不同生物降解膜在春甘蓝生产中的应用试验

王建科，胡立军，陈永锋，李水凤，许楚楚

（1.杭州富惠现代农业有限公司，浙江 杭州 311228；2.杭州市萧山区农（林）业技术推广中心，浙江 杭州 311200）

甘蓝为2年生草本植物，原产于欧洲地中海沿岸，由于其含有丰富的矿质营养及维生素，已成为全球主栽的蔬菜作物之一，近年来，我国甘蓝的种植面积逐年增加，其总产量和种植面积在所有蔬菜中位居第3位[1-2]。为提高作物产量、增强抗逆性，在甘蓝生产中地膜被大量应用，但地膜广泛使用带来了“白色污染”、土壤结构被破坏、农机作业和作物生长受影响等问题。

全生物降解地膜是一种以聚乳酸（PLA）和聚丁二酸丁二醇酯（PBAT）等为主要原料的具有生物降解性能的新型农用地膜，在自然条件下能被微生物降解为二氧化碳和水。浙江省已在马铃薯、莴苣、大豆等作物上广泛开展试验示范并取得一定成效[3-4]。为推进浙江蔬菜产业新品种、新技术、新模式、新产品的试验示范和推广应用，加快产业升级，2021年杭州市萧山区农（林）业技术推广中心申报并实施了《瓜菜全生物降解膜覆盖技术示范》项目，进行了全生物降解膜的引进与示范筛选。通过不同厂家、不同颜色、不同厚度的降解地膜比较试验，基本明确了全生物降解地膜在春甘蓝上的使用技术，达到了“降解效果好、产量不减少、翻耕不缠绕”的预期目标。

甘蓝是杭州萧山春夏季种植的主要蔬菜之一，常年种植面积在667 hm2左右，生产上种植户多采用地膜覆盖栽培以达到增温保墒、提早上市、增加产量的目的。通过前期的技术验证和产品遴选，本试验引进9种不同规格的全生物降解地膜，比较其对甘蓝农艺性状、产量等的影响以及其降解情况，以筛选出适合春甘蓝生产的全生物降解膜，为今后在春甘蓝生产上的大规模推广应用提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验时间与地点

试验于2022年2月10日—5月20日在浙江省（萧山）现代农业创新园进行，土壤为砂壤土，pH值7.8，肥力中等，前茬作物为青梗菜。

1.2 试验材料

供试甘蓝品种“久盛”，由浙江美之奥种业股份有限公司提供。2022年2月10日播种育苗，3月19日移栽，生长管理按常规进行。选用9种不同规格的全生物降解地膜、2种普通地膜为试验材料，其规格和来源见表1。

表1 供试地膜详情

1.3 试验设计

设置9个生物降解膜处理，分别标记为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8和S9，以及普通地膜（CK1和CK2）和不覆膜（CK3）共12个处理，如表1所示。3月18日统一进行地膜覆盖，每个处理重复3次，采用随机区组排列，共36个试验小区，每个小区宽1.4 m，长21.5 m，面积为30.1 m2，周围设置保护行。

1.4 调查项目

自3月18日覆膜开始至5月28日甘蓝采收后翻耕，调查降解膜降解性能，采用田间目测法，将地膜降解过程分为5个阶段，第1阶段：铺膜到出现≤2 cm小裂缝的时间为诱导期；第2阶段：肉眼清楚看到地膜出现2 cm＜裂缝＜20 cm的时间为初裂期；第3阶段：肉眼清楚看到≥20 cm裂缝的时间为开裂期；第4阶段：地膜裂解成大碎块为大裂期；第5阶段：地面基本见不到地膜残片，地膜在地表基本消失的阶段即为无膜期[5]。

田间观察记载甘蓝的生育期，5月17日调查植株性状，采用米尺、游标卡尺等工具，主要测量甘蓝株高、株幅、球高、中心柱长等性状；5月20日采收当天进行田间测产，测定单球质量和小区产量[6]。

1.5 数据分析

数据采用DPS 7.05软件分析，差异显著性比较采用新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同地膜覆盖对春甘蓝生育期的影响

由表2可知，不同地膜覆盖下甘蓝的莲座期、结球期、结球紧实期和收获期均表现一致。地膜覆盖处理较无地膜覆盖的莲座期均提前3 d，结球期均提前4 d，结球紧实期均提前6 d，收获期均提前3 d。

表2 不同地膜覆盖对春甘蓝生育期的影响 （月-日）

2.2 不同地膜覆盖对春甘蓝农艺性状的影响

由表3可知，试验各覆膜处理甘蓝株高以S8最高，为27.60 cm，显著高于S4、S5、S7、CK1和CK3，其次是S1；最大株幅以S1最大，显著大于S7、CK1和CK3；最大叶长也以S1最大，显著大于S4、S7、CK1和CK3；最大叶宽以S8最大，显著大于S7和CK1；叶数以S4最多，但与其他处理差异不显著；球高以S9最高，除显著高于S7外，与其余处理均无显著差异；球宽以S8最高，显著高于S3、S4、S6、S7、CK1和CK3；心柱长以S2最长，除显著大于S6外，与其余处理均无显著差异；心柱宽各处理之间不存在显著差异。

