全生物可降解地膜在鲜食玉米栽培中的应用效果研究

李万元 毛世强 刘艳娇

摘要    为明确降解地膜在露地玉米种植使用中的具体降解情况，进行了全生物可降解地膜在鲜食玉米栽培中的应用效果研究。结果表明，整体而言，应用国产7.5全生物降解地膜处理在植株株高、茎粗、最大叶面积及叶绿素含量等性状上均高于裸地无膜、常规PE膜、进口8.5全生物降解地膜及华盛全生物降解地膜处理，叶片数上表现差异不大;7.5全生物降解地膜处理鲜食玉米产量上较裸地无膜、常规PE膜、进口8.5全生物降解地膜及华盛全生物降解地膜处理分别高83.47%、6.58%、26.04%、23.88%;在降解速度上华盛降解地膜表现降解最快，其次是进口8.5全生物降解地膜、国产7.5全生物降解地膜，常规PE膜未出现降解情况。

关键词    鲜食玉米;可降解地膜;产量;性状

中图分类号    S513        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）23-0008-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

使用地膜可有效保持土壤温度和湿度，能有效保持水分及土壤养分，从而利于作物产量的提高。但是，由于目前生产上使用的地膜基本为难降解的普通地膜，使用完的废弃地膜造成了严重的“白色污染”，影响着人类的生产生活。地膜覆盖技术在给农业增产增收带来巨大经济效益的同时，也严重污染了土地。废弃的农用地膜在土壤中降解极为困难，越积越多的塑料碎片在土壤中累积形成了阻隔层，降低了土壤的透气性，劣化土壤，造成了严重的白色污染[1]。为了解决这一矛盾，国内外学者及企业开始研究可降解地膜，希望在保证提高农作物产量的同时解决地膜对土壤的污染问题。因此，降解地膜应运而生，张  宇等[2]研究表明，在花生栽培上全生物可降解地膜较普通PE地膜产量有所增加，同时全生物可降解地膜具有明显的降解效果，可有效减缓对土壤的污染残留。宋  晨等[3]研究表明，在玉米栽培上覆盖可降解地膜有利于提高土壤肥力，促进植物幼苗生长，提高光合效率。

为了明确无膜、常规PE膜与降解地膜的差异以及何种降解地膜更适用于生产，设计裸地栽培、常规PE膜、国产7.5全生物降解地膜、华盛全生物降解地膜、进口8.5降解地膜共5个处理在北京中农富通园艺有限公司网室开展试验，以期为农业生产地膜的选择使用提供参考。

1    材料与方法

1.1    供试材料

供试地膜选取常规PE膜、国产7.5全生物降解地膜、进口8.5全生物降解地膜及江苏华盛全生物降解地膜4种地膜。供试玉米品种为京科糯2016（甜糯型）。

1.2    试验设计

试验设5个处理，分别为未铺设地膜裸地栽培作空白对照（CK）、常规PE膜、进口8.5全生物降解地膜、国产7.5全生物降解地膜、江苏华盛全生物降解地膜。每处理3次重复，小区面积24 m2。

1.3    试验实施

试验于2018年4月20日至7月23日在北京中农富通园艺有限公司（通州区）网室进行，株距设35 cm，栽植密度47 625株/hm2。使用喷灌浇水。底肥施微全生物菌肥（10-2-2）2 400 kg/hm2，追肥施圣诞树全水溶性肥料（16-8-34+TE）75 kg/hm2。各处理统一浇水、施肥，及时防治病虫害，其余田间管理同常规管理。

1.4    测定内容与方法

1.4.1    性状（包括株高、茎粗、叶片数及最大叶面积）的测定。每处理选取3个重复，每重复选取代表性植株3株，共9株，使用卷尺测定株高、游标卡尺测定茎粗、人工观察叶片数、精确直尺测定最大叶面积。

