液态地膜对花生农艺性状、产量及土壤肥力的影响

宋莉，秦洁，黎轩，武晓燕

（中华全国供销合作总社天津再生资源研究所，天津 300191）

0 引言

花生是中国主要的油料作物，产量占全国油料总产量的一半左右，其生产的发展在保障食品供给和促进农业生产良性循环中发挥了重要作用[1]。地膜具有增温保墒、抑制杂草等功能，地膜覆盖技术在花生种植中得到了广泛应用，是提高花生产量的重要手段。普通地膜以聚乙烯等高分子化合物为原料，在自然条件下很难降解，随着地膜投入量和使用年限的不断增加，大量地膜残留于土壤中，破坏土壤结构、影响水肥运移，导致耕地质量下降、作物减产等问题[2-3]。为了深入解决残膜污染，保障耕地质量安全，研发环境友好型可降解地膜已成为中国现代农业的新需求[4]。

液态地膜是一种以有机高分子物质为主要材料合成的新型可降解膜[5]，喷施于地表后，可与土壤颗粒发生黏结，形成特殊的“土膜”结构，产生封闭效应和固持效应，从而抑制土壤水分蒸发，改善土壤持水保水能力[6]。液态地膜使用方便，操作简单，对地形地貌无要求，还可以与化肥或农药配合使用，起到施肥或预防病虫害的作用。液态地膜可通过自然环境和土壤里微生物的作用自然降解，待降解后还能转化为营养物质有效改善土壤生态环境，提高作物产量，对农业持续高效发展有很大的促进作用[7-9]。

目前，可降解地膜的田间应用研究主要集中在玉米、马铃薯和棉花上，而对于花生的相关研究少见报道，液态地膜作为近年来兴起的新型可降解膜，对于花生农艺性状及产量的影响更是鲜有涉及。因此，本研究通过开展大田试验，探究了液态地膜喷施对于花生生长发育、产量以及土壤肥力的影响，对比了本研究所自主研发的高效低成本液态地膜与市场认可度较高的液态地膜产品的实施效果，以期为液态地膜在花生种植中的推广和应用提供一定的数据支持和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验于2022 年5—9 月在天津市西青区大寺镇青凝侯村试验基地进行。本试验共设置4 个处理，分别为A（天津再生资源研究所自主研发的保温保水基础液态地膜）、B（天津再生资源研究所自主研发的针对花生的功能液态地膜）、C（哈尔滨东禹环保科技有限责任公司研发的出口韩国的市售液态地膜）、CK（无地膜覆盖）。

本试验于5月10日播种，5月12日喷施液态地膜，液态地膜使用量为562.5 kg/hm2，配制时原液与水按照1:5的比例混合均匀，使用电动喷雾器均匀喷施于土壤表面。各处理的种植及田间管理措施相同，试验期间均不施加农药、化肥、激素类等有害物质，于9月23日收获。

1.2 测定项目

1.2.1 主要农艺性状及产量收获前每个处理随机取6株花生作为样品，带回实验室进行室内考种，调查花生主茎高、侧枝长、总分枝数、结果枝数等植株性状，饱果率、秕果率、幼果率、烂果率等荚果性状。收获完成后，随机选取1 kg花生荚果，测定花生产量及百果重、百仁重等产量的构成因素。

1.2.2 土壤养分含量在花生收获期采取五点取样法进行土壤取样，带回实验室进行全氮、有机碳、全磷和有效磷含量的测定。全氮采取半微量凯氏法，有机碳采取重铬酸钾氧化—分光光度法，全磷采取碱熔—钼锑抗分光光度法，有效磷采取碳酸氢钠浸提—钼锑抗分光光度法。

1.3 数据处理和分析

试验数据利用SPSS 20.0 和Microsoft Excel 2010进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 液态地膜对植株性状的影响

