不同可降解地膜降解性能及对土壤温度和棉花生长、产量的影响

董道瑞，雷 海，王宝霞

1.新疆农业资源与环境保护站，乌鲁木齐 830049 2.精河县农业局，新疆博州 833400

地膜覆盖栽培技术具有保温、保墒和抑制杂草作用，在新疆农业生产中作为一项重要的农业增产配套技术措施。但随着地膜的连年使用，对土壤理化性质、耕地质量、作物生长发育带来诸多不利影响，严重影响作物产量[1]，且增产效应会被随着使用年限的增长所带来的负效应所抵消[2]。本研究针对不同可降解地膜降解性能及对土壤温度和棉花生长、产量的影响进行研究，探讨其在替代传统PE地膜，消除地膜残留污染和促进地膜覆盖栽培健康发展方面的可能性，为科学评价可降解地膜适宜性提供可靠的决策依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于精河县茫丁乡新庄村，地理位置处于东经 82°52′28.77″， 北纬 44°37′28.56″， 海拔291 m。属典型的北温带大陆性气候，光照充足，干燥少雨，年均无霜期175 d，日照3200 h，年均≥10℃有效积温4200℃。地势平坦，土壤肥力中等。

1.2 试验材料与设计

供试可降解地膜由浙江、河北、青岛、新疆等地四家企业提供的4种可降解地膜作为试验材料，膜宽120 cm，厚度0.01 mm。棉花品种为新陆中50号，4月23日机械覆膜播种，种植模式为一膜四行，采用膜下滴管栽培技术。

试验设 BH-1、BH-2、BH-3、BH-44 种可降解地膜、CK-1（普通地膜）、CK-2（露地对照）共 6 个处理，每个处理为一个试验小区，3次重复，共18个小区，每试验小区长55 m，面积220 m2。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 降解速度测定

覆膜后前30 d，每10 d观测一次；覆膜后31～40 d，每5 d观测一次；覆膜后41 d起，每3 d观测一次，至诱导期结束；以后恢复每10 d观测一次。以地膜出现自然裂缝和孔洞（直径）大小、地膜残片面积作为地膜降解阶段划分依据，分为诱导期（≤2 cm）、开裂期（≥2 cm、＜20 cm）、大裂期（自然裂缝≥20 cm）、碎裂期 （残片面积≤16 cm2）、无膜期（基本无残片）。

1.3.2 土壤温度测定

采用HOBO ware pro温度自动测定系统，每个处理放置一个探头，埋设深度为10 cm，每60 min记录一次数据，每天共获取24个地温数据。有研究表明，棉花播种70 d后，地膜覆盖的增温功能基本消失[3]，所以本研究所采用的数据为4月24日至6月30日的日平均土壤温度，共68 d。

1.3.3 棉花生育进程调查

棉花生育期的日期以小区50%以上植株进入该生育期为标志。

1.3.4 产量测定

每个小区各取1个样方，面积为6.67 m2，6个处理，3次重复，共取18个样方。

2 结果与分析

2.1 不同降解地膜的降解性状

由表1可知：BH-3处理降解膜诱导期94 d，未进入开裂期，后期降解状况基本无变化。BH-1、BH-2、BH-4处理降解膜前期降解速度过快，紧贴滴灌带的地膜最先出现细小裂纹或孔洞，分别于23 d、27 d、34 d进入诱导期，进入诱导期后迅速开裂。从田间降解性状来看，BH-1、BH-2、BH-4三个处理降解膜开裂过早，纵向裂开后地膜卷在覆土带边，播种行间基本无膜覆盖。分析可知：供试降解膜品种降解性能不稳定，开裂性能的可控性有待进一步改进。

2.2 可降解地膜对棉田土壤温度的影响

由图1可知：总体来看，覆膜播种后1～60 d，BH-1、BH-2、BH-3、BH-4、CK-1 五个处理地膜覆盖下10 cm处土壤温度均高于CK-2处理，日均温差介于0.02～3.67℃，说明覆膜栽培技术对提高土壤温度具有显著作用。覆膜播种后60～68 d，各处理土壤温度均小于CK-2处理，分析认为是由于该处理的棉花长势相对较差，减少了对地表的遮阴作用所致。方差分析表明：BH-1、BH-2、BH-3、BH-4、CK-1五个处理土壤温度与CK-2差异显著，说明可降解地膜对土壤温度有显著增温作用；BH-1、BH-2、BH-3、BH-4 四个处理土壤温度与CK-1相比无显著差异，说明可降解地膜与普通地膜的保温作用相当。

表1 地膜降解状况调查表

图1 不同可降解地膜对土壤温度的影响

2.3 可降解地膜对棉花生育进程的影响

供试的4种可降解地膜与普通地膜的出苗期相同，比露地对照提早4 d出苗。由于BH-3处理降解地膜未进入开裂器，其与CK-1处理棉花生育进程相当，现蕾期后其余处理与CK-1相比，均有不同程度的推迟。棉花生育前期各降解膜尚保持完整，与普通地膜差异不大，随着降解膜的不同程度的降解，对棉花生育进程产生了一定程度的影响。

2.4 可降解地膜对棉花产量的影响

由表3可知：可降解地膜与露地对照棉花产量均低于常规地膜，按照减产量从大到小的顺序排列， 依次为：CK-2＞BH-1＞BH-4＞BH-3＞BH-2。其中，BH-1和CK-2处理产量减产明显，分别减产-16.93%和-19.42%。BH-2、BH-3和BH-4三个处理与CK-1无显著差异，BH-2处理产量与CK-1基本相当。

表2 作物生育情况调查表

可降解地膜与常规地膜棉花产量均高于露地对照，按照增产量从大到小的顺序排列，依次为CK-1＞BH-2＞BH-3＞BH-4＞BH-1。 其中，CK-1 和BH-2处理产量增产效果明显，分别增产24.09%和23.52%。BH-1、BH-3和BH-4三个处理产量与CK-2无显著差异。

表3 可降解地膜试验产量统计表

3 结论与讨论

供试的可降解地膜降解性能尚不稳定；覆膜播种后60 d内，各降解膜土壤温度均介于露地对照和普通地膜对照之间，可降解地膜对土壤温度有显著增温作用；棉花生育前期与普通地膜差异不大，随着降解膜的不同程度的降解，对进程产生一定程度的影响；棉花产量与常规PE地膜相比，BH-1和CK-2处理棉花产量减产明显，与露地对照相比，CK-1和BH-2处理棉花产量增产效果明显。