生物降解膜对花生生长的影响

高旭华，黄瑶珠，杨友军，谢 东，王 蕾

(广东省生物工程研究所/广州甘蔗糖业研究所，广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东省生物材料工程技术研究中心，广东广州 510316)

花生是重要的油料作物和经济作物，其营养价值高、适应性强，在我国很多地方都有种植。清远市属亚热带季风气候，是广东省比较重要的花生主产区，然而由于早春时期气温偏低，露地种植很难保证花生的产量和品质，地膜覆盖不仅可以使土壤的温度提高[1-2]，增加有效积温，加快花生的生育进程[3-7]，而且可以有效提高水分利用效率[8-9]，改善土壤的理化性状，因此增产效果明显[10-13]，是提高花生生产潜力和产量品质的重要技术手段。生产上常用的地膜主要是以聚乙烯为原料的塑料地膜，由于难以降解，连年使用会对土壤的耕地质量造成严重的负面影响，不利于作物的生长。

生物降解地膜不仅可以在作物的生长期内发挥地膜的增温保墒功能，而且由于材料的可降解性，在花生收获时可以直接进行摘收，避免地膜的缠绕，提高收获效率。花生收获后可直接进行翻耕，一定时间后残膜可自然降解，不会对土壤的生态环境造成影响[14]。关于生物降解膜应用于花生方面的报道主要围绕不同覆盖材料对花生产量和品质的影响，如黄少辉等[15]研究了4种地膜对花生产量的影响，增产效果依次是普通地膜>可降解地膜>黑色地膜>露地栽培，而关于比较不同配方生物降解膜对花生产量的影响鲜有报道。鉴于此，笔者通过田间小区试验探讨了不同配方生物降解膜对花生生长及产量的影响，旨在为生物降解地膜在广东清远地区花生种植上的推广应用提供重要的理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1试验地概况试验于2018年3—7月在广东省清远市清新区试验基地进行。试验地土质为砂壤土，pH 7.29，有机质13.5 g/kg，碱解氮68.7 mg/kg，速效磷198 mg/kg，速效钾290 mg/kg。该地地势平坦，排灌方便，前茬作物为玉米，生长良好。

1.2试验材料试验材料为花生品种粤油41号。3种生物降解膜均由广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所)生产，地膜规格为宽度160 cm，厚度0.012 mm，具体配方见表1。

表1 不同处理配方生物降解膜的比较

1.3试验设计3月15日播种、覆膜，7月16日收获测产。试验设3种生物降解膜处理(A、B、C)和不盖膜处理(D)，每个处理3次重复，随机排列，共12个小区，小区面积68 m2(长40.0 m，宽1.7 m),小区周围设1 m保护行。播种前起垄，行距1.7 m，垄沟宽30 cm，垄面宽1.3 m(播4行，每穴播2粒)，全田撒施鸡粪有机肥6 000 kg/hm2，大力复合肥375 kg/hm2，起垄后垄面喷洒一定量的水，使垄面湿润，从而保证花生的发芽率。花生生长期内在垄沟间不定期喷施异丙甲草胺，以减少垄沟间杂草对花生的影响，其他田间管理同大田。

分别记录花生进入各生长期的时间，覆膜后50 d调查各处理的杂草鲜重防效，收获时选取代表性的植株，统计单株结果数、饱果数、秕果数、百果重、百仁重等产量指标。

1.4数据处理试验数据均采用SPSS 13.0和Microsoft Excel 2007进行分析统计，并进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1生物降解膜对花生生育进程的影响从表2可以看出，垄面覆盖地膜使得膜下土壤增温效果明显，在覆膜后40 d生物降解膜处理已进入齐苗期，比不盖膜处理提前7～9 d。由于处理B的稳定剂含量较高，地膜出现降解裂口的时间较晚，故进入开花下针期的时间早于处理A和C，不盖膜处理到达开花下针期的时间较覆膜处理晚10～12 d；播种后60 d左右生物降解膜处理陆续进入结荚期，较不盖膜处理提前17～20 d；各处理达到饱果成熟期的时间几乎相同，主要是生物降解膜在使用后60 d左右开始出现比较明显的降解裂口，增温效果下降明显，而且在生长后期地膜降解加快，同时进入6月份，清远地区的气温显著上升，使得生物降解膜的增温效果逐步弱化。

