生物降解地膜对土壤理化性质及花生产量的影响
2021-11-11张晓英刘艳香姜春玲
张晓英，刘艳香，姜春玲
（胶州市农业农村局，山东胶州 266300）
0 引言
花生是我国主要的油料作物之一，常年种植面积约500万hm2，单产一般400～600 kg。花生属于耐旱作物，但在亩产300 kg花生荚果，需水量约270 m3，但是较严重的干旱会影响花生的产量和品质。研究显示，覆膜具有保水、保温，抑制蒸发，促进作物对水分的吸收和生长发育的作用。目前在花生种植中广泛采取聚乙烯地膜进行栽培。然而，聚乙烯地膜在自然环境中难以降解，大量地膜残留在地里。研究显示，土壤中存在的大量残膜会造成土壤容重增加0.78%～5.43%，孔隙度降低1.13%～4.55%，水分下渗速度减慢，含水率下降1.29%～11.22%，作物生长受到抑制，最终影响作物生长发育和产量。近几年来，为了解决地膜残留对土壤和农作物产量带来的不利影响，生物降解地膜的研究和应用日益增多，此外，在不同地区使用生物降解地膜对作物的影响也有所不同。因此，非常有必要开展不同覆膜类型对土壤理化性质及作物产量的影响，对于明确生物降解地膜对土壤的影响，维护土壤健康具有重要意义。
目前，地膜覆盖对土壤理化性质及产量影响的研究常见于普通地膜，而生物降解地膜的相关研究少见报道，特别是在干旱、半干旱地区降解地膜覆盖下土壤水热状况的变化尚不明确，其对土壤pH值及养分含量的影响还不清楚，随着降解地膜在花生栽培中的推广和应用，非常有必要开展相关研究。鉴于此，本研究开展对不同覆膜材料对土壤理化性质及花生产量的影响的系统研究，通过设置6种不同种类地膜和裸地种植花生，观测土壤土壤水热状况和土壤养分含量的变化，揭示不同覆膜材料对土壤理化性质及花生产量的影响，为降解地膜的推广应用提供理论和数据支撑。
1 试验材料及方法
1.1 试验地概况
本试验于2017年4月—2019年9月，在陕西省佳县东山头村半干旱花生种植区进行。试验基地地处地带属温带大陆性季风气候，年平均降雨量为500 mm左右，试验主要集中在5—8月份。试验基地为连年耕作地区，土壤酥松，适合花生种植，土壤pH值为7.2，有机质含量在2.1%左右。
1.2 试验设计
本试验共设置7个覆膜材料处理，T1（0.006 mm PPC降解渗水地膜）、T2（0.006 mm PPC+KY降解渗水地膜）、T3（0.007 mm PPC降解渗水地膜）、T4（0.007 mm PPC+KY降解渗水地膜）、CK1（0.01 mm PPC+KY降解渗水地膜）、CK2（0.01 mm PE渗水地膜）、CK3（无覆盖），重复4次，第4区组为取样组。采用膜际栽培方式，先起低垄，垄高5 cm，垄上覆膜，花生播种于垄边膜侧，每穴播种两粒。
1.3 测定项目
1）土壤水热状况。在花生苗期测定土壤温度、含水量，其中土壤温度使用曲形地温计测量，土壤含水率采用烘干法。
2）土壤pH值。采用电位法进行测量。
3）土壤养分含量。在花生苗期，测定有机碳、全氮、可溶性有机碳、可溶性有机氮含量。
4）花生产量指标。待花生收获后，对花生产量进行测产。
2 结果与分析
2.1 不同覆膜材料下花生农田土壤水热状况变化
2.1.1 不同覆膜材料下花生农田土壤温度的变化。7种不同覆盖材料下的农田土壤温度的变化如图1所示。7个不同覆膜处理，以T3这个处理对土壤温度的提升效果为最佳，温度达到21.2℃，比CK2和CK3提高了2.3℃和2.1℃；其次是T2处理，温度达到20℃，分别比CK2和CK3提高了1.1℃和0.9℃。
2.1.2 不同覆膜材料下花生农田土壤含水量的变化。7种不同覆盖材料下农田土壤含水量的变化如图2所示。7种不同覆盖材料处理下的土壤平均含水率分别为14.90%、12.39%、12.33%、11.02%、10.96%、14.81%和12.12%，这说明以T1的土壤含水率为最高，以处理CK1的土壤平均含水率为最低，呈现T1＞CK2＞T2＞T3＞CK2＞T4＞CK1的趋势。但7种覆膜材料下的农田土壤含水量并无显著性差异。
2.2 不同覆膜材料下花生农田土壤pH值变化
不同覆膜材料下花生农田土壤pH值变化如图3所示。7个不同处理的土壤pH值，虽然有高有低，但是这些覆膜处理的土壤pH值之间并无显著性差异。
图3 不同覆膜材料下各花生农田土壤pH值变化
2.3 不同覆膜材料下花生农田土壤养分含量变化
2.3.1 对有机碳和总氮含量影响。对不同覆膜材料下花生农田土壤有机碳含量变化调查显示。7个不同处理的土壤有机碳含量，呈现T3＞T2=CK3＞T4＞CK2＞T1＞CK1的趋势，以处理T3的值为最高，达到0.44%。土壤全氮含量，呈现T1＞T2＞T3＞CK3＞T4＞CK2＞CK1的趋势，其中以处理T1的值为最高，达到0.41%。
2.3.2 对可溶性有机碳和可溶性有机氮含量影响。对不同覆膜材料下花生农田土壤可溶性有机碳含量变化调查显示。7个不同处理的土壤可溶性有机碳含量，以处理T4的值为最高，达到215.56 mg/kg。土壤可溶性有机氮含量，以处理T4的值为最高，达到15.84 mg/kg。
2.4 不同覆膜材料对花生产量的影响
不同覆膜材料对花生产量影响从数据可以看出，不同覆膜处理后的花生每公顷平均产量，呈现T3＞T4＞T2＞CK1＞CK2＞CK1＞T1的趋势，其中以处理T3的值为最高，达到10324 kg/hm2。
3 结语
本文的研究发现生物降解地膜对花生的总氮含量、可溶性有机碳和可溶性有机氮含量均有一定程度的提升作用，分析其原因，在于生物降解地膜改善了花生田土壤的微环境状况，使得土壤中的有机碳、总氮和有机碳、有机氮等含量提升。
