0.1～0.3℃。成熟期除处理5较对照提高0.4℃外，其余处理较对照降低0.2～1.0℃。

2.2.3 玉米 从表6可以看出，在玉米各个生长阶段，各处理的增温性能基本一致。在玉米苗期，除处理5较对照提高0.6℃外，其余处理较对照降低0.1～0.4℃。大喇叭口期除处理3、处理4分别较对照提高0.1、0.2℃外，其余处理均较对照降低0.1℃。成熟期除处理4与对照相同外，其余处理较对照降低0.1～0.3℃。

从整体情况来看，各处理间在对不同作物上的保温情况无明显差异。

表5 洋葱不同时期各处理的土壤温度 ℃

表6 玉米不同时期各处理的土壤温度 ℃

2.3 产量

2.3.1 辣椒 从表7可以看出，各降解地膜处理的辣椒较对照都有不同程度的增产，其中以处理1折合产量最高，为78 285 kg/hm2，较对照增产6.78%；处理2次之，为77 600 kg/hm2，较对照增产5.84%；其余处理较对照增产0.03%～5.23%。对产量进行方差分析结果表明，处理1、处理2、处理3、处理5之间差异不显著，与处理4差异也不显著，但与处理6、对照差异显著；处理4与处理6、对照差异不显著。

2.3.2 洋葱 从表7可以看出，各降解地膜处理的洋葱较对照都有不同程度的增产，其中以处理2增产最为明显，折合产量达103 100 kg/hm2，较对照增产20.95%；处理1次之，折合产量达95 800 kg/hm2，较对照增产12.39%；其余处理较对照增产0.20%～10.84%。对产量进行方差分析结果表明，处理2与处理1差异显著，与其余处理差异极显著；处理1与处理3、处理4差异不显著，但与处理5、处理6、对照差异极显著。

2.3.3 玉米 从表7可以看出，各降解地膜处理的玉米较对照也都有不同程度的增产，其中以处理2折合产量最高，为20 458 kg/hm2，较对照增产5.32%；处理5次之，折合产量达20 465 kg/hm2，较对照增产5.22%；其余处理较对照增产0.13%～4.29%。对产量进行方差分析结果表明，处理2与处理5、处理1、处理4差异不显著，与处理3、处理6、对照差异显著。

从各处理对不同作物的产量的整体影响来分析，使用降解地膜较对照都有不同程度的增产效果。

2.4 作物收获后地膜的降解情况

2.4.1 辣椒 从表8可以看出，6种降解地膜在辣椒产后都有不同程度的降解。其中以处理2的降解率最高，为16.21%，较对照增加16.21百分点；处理3次之，为8.89%，较对照增加8.89百分点；处理5居第3，为8.75%，较对照增加8.75百分点；其余处理为0.36%～4.52%。

2.4.2 洋葱 从表8可以看出，6种降解地膜在洋葱产后也都有不同程度的降解。其中以处理2的降解率最高，为21.83%，较对照增加21.83百分点；处理3次之，为7.29%，较对照增加7.29百分点；处理1居第3，为6.08%，较对照增加6.08百分点；其余处理为0.66%～3.87%。

2.4.3 玉米 从表8可以看出，6种降解地膜在玉米产后也都有不同程度的降解。其中以处理2的降解率最高，为2.01%，较对照增加2.01百分点；处理1次之，为1.85%，较对照增加1.85百分点；处理6居第3，为1.62%，较对照增加1.62百分点；其余处理为0.07%～1.02%。

表7 不同处理各作物的产量

表8 不同处理各作物的降解地膜降解情况比较

3 小结与讨论

1） 6种降解地膜在辣椒、洋葱、玉米3种作物生长过程中，与对照普通地膜相比较，具有不同程度的增温、保墒、增产效果。其中在辣椒上以使用山西省农业科学院生产的降解地膜和广州（甘肃）达华节水材料公司生产的可控生物降解地膜的处理折合产量较高，分别为78 285、77 600 kg/hm2，较对照分别增产6.78%、5.84%；在洋葱上，以使用广州（甘肃）达华节水材料公司生产的可控生物降解地膜的处理折合产量最高，为103 100 kg/hm2，较对照增产20.95%；在玉米上，以使用广州（甘肃）达华节水材料公司生产的可控生物降解地膜和青岛康文生物材料有限公司生产的的降解地膜乐卫土F的处理折合产量较高，分别为20 485、20 465 kg/hm2，较对照分别增产5.32%、5.22%。从降解效果来看，以广州（甘肃）达华节水材料公司生产的可控生物降解地膜降解效果较好，尤其在洋葱上应用较理想，降解率达21.83%；其次是辣椒，降解率为16.21%；最次是玉米，降解率仅为2.01%。说明降解地膜在低密度、矮秆作物上应用降解效果较好，而高秆作物由于密度大，全生育期遮阴，降解效果不明显。综合考虑认为，广州（甘肃）达华节水材料公司生产的可控生物降解地膜可在酒泉市低密度、矮秆作物生产上推广使用。

2） 由于本试验灌溉方式采取大水漫灌，灌溉冲积的淤泥覆盖在地膜表面，使地膜受光、受热收到影响，可能在一定程度上影响了降解效果的显现，因此不同灌溉方式下的降解效果还有待进一步试验。

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