新型地膜在设施小番茄上的应用效果研究

蔡林运，吴正贵，周培南，严 凯，盛雪雯，黄 洁，陈 昱

（苏州市农业技术推广中心，江苏苏州 215006）

0 引言

农膜覆盖技术的应用被誉为“白色革命”，有效地提高了农作物产量、改变了区域种植结构、提供了超时令蔬果，而地膜覆盖技术更是拥有保温保墒、抑病抑草和便于操作等优点，在我国农业生产中被广泛应用。目前，“白色革命”仍在持续和发展[1，2]，我国每年地膜使用量约120万t，覆盖面积达0.16亿hm2，应用区域遍及全国。但近年塑料地膜所导致的土壤环境问题愈发严重，“白色革命”却带来了耕地白色污染，进入环境的残留地膜属于高分子化合物，熔融指数高、极难降解，既不受微生物侵蚀，也不能自行分解，严重破坏土壤结构、影响作物发育和农事操作、导致视觉污染、造成资源浪费，对农业可持续发展构成严重威胁[3，4]。

为减少地膜覆盖技术应用所导致的耕地白色污染，实现农业农村可持续发展，2020年我们在设施小番茄上开展了相关试验，分析新型地膜的应用效果和推广问题，提出了建议与对策。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试地膜有泰州中科金龙化工股份有限公司提供的全生物降解膜（处理A，黑色，CO2基PPC多元醇材料，厚度0.01 mm）、上海弘睿生物科技有限公司提供的全生物降解膜（处理B，PLA生物降解材料，黑色，厚度0.01 mm）、南通龙达生物新材料科技有限公司提供的全生物降解膜（处理C，PBAT生物降解材料，黑色，厚度0.01 mm）和强化耐候膜（处理天，黑色，厚度0.01 mm），对照为普通国标PE膜（CK1，黑色，厚度0.01 mm）和不覆膜处理（CK2），每个处理设置3次重复进行随机区组设计，小区面积不低于20 m2，各小区统一农艺管理措施。

1.2 试验方法

试验设在江苏省苏州市吴江区同里镇北联村江澜蔬菜生产基地，于10月上旬播种育苗，11月中旬覆膜并定植，不同处理间种植模式和管理措施保持统一，唯一变量及新型地膜替代普通国标PE地膜。

监测指标包括全生物降解膜降解程度和其他地膜清理难度的对比、土壤温度（地表和地下10 cm）、小番茄农艺性状和产量，记录时间为定植后天数。

2 结果与分析

2.1 不同地膜的降解性和清理难度

全生物降解膜的降解性见表1，强化耐候膜和普通国标PE膜清理难度对比见表2。

表1 降解性对比

表2 清理难度对比

全生物降解膜的处理A、B、C所用在翻耕时皆未完全降解，处理A的降解效果最好，可以直接翻耕入土；而处理B、C还是需要人工清理，一方面是降解程度低、翻耕过程易卷入机械中，另一方面则是对翻耕入土后的降解周期存在顾虑。强化耐候膜经过一季的种植后仍保证了足够的强度，相较于普通国标PE膜更易清理。

注：1）诱导期，即从覆膜到垄（畦）面地膜出现多处（每延长1 m有3处以上）≤2 cm自然裂缝或孔洞（直径）的时间；

2）开裂期，即出现≥2 cm、＜20 cm自然裂缝或孔洞（直径）的时间；

3）大裂期，即出现≥20 cm自然裂缝或孔洞（直径）的时间；

4）碎裂期，即出现碎裂，最大地膜残片面积≤16 cm2的时间；

5）无膜期，即基本见不到地膜残片。

2.2 不同地膜的保温性

将测温传感探头置于地下10 cm处和地表与地膜之间，土壤温度记录见表3。

表3 土壤温度对比

因试验年度遭遇“拉尼娜”寒潮，土壤温度存在显著波动。所有覆膜处理A、B、C、天和CK1，无论是地表温度还是地下10 cm温度，都高于不覆膜处理CK2，设施内全生物降解膜、强化耐侯膜和普通国标PE膜的保温效果均表现良好；所有覆膜处理A、B、C、天和CK1之间，保温性差异不大。

2.3 不同地膜对产量的影响

不同处理的小番茄产量和商品率、果形和果形指数见表4。

表4 产量、商品率等指标对比

不同地膜处理对设施小番茄的产量和商品率影响不大，处理间差异不大，果实形状都为圆形、果形指数都为0.9，不同类型的地膜都可以满足生产的需求；而不覆膜处理的产量显著低于覆膜处理，地膜覆盖技术的应用对于生产有着至关重要的作用，对产量的作用非常明显。

3 小结与讨论

3.1 试验结果小结

通过本试验，可以得出以下结论，从影响植株产量方面来看，不同种类的地膜都可以满足对产量的追求，无论是全生物降解膜还是强化耐候膜都能达到普通国标PE膜的效果，覆膜处理间无明显差异；从保温效果方面来看，不同种类的地膜在设施环境下保温性差别不大，地表温度和地下10 cm温度都高于不覆膜处理。从降解程度和清理难度方面来看，处理A降解效果最好，可在植株清理后直接翻耕；处理B和C降解程度一般，离直接翻耕入土程度还存在明显差距，而进行揭膜清理更是失去了使用全生物降解膜的意义；处理天较易清理，废膜完整性较好。

仅就设施内茄果类种植而言，处理A所用的全生物降解膜和处理天所用的强化耐候膜都基本具备普通国标PE膜的保温增产功能，一个具有较好的降解性能，另一个具备较低的清理难度，在进行地膜污染防治方面值得继续探索。

3.2 新型地膜应用推广的问题和建议

全生物降解膜的降解效果受温、光等环境因素影响差异显著，虽然以本试验生产角度来看，全生物降解膜替代普通国标PE膜是具有可行性的[5]，但就大面积生产而言，降解过程的可控性一般，应用探索过程中对生产者的管理水平要求较高；而强化耐候膜的清理流程与普通国标PE膜几乎一致，对于小规模生产者而言仍旧需要花费人工进行清理。另外，最直观的是成本问题导致农户使用意愿低，普通国标PE膜亩均成本为50元左右，同0.01 mm厚度规格的强化耐候膜亩均成本则增至100元左右、全生物降解膜更是增至180～230元。

在充分考虑苏州废旧农膜回收利用工作成效的基础上，对新型地膜的应用推广提出一下几点建议：

一是降低成本。生产企业要进一步开发利用来源丰富、价格低廉的生物质资源和工业废弃物作地膜生产原料[6]，以降低全生物降解膜的生产成本。

二是科学选用。强化耐候膜的应用更多只需考虑规模种植条件下的便利性，而全生物降解膜不仅需要与作物种类和种植时间相适配，还要考虑设施和露地栽培间的温光及墒情区别，满足作物一定生育期内对其完整性的需求。

三是因地制宜。对于具一定规模的生产经营用户，地膜生产厂家要根据地理条件、生产条件和作物种类、管理需求等对产品降解条件和周期进行适配，各地推广使用过程中也要加强与厂家的沟通，共同促进“定制”产品的完善。

四是强化推动。在加强农户对杜绝耕地白色污染重要性认知的同时，提高他们对新型地膜促进农业可持续发展的认知度；同时因地方农业生产特点所致，农用地膜总量并不大，推广过程中建议探索财政补助的可行性，政策推动农户的接受度。