不同种类降解膜覆盖对马铃薯产量和经济效益的影响

魏 静，王玉龙，贺鹏程，路战远，张向前*，李 倩，冯鑫红，辛 敏

(1.乌兰察布市农业技术推广中心，内蒙古 集宁012000;2.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特010031;3.退化农田生态修复与污染治理重点实验室，内蒙古 呼和浩特010031;4.乌兰察布市农牧业生态资源保护中心，内蒙古 集宁012000)

乌兰察布市地处内蒙古高原中部，是北方典型的农牧交错区，气候冷凉、水资源短缺、生态环境脆弱、农业生产受自然条件束缚特征明显。马铃薯作为乌兰察布地区的主栽作物，受此自然条件影响较大，地膜覆盖技术的应用有效克服或缓解了影响马铃薯生长发育的不利因素，改善了作物生长发育的环境条件，具有显著的增温、保墒、增产效应[1-2]。该技术的广泛应用为保障我国农产品生产作出了巨大贡献。同时，随着地膜投入量的增加，导致大量残膜累积，造成了严重的污染问题，使得部分农田生态系统遭受破坏[3-4]。

生物降解地膜作为一种新型的、能够自然降解的薄膜，不仅具有与普通地膜类似的增温保墒作用，而且由于其材料的可降解性，收获时能够避免缠绕，减轻对机械的损害，可提高收获效率[5-6]。因此，全面推广应用降解地膜是未来解决农田“白色污染”这一难题的理想途径[7]。本试验通过研究降解地膜和普通地膜对马铃薯产量和经济效益影响的差异性，为降解地膜在乌兰察布地区的推广提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

本研究为田间试验，试验地点位于内蒙古自治区乌兰察布市察哈尔右翼前旗瑞田生态基地。该区地处内蒙古高原阴山南麓浅山丘陵区，平均海拔1300 m，属大陆性季风气候，区域内干旱少雨，昼夜温差大，气候冷凉，年平均气温2～5℃，全年≥10℃的有效积温为2403℃，无霜期90～115 d，年平均降水量在360 mm左右，降水特点是雨量少且季节分配不均匀，雨水多集中在7~9月，雨热同季。

1.2 试验设计

试验采用田间试验方法，共设6个处理，包括3种全生物降解地膜（T1、T2、T3）、2种普通地膜（T4、T5）和裸地无膜处理（CK），供试地膜参数见表1。供试马铃薯品种为大西洋，播种日期为2019年5月14日。

表1 供试地膜特征及规格

1.3 样品采集与测定方法

每个处理选择10株长势相近的马铃薯进行测产，重复3次，将样点全部植株进行收获，并分商品薯和非商品薯分别称重。其中，商品薯主要包括大薯（重量≥150 g）和中薯（重量在50~150 g之间）的马铃薯，非商品薯指重量小于50 g的马铃薯薯块。

2 结果

2.1 不同降解地膜覆盖对马铃薯产量的影响

如图1所示，覆膜各处理的马铃薯产量显著高于裸地无膜处理（P<0.05）；各覆膜处理中，降解膜覆盖处理的产量均高于普通膜覆盖的产量，其中，T1处理马铃薯产量明显高于其他覆膜处理，可达46.57 t/hm2；CK产量最低，仅为30.17 t/hm2。此外，各降解膜覆盖处理中，黑膜覆盖产量高于白膜覆盖，即T1处理产量高于T2和T3处理，分别高出17.25%和7.58%；普通膜覆盖中同样是黑膜覆盖产量高于白膜覆盖产量，可达10.87%。

图1 不同降解地膜覆盖对马铃薯产量的影响

2.2 不同降解地膜覆盖对马铃薯产量特征的影响

由表2可知，覆盖地膜各处理的株高均高于CK，其中，T1处理株高显著高于其他处理，可达101 cm（P<0.05）。T1处理的大薯个数、大薯重量、平均单薯重和商品薯率均最高，分别为32个、7.33 kg、0.17 kg和80.37%，且平均单薯重显著高于其他处理（P<0.05）；T5处理的中薯个数和中薯重量均高于其他处理，且显著高于T1处理（P<0.05）；T5处理小薯个数为18个，小薯重量为0.58 kg，显著高于其他处理（P<0.05），但其商品薯率最低，仅为49.64%。此外，无论是全生物降解膜还是普通地膜均表现为黑膜各产量特征优于白膜。