表3 不同地膜覆盖对春甘蓝农艺性状的影响

2.3 不同地膜覆盖对春甘蓝产量的影响

如表4所示，单球质量以S8最大，显著高于S6、S7、CK1和CK3。小区产量及折合667 m2产量均以S9最高，分别为116.73 kg和3 539.08 kg，均显著高于S6、S7和CK3，其中折合667 m2产量较CK1、CK2分别增加8.41%、5.45%，较CK3显著增加52.72%；其次是S2，小区产量及折合667 m2产量分别为116.34 kg和3 527.14 kg，其中折合667 m2产量较CK1、CK2分别增产8.04%、5.10%，较CK3显著增加52.21%。覆盖地膜的产量均显著高于无覆盖对照，增产率在38.92%～52.72%；全生物降解地膜较普通地膜最大减产率为4.08%，但与普通地膜间差异均不显著。

表4 不同地膜覆盖对春甘蓝产量的影响

2.4 生物降解膜的田间降解情况分析

表5结果表明，在不同地膜处理中S5、S6（厚度均为8 μm）进入诱导期、开裂期和大裂期的时间最早，并且均在5月上旬（分别在5月8日和10日）即甘蓝结球期进入碎裂期，其他规格的地膜在采收前未进入碎裂期；S2进入诱导期和开裂期的时间最晚。

表5 不同地膜降解情况调查（月-日）

2.5 不同地膜综合成本比较

由表6可知，根据供试地膜厂家提供的报价，厚度为8、10、15 μm的降解膜每667 m2用膜成本分别为245.00、282.50、376.25元，结合农膜使用人工成本，分别比普通地膜增加成本10.00、47.50、141.25元。S2（10 μm）降解膜效益最高，分别比CK1和CK2每667 m2增加372.46元和226.27元；其次为S9（15 μm），分别比CK1和CK2每667 m2增加297.82元和151.63元。

表6 不同地膜667 m2综合成本及效益分析

3 结论与讨论

试验结果表明，地膜覆盖的春甘蓝生育期提前，产量显著高于无膜覆盖，这与Wang等[7]、周丽娜等[8]的研究结果一致。S1、S2、S8、S9全生物降解膜覆盖春甘蓝产量高于普通地膜，其中S2（厚度10 μm）和S9（厚度15 μm）全生物降解膜覆盖的春甘蓝增产效果明显，但S9（厚度15 μm）全生物降解膜单位面积的覆膜成本较高，暂不适宜在春甘蓝生产中较大规模应用。S1（黑色，厚度8 μm）和S2（黑色，厚度10 μm）全生物降解膜处理比普通地膜覆盖均增产，综合考虑普通地膜残留对土壤生态环境的影响以及农膜回收处理成本等因素，S1（黑色，厚度8 μm）全生物降解地膜替代普通PE地膜在杭州地区春甘蓝生产上是可行的；综合甘蓝生长产量情况可知，全生物降解膜处理中S1处理表现较为突出，具有适宜的降解期，增产效果也较为显著，可以进一步试验示范，逐步在甘蓝生产上示范推广。另外，春季温度越来越高，降解膜降解速度加快，且后期温度高杂草生长很快，所以春季降解较慢的膜有一定的优势。本试验中S1进入开裂期和大裂期最晚，开裂期已经在甘蓝结球期以后，大裂期在结球紧实期以后，防草效果最好，对于春甘蓝生产最为适合。

虽然全生物降解膜的使用成本较高，但补贴政策的及时出台则为全生物降解膜的良好应用与推广保驾护航[9-10]。本试验中S2的产量和产值均最高，但甘蓝价格受到市场影响较大，当甘蓝价格较低时，膜的投入成本对产值影响较大。S1的用膜成本明显低于S2。张旭娟等[11]试验中也表明，降解地膜替代PE塑料地膜是可行的，在实际生产中应对使用规格进行筛选，以便达到最佳的使用效果。不同厂家生产的同一规格全生物降解膜，在生产中存在诱导期过短或过长，不能完全满足作物生长关键时期对地膜增温保墒的需要，可控性不稳定等问题[14-15]。另外，完全生物降解地膜的韧性还需要提高，部分全生物降解膜存在拉伸强度不够、韧性不强的特点，在机械化铺膜过程中容易出现断开、撕裂的现象，不适应全程机械化操作[16-20]。同时，全生物降解膜降解速度与温湿度、降雨等诸多因素有关[21-25]，推广应用需明确作物主要栽培模式，结合不同作物生育期情况选择合适的降解膜覆盖[26-29]，否则会影响效果，因此降解膜大量应用前必须开展全生物降解地膜替代技术验证和产品遴选。如果能进一步改善降解膜的生产工艺，做到与普通地膜韧性相当、基本控制前期杂草、适合机械化操作等，则能明显提升其推广应用前景。