全生物降解膜覆盖在水稻上的应用效果初报

杨玉萍 花 劲 郜微微 朱秋兵 薛根祥 王国平 王晓燕 张晓晨 王 艳

（1.东台市作物栽培技术指导站 江苏东台 224200；2.东台市农业技术推广中心 江苏东台 224200；3.东台市五烈镇农业农村局 江苏东台 224200）

我国农村地区田间大量存在着“白色污染”，这些污染主要源于田地里的残存地膜，随着地膜被大范围应用，地膜污染对生态的破坏越来越严重，负面影响越来越突出，回收不可降解的地膜已经成为社会关注的话题之一。全生物降解膜可以在自然环境中通过土壤中的微生物对其进行分解，目前其在农业上有着广泛的用途。冯武焕[1]、熊汉国[2]等对覆盖生物可降解地膜的农作物进行研究发现，覆盖可降解地膜对作物生长发育起到了良好的促进效果，而且土壤环境得到了很好的保护。相关研究还表明，对农作物进行地膜覆盖，还能够抑制土壤返盐和地表杂草的生长，减轻作物病虫害的发生[3-4]。

东台市地处江苏省沿海中部、长江三角洲北翼，水稻常年种植面积稳定在67万亩左右，单产保持在600 kg/亩以上、年总产在40.2万t左右，是全国粮食生产先进县、国家产粮大县。鉴于此，为探索全生物降解膜覆盖在水稻上的应用效果，于2021年在江苏省现代农业（稻麦）产业技术体系东台推广示范基地内开展了田间试验，旨在为应用水稻覆膜机插技术提供理论依据，同时为水稻绿色高质高效生产提供支持。现将相关试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试作物为水稻，品种为南粳9108。

供试地膜由南通龙达生物新材料科技有限公司生产，材质为PBAT+PPC，膜宽900 mm、厚0.01 mm，最大拉伸负荷纵向≥2.0 N、横向≥2.0 N。

1.2 试验地点

试验于2021年在江苏省现代农业（稻麦）产业技术体系东台推广示范基地内（N 32°50′、E 120°14′）实施。该地位于里下河地区腹部，属于北半球亚热带季风海洋性气候区，年平均气温为15.0℃，年日照时数2 130.5 h，年降雨量1 061.2 mm。试验田前茬作物为小麦，土壤类型为潴育型稻田土，地力中上等（前茬小麦产量为536 kg/亩），0～20 cm土层有机质25.1 g/kg、全氮1.5 g/kg、有效磷48.7 mg/kg、速效钾141 mg/kg、有效锌0.96 mg/kg、pH 7.8。

1.3 试验设计与栽培管理

1.3.1 试验设计试验共设2个处理，处理Ⅰ：全生物降解膜覆盖处理；CK：不覆膜处理。采用大区比较试验，每个大区面积为1 334 m2，不设重复，随机排列，处理间留走道0.6 m。本试验于5月15日采用亚美柯公司生产的LSPE-40AM型播种机播种，利用D448P型水稻钵苗育秧硬盘育秧，每孔4~5粒，6月17日人工模拟钵苗机插，秧龄为33 d，行距33 cm，株距12 cm，密度为1.68万穴/亩，每穴4～5苗。

1.3.2 栽培管理参照精确定量施肥方案施肥，施纯氮18 kg/亩，基肥∶分蘖肥∶穗肥为4∶3∶3，分蘖肥于移栽后7 d施用，穗肥于倒4叶期和倒2叶期分2次等量施入；氮∶磷∶钾为1∶0.5∶0.5，磷肥一次性基施，钾肥分别于耕翻前和拔节期等量施入。水分管理：覆膜处理，机插完2～3 d无需灌水，缓苗后根据缺水情况灌水，采用小流漫灌的方式，水层不超过3 cm。水稻封行后改为正常水分管理。不覆膜处理全生育期进行正常水分管理。覆膜处理不需要使用除草剂，不覆膜处理需要使用除草剂。按照当地生产实际统一进行病虫害防治，其余栽培管理措施按照高产栽培要求实施。

1.4 调查项目与方法

1.4.1 生育进程追踪叶龄进程，调查记载各处理的主要生育时期对应的准确日期，包括播种期、移栽期、拔节期、抽穗期和成熟期。

1.4.2 茎蘖动态从每个处理中选择长势比较一致、有代表性的连续10穴，定点定时调查记载茎蘖消长动态。拔节前每5 d调查1次，拔节后每7 d调查1次，直至成熟，计算茎蘖成穗率。

