全生物降解膜对土壤水分、温度及杏树生长的影响1)

鲁珊　　　　　于瑞德　杨美琳　王青青　冯如

(新疆师范大学，乌鲁木齐,830054)　　　　　　　　　(中国科学院新疆生态与地理研究所)



全生物降解膜对土壤水分、温度及杏树生长的影响1)

鲁珊于瑞德杨美琳王青青冯如

(新疆师范大学，乌鲁木齐,830054)(中国科学院新疆生态与地理研究所)

摘要为研究干旱区林果业中杏树覆盖全生物降解膜的调温保墒效果，在吐鲁番市亚尔乡上湖村杏树林设置覆全生物降解膜区和无膜区，分别对覆膜区与无膜区土层深(H)0

关键词全生物降解膜；新疆小白杏；土壤含水量；土壤温度；生长指标

分类号S152.7+5;Q945.3

Effects of Full Biodegradable Mulch Film on Soil moisture, Temperature and Growth of thePrunusarmeniacaL.//

Lu Shan

(Xinjiang Normal University, Urumchi 830054, P. R. China); Yu Ruide, Yang Meilin, Wang Qingqing, Feng Ru(Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(5)：44-47.

We evaluated the effects of biodegradable film on soil temperature and soil water retention in an apricot orchard of an arid area. Apricot trees growing in an arid area in Turpan, Xinjiang, China were subjected to two treatments including full biodegradable film and no mulch. We measured the soil temperature and water content at three depths (H): 0

KeywordsBiodegradable film; Apricot; Soil water content; Soil temperature; Growth indicator

覆盖地膜具有保水、保温、早熟、增产、防止水土流失、控制土壤盐碱度等作用[1]，目前在干旱半干旱地区被广泛应用，已成为一项重要的农业增产技术措施[2]。新疆地膜覆盖面积年均达到233多万hm2，每年使用地膜达15万t左右[3]。然而残膜已导致部分农田生态环境遭受破坏，应用可降解农膜势在必行[3-4]。全生物降解膜全为淀粉基天然高分子型生物降解膜，在自然条件下完全降解,不产生环境污染问题[5-7]。

全生物降解膜的覆膜研究主要集中于玉米、棉花、花生、小麦等作物，研究显示其增产效果明显[8-11]。而涉及林果业的全生物降解膜覆盖技术的研究相对较少。本研究通过观测覆盖全生物降解膜作用下土壤水热及杏树幼苗的各项生长指标，探究全生物降解膜覆膜作用下，土壤含水量、土壤温度的变化及杏树幼苗生长状况的差异，以为全生物降解膜的推广应用提供科学的参考，为提高水资源的利用率及林果业的发展提供科技支撑。

1试验区概况

试验地位于新疆吐鲁番地区吐鲁番市亚尔乡上湖村西北方向约2.95 km处的生物降解膜节水种植技术示范区(42°59′152″～42°59′405″N，89°04′822″～89°04′853″E)，海拔108 m。试验地面积共6 000 m2，共设两个试验区，每试验区3 000 m2。该试验地热量丰富，≥0 ℃积温为5 736.1 ℃,≥40 ℃极热日为106 d，无霜期最长达246 d，降水稀少，历年平均降水量仅16.5 mm[12-13]，该区为典型的暖温带干旱荒漠气候。试验区土壤为漠土纲的棕漠土，土壤熟化程度差，肥力水平低，土壤有机质质量分数为0.78%；pH值为7.24；速效氮质量分数为2.94 mg·kg-1；速效磷质量分数为6.54 mg·kg-1；速效钾质量分数为28.07 mg·kg-1。

