可降解地膜在马铃薯生产中的应用分析

陈玉平*何 甜 杜儒学

（永昌县农业技术推广服务中心，甘肃 永昌737200）

1.引言

地膜覆盖栽培是本地区作物种植的重要技术之一，对提高农作物的产量具有至关重要的作用，然而普通地膜在自然条件下难以降解，残留地膜不仅影响作物的生长还会破坏土壤理化性状、影响机械作业效率和作业质量。近年来，随着地膜使用量的逐年增加，土壤中地膜残留量呈逐步增加趋势，解决残膜污染问题已刻不容缓。目前使用的地膜大都比较薄，回收利用相当困难，使用可降解地膜是解决“白色污染”的有效途径。可降解地膜具有与普通膜相类似的增温保墒效果，还具有自然降解作用。

2.材料与方法

2.1 试验区自然概况

该试验于2017年在甘肃省永昌县城关镇沙沟岔村（试验站）进行，该区平均海拔2060m，年降水量180-250mm，无霜期128天，年平均气温4.8℃，年日照时数2884小时，昼夜温差大，光照充足，气候相对冷凉。试验田为沙壤地，土壤含沙量适度，无板结、无污染，2017年试验前0-20cm土层全氮1.1gkg-1、全磷1.1gkg-1、全钾24.0gkg-1、速效氮51.4mgkg-1、速效磷47.5mgkg-1、速效钾198.0mgkg-1，有机质含量18.5gkg-1，土壤容重1.29gcm-3，孔隙度51.32。

2.2 试验设计

2.2.1 作物覆膜栽培试验

参试作物为马铃薯，品种为大西洋，覆膜栽培试验采用单因素随机区组设计，设6种降解地膜、普通地膜对照CK1和裸露CK2共8个处理（表1），每个处理为一个试验小区，随机排列，3次重复，共24个小区。机械起垄种植，垄宽70cm、垄间距110cm、垄沟深25cm，马铃薯行距50cm，株距25cm，种植日期：2017年5月4日，收获时间：2017年9月30日，机械播种收获，田间管理同常规大田。

表1 不同可降解地膜基本情况表

2.2.2 曝晒试验

曝晒试验采用单因素随机区组设计，设6种降解地膜、普通地膜对照CK1共7个处理，每个处理为一个试验小区，随机排列，3次重复，共21个小区，机械起垄，垄宽70cm、垄间距110cm、垄沟深25cm，在田间按正常的作业方式进行铺膜，膜下不种植作物，地膜完全暴露在阳光下，观察在田间曝晒条件下地膜的降解情况。

2.2.3 填埋试验

填埋试验采用单因素随机区组设计，设6种降解地膜、普通地膜对照CK1共7个处理，随机排列，埋藏深度为10cm，分三个观察期，每个观察期三次重复。每个观察期按照设定深度挖150×50cm的长方形平底坑，将6种降解地膜和普通地膜对照CK1分别裁剪成40（横向）×30（纵向）cm的膜片，做好标记，装入20目防虫网袋中，按随机排列顺序均匀平展放入坑中，作好记录，回填挖出的全部土壤。

2.3样品采集及测定方法

2.3.1 上机性能测试：覆膜时根据观察地膜有无断裂情况以及覆膜的连续程度判定。

2.3.2 土壤温度：采用HOBOWaterTempProv2水下温度数据采集器，填埋在垄上膜下10cm测定。

2.3.3 马铃薯生育期生育期：开展地膜覆盖农作物生育期调查，生育期的日期以小区50%以上植株进入该生育期为标志。

2.3.4 作物产量：每个处理取3个样点，样点面积为5.5 m2，在每个样点取3株分别测定每个样点的马铃薯总重量和商品薯重量。

2.3.5 地膜降解情况观测

曝晒区的覆膜时间与作物覆膜栽培区相同，按照试验田间设计，将各处理地膜覆盖于试验小区垄面上。观察记载曝晒区组和作物覆盖栽培区组各降解地膜达到降解阶段划分标准的时间。在覆膜后前30天，每10天观测一次；覆膜后31-40天，每5天观测一次；覆膜后41天起，每3天观测一次，直至诱导期结束（最多到覆膜后75天）；以后恢复每10天观测一次；记录各参试膜破损情况（是否出现裂纹、裂缝、破碎程度，记录裂纹、裂缝的数量以及破碎的块数并记录），并判定降解情况（根据地膜破损情况将地膜降解程度划分为：诱导期A、开裂期B、大裂期C、碎裂期D、无膜期E五个时期），重点记录诱导期的出现日期。拍照记录每个降解阶段的场景，具体如下：每个处理每个重复设置3个固定观测点，每个处理9个观测点，利用固定框进行定点照相（50cm*50cm）。按照观测间隔要求，选择有代表性的一个重复中3个固定观测点拍照；每次观测日拍照后，于当天对照片标注（膜样编号、拍照日期、降解状况）。

2.3.6 填埋试验调查取样观测

按照试验年度计，试样埋土后的90天、180天和365天取出一个区组的所有膜样，洗净，按照统一的试验编号做好标记，观测填埋地膜降解外观变化情况。

3.结果与分析

3.1 上机作业性能:本次试验参试的可降解地膜有亿帆鑫富、巴斯夫、天壮、康文、康润洁、鑫银环6种，6种可降解地膜均可以正常上机使用。

3.2 降解地膜覆盖对马铃薯不同生育时期土壤温度的影响

3.2.1 对马铃薯生长的前中后期即芽条生长期、块茎形成期、淀粉积累期等3个时期的其中一天的土壤温度进行比较（分别取5月10日、7月10日、9月10日全天温度变化），分析不同可降解地膜对马铃薯土壤温度的影响。

