生物降解膜在绿芦笋上的应用

俞可欣，张旭娟*，李文略，施建军，施渭尧

(1.杭州佳惠农业开发有限公司，浙江 杭州 311228；2.浙江省农业科学院 萧山棉麻研究所，浙江 杭州 311202)

芦笋(AsparagusofficinalisL.)，别名石刁柏、龙须菜，为百合科天门冬属宿根多年生草本植物，以嫩茎供食，具有极高的营养保健价值[1-2]。随着人们生活水平的提高和保健意识的增强，我国的芦笋产业发展迅猛，到2017年全国种植面积达到9.3万hm2，约占世界种植面积的37%，其中浙江种植芦笋3 333 hm2。浙江多为设施芦笋，采收期主要集中在3—5月、6—7月和10月，而市场需求量大、经济效益高的春节则芦笋供应紧张[3]。因此，通过各种栽培措施，实现芦笋提早上市，对提高芦笋经济效益具有重要意义。

农用地膜覆盖是一项改善农作物生长环境的栽培技术，具有增温、保墒、除草、促早熟、增产的效果[4-6]。研究表明，塑料地膜和小拱棚可提早绿芦笋采收期11～20 d左右，并显著提高芦笋产量和产值[7-8]。目前萧山地区冬春季多采用小拱棚或PE地膜覆盖保温栽培。小拱棚覆盖需揭膜采收，但PE地膜会阻碍嫩笋抽出，需借助人工破洞，且极难降解，造成土壤结构破坏、板结，导致土壤质量和作物产量下降[9-10]。生物降解膜具有普通地膜相似的增温保墒、增产效果，同时在自然条件下因微生物作用而引起降解[11-13]，可有效解决残膜对土壤环境污染的问题。

目前对生物降解膜在萝卜、玉米、花生等作物上的应用研究已相继展开，但在芦笋上的应用尚未见报。为此，本课题组采用上海弘睿生物科技有限公司提供的全生物降解膜，初步研究其对土壤温度和芦笋早春萌发、春季产量的影响及其降解效果。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在杭州市萧山区围垦十一工段芦笋种植基地进行，该试验区地处亚热带季风气候区南缘。试验以6年生芦笋为试验材料，品种为丰岛1号。土壤为砂壤，通气性好，土壤有机质含量107.2 g·kg-1，速效磷、全氮、全钾含量分别为164.5、533.3、123.5 mg·kg-1，pH值为6.8。

1.2 处理设计

试验设置2种覆盖方式，即生物降解膜、可降解麻地膜，以小拱棚为对照(CK)，每处理重复3次，小区面积20 m2。在2018年12月21日完成芦笋清园工作后进行覆盖处理。

1.3 调查项目及方法

土壤温度监测。在芦笋打破休眠、进入萌发期前开始监测不同处理的土壤温度，采用ZDR-20土壤温度记录仪。

芦笋早春萌发情况调查。调查不同处理的出笋时间、出笋数量。

嫩茎产量和品质测定。从2月10日开始测产，连续测产24 d，将测产分为4阶段，每阶段6 d，即第1阶段从2月10—15日，以此类推。芦笋嫩茎抽出地面37 cm达到采收标准。

芦笋分级。分级标准参考文献[14]，并作部分改进。1级，嫩茎靠基部(离土表1 cm处)的直径≥1.1 cm，笔直，顶端笋尖鳞片紧密，绿色；2级，嫩茎靠基部的直径≥1.1 cm，较直，顶端笋尖鳞片散开，绿色；3级，嫩茎靠基部的直径0.8～1.1 cm，笔直，顶端笋尖鳞片紧密，绿色；4级，嫩茎靠基部直径0.8～1.1 cm，较直，顶端笋尖鳞片散开，绿色；5级，嫩茎靠基部直径≤0.8 cm。该标准中，1～4级为商品笋，1和3级为优质笋，5级不具备商品性。

降解膜降解情况调查。覆膜1个月后观察生物膜和麻地膜的降解情况，之后每7 d观察不同降解膜的开裂情况和对芦笋嫩茎抽发的影响，分别于冬季覆膜时和春季揭膜后称取5 m长降解膜的重量，由两者的比值计算出降解膜的降解率。

1.4 数据处理

采用Excel 2007进行数据整理和初步分析，利用SPSS 23.0软件Duncan进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 对芦笋出笋时间和出笋数量的影响

从表1可以看出，相比小拱棚而言，覆盖生物膜有利于芦笋打破休眠、提早萌发；1月14—21日各处理的出笋数量均明显增长，其中，生物膜处理增长渐缓，麻地膜处理增长迅速；1月21—28日各处理的出笋数量差异增大，表现为小拱棚>生物膜>麻地膜。

表1 不同覆盖对芦笋出笋时间和出笋数量的影响

2.2 对芦笋产量的影响

由图1可知，前期(第1时期)产量以生物膜处理产量最高，显著高于其他处理；中后期(第2,3,4时期)各处理间产量无显著差异。

同期不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。图1 各处理不同时期小区芦笋产量

由表2可知，单日芦笋产量表现为生物膜>麻地膜>小拱棚；日均采笋数以小拱棚处理最高，差异不显著；单支笋重以麻地膜处理最高。

表2 不同覆盖对春季芦笋产量的影响

注：同列数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。表3同。

2.3 对芦笋品质的影响

芦笋品质的好坏决定其经济价值的高低。由表3可知，各覆盖处理下芦笋品质存在显著差异。其中，生物膜覆盖处理的1级笋率超过50%，显著高于麻地膜和小拱棚；生物膜和麻地膜覆盖处理的笋粗>1.1 cm的占比显著高于小拱棚处理；笋头紧密度最好的是生物膜覆盖，但处理间差异不显著；各处理的笋商品率均大于98%，且差异不显著。

表3 不同覆盖对春季芦笋品质的影响

2.4 土壤温度监测

从图2可以看出，土温监测期间(1月8日出笋至3月5日测产结束)，不同处理间平均温度表现为小拱棚>生物膜>麻地膜，但差异不明显。生物膜与麻地膜覆盖处理较小拱棚土温下降差异不明显，这可能与降解膜降解程度低有关。

图2 出笋后土壤温度变化动态

2.5 田间降解情况

经观察，生物膜和麻地膜在芦笋开始抽生时仍未开裂，嫩茎无法自主顶破地膜，易弯曲变形，商品性下降。其中，生物膜质地脆且透明，可人工辅助破洞，而麻地膜韧性好且不透明，需费人工。随着气温升高，棚内温度过高，芦笋易散头，因此，试验在3月25日统一揭去各处理的覆盖膜。

表4 不同覆盖膜的田间分解情况

3 小结与讨论

调查结果表明，生物膜覆盖处理有利于芦笋早春萌芽抽生，比小拱棚提早2 d；1月14日之后出笋数量表现为小拱棚>生物膜>麻地膜。结合土温结果可知，土壤温度高低可能会影响芦笋的萌芽与抽生。

研究还发现，生物膜覆盖处理对测产前期芦笋增产效果高出其他处理，中后期增产效果差异不明显。同时，生物膜覆盖处理可显著提高1级笋率和笋头紧密度。

生物降解膜在芦笋休眠期间降解程度低，能发挥保温功能。生物膜在前期变化不大，随着时间推移逐步开裂，降解明显好于麻地膜和对照PE膜。本次试验是在大棚设施内实施的，生物膜降解速度较慢，揭膜时仍处于开裂期，但降解率明显高于其他处理。

生物降解膜在芦笋上的应用，虽然成本有所增加，但生物膜对芦笋产量和品质都有提升作用，且易降解，具有良好的推广应用前景。