表2 不同处理对花生生育进程的影响

2.2生物降解膜对花生田间杂草的防效针对试验地的杂草谱，添加不同配比的除草剂，研究各处理对杂草的防效。从表3可以看出，处理B对田间杂草的防效最优；处理A和B的除草剂添加量相同，但处理A对杂草的防效略差于处理B，这可能由于处理A中稳定剂的添加量少于处理B，随着时间的推移生物降解膜的力学性能逐渐下降，稳定剂含量较少的处理A更容易出现降解裂口，所以膜下的杂草也更容易穿透地膜，从而降低杂草防治效果；处理C中未添加任何种类的除草剂，但是由于生物降解膜为白色透明膜，增温效果显著，膜下的高温很容易将杂草幼苗杀死，进行有效的物理防治；试验地的其他杂草主要为空心莲子草、狗牙根等，由于很难对其进行有效的化学防治，所以各处理对其的防效较差，处理间差异不显著。

2.3收获期生物降解膜对花生农艺性状的影响从表4可以看出，覆盖生物降解膜对花生的地上部分影响最显著，其中处理B的茎叶鲜重最高，是不盖膜处理的2倍，处理A和C的地上部鲜重低于处理B，不盖膜处理的地上部鲜重最低；各处理间的地上部干重与地上部鲜重变化趋势相同，从高到低依次为处理B、A、C、D；主茎高和第一侧枝长各处理间差异不显著，覆膜处理略高于不盖膜处理，以处理B最优。

表3 不同处理对杂草的鲜重防效的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

Note:Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

表4 不同处理对花生农艺性状的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

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2.4生物降解膜对花生产量的影响从表5可以看出，早春时期气温偏低，覆盖地膜增温效果显著，使花生提早进入饱果期，所以覆盖生物降解膜的各处理产量均高于不盖膜处理，其中处理B和A较不盖膜处理分别增产38.50%和29.57%，达到显著水平，处理C由于未添加除草剂，一定程度上造成了花生的减产，故处理C的产量低于处理A和B。产量构成因素上，覆膜处理的百果重、百仁重、单株结果数、单株饱果数较不盖膜处理均有不同程度的增加，以处理B最高，这可能是由于除草剂和稳定剂的添加增加了生物降解膜的除草效果和耐候性，处理A花生产量次之，处理C由于未添加任何除草剂，所以杂草对花生的影响较大，故处理C的花生产量性状指标低于处理A和B。

表5 不同处理对花生产量性状的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

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2.5生物降解膜对花生品质的影响蛋白质、脂肪、油酸和亚油酸含量是花生品质的重要参考指标。从表6可以看出，处理B的粗蛋白含量最高，达到272 g/kg，不盖膜处理的粗蛋白含量低于其他3种覆膜处理；3种生物降解膜处理的粗脂肪含量均显著高于不盖膜处理，3种覆膜处理间差异不显著；油酸含量从高到低依次为B>A>C>D；亚油酸含量以处理A最高，为16.2%，不盖膜处理最低为14.2%，各处理间差异不显著。

表6 不同处理对花生品质的影响

注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著

Note:Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level

3 结论与讨论

在花生品种以及田间栽培条件相同的情况下，温度是影响花生生育进程的主要因素[3]。覆盖生物降解膜可以有效提高膜下土壤温度，从而使花生的各生育期提前。该研究中，3种生物降解膜处理的各生育期均提前于不盖膜处理，且在花生生长前期由于地膜保持相对完整，增温效果明显，所以覆膜处理提前15 d进入结荚期，使得花生的饱果成熟期延长，为花生的高产提供必要的条件。

针对花生田杂草种类，添加适宜的除草剂母粒，将生物降解地膜技术与除草地膜技术进行集成，制备生物降解除草地膜，这不仅节省了喷施除草剂的人工成本而且药效期长，减少杂草对作物的影响。该试验中，添加除草剂的生物降解膜对田间杂草可以起到很好的防控效果，对一年生单双子叶杂草的防效均在85%以上，而未添加任何除草剂的生物降解膜具有良好的增温效果，也可以对杂草起到一定的物理防控。地膜覆盖可以改善作物的生长发育状况，使作物显著增产[16]。使用生物降解膜可以有效提高花生产量，田间试验表明添加除草剂的生物降解膜较不盖膜处理分别增产38.50%和29.57%，达到显著水平，这与其他报道研究结果基本一致。

生物降解膜在作物生长前期可以很好地发挥地膜的增温、保墒功能，但是由于其材料的可降解性，覆膜后一段时间会出现降解裂口，对作物的后期生长产生一定的影响。因此，在生育期相对较长的一些大田作物上使用生物降解膜时，应充分考虑其耐候性，在作物的生育期内尽可能保持地膜的完整性，最大限度发挥地膜的功能，提高作物的增产潜力。地膜覆盖栽培技术已在农业上广泛应用，但是由于普通塑料地膜的不可降解性，残膜对农田生态环境造成了严重的负面影响，生物降解膜在作物收获后可以直接还田，是实现绿色农业的重要途径。