覆盖可生物降解地膜对茶菊抑草效果及生长的影响

杨 林 ，朱 莉 ，李 琳 ，时祥云 ，张博伦

（1.北京市农业技术推广站，北京 100029；2.延庆区农业技术推广站，北京 102100）

茶用菊花简称茶菊，是指花朵或者花蕾可以用来加工作代茶饮用的菊花种类，多为小菊类型[1]。近年来，随着北京地区农业种植结构调整和促进产业融合发展需求增高，茶菊凭借出色的景观效果和优良的产业融合性在北京种植规模逐渐扩大。随着人工成本的攀升，茶菊种植过程中草害防控问题日益凸显，覆膜抑草技术是目前应用比较广泛的物理抑草手段，适用于多种农作物[2-8]，但传统的PE膜降解周期长，容易造成“白色污染”[9]。因此，急需建立起一套有效且环保的草害防控方法。可生物降解地膜简称生物降解膜，是指在自然界中能够通过微生物作用完全降解的地膜，目前以聚己二酸（PBAT）和聚乳酸（PLA）材料推广应用最为广泛，在德国、美国、日本等国已经规模化生产应用[10]。我国在可生物降解地膜领域起步较晚，但经过近年发展也已经具备了规模化生产应用的实力。目前，国内学者在玉米、棉花、烟草、大蒜等作物种植上已经有成功应用可生物降解地膜的报道，结果显示，可生物降解地膜在不同作物生产中促进生长和增产效果明显，降解过程中地膜的稳定期在120～180 d[11-16]，基本可以满足茶菊在北京地区的生长时间。但是目前在茶菊种植中应用可生物降解地膜方面的研究鲜有报道。

本研究探讨了生物降解膜在茶菊种植中应用的可行性，旨在为茶菊生产提供一种轻简、环保的草害控制模式。

1 材料和方法

1.1 材料

以当年扦插的玉台2号茶菊品种为试验材料。

供试的可降解地膜（PBAT＋PLA膜）购自广东金发科技股份有限公司；传统地膜（PE膜）购自延庆县城农资店的北京鑫同利塑料厂，地膜幅宽均为100 cm。

1.2 试验地概况

试验地点设在延庆区旧县镇东羊房村绿富隆基地南部地块。该地块前茬种植玉米，未使用除草剂。定植期为2016年5月21日，扦插苗日历苗龄27 d，公顷定植数控制在5.25万株。

1.3 试验设计

本试验为以覆膜类型为因子的单因素随机区组试验，设置4个处理，即处理Ⅰ.0.008 mm PBAT＋PLA降解膜；处理Ⅱ.0.010 mmPBAT＋PLA降解膜；处理Ⅲ.0.008 mm PE传统膜；处理Ⅳ.0.010 mmPE传统膜，同时以不铺设地膜为CK。设置3次重复，共15个小区。

1.4 田间管理

定植前14 d对试验地块进行旋耕，每公顷施有机肥30 000 kg，复合肥300 kg，充分翻耕，耕深35 cm左右。定植时注意选择株高12 cm左右、长势均匀的茶菊种苗。定植采用宽窄行“2密1稀”模式，大行距90 cm，小行距50 cm，株距30 cm，按照各处理铺设地膜。定植时随栽苗浇底水1次，定植后及时查苗补苗，公顷存苗量保证在5.25万株左右。为保证试验效果，本生长季只在缓苗后在操作道进行一次除草操作。

1.5 调查指标及方法

1.5.1 生育期观测 记录各处理的定植期、现蕾期、初花期、盛花期、衰败期起始时间，并且推算出持续花期长度。初花期定义为群体中25%的植株开花日期；盛花期定义为群体中75%的植株开花日期；衰败期定义为群体中75%的植株花开始衰老的日期。

1.5.2 地膜开裂情况监测 在每个处理的每个重复小区内随机设置一个1 m×1 m的地膜监测样方，记录始裂期、开裂期、大裂期、完全降解期，并推算出有效覆盖天数和降解周期天数。始裂期定义为监测样方内膜面开始出现裂口时期；开裂期定义为监测样方内1 m2膜面出现5条以上≥5 cm裂口时期；大裂期定义为监测样方内1 m2膜面出现5条以上≥10 cm裂口时期；完全降解期定义为监测样方内膜结构完全消失时期；有效覆盖天数定义为从地膜铺设起到大裂口期的天数总和。

1.5.3 田间抑草效果调查 在每个处理的每个重复小区内随机设置一个1 m×1 m的杂草观测样方，在生长关键期对杂草观测样方内间杂草数量和种类进行调查，对杂草盖度进行测算，并计算出相对抑草率。

杂草盖度观测方法：采用网格目测法观测[17]，设观测样方为1 m2，结合Photoshop软件将样方按10 cm边长划分为100个网格，目测每个网格内杂草投影占网格面积比率，结果取平均值。

1.5.4 计产方法 从8月中下旬开始进行3次采收测产（每小区10 m双行测产区，采全开菊），每次记录各产区花头数、百花质量，推算平均单花质量及产量。

1.6 数据统计

数据采用Excel软件整理，并通过SPSS软件进行方差分析，分析方法采用LSD多重比较法。

2 结果与分析

2.1 物候期与地膜开裂周期分析

表1 物候期记录

从表1可以看出，各处理生育期之间没有差异，花期也一致，表明在该地区采用覆膜方法种植茶菊不会对植株的生育期产生明显影响。

从表2可以看出，0.008 mm降解膜定植后12 d即开始出现小裂口，进入现蕾期后已经出现大裂口，0.010 mm降解膜定植后31 d开始出现裂口，在盛花期后出现大裂口；2种降解膜在第2年复耕前都可以完全降解消失。同时，观测还发现，0.008 mm PE膜也存在明显开裂情况，在初花期后已经出现明显开裂。结合茶菊全生育期和地膜开裂周期看，试验中各处理的全生育期一致为144 d，0.010 mm降解膜的有效覆盖天数达到132 d，基本可以实现全生育期的有效覆盖，而0.008 mm降解膜有效覆盖天数为84 d，也基本可以满足茶菊封垄前的地面覆盖需求。