1.4.3 地膜降解情况全生物降解膜田间降解情况采用目测法（每10 d观察1次）调查，按5个阶段进行分级：A阶段始裂期为地膜开始出现1～2 cm的自然微小裂口；B阶段开裂期为膜表面出现2～20 cm的裂缝；C阶段大裂期为出现20～50 cm裂缝，裂缝数量增加；D阶段碎裂期为均匀碎裂，无大块地膜存在；E阶段无膜期为田面无地膜存在。

1.4.4 产量及其构成因素收获前，每处理选择3个有代表性的观测点，每个点测量3行，每行15穴，计算每亩有效穗数；根据普查所得的平均穗数，各处理选取具有代表性的3穴，调查每穗粒数和结实率；随机选取1 000粒烘干称量即为千粒重，重复3次。成熟期采用大区机收，测定籽粒水分含量后按14.5%标准含水量计算实产。

1.4.5 数据计算与统计分析运用Microsoft Excel 2016和DPS软件进行数据的录入、整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻生育期的影响

由表1可知，与CK相比，处理Ⅰ的拔节期、抽穗期、成熟期分别提前5 d、3 d、4 d，全生育期缩短4 d。进一步分析不同处理主要生育阶段的天数可以发现，与CK相比，处理Ⅰ播种至拔节缩短5 d，拔节至抽穗推迟2 d，抽穗至成熟缩短1 d。结果表明，处理Ⅰ生育期的提前主要是由于播种期至拔节期缩短，充分体现了全生物降解膜的增温、保湿性。

表1 不同处理对水稻生育期的影响

2.2 不同处理对水稻产量及其构成因素的影响

由表2可知，处理Ⅰ实际产量较CK增加53.1 kg/亩，增产率为7.7%，差异极显著。进一步分析产量构成因素，处理Ⅰ亩穗数、每穗粒数、千粒重较CK分别增加0.7万穗/亩、7.4粒、0.5 g，差异显著或极显著；结实率处理Ⅰ和CK相当，差异不显著。由此说明，全生物降解膜覆盖水稻种植技术可以明显提高水稻有效穗数、每穗粒数和千粒重，有效地改善了水稻的成产因素。

表2 不同处理对水稻产量及其构成因素的影响

2.3 不同处理对水稻茎蘖动态的影响

由表3可知，处理Ⅰ和CK均于有效分蘖临界叶龄期准时够苗，与成熟期亩穗数基本相当，差异显著；拔节期是群体茎蘖数最大的时期，不同处理水稻高峰苗均出现在拔节期，表现为CK>处理Ⅰ，差异极显著；拔节后，相比CK，处理Ⅰ群体茎蘖数消减缓慢，至抽穗期群体茎蘖数基本稳定，成熟期群体茎蘖数表现为处理Ⅰ>CK，差异极显著。不同处理水稻成穗率表现为处理Ⅰ>CK，差异极显著。

表3 不同处理对水稻茎蘖动态的影响

2.4 不同处理对水稻经济效益的影响

根据不同处理产量、成本投入及水稻市场价格，分别计算出各处理产值、纯收入等指标，经济效益分析结果见表4。由表4可知，处理Ⅰ水稻产值、新增纯收入较CK分别增加161.4元/亩、68.9元/亩。由此可见，生物降解膜覆盖水稻种植技术具有很好的增产效应和一定的经济效益。

表4 不同处理对水稻经济效益的影响

3 结论与讨论

本试验研究发现，覆膜后40 d，地膜进入始裂期；覆膜后46 d，地膜进入开裂期；覆膜后60 d，地膜进入大裂期；覆膜后68 d，地膜进入碎裂期；覆膜后80 d，地膜已基本降解完全，仅可零星观察到地膜残留痕迹。全生物降解膜材料为生物材料，其降解也是通过生物降解方式，且降解过程能改善土壤的透水透气性，对环境没有任何负担和危害。

从整个试验过程来看，全生物降解膜覆盖处理水稻全生育期缩短4 d，有效穗数、每穗粒数、千粒重显著提高，增产7.7%，效应显著。通过全生物降解膜覆盖，可抑制稻田杂草生长，不需要使用任何除草剂，大大降低了有机水稻人工除草的成本，减少了农药污染，同时还可对稻田起到保水保温作用，提高了肥料的使用效率。目前在水稻上推广应用全生物降解膜覆盖技术还不够成熟，还需要进一步试验探索。当然大力推广全生物降解膜还需要政企结合，企业要不断利用新技术降低地膜制作成本，以此降低农户使用成本；政府应提供相应的补贴，才能提高全生物降解膜的使用率。