由图1可以看出：在全天的24小时中，温度在中午开始有小幅度的上升和下降，下午有较大幅度的上升下降过程，各可降解地膜温度变化在5℃之间。在16点之后各可降解地膜之间温度差异较大。其中康文温度变化最大，其它种类地膜变化曲线基本趋于一致。

图22017 年7月10日各降解地膜全天温度变化

由图2可以看出：在2017年7月10日，各降解地膜的全天温度变化趋势基本一致，各降解地膜全天温度变化小，且各降解地膜之间温度变化也较小，较5月份全天温度，整体变化幅度较小。其中以康文和CK1温度较高，CK2为裸地，温度最低。

由图3可以看出，在2017年9月10日，各可降解地膜温度变化趋势基本一致，温度变化总体呈先下降后升高然后再下降的“S”型变化趋势，各可降解地膜全天温度变化较大，从8℃到16℃，整体变化趋势同7月份温度变化趋势相似。中午12时以后各降解地膜之间温度变化有了比较明显的差别。其中，天壮和巴斯夫变化最为明显，土壤温度也最高。CK1和CK2温度最低。

图32017 年9月10日各降解地膜全天温度变化

总体看，各可降解地膜温度在7月份温度变化最小，气温平稳。各降解地膜温度变化趋势在每个月份都基本一致。其中，天壮、康文和巴斯夫地膜温度在各个时期都处于较高文章，变化幅度也较大。由此可以看出，在不同可降解地膜中，天壮、康文和巴斯夫地膜在马铃薯各个生育期增温和保温效果比较明显。

3.2.2 降解地膜覆盖对年积温的影响

由图4可以看出，CK2裸地由于没有覆膜年积温最小，其它各降解地膜年积温各不相同，其中以康文年积温最大，天壮和鑫银环地膜年积温也较大，其它各降解地膜年积温均小于53000℃。由此可以看出康文、天壮、鑫银环的保温作用比较好。

图4 2017年各降解地膜年积温

3.3 降解地膜降解情况及分析

由表2可以看出，在栽培试验中，各可降解地膜分别在覆膜后的30天左右到达诱导期，部分降解地膜分别在38天至110天左右到达开裂期，其中天壮90天的时候到达大裂期，降解幅度最大，降解速度最快，且产量也较高。在本次试验中，栽培试验和暴晒试验在马铃薯收获时期，地膜降解最大程度只到达大裂期，且栽培试验中可降解地膜较暴晒试验降解幅度大，降解速度快。

表2 地膜降解情况

3.4 降解地膜对农作物的影响及分析

3.4.1 降解地膜对马铃薯生育期的影响

通过对马铃薯生育时期的观测记录，不同可降解地膜对马铃薯生育期影响具体表现为：除康润洁和天壮可降解地膜马铃薯较起其它可降解地膜出苗早5天外，各可降解地膜对马铃薯的其它生育时期基本无影响，可以看出，可降解地膜对马铃薯生育期基本无影响。

3.4.2 降解地膜对马铃薯产量及商品率的影响

由表3可以看出，不同可降解地膜对马铃薯的产量和商品率均有一定的影响。在产量上，除巴斯夫和鑫银环外，其它可降解地膜产量均高于对照CK1，其中天壮、康润洁、亿帆鑫富可降解地膜马铃薯产量较好，分别为3675.24kg/亩、3638.18kg/亩、3624.71kg/亩，较对照CK1分别高4%、3%、2.6%。在商品率上，天壮、巴斯夫、康文可降解地膜商品率相对较好，分别为73.80%、78.41%、76.11%，较CK1普通PE膜分别高4.8%、11.4%、8.1%，其它处理可降解地膜均低于CK1。结果表明，在本次试验中，天壮、康润洁等可降解地膜具有较好地增产作用。

表3 不同可降解地膜对马铃薯产量及商品率的影响

?

3.5 填埋试验观察

通过对可降解地膜定期的取样观测，填埋试验中各可降解地膜基本情况为：各可降解地膜在在填埋90天时基本没有变化，180天时变化明显，说明在覆土填埋条件下，可降解地膜主要在填埋180天左右开始降解，且填埋180天时仍未到开裂期，与栽培试验和暴晒试验相比较，可降解地膜在覆土填埋条件下降解速度较慢，由于本地区采用覆土种植，故在本地区推广使用的可降解地膜在覆土填埋条件下的降解速度还需要进一步改进。

4.结论与讨论

在本次试验中，各可降解地膜均可以满足正常的机械播种和收获使用，且可以起到正常的保温保墒的作用，并且相对于普通地膜，产量均具有良好的表现。各可降解地膜在马铃薯收获期大多数到达开裂期，有少数到达大裂期，虽然没有完全降解，但大都变皱变脆，随机械翻耕破碎残留在地里面。总体来看，虽然在收获后有一定残留，但相比于普通地膜的长期残留，距来年种植还有一段时间的降解过程，因此可降解地膜可用于生产使用。本次试验中，可降解地膜均有不同程度的降解，但各地区自然条件和生产条件各不一致，应该根据不同的土壤和气候条件适当调整可降解地膜的降解速度和降解时段。