2材料与方法

试验所用的全生物降解膜由新疆德华生态有限公司提供。选用亚尔乡育苗基地的新疆小白杏(PrunusarmeniacaL.)3年生苗作为试验材料。

田间填埋试验：本试验共分两块试验区，为无膜传统种植区和覆全生物降解膜区，每试验区各3 000 m2。在2011年春季对两块试验区进行多次翻挖,而后在试验区内挖长×宽为70.0 m×1.5 m的定植沟，并在定植沟内挖长×宽×高为1 m×1 m×1 m的定植穴。在定植穴内铺设全生物降解膜(套袋型，规格为760 mm×500 mm)，于2011年10月份对杏树幼苗定植，定植的杏树幼苗苗龄均为3 a，定植时行距为4 m，株距为3 m。两试验区灌溉模式均为大水漫灌，灌溉次数为1个月2次，每个试验区的灌溉量均为360 t·次-1。两个试验区采用完全相同的管理方式。

测定指标与方法：于2015年4月份从杏树抽新叶时开始到6月份果期结束时为止，每30 d进行一次测定，持续观测3个月。试验分别持续观测了试验区土壤水分、土壤温度及杏树的各项生长指标。其中土壤水分、温度的测定是采用五点法在两个试验区分别选取样点。用土壤墒情速测仪分别在每个样点对距地表0

杏树各项生长指标观测时将杏树按其基径(D)大小分为3个径级，20 mm≤D<50 mm为第Ⅰ径级，50 mm≤D<80 mm为第Ⅱ径级，80 mm≤D<110 mm为第Ⅲ径级。在覆膜区和无膜区每一个径级选取5株长势良好的杏树，每株杏树分别从东、西、南、北4个方向测量其新梢长度、新梢宽度、新梢叶片数、从新梢顶端展开叶开始第6节叶片的叶面长和叶面宽、叶质量、基径。

数据处理与分析：采用SPSS17.0软件进行单因素方差分析统计，并用Excel2007软件作图。

3结果与分析

3.1不同处理对土壤水温的影响

由表1可以看出，覆盖有全生物降解膜的杏树试验区，各个土层深度的土壤含水量均高于无覆膜的对照区。覆膜区较无膜区3个月中0

4月份杏树处于花期结束开始坐果的时期，覆膜区3个土层深度的土壤温度均高于无覆膜区，且差异性显著。这个时期覆膜的保温作用可以促进杏树的坐果。5、6月份吐鲁番地区处于高温时期，5月份覆膜区较无膜区各土层土壤温度都有所降低且差异性显著。6月份0

表1　不同观测时间样地覆膜与否对土壤含水量、温度的影响

注:表中数据为平均值±标准误；同行不同字母表示差异显著(P<0.05)。

3.2不同处理对杏树生长的影响

由表2可以看出，生物降解膜覆膜作用下显著提高了杏树的基径，且较无膜区差异性显著。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ径级覆膜区较无膜区平均基径分别增加了11.86%、9.84%、11.80%。覆膜对Ⅰ、Ⅲ径级杏树基径增大的促进作用更加明显。覆膜处理后的杏树新梢各项生长指标均大于无覆膜的对照区。对于新梢长度，覆膜区3个径级较无膜区均差异性显著，分别增加了66.45%、53.02%、25.40%。对于新梢宽度，覆膜区只有Ⅰ径级的杏树新梢宽度显著高于无膜区，Ⅱ、Ⅲ径级的杏树新梢宽度差异性不显著。对于新梢叶片数，覆膜区3个径级较无膜区均差异性显著，分别增加了72.18%、45.21%、25.41%。对于叶面长，覆膜区较无膜区在Ⅰ、Ⅲ径级差异性显著。覆膜区平均叶面长≥6 cm，无膜区平均叶面长≤6 cm。对于叶面宽，覆膜区较无覆膜区在Ⅰ、Ⅱ径级差异性显著，第Ⅲ径级有所增加，但差异性不显著。覆膜区平均叶面宽≥4 cm，而无膜区平均叶面宽≤4 cm。叶质量方面，覆膜区较无膜区均有所增加，各径级分别增加了111.69%、5.11%、17.56%。其中Ⅰ径级覆膜区叶质量较无膜区增加极显著。

