不同产品全生物降解地膜在马铃薯上的应用效果探究

邓银珍 王 生 李文玲 汪财洲 刘延魁

(1.青海省农业技术推广总站 青海 西宁 810000)

(2.青海省西宁市湟中区农业技术推广中心 青海 湟中 811600)

(3.青海薯乐种养殖专业合作社联合社 青海 湟中 811600)

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于青海省西宁市湟中区甘河滩镇上河湾村,面积14亩,前茬作物玉米。试验地气候类型为高原大陆性气候,年日照时数2 319 h,具体指标参考基本信息表(表1)和土壤主要理化指标表(表2)。

表1 基本信息表

表2 土壤主要理化指标

表3 试验作物和地膜覆盖信息

表4 施肥记录表

1.2 试验设计

1.2.1试验材料

试验作物:马铃薯 品种:青薯9号

试验肥料:有机肥、40%马铃薯配方肥

供试地膜:PE地膜(青海农牧生产资料(集团)股份有限公司)、全生物降解膜(青海恩泽农业技术有限公司、浙江家乐蜜园艺科技有限公司、湖北光合生物科技有限公司、上海弘睿生物科技有限公司、青海农牧生产资料(集团)股份有限公司、兰州鑫银环橡塑制品有限公司、山东清田塑工有限公司)、液态地膜(陕西金土丰新材料有限公司、大连益丰农生物科技有限公司)。

1.2.2试验处理

试验设15个处理,各处理设置如下:

处理1:不覆膜(CK)

处理2:青海农牧—白色PE地膜(宽幅90 cm、厚度0.01 mm);

处理3:青海农牧—白色降解膜(宽幅90 cm、厚度0.01 mm);

处理4:青海恩泽—白色降解膜(宽幅90 cm、厚度0.01 mm);

处理5:青海恩泽—黑色降解膜(宽幅120 cm、厚度0.01 mm);

处理6:浙江家乐蜜—白色降解膜(宽幅110 cm、厚度0.01 mm);

处理7:浙江家乐蜜—黑色降解膜(宽幅130 cm、厚度0.01 mm);

处理8:湖北光合—白色降解膜(宽幅120 cm、厚度0.007 mm);

处理9:湖北光合—黑色降解膜(宽幅120 cm、厚度0.01 mm);

处理10:上海弘睿—白色降解膜(宽幅90 cm、厚度0.01 mm);

处理11:上海弘睿—黑色降解膜(宽幅120 cm、厚度0.01 mm);

处理12:兰州鑫银环—黑色降解膜(宽幅120 cm、厚度0.01 mm);

处理13:山东清田—黑色降解膜(宽幅110 cm、厚度0.01 mm);

处理14:陕西金土丰—液体膜;

处理15:大连益丰—液体膜。

为保证试验精度,减少人为因素、土壤肥力和气候因素的影响,田间试验内土壤、地形等条件均一致。除地膜不同外,小区其他田间管理措施相同。小区面积:150 m2。田间设计图如图1所示:

试验于2022年5月4日进行机械深松,5月5日采用机械施肥、起垄、覆膜,5月6日人工点播的方式播种,行距45～50 cm、株距40 cm,亩保苗2 990万株,5月29日出苗(第24 d),6月7日(第33 d)进行人工补苗,6月18日-19日(第44～45 d)进行人工除草,7月23日(第79 d),7月30日(第86 d)进行早晚疫病防治各1次。

2 试验结果

2.1 降解膜性能参数

2.1.1地膜增温保墒性能

覆膜后第20 d起,每日上午9点开始测定耕层土壤温度和土壤体积含水量测量方式为人工测量,深度10 cm。由于马铃薯生育期较长,所以每隔20 d在固定样方测定土壤耕层温度和体积含水量(见表5)。

表5 土壤温度、湿度记录表 单位:土壤温度(℃) 湿度(体积含水量%)

表6 降解膜降解判断标准

表7 地膜降解情况调查表 (单位为: 月 日)

表8 农艺性状调查表 (单位:株、cm、个、kg)

表9 生物降解地膜处理产量(单位:株、个、kg)

表10 不同处理生产投入表(元/亩)

表11 不同处理投入产出总表

整体来看:普通PE地膜温度、湿度均高于全生物降解膜,说明其增温增湿效果较好。各降解膜之间,处理3、处理12、处理13湿度相对略高,但是不明显。黑色地膜较白色地膜温度偏低。液体膜湿度较大,尤其是后期封垄后长势旺盛,全生育期内垄面湿度较高。

2.1.2地膜降解情况

根据降解地膜田间降解情况观察,处理8、处理9降解程度最好,6月15日(第41 d)、7月30日(第86 d)、8月15日(第102 d)时分别进入诱导期、开裂期、大裂期,垄(畦)面地膜出大于20 cm自然裂缝或孔洞。处理8后期降解速度较快,8月30日(第117 d)时地面柔韧性尽失,垄(畦)面地膜出现碎裂,进入碎裂期;处理9大裂期以后降解速度稍慢于处理8,9月15日(第133 d)进入碎裂期。覆膜三个月后,处理3～5、处理7、处理10～12七类地膜开始出现裂纹,进入诱导期,其中处理4降解速度最快,历经163 d时进入碎裂期;处理3、处理5、处理12降解速度次之,进入大裂期;处理7、处理10、处理11三种地膜降解程度不高,处理7地膜出现2～2.5 cm裂纹、处理10田间25%地膜出现细小裂纹、处理11才开始出现裂纹。处理6在8月15日(第102 d)时进入诱导期,但是进入诱导期之后降解速度较快,10月15日(第163 d)时进入碎裂期,地膜裂解为4 cm×4 cm以下碎片,变薄。处理13前期未降解,8月15日(第117 d)后进入诱导期,后期降解速度亦较慢,10月15日(第163 d)时仅田间25%地膜出现细小裂纹。