1.4.2    地膜降解速度的测定。覆膜后定期观察地膜降解情况。

1.4.3    叶绿素含量（SPAD值）的测定。每处理选取3个重复，每重复选取代表性植株3株，共9株，使用叶绿素测定仪测定最大叶片叶绿素含量。

1.4.4    全生物降解地膜降解程度的测定。在地膜铺设后，每15 d进行现场观察测量，并根据已设定等级按照降解情况进行分级并记录。

1.4.5    产量的测定。于成熟期每处理选取代表性植株30株，分为3个重复，每重复选取10株，测定单株平均产量，计算理论产量。

1.5    数据处理

试验数据均采用Excel进行处理及图表绘制，采用SPSS 22.0进行数据分析。

2    结果与分析

2.1    不同处理鲜食玉米性状表现

由表1可知，苗期国产7.5地膜处理在株高上高于裸地无膜（CK）处理，平均高23.08%;低于常規PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理，平均分别低2.25%、0.43%、3.23%，在进口8.5地膜处理下达到最高。国产7.5地膜处理在茎粗上高于裸地无膜（CK）、常规PE膜及华盛地膜处理，平均分别高3.65%、1.66%、1.19%;低于进口8.5地膜处理，低1.10%，在进口8.5地膜处理下达到最高。国产7.5地膜处理在叶片数上高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理平均分别增加1.09%、0.54%、0.54%、0.27%。国产7.5地膜处理在最大叶面积上高于裸地无膜（CK）、常规PE膜及华盛地膜处理，平均分别高17.35%、0.67%、2.51%;低于进口8.5地膜处理，低5.27%，在进口8.5地膜处理下达到最高。国产7.5地膜处理在叶绿素含量上高于裸地无膜（CK）和常规PE膜处理，平均分别高6.86%、4.37%;低于华盛地膜及进口8.5地膜处理，平均分别低1.31%、0.25%，在华盛地膜处理下达到最高。

相关分析表明，苗期鲜食玉米株高（r=0.446**）、最大叶面积（r=0.408**）与产量关系成极显著性正相关，茎粗（r=0.268）、叶绿素含量（r=0.223）与产量关系成不显著正相关，叶片数（r=-0.136）与产量关系成不显著负相关。

由表2可知，拔节期国产7.5地膜处理在株高上均高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理平均分别高16.66%、2.07%、2.47%、0.10%。国产7.5地膜处理在茎粗上均高于裸地无膜（CK）、常规PE膜及华盛地膜处理，平均分别高24.13%、3.81%、2.60%;低于进口8.5地膜处理，低2.05%，在进口8.5地膜处理下达到最高。国产7.5地膜在叶片数上较常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜无差异，较裸地无膜（CK）处理平均高13.64%。国产7.5地膜处理在最大叶面积上均高于其余处理，较裸地无膜、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理平均分别高53.71%、5.80%、13.05%、10.56%;国产7.5地膜处理在叶绿素上均高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理分别平均高14.06%、0.24%、5.06%、1.73%。

相关分析表明，拔节期鲜食玉米株高（r=0.677**）、叶片数（r=0.687**）、最大叶面积（r=0.641**）与产量关系成极显著性正相关，茎粗（r=0.371）、叶绿素含量（r=0.511）与产量关系未达显著水平。

由表3可知，抽穗期国产7.5地膜处理在玉米株高上均高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理平均分别高5.28%、4.36%、1.70%、2.07%。国产7.5地膜处理在茎粗上均高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理平均分别高3.85%、1.49%、0.15%、0.15%。国产7.5地膜处理在叶片数上均高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理平均分别高1.83%、1.83%、1.83%、1.83%。国产7.5地膜处理在最大叶面积上均高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理平均分别高5.37%、3.35%、1.95%、2.27%。国产7.5地膜处理在叶绿素上均高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理平均分别高7.00%、0.27%、2.20%、1.92%。

相关分析表明，抽穗期鲜食玉米株高（r=0.283）、茎粗（r=0.074）、叶片数（r=0.260）、最大叶面（r=0.214）、产量（r=0.063）与产量的关系均未达显著水平。

2.2    不同处理对鲜食玉米产量的影响

由图1可知，国产7.5全生物降解地膜鲜食玉米产量均高于其余处理，较裸地无膜（CK）、常规PE膜、华盛地膜、进口8.5地膜处理产量平均分别高83.47%、6.58%、26.04%、23.88%。