表2 地膜开裂情况记录

2.2 植株生长状况分析

从表3定植初的缓苗情况看，覆膜4个处理苗期成活率显著高于不覆膜CK组，但覆膜各处理之间无明显差异，成活率最高的为0.010 mm降解膜，较CK高8.34百分点，主要是由于覆膜各处理的春季保墒抗旱作用比较明显；从生长后期的植株长势看，4个覆膜处理苗期株高和冠幅均高于CK组，其中，处理Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ株高显著高于CK，处理Ⅰ与CK间差异不显著，4个覆膜处理冠幅均显著高于CK组，说明覆膜对露地栽培的茶菊生长有一定的促进作用，植株相对体量较大，分析原因主要是前期保墒和抑草作用的综合体现。

表3 茶菊植株生长状况分析

表4 抑草效果分析

2.3 可降解地膜抑草效果分析

从表4可以看出，苗期阶段4个覆膜处理样方内杂草密度显著低于CK组，但覆膜各处理之间无明显差异；从杂草盖度看，4个覆膜处理也显著低于CK组，处理Ⅳ（0.010 mm PE膜）杂草盖度最低，为41.67%，相对于CK（不覆膜），覆盖生物降解膜相对抑草率分别为49.63%（Ⅰ，0.008 mm）和 52.21%（Ⅱ，0.010mm），传统膜分别为 51.11%（Ⅲ，0.008mm）和54.04%（Ⅳ，0.010 mm），表明覆盖生物降解膜与传统膜相对抑草率相近，在苗期防草最关键时段可以起到理想的抑草作用。从现蕾期样方内杂草密度看，4个覆膜处理均显著低于CK组的141.89株/m2，其中，处理Ⅰ（0.008 mm降解膜）高于其他覆膜处理，为46.44株/m2，但是差异不显著；从杂草盖度看，4个覆膜处理也显著低于CK组，其中，处理Ⅳ（0.010mmPE膜）最低，为21.33%，处理Ⅱ（0.010 mm降解膜）较低，为25.33%；2种0.008 mm地膜后期抑草效果明显降低，相对抑草率分别为45.00%和48.12%，均没有超过50%，表明地膜的厚度对于后期抑草效果的持续性有一定的影响。

从本试验地块的杂草种类构成和出现的频度看（表5），监测样方中主要杂草集中在7个属8个种，其中，出现频度较高的有3种，分别是反枝苋（Amaranthus retroflexus）、马齿苋（Portulaca oleracea）、牛筋草（Eleusine indica）。

表5 主要杂草种类及出现频度

2.4 茶菊产量分析

从产量构成看（表6），各处理均进行了3茬采收和测产，采收标准为舌状花完全开放，管状花开始开放；单株采花数方面，覆膜各处理均略高于CK组，但差异不显著；各处理间的百花质量间无显著差异；从测算的公顷产量来看，覆膜各处理显著高于CK，覆盖生物降解膜相对CK分别增产了15.60%（Ⅰ，0.008 mm） 和 16.98%（Ⅱ，0.010 mm），传统膜相对增产分别为15.96%（Ⅲ，0.008 mm）和17.59%（Ⅳ，0.010 mm），覆膜4个处理间的公顷产量间无显著差异。从产量构成分析，覆膜有助于提高茶菊产量，降解膜增产效果与传统PE膜没有显著差异。

表6 产量分析

3 结论与讨论

3.1 结论

本研究通过定性观察和定量分析得出，北京地区茶菊采用覆膜种植模式保墒和抑制杂草效果明显，在前期缓苗阶段和成苗期尤为突出。4个覆膜处理均可以有效提高成活率、植株体量和产量，本试验验证了2015年茶菊覆膜试验的结论[8]。

通过田间试验对比可以看出，2种厚度规格的生物降解地膜与相应厚度规格的传统PE地膜相比，抑草效果和增产幅度差异不大。分析原因主要是由于茶菊在北京地区普遍是5月中下旬定植，且采用扦插苗移栽模式，对地膜的主要需求是保墒和抑草，生物降解地膜在功能需求上可达到与传统PE地膜相近的效果。通过追踪观测，2种厚度规格的生物降解地膜完全降解周期分别为283 d（0.008 mm）和319 d（0.010 mm），均在一年内完全降解，不会影响下一年的种植安排，适用于茶菊等一年一茬且定植期较晚的作物。

3.2 讨论

综上所述，茶菊种植覆盖生物降解膜是一种比较理想的兼顾抑草、增产和生态环保的种植模式。目前，推广使用的主要限制因素是生物降解膜成本问题，据不完全统计，生物降解膜的公顷用膜成本高于传统PE膜3 000元左右，随着其产业化规模推进，相信成本会进一步下降[18]。由于是田间种植试验，在试验过程中，本试验对农膜降解的观测主要以形态观测为主，没有进行更深层次的定量研究。因此，目前对其力学性能、耐水性以及降解可控性等方面仍有待更深入的研究[11]，对后期机械化集成应用也需要继续探讨研究。

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