生态全生物降解地膜在大蒜种植上的应用评价

吕桂荣

（山东省莘县农业技术推广中心 山东莘县 252400）

20 世纪70 年代末莘县开始在棉花生产中推广应用地膜覆盖栽培技术，90 年代在大蒜上进行了推广应用， 对大蒜田提温保墒、 防除蒜田杂草效果较好，使大蒜的产量得到了较大幅度的提高，获得了显著的经济效益。 然而，大蒜田塑料地膜在自然环境条件下难以降解， 残膜长期累积对在田大蒜和接茬作物根系的土壤水分、 养分的吸收造成不利影响。 另外，大蒜田残留地膜对土壤容重、土壤含水量、土壤孔隙度也有显著负效应，进而造成弱苗、死苗、倒伏和减产等问题。

大蒜田塑料地膜的长期大量使用无疑给土壤生态和生产环境造成了严重的白色污染。 目前解决大蒜生产中“白色污染”的途径有2 个，一是废膜回收综合利用，二是推广应用可降解农膜。 但是大蒜种植地膜用量大、覆盖面积广，大多数企业生产的薄膜厚度不达标，回收起来较困难，因此，生态全生物降解地膜应用技术成为解决蒜田“白色污染”的一项新兴技术，在大蒜生产上具有广阔的应用前景。 本试验通过对生态全生物降解地膜在莘县大蒜上的应用效果进行分析，从产品的使用性能、降解性能及环境影响等方面进行评价， 为大面积推广应用生态全生物降解地膜提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在莘县河店镇王庄村， 该区域属于暖温带半湿润季风气候，年平均气温为12.8 ℃，年平均降雨量为500 mm，平均无霜期为195 d。 试验地块地势平坦，土层深厚，肥力均匀，排灌方便，大蒜、玉米1 年2 熟，前茬作物为玉米，9 月20 日机械收获,秸秆全部还田，土壤为壤质潮土。 试验前对试验地块耕层土壤进行取土化验，化验结果见表1。

表1 试验点土壤基本情况

1.2 试验设计

试验大蒜品种为太空二号。

试验设置4 个处理， 每个处理每次重复小区面积10 m2（2 m×5 m），3 次重复，小区随机排列。周围设保护行，地膜的规格为2 000 mm×0.004 mm。

处理1：生态全生物降解地膜天一1 号；处理2：生态全生物降解地膜天一2 号；处理3：普通地膜；处理4：不覆膜。

2020 年9 月21 日整地施肥， 施腐熟的农家肥4.5 kg/m2、 复合肥0.09 kg/m2， 按照当地种植习惯做畦，畦宽2 m。9 月22 日开沟点播，沟深4～5 cm，行距16 cm，株距13 cm。 播后覆土浇透水，水渗下之后喷洒除草剂，及时覆盖地膜，四周用土封严。

2021 年2 月23 日，各处理均浇灌返青水1 次，并利用浇水冲施氮磷钾三元素复合肥，每处理0.5 kg。4 月11 日和4 月23 日浇水2 次，每次随水冲施氮磷钾复合肥（12∶18∶15），每个处理0.5 kg。 5 月6 日各处理收获蒜薹，5 月8 日浇水1 次， 随水冲施氮磷钾水溶肥（20∶20∶20），每个处理0.5 kg。 5 月26 日各处理一次性收获。

试验中除覆膜种类不同外， 其他田间管理措施均保持一致。

1.3 调查方法

用地温表测量不同处理的不同时间的5 cm 和15 cm 地温，收获前测量每小区大蒜的株高、假茎粗、平均叶片数和平均叶面积（小区内对角线5 点取样，每样点4 株），每小区实收大蒜鲜重计产。 于覆膜后的60 d、100 d、130 d、165 d、220 d 记录和测试不同地膜的降解情况。