表2　样地覆膜与否对杏树生长的影响

处理叶面长/cmⅠ级Ⅱ级Ⅲ级叶面宽/cmⅠ级Ⅱ级Ⅲ级叶质量/mgⅠ级Ⅱ级Ⅲ级CK(4.83±0.44)a(5.69±0.28)a(5.81±0.21)a(3.25±0.31)a(3.64±0.21)a(3.99±0.17)a(163.0±23.5)a(402.0±26.7)a(467.0±37.4)a覆膜(6.11±0.24)b(6.02±0.24)a(6.68±0.28)b(4.41±0.23)b(4.42±0.23)b(4.39±0.22)a(344.0±31.9)b(422.0±28.2)a(549.0±25.3)b

注:表中数据为平均值±标准误；同行不同字母表示差异显著(P<0.05)。

4结论与讨论

目前，干旱区水资源利用率较低，造成了水资源的严重浪费，干旱区林果业的发展应依靠科技进步，全面开展节水保水工作[14]。王星[15]、范辉[16]等研究发现生物降解膜可以有效的蓄水保墒。本研究中，覆盖全生物降解膜与无覆膜相比，生长季中不同深度土壤含水量均有所提高，与以上研究所得结论一致。龚双凤[17]、胡伟[18]等研究表明，生物降解膜可以有效的保温。本研究发现，在杏树坐果期的4月份，覆膜可以有效地起到保温的作用，从而促进杏树的坐果。5、6月份研究区处于高温天气，覆膜区土壤温度均低于无覆膜区，覆膜可以降低高温对于杏树产生的不利影响。与以上研究相比，本研究发现全生物降解膜可以依据外部气温调节土壤温度。从而说明，全生物降解膜可以有效地调节土壤水温、蓄水保墒。

基径是反映杏树整体生长状况的重要指标之一[19]。覆膜可以显著地促进杏树基径的增长，并使整体径级分布偏向于大径级。大径级有助于水分和养分的运输，覆膜又能显著地增加土壤含水量，使土壤中有充足的水分以确保水分的运输，而大径级杏树具有更多的叶片，可以在光合作用下积累更多的养分。从而使得水分的运输与养分的积累形成一个良性循环。新梢的主要作用是使植株更好地利用光照和空气，同时也可以输送水分和养分以及贮藏养分，是反映杏树整体长势的重要指标之一[19]。本研究发现，覆膜可以促进杏树新梢长度、宽度的增加，不同径级的杏树新梢长度都呈显著性增长。叶是植物进行光合作用的主要器官，叶的大小直接影响光合作用、蒸腾效率以及干物质量的积累[20]。叶片数量的多少同样影响植物的光合作用[19]。覆膜区3个径级的杏树新梢叶片数都显著增加，提高了覆膜区整体的光合效率，使覆膜区的杏树能够积累更多的干物质量。同时覆膜区较无膜区叶面长、宽也有所增加，这就进一步增加了覆膜区叶片的光合面积，提高了该区杏树的光合效率。

全生物降解膜的应用可以有效地提高土壤含水量，调节土壤温度,从而改善土壤的水热状况，使其更适宜果树的生长。同时全生物降解膜的覆盖对果树的各项生长指标均具有促进作用，可显著提高杏树的整体长势。因此，全生物降解膜在干旱区林果业发展中具有良好的应用前景，可推广应用。

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收稿日期：2015年9月22日。

第一作者简介：鲁珊，女，1991年3月生，新疆师范大学生命科学学院，硕士研究生。 E-mail：ls798798@163.com。通信作者：于瑞德，中国科学院新疆生态与地理研究所，研究员。E-mail:838941968@qq.com。

1)新疆维吾尔自治区科技计划项目(Y342131001)、中国科学院千人计划科研经费资助(Y372051001)。

责任编辑：任俐。