2.2 产量和经济效益

2.2.1生育期农艺性状

从性状记载数据看出,处理2、3处理株高最高,达到186.5 cm、186.1 cm;其次是处理5、处理14和处理7,株高分别为176. cm、175.7 cm、171.0 cm;处理10株高136.0 cm,表现为长势较弱的状态。茎粗指标来看,处理2、处理14两个处理茎粗最粗,均在14 cm以上;处理3、5、7、8茎粗在13.6～13.9 cm之间,植株长势较为健壮。处理1株高134.3 cm、茎粗11.0 cm,表现最弱。8月16日,马铃薯处于块茎膨大期,用养分指标速测仪对各处理各部叶片叶绿素、氮素指标进行了速测,结果显示,不同处理下叶绿素和氮素指标呈正相关性。其中:处理3叶绿素、氮素均最高,分别达到55.5SPAD、21.3 g/kg,处理2次之,分别为53.6SPAD、20.6 g/kg,处理1和处理13居第三,分别为51.1SPAD、19.6 g/kg。再依次为:处理4、处理5、处理6和处理10,其余处理叶绿素和氮素含量均较低。

2.2.2收获期作物产量

从理论产量数据来看,处理13单株平均薯重最高,达到2.0 kg/株;处理5、处理6单株平均薯重次之,为1.9 kg/株;处理10、处理11、处理6的单株平均结薯数量较多,分别为15.7个、15.6个、15.4个,均在15个以上;其次为处理7和处理8,单株平均结薯数量为14.7个。理论产量处理5最高,为4 526.2 kg/亩;处理6、13、14、15理论产量均在4 000 kg/亩以上;处理2、4、7、11理论产量相差不大,在3 900～4 000 kg/亩。从商品率来看,处理2商品率最高,达到79.1%;处理5、3、6、4、13、9商品率均在70%以上,分别为77.6%、77.5%、75.4%、74.8%、71.2%、70.9%;处理8为62.7%,与处理1持平;处理11、处理10商品率分别为60.2%、56.8%,小薯的数量均较多。

从实收测产结果看出:与不覆膜处理1作比较,处理4产量达到3 296.7 kg/亩,增产593.2 kg、增产率为21.9%,增产幅度在20%以上;处理3、处理2、处理7、处理12四种地膜覆盖均比不覆膜增产400kg以上,增产幅度15%～20%之间;处理15、6、9、14、11、5六个处理较不覆膜增产300～400 kg,增产幅度10%～15%之间。其他处理增产效果不明显,增幅在10%以内。与普通PE膜处理2相比较,处理4产量较好,增产118.2 kg,增产率为3.72%,处理3、处理7产量基本与普通PE膜处理2持平,其余处理均表现出不同程度的减产。相比较而言,处理13、处理8、处理10减产幅度较大,分别减产253.2 kg、302.7 kg、363.2 kg,减产率分别为7.97%、9.52%、11.43%。

2.2.3经济效益分析

通过产量效益对比,青海恩泽、青海农牧、浙江家乐蜜黑色降解膜和兰州鑫银环四种全生物降解膜田间长势、增产效果等方面表现较好,分别较不覆膜增产21.8%、18.4%、17.4%、15.0%,尤其是青海恩泽、青海农牧白色降解膜较普通PE膜增产118.2 kg、21.4 kg,增产率分别为3.72%、0.67%,产量效益较好。液体膜产品中,大连益丰、陕西金土丰分别较不覆膜增产14.7%、13.3%,较普通PE膜减产幅度在4%以内,该类产品产量效益也相对较好。山东清田黑色降解膜、河北光合白色降解膜、上海弘睿白色降解膜较普通PE膜减产较大,经济效益不明显。投入产出比除处理10外其他处理均大于处理1,处理3青海农牧白膜、处理4青海恩泽白膜投入产出比与处理2相差不大,效益较好。

2.2.4作物收获后降解膜降解情况

湖北光合黑白两种降解膜降解程度最高,但是对于马铃薯作物(生育期150～160 d),降解过早,后期积温不足,影响马铃薯产量;青海恩泽黑白两种降解膜、青海农牧白色降解膜、浙江家乐蜜白色降解膜、兰州鑫银环黑色降解膜降解程度适中,适合青海高寒地区马铃薯作物,两种颜色降解膜中,白色地膜积温高、透光性强,故推荐使用;上海弘睿黑白两种降解膜、浙江家乐蜜黑色降解膜、山东清田黑色降解膜四种降解膜降解程度不高,不适合本地区马铃薯作物使用。

3 试验结论

通过降解膜增温保墒性能、马铃薯生育期和收获后降解膜降解情况、产量和经济效益分析等综合对比,青海农牧白色、青海恩泽白色、浙江家乐蜜白色、黑色和兰州鑫银环黑色五种全生物降解膜降解程度适中,增产效果好,故优先推荐在青海高寒地区马铃薯作物上使用。但此结论仅是一年一个地区的试验数据,今后仍需继续选择在不同生态类型、不同肥力地块上进行多年多点试验验证,从而为降解膜产品推广应用提供数据支撑。