生物降解液态地膜覆盖对耕层土壤含水率的影响

郝晶

可降解液态地膜（简称液膜）是一种乳状悬浮液，兑水喷施在土壤表层形成一层胶状薄膜，使土壤颗粒联结起来，起到全部或部分覆盖地表，抑制或降低土壤水分蒸发的作用。笔者选取三种阜新地区常用的地膜与液态地膜进行土壤含水量的对比试验，为进一步为探究生物可降解液态地膜在农业生产上的优势提供理论基础。

一、材料与方法

1.试验地概况

试验于2015年3—11月在辽宁省阜新蒙古族自治县进行。该县年均气温7.1—7.6℃，降水量480mm，蒸发量1770mm，降水量年内分配不均，夏季占68.5%，三旱（春、伏、秋）频繁，春旱严重。作物生育期平均气温20.2℃，≥10℃积温日数为169天d，有效积温3298.3℃，无霜期144天，生理辐射量284.3千焦，平方厘米，生育期日照时数1295.8小时。

2.试验设计

设旱棚水分控制微区试验，在晴天时保持敞开，雨天时遮盖顶棚和四周，防止降水进入。微区面积为120cm×100cm，深80cm，四周用高分子树脂材料包裹相隔，防止水分和养分的侧渗。土壤类型为褐土，质地为砂壤土。供试作物为花生，品种为白沙1016，微区种植两行，行距50cm，每行10穴，每穴2株。地表覆盖材料分别为液态生物降解膜、粉剂降解膜、聚乙烯膜、纤维黑色纸膜，以露地种植为对照，共5个处理，4次重复，随机区组排列，处理设置见表4。具体操作过程：液态生物降解膜经兑水稀释，用电动喷雾器喷洒于地面；粉剂降解膜兑水溶解稀释后，用电动喷雾器喷洒于地面；聚乙烯膜和纤维黑色纸膜采用平铺方法覆盖于地表。

3.测定项目与方法

土壤水分测定：在花生苗期至结荚期，测定0—30cm土层土壤含水量，每隔5cm土层取样；在不同生育期（播种期、苗期、花针期、结荚期、饱果期）测定0—80cm土层的土壤含水量，间隔20cm土层取样。取样重复4次。土壤重量含水量用105%恒温烘箱烘干称重测定。

二、结果分析

不同时期30cm土层土壤含水量，在15—25cm处，含水量明显降低，这是由于作物根系主要部分集中于15—25cm土层，对土壤水分的吸收量大所致。在苗期，即播后10天与17天土壤含水量变化趋势类似，以播后17天为例，0—5cm土层，液态生物降解膜与对照差异显著，液态生物降解膜、聚乙烯膜的含水量占田间持水量（按20%计算）的63%和60%，较对照含水量（占田间持水量的57%）高10.6%和4.5%。5—10cm土层，纤维黑色纸膜、对照比液态生物降解膜含水量高8.5%，8.2%，差异显著。这是由于液态生物降解膜、粉剂降解膜、聚乙烯膜覆盖，较裸地种植土壤表面孔隙度减小，减慢入渗速度，减少了灌水后土壤水分入渗量，导致不同土层土壤水分的增加量较小，表现出对照含水量较高。10—15cm土层，纤维黑色纸膜、对照比粉剂降解膜高17.6%，12.8%，差异显著；15—20cm土层，对照含水量（占田间持水量的70%）比其他处理高9.6%—18.2%，差异显著；25—30cm土层，纤维黑色纸膜（占田间持水量的82%）、聚乙烯膜、对照比粉剂降解膜、液态生物降解膜（占田间持水量的76%）处理高6%—7%。可见，纤维黑色纸膜覆盖下土壤表面孔隙较液态生物降解膜、粉剂降解膜和聚乙烯膜大，入渗较快。

在苗后期，即播后30天，0—10cm为根系生长部位，需要大量水分，不同处理差异不显著。10—15cm土层，液态生物降解膜与粉剂降解膜、聚乙烯膜、纤维黑色纸膜差异显著，粉剂降解膜、聚乙烯膜、纤维黑色纸膜比对照土壤含水量（占田间持水量的67%）高3%—4%，贮水能力优于对照。20—25cm土层，纤维黑色纸膜土壤含水量（占田间持水量的83%）比粉剂降解膜高7.7%，差异显著。

在花针期，即播后40天，此期根系分布区下扎至15—40cm土层。0—5cm土层，聚乙烯膜与粉剂降解膜、对照差异显著。液态生物降解膜、聚乙烯膜（占田间持水量的51%）、纤维黑色纸膜土壤含水量分别比对照高10.9%，28.4%，5.0%。粉剂降解膜含水量较低，可能苗期后开始逐渐降解，导致保水性减弱，土壤含水量甚至低于对照。60—80cm土层，粉剂降解膜与聚乙烯膜差异显著，聚乙烯膜比粉剂降解膜和对照分别高21.7%和4.7%。

在结荚期，即播后75天，不同处理土壤含水量趋于平均，10--15cm土层聚乙烯膜与纤维黑色纸膜差异显著，液态生物降解膜和纤维黑色纸膜含水量（占田间持水量的62%）比对照高5.7%和7.7%。可能是由于作物叶面积增大、遮蔽作用等原因，聚乙烯膜保水性减弱。

在饱果期，花生根系主要分布在在0—30cm深耕层范围内，因此土壤水分变化主要集中在0—30cm土层。而在0—80cm土层的水分变化，在播后147天时，计算分析可知，0—20cm土层液态生物降解膜与聚乙烯膜、纤维黑色纸膜相比差异显著；40—60cm土层对照含水量（占田间持水量的83%）与其他处理间差异均显著；60—80cm土层粉剂降解膜含水量（占田间持水量的71%）与液态生物降解膜、纤维黑色纸膜、对照（占田间持水量的81%）差异显著。

在0—80cm土层出现差异是因为在播种前30天、籽粒成熟期后，旱棚撤出，有雨水入渗，对照入渗量明显高于其他处理。覆盖条件下不同处理的入渗量，以粉剂降解膜、聚乙烯膜入渗量较小。

三、结语

苗期0—5cm土层不同覆盖处理比对照的含水量高2%—11%，而在其余土层深度，纤维黑色纸膜覆盖和对照的含水量较高；花针期0—5cm土层内液态生物降解膜、聚乙烯膜、纤维黑色纸膜含水量比对照高5.0%—28.4%；结荚期各处理含水量趋于平均，10—15cm土层，液态生物降解膜和纤维黑色纸膜含水量比对照高5.7%和7.7%。