表2 不同降解地膜覆盖对马铃薯产量特征的影响

2.3 不同降解地膜覆盖对马铃薯经济效益的影响

不同降解地膜覆盖下马铃薯经济效益存在较大差异（表3）。各处理在肥料、水费和农药等方面的投入均相同，投入资金为2380元/亩。从表3可看出，各个覆膜处理虽增加了成本投入，但产值和纯收入均高于CK，说明各覆膜成本虽高，但有利于提高产值和纯收入。就成本而言，降解膜各处理成本高于普通膜，但从纯收入来看，T1处理纯收入最高，可达2583元/亩，较CK提高了1733元/亩；T3处理次之，较CK提高了1344元/亩，T2处理与T4处理纯收入基本持平，T5处理纯收入最低，仅为1282元/亩，较CK提高了432元/亩，增收率达50.8%。从地膜特性来看，黑色降解膜和普通膜纯收入均高于白色降解膜和普通膜。

表3 不同降解地膜覆盖处理对马铃薯经济效益的影响

3 讨论

本研究结果表明，与裸地无膜处理相比，除普通白膜覆盖处理外，其他各覆盖地膜处理均能够促进马铃薯生长发育，通过提高马铃薯结薯个数和商品薯率，从而影响马铃薯产量和经济效益，这与康端礼和张维国等[8-9]的研究结果一致，这与覆盖地膜在马铃薯生育前期提高了土壤地温和水分，促进了马铃薯地上和地下部的生长发育有关[10-11]；普通白膜覆盖处理马铃薯产量低于裸地无膜处理，可能是由于普通白膜覆盖处理虽在马铃薯生育前期达到了增温增水效果，但因其透光性较好，光合作用强烈，加之水温适宜，导致了杂草的大量生长，使马铃薯关键生育期养分不足，造成减产。各降解膜覆盖处理的产量均高于普通膜覆盖，结薯个数和商品薯率也略高于普通膜覆盖，尤其以T1处理降解膜增产效果显著。主要是因为降解地膜覆盖在膜面保持完整的阶段内，增温保墒效果与普通地膜相同，能促进马铃薯生育前期的生长发育，马铃薯生育后期由于其本身具有耐旱、耐寒、性喜温凉等特性，而降解膜在马铃薯生育中后期膜面会出现降解裂口，从而增加了膜下土壤的透气性，即使在生育后期降雨量偏多的情况下也能有效降低土壤的含水量并疏松土壤，为马铃薯块茎的膨大创造了条件，降低了烂薯的发生率，提高了产量[12-13]。通过对比不同处理的经济效益发现，覆膜极大程度上提高了马铃薯产量和经济效益。本试验结果表明，各个覆膜处理虽增加了成本投入，但产值和纯收入均高于裸地无膜处理，其中，降解地膜覆盖处理的纯收入高于普通地膜覆盖，且黑膜覆盖处理的纯收入高于白膜覆盖处理。

4 结论

通过比较不同降解膜覆盖处理的马铃薯产量、商品薯率和经济效益得出，各覆膜处理的产量以T1处理最高，分别为46.57 t/hm2和80.37%，而T3处理的马铃薯产量和商品薯率次之，CK处理马铃薯产量最低，仅为30.17 t/hm2，T5处理的马铃薯商品薯率最低，其值为49.64%。分析各处理的纯收益得出，各覆膜处理的投入成本增加，但产值和纯收益均高于CK，其中以T1处理的纯收益最高，其值为2583元/亩，每亩纯收益比CK处理高出了1733元；其次是T2处理和T4处理的纯收益，覆膜处理中以T5处理纯收益最低，每亩纯收益较CK提高了432元，收益率提高了50.8%。综合分析各覆膜处理的产量性状和经济效益发现，黑膜覆盖的产量性状和经济效益均优于白膜覆盖。覆膜能够提高马铃薯产量和经济效益，且与普通地膜相比，降解地膜在马铃薯产量和经济效益方面都体现了较大优势，在马铃薯生产中，降解地膜可替代普通地膜。