从图1a 可以看出，与CK 相比，液态地膜喷施均使得花生的主茎高和侧枝长有所增加。从主茎高来看，功能液态地膜B 与市售液态地膜C 的主茎高显著高于CK，分别比CK处理增高10.34 cm和6.50 cm。从侧枝长来看，功能液态地膜B 对侧枝长的增长效果最好，其次是市售液态地膜C和基础液态地膜A，但均未达到显著水平。从图1b可以看出，基础液态地膜A和市售液态地膜C 对总分枝数和结果枝数的影响不大，而功能液态地膜B显著提高了花生的总分枝数和结果枝数。说明喷施液态地膜对植株的生长起到了促进作用，主要表现在对主茎高和侧枝长的影响，功能液态地膜能够为植株生长提供所需的营养物质，使植株生长更加旺盛。

图1 不同液态地膜喷施对花生植株性状的影响

2.2 液态地膜对荚果性状的影响

从图2a 可以看出，功能液态地膜B 的饱果率最高，比CK 提高了18.5%，基础液态地膜A 和市售液态地膜C 对饱果率无明显提升效果。与CK 相比，喷施液态地膜均使得花生的烂果率和幼果率降低，其中，基础液态地膜A对烂果率的改善效果最好，使烂果率降低了54.3%，功能液态地膜B 对幼果率的改善效果最好，使幼果率降低了50.0%。与CK 相比，功能液态地膜B 使秕果率降低了19.9%，但液态地膜A 和市售液态地膜C 的秕果率明显高于CK。说明喷施液态地膜能够促进花生的结果，但基础液态地膜A和市售液态地膜C 由于所含养分的不足无法得到理想的荚果，而功能液态地膜B添加了花生所需的营养物质而使得荚果生长的更加饱满。从图2b展示的单双仁率来看，喷施液态地膜对花生单双仁的影响不大。

图2 不同液态地膜喷施对花生荚果性状的影响

2.3 液态地膜对花生产量的影响

喷施不同液态地膜对花生产量性状的影响如表1所示。从百果重和百仁重来看，功能液态地膜B 的花生百果重和百仁重明显高于CK，而基础液态地膜A和市售液态地膜C的百果重不如CK，百仁重与CK相差不大，说明喷施功能液态地膜能够促进花生荚果的增大。从产量来看，喷施液态地膜均使得花生的产量增加，基础液态地膜A、功能液态地膜B和市售液态地膜C的荚果每公顷产量分别为1777.73、3151.64、2626.98 kg，而未喷地膜的CK 仅为1531.53 kg，相比于CK，3 种液态地膜分别增产16.08%、105.79%和71.53%，增产效果非常明显。

表1 不同液态地膜喷施对产量的影响

2.4 液态地膜对土壤肥力的影响

花生收获期土壤的肥力指标如表2所示，与CK相比，喷施液态地膜的处理均使得土壤全氮、有机碳、全磷和有效磷有不同程度的下降。其中，功能液态地膜B 的喷施显著降低了土壤全氮，基础液态地膜A 和市售液态地膜C对全氮的影响未达到显著水平。3种液态地膜均显著降低了土壤有机碳和有效磷。基础液态地膜A 和功能液态地膜B 显著降低了土壤全磷，而市售液态地膜C与CK相比差异不显著。

表2 不同液态地膜喷施对土壤肥力的影响 g/kg

3 结论

液态地膜是可降解地膜覆盖技术的一次创新，是保护农田生态环境，促进作物增产、农民增收的重要途径。在本试验中，喷施液态地膜促进了花生的主茎高增高和侧枝长增长，改善了花生的荚果性状，大大提高了花生产量。其中，添加了花生所需营养成分的功能液态地膜效果最为显著，使得花生的主茎高和侧枝长分别增长了10.34 cm 和11.00 cm，饱果率提高了18.5%，幼果率提高了50.0%，秕果率降低了19.9%，增产达105.79%，具有较好的推广应用前景。在本试验中，喷施液态地膜降低了花生收获期土壤养分的含量，可能是液态地膜促进了花生对养分的吸收，导致土壤养分含量的降低。

