春玉米全生物降解膜应用效果分析

崔明奎 孙朝云 段培姿 马世龙 励秋彦

地膜覆盖技术最初是在蔬菜上进行的，随后，覆盖作物逐渐由蔬菜扩展到棉花、玉米、花生、瓜果等经济作物上，覆盖区域也由我国中部地区逐渐向西北、东北、南方等地区延伸。目前，我国使用的地膜以普通聚乙烯（PE）地膜为主，其在自然条件下难以降解。随着地膜投入量和使用年限的不断增加，土壤中残膜逐年增多，逐渐成了“白色污染”，对土壤特性、农作物生长发育和农事作业造成了严重的影响和危害，已成为农业綠色发展面临的突出问题［1］。

地膜是农业生产中重要的生产资料之一，具有良好的保温保墒效果，为农作物生产起到积极作用。2021年，衡水市地膜覆膜面积达到55160hm2、地膜用量2235.47t，其中春玉米覆膜面积1609hm2、地膜用量79.84t。玉米根系发达，不利于地膜回收，残膜在土壤中降解难度大、时间长，越积越多的残膜给农事耕作带来了较大困难。为降低地膜回收的劳动成本，降低劳动强度，通过比较相同栽培模式下玉米覆盖全生物降解膜和普通PE地膜的效果，验证全生物降解膜对玉米生产发育和产量的影响，为衡水市农膜污染治理探索有效地解决途径。

一、材料与方法

（一）试验地概况

试验地点位于衡水市阜城县霞口镇迪吉王庄，海拔17 m，土壤类型为潮土，属温带大陆性季风气候，年平均气温12.7℃，年平均降水量430mm，无霜期180d。

（二）试验材料

参试材料为全生物降解地膜和普通PE地膜，宽度均为1200mm，厚度均为0.01mm，白色。参试作物为玉米，品种为金冠597。

（三）试验设计

采用单因素随机区组排列，试验设2个处理，处理1为全生物降解膜小区，处理2为普通PE地膜小区。每个处理重复2次，以普通PE地膜为对照，每个小区面积为22m×30m。小区间不设走道，四周设保护行。

（四）种植方法

结合整地覆膜，每677m2施用40kg复合肥作为基肥，拔节期沿空行每667m2追肥20kg，所有处理均于2021年3月5日由机械覆膜，人工点播种植，株距25cm、行距80cm，每667hm2定苗3484株。除覆膜用膜不同外，整地、覆膜、播种和施肥等栽培措施均与当地大田一致。

（五）测定项目及方法

1.土壤温湿度的测定

在玉米的出苗期、拔节期、孕穗期、灌浆期和成熟期等关键时期，于09：00、14：30和18：30分别测定5 cm和15 cm深度的土壤温度和含水量，土壤温湿度由浙江托普TZS-IW型土壤水分测试仪测定。

2.地膜降解的测定

观测记录地膜表观降解程度变化。玉米收获后，每个处理随机选取3个有代表性的1m×1m的地块，用2.00mm的筛子去除杂质，收集肉眼可见的残膜装入样品袋，在实验室内洗净、烘干和称重，计算各处理地膜的降解率。降解率=（地膜初始质量－收获后地膜质量）/地膜初始质量×100%。

3.玉米性状及产量测定

试验玉米在3月5日播种和铺膜，铺膜方式为机械铺设。6月15日进行收获，收获后每小区测产量。测产量时采取人工收获测量的方式，以每个处理随机选取2垄，分别用皮尺、游标卡尺和电子天平（上海力辰，YP6002B）测定株高、穗长、穗粗和单穗质量等指标。

（六）数据处理

将直接测定的土壤温湿度、残膜质量及玉米株高、穗长、穗粗、单穗质量等数据分别取平均值进行结果分析。

二、结果与分析

（一）不同时期处理土壤温湿度变化

不同时期各处理5cm和15cm处的土壤温度如表1所示，玉米生长前期处理之间地温没有明显差异。5cm深土壤温度2021年5月10日全生物降解膜高于普通PE地膜，其他均比普通PE地膜低；15cm深土壤温度4月12日和5月10日全生物降解膜高于普通PE地膜，其他均比普通PE地膜低。

不同时期各处理土壤含水量如表2所示，不同时期覆盖降解地膜与覆盖普通地膜土壤含水量无明显差异。5cm深土壤含水量2021年4月12日和5月10日全生物降解膜高于普通PE地膜，其他均比普通PE地膜低；15cm深土壤含水量5月25日和6月15日全生物降解膜高于普通PE地膜，其他均比普通PE地膜低，这是由于玉米中后期全生物降解膜破裂，地表水分渗入土壤深层所致。

（二）地膜降解情况

在试验点地膜铺设过程中，全生物降解地膜的拉力、透光性等使用性能与普通PE地膜无显著差异，完全可以满足机械铺膜需求。在玉米生育的关键时期，不同处理表现见表3［2］。如表3所示，全生物降解地膜从播种第50 d开始降解，直至玉米成熟期地表大部分裸露，大多地膜成为大小不等的碎片，无拉力，收集起来呈海苔状，部分碎片融入土壤，不能分离。

各处理地膜降解率结果如表4所示［3］。全生物降解地膜在玉米生育期内大多已完成裂解，地面基本无大块地膜，降解率在90%以上；普通PE地膜基本无裂解，地面大块残膜较多，降解率为10.41%。

（三）玉米性状及产量情况

各处理玉米性状及产量结果见表5。由表5可知，不同处理间对玉米株高、穗长、穗粗、单穗质量及产量影响不大，产量普通PE地膜比全生物降解膜稍高。由于全生物降解膜的通透性比普通地膜较强，造成5cm和15cm处土壤温湿度整体较低，但两处理间土壤温差未对玉米性状及产量产生较大影响。处理1株高与处理2间相差3cm，差异较小；两处理间穗长相差0.1cm，差异不明显；穗粗两处理均为4.6cm，无差异；单穗质量处理1与处理2相差0.83g，处理1折合667m2产量为843.89kg，处理2折合667m2产量为846.79kg，无明显差异。

三、结果与讨论

试验结果表明，全生物降解膜能够满足玉米正常生长发育需求，对土壤温湿度、玉米性状及产量影响与普通PE地膜无显著差异。全生物降解地膜能够满足机械作业要求，不需要改进机械覆膜技术，且在玉米生育期内自行裂解，大多裂解成碎片融入土壤，无需捡拾回收，降低了劳动强度、对下茬作物机械耕种的不良影响和对土壤环境的污染。全生物降解膜在衡水市春玉米种植上可以对普通PE地膜进行替代。

参考文献：

［1］白雪平.生物降解液态地膜在辽西春玉米栽培上的应用［J］.现代农业，2018（8）：36.

［2］金军，应英，谢鋆韬，等.不同厚度的两种生物降解膜在设施大棚蔬菜上应用研究初报［J］.农业，2021（2）：82-85.

［3］阎晓光，李洪，董红芬，等.可降解地膜覆盖对土壤水热及春玉米产量的影响［J］.中国农学通报，2018，34（33）：32-37.

（作者单位：崔明奎 段培姿 马世龙 衡水市农业环境与农畜产品质量监督管理站；孙朝云 衡水学院；励秋彦 阜城县农业农村局）