方差分析结果表明，处理间差异达到极显著水平（F=127.795**）。

2.3    全生物可降解地膜降解情况

由表4可知，在玉米覆膜后15 d全生物降解地膜无任何降解情况，其中常规PE膜较其余全生物降解地膜颜色表现上更加鲜亮;在玉米覆膜后30 d及45 d华盛可降解地膜开始出现降解情况，其余地膜未出现降解情况;在玉米覆膜后60 d全生物降解地膜出现不同程度降解情况;国产7.5全生物降解地膜及进口8.5降解地膜降解程度相差不大，常规PE膜未出现降解情况;在玉米覆膜后75 d全生物降解地膜均出现不同程度裂纹[4]。其中，华盛全生物降解地膜降解速度更快、裂纹较明显，国产7.5全生物降解地膜及进口8.5降解地膜降解程度较慢;在玉米覆膜后90 d全生物降解地膜均出现网状裂纹。其中，华盛全生物降解地膜降解速度更为快速、裂纹更加明显，国产7.5全生物降解地膜及进口8.5降解地膜降解程度次之，二者无明显差异。常规PE膜出现轻微孔洞，因其不具有降解性，属正常破损。

3    结论与讨论

使用可降解地膜在提高作物产量的同时也可有效去除田间地膜残留的问题，避免地膜对土地的污染。申丽霞等[5]研究表明，可降解地膜对土壤水分、温度和玉米生长的影响与普通地膜相当，均能使玉米出苗率提高，生育进程加快，株高、最大叶面积和地上部干物质积累量增加。赵爱琴等[6]研究表明，全生物可降解地膜在地膜覆盖后20 d左右开始出现较大裂纹，在地膜覆盖40 d左右地膜分解成块状，在玉米成熟期地膜完全降解。

就产量而言，国产7.5全生物降解地膜鲜食玉米产量较其余处理具有较为明显优势，尤其相对于裸地无膜处理产量可提高80%以上，说明使用地膜可明显提高鲜食玉米产量;从苗期来看，各处理株高、茎粗、最大叶面积以及叶绿素含量以进口8.5全生物降解地膜处理较高，国产7.5全生物降解地膜叶片数较多，但差异不明显;从拔节期来看，国产7.5全生物降解地膜处理株高、最大叶面积及叶绿素含量均高于其余处理，进口8.5全生物降解地膜处理高于其余处理，叶片数基本无差异;从抽穗期来看，国产7.5全生物降解地膜处理株高、茎粗、叶片数、叶绿素含量均高于其余处理，进口8.5全生物降解地膜处理最大叶面积高于其余处理。因此，从产量及表观性状上综合来看，华盛全生物降解地膜是较好的选择。

各地膜处理降解速度基本表现为华盛全生物降解地膜降解最快，其次为进口8.5全生物降解地膜及国产7.5全生物降解地膜处理，常规PE膜处理未表现出降解情况，同时由于玉米植株生长旺盛、植株遮荫性较好，降解并不完全，在玉米采收后所有供试全生物降解地膜均出现一定不同程度降解情况，以华盛全生物降解地膜降解效果最好。

4    參考文献

[1] 徐刚，杜晓明，曹云者，等.典型地区农用地膜残留水平及其形态特征研究[J].农业环境科学学报，2005，24（1）：79-83.

[2] 张宇，王海新，张鑫，等.全生物可降解地膜在花生栽培上的应用及其降解性能[J].辽宁农业科学，2018（4）：13-16.

[3] 宋晨.新型可降解地膜对玉米产量的影响[J].农业科技与息，2017（6）：48-49.

[4] 杨惠娣，唐赛珍.降解塑料试验评价方法探讨[J].塑料，1996，25（1）：16-21.

[5] 申丽霞，王璞，张丽丽.可降解地膜的降解性能及对土壤温度、水分和玉米生长的影响[J].农业工程学报，2012，28（4）：111-116.

[6] 赵爱琴，李子忠，龚元石.生物降解地膜对玉米生长的影响及其田间降解状况[J].中国农业大学学报，2005，10（2）：74-78.