4 讨论

液态地膜作为一种新型可降解地膜，能够增温保墒，促进植物生长，提高作物产量。本试验结果表明，喷施液态地膜对花生植株的主茎高和侧枝长有一定的促进作用，且添加了腐植酸等营养成分的功能液态地膜B促进效果最好。孙亚萍等[10]在可降解黑色液态地膜与露天不覆膜对花生生长影响的对比试验中发现，液态地膜处理比露天处理株高增加了5 cm。刘学良等[11]的大田试验也发现，在花生种植前期，喷施液态地膜的植株株高普遍高于对照，与本研究结果基本一致。本试验还发现，喷施液态地膜对花生的幼果率和烂果率有改善效果，此外，功能液态地膜B还可显著提高花生的饱果率，降低秕果率。目前液态地膜对于花生荚果性状的影响研究少见报道，仅在孙亚萍等[10]的试验结果中显示，液态地膜处理比露天处理花生饱果指数增加了14.1。

本研究对于花生百果重、百仁重及单位产量的统计发现，喷施液态地膜提高了花生的百果重和百仁重，显著促进了花生的增产。与花生农艺性状的研究结果类似，产量指标也是功能液态地膜B的提高效果最好，增产量达105.79%。王以兵等[12]比较了不同覆盖条件对花生产量的影响发现，普通地膜覆盖增产达到167.07%，液态地膜虽不及普通地膜，但也相比裸地增产了74.24%。刘晓辰等[13]通过田间试验发现，施用活性腐植酸控释肥的花生主茎更高、侧枝更长，且单株饱果数更多，秕果数和幼果数更少，提高了花生单株生产力。梁满等[14]的研究发现，腐植酸肥处理下的饱果数、饱仁数、百果质量和百仁质量显著提高，且随着腐植酸肥用量的增加，花生产量有明显上升趋势。可见，腐植酸能够促进花生的生长发育，改善花生的相关农艺性状，大大提升花生产量。这也解释了本研究中添加了腐植酸等营养成分的功能液态地膜B在花生农艺性状及产量中表现出的明显优势。从经济效益上看，按照花生荚果4 元/kg，地膜成本2400 元/hm2计算，功能液态地膜B 可实现新增经济效益4000 元/hm2，具有较好的应用潜力。有研究表明[15]，夏播花生覆盖塑料地膜的增产效果不显著，夏播花生覆膜种植的荚果产量比裸地种植增产仅为4.8%。本试验的研究对象即为夏播花生，故而未设置覆盖塑料地膜的对照试验。后期应进一步开展液态地膜与普通塑料地膜增产效果的对比试验，为推动液态地膜的实际应用和推广提供数据支持。

有研究表明，生物可降解地膜可以改善土壤肥力状况。一方面，生物可降解地膜降解后可以为土壤补充一部分养分，另一方面，生物可降解地膜为土壤微生物提供了更加有利的环境条件，提高了土壤微生物的活性[16-19]。本试验结果有所不同，结果显示，喷施液态地膜使得花生收获期土壤全氮、有机碳、全磷和有效磷均有所下降，这可能与试验地原本的土壤条件有关。何红霞等[20]研究表明，在旱地土壤肥力较低的情况下，地膜覆盖不利于土壤肥力的提升，会因促进作物吸收导致土壤全氮、有效磷降低。高旭华等[21]在不同覆盖材料对花生养分吸收的影响研究中提到，花生各个生长时期的氮、磷、钾累积吸收量均表现为生物可降解地膜大于不覆膜。本试验地长期荒芜，且在试验开展期间未施加任何肥料，本身有机质含量较低，液态地膜的喷施改善了土壤的水热条件，加速了土壤养分的矿化和损失，促进了花生的生长以及对养分的吸收，从而导致土壤养分含量的降低。但本试验只测定了收获期土壤养分的含量，缺乏对花生整个生长周期内养分吸收情况及土壤中养分含量变化情况的监测，关于液态地膜对于土壤肥力的影响还需要进一步地深入研究。