2 结果与分析

2.1 生态全生物降解地膜的使用性能

由表2 可知，处理1、处理2 降解膜的纵向断裂伸长率和最大拉力与处理3 普通地膜相当， 均可满足田间机械铺设要求。

表2 莘县大蒜地膜样品拉力性能

2.2 生态全生物降解地膜的保温性能

提升地温是地膜覆盖所起到的主要作用之一。在大蒜生育期内通过连续记录试验田内不同土层的温度用以评价生态全生物降解地膜的保温性能。 由表3 和表4 可知，在气温较低的2 月和3 月上旬，地膜覆盖能显著提高地下5 cm 和15 cm 的土壤温度（均为上午11：00 测量），各覆膜处理间差异不明显。

表3 不同地膜覆盖后及不覆膜情况下地下5 cm 土层温度

表4 不同地膜覆盖后及不覆膜情况下地下15 cm 土层温度

2.3 不同地膜覆盖及不覆膜对大蒜生长发育的影响

由表5 可知，处理1、处理2 降解地膜处理大蒜株高、假茎粗、单叶平均叶面积和产量对比无膜处理均显著提高，各覆膜处理之间株高、叶片数、假茎粗、叶面积和蒜头产量无统计学差异， 降解地膜和普通地膜处理之间生育指标和产量均差异不显著。

表5 不同地膜覆盖及不覆膜对大蒜生长发育的影响

2.4 生态全生物降解地膜的降解性能

2.4.1 生态全生物降解地膜降解表现变化 生态全生物降解地膜自覆膜至翌年3 月上旬裂开孔直径变化不大，保持在2 cm 以下；3 月中旬至4 月上旬裂开孔直径略有增大，在2～3 cm；4 月中旬以后裂开孔直径迅速增大，个别孔直径为20 cm 左右。 说明处理1在3 月中旬开始发生降解， 但降解速度缓慢，4 月中旬以后降解速度增快。3 月中旬之前的降解地膜和普通膜裂开现象为覆膜后生产管理中机械拉力所致。

2.4.2 生态全生物降解地膜降解拉力性能变化 由表6 可知， 生态全生物降解地膜田间铺设220 d 后，各个处理地膜的拉力性能显著下降， 其中普通膜拉力下降较小，仍具有较好的物理机械性能，没有发生降解；处理1 各项指标均降至0，已无韧性，达到手触即碎的状态；处理2 各项指标显著降低，拉力性能显著下降。整体看来，降解效果最好为处理1，与预期的降解效果完全一致， 体现了生态全生物降解地膜在降解性能方面的稳定性。

表6 生态全生物降解地膜拉力性能（降解220 d）

2.4.3 生态全生物降解地膜降解现象 覆膜60 d 后实地观察，处理1、处理2、处理3 地膜均无降解现象发生。

覆膜100 d 后实地观察，处理1、处理2、处理3地膜均无降解现象发生。

覆膜130 d 后实地观察，2 种全生物降解地膜均没发生降解现象。

覆膜165 d 后实地观察，2 种全生物降解地膜裂开孔直径开始增大， 由原来的2 cm 以下增至2～3 cm，但覆膜效果变化不明显。

覆膜220 d 后实地观察，处理1 在地表现几乎全部碎片化，达到了手触既碎的状态，降解比较充分；处理2 在地表现成片较大，降解不十分充分，手撕地膜还有小部分韧性；对照普通地膜几乎无明显降解，手触韧性大。

3 讨论与结论

（1）在大田铺设过程中，生态全生物降解地膜的拉力和透光度等性能与普通地膜一致， 不改变原有的农事操作方式及使用习惯。

（2）生态全生物降解地膜在大蒜生长前期，保温保墒性能与普通地膜一致，能够满足作物的覆膜需求。

（3） 不同型号降解地膜产品降解起始时间和降解速率不同，能够实现降解可控。 从出现降解现象到作物收获时降解现象持续并行发生， 拉力性能明显降低，局部粉碎，拉力消失。

（4）生态全生物降解地膜覆盖的作物长势良好，产量与普通地膜覆盖的处理没有明显差异。

（5）根据不同型号降解地膜降解的时间和速率，结合下茬作物的生育期，经试验筛选，生态全生物降解地膜天一1 号最适宜山东莘县大蒜应用。