3种地膜对设施栽培结球甘蓝产量及环境的影响

冒维维 李建斌 曾晓萍

（1.南京市农产品质量检测院 江苏南京 210036；2.江苏省农业科学院 江苏南京 210014；3.江苏省农业技术推广总站 江苏南京 210036）

甘蓝类蔬菜是我国重要的蔬菜作物， 据不完全统计，我国的年播种面积约为2 000 万亩，江苏省甘蓝类蔬菜年播种面积约为140 万亩。 地膜覆盖栽培技术在甘蓝类蔬菜生产中应用普遍， 目前生产上使用的地膜以传统聚乙烯塑料薄膜为主， 直接覆于地面，可起到增温、保墒、保肥、压草、防病虫、促进作物早熟增产的作用。 自20 世纪70年代末，地膜覆盖技术的应用产生了巨大的经济效益， 掀起了一场农业发展“白色革命”。 但在自然环境条件下，传统聚乙烯地膜难以降解，加之长期“重使用轻回收”现象，由此引发的废旧地膜堆积田间地头、残留于农田土壤，进而危及农业农村生态环境， 成为白色污染的隐患与日俱增。

全生物降解膜不仅具有传统地膜的增温保墒功能，而且在作物生长后期会自然破裂，一定时间后会在自然状态下完全降解，有效解决了白色污染的问题，越来越受到农业生产主体的认可。 为促进蔬菜产业绿色可持续发展， 加快全生物降解地膜、 高强度耐候地膜等新型地膜的应用推广，减少传统PE 地膜的用量，提高地膜捡拾及回收效率，笔者于2020-2021年在江苏省徐州市睢宁县开展了结球甘蓝不同地膜设施栽培比较试验， 探索新型地膜在设施甘蓝栽培上的田间增产效应及自净能力， 以期为全生物降解膜在结球甘蓝上的大规模推广应用提供理论依据和技术支撑，从而实现环境保护与农业发展的可持续性。

1 材料与方法

1.1 试验地点

江苏省农科院甘蓝试验睢宁县基地 （北纬34.011°、东经 117.779°）。

1.2 试验材料

1.2.1 试验作物 苏甘35 甘蓝。

1.2.2 试验地膜 选用南通华盛、泰州中科金龙、上海弘睿提供的4种全生物降解地膜与1种强化耐候地膜，对照常规PE 地膜为达标地膜（表1）。地膜宽幅参照普通PE 地膜尺寸，规格为1.2 m。 试验地膜产品与对照地膜颜色一致。

表1 试验地膜材料

1.3 试验设计

试验设8个处理，随机区组排列，以常规PE 地膜和不覆膜为对照，3 次重复。 小区面积20 m2，四周设保护行,大棚设施栽培,各小区统一农艺管理措施。

2 监测指标

2.1 产量调查

调查方法参考 《结球甘蓝种质资源描述规范和数据标准》（李锡香、方智远，2007）。

2.2 地膜裂解指标

记录裂解地膜达到各降解阶段的时间。

2.3 土壤温湿度指标

测定土面下10 cm、土表处土壤温度。

2.4 病虫草害指标

病虫草害发生情况等生物学指标。

2.5 土壤养分指标

分别测量土壤非根际土、根际土的全氮、硝态氮、有机质、有效磷、速效钾含量等养分指标。 测定方法：土壤全氮的测定（NY/T 53-1987）、土壤有机质的测定（NY/T 1121.6-2006）、森林土壤磷的测定（LY/T 1232-2015）、森林土壤钾的测定（NY/T 1234-2015）、土壤硝态氮的测定［紫外分光光度法（GB/T 32737-2016）］。

3 结果与分析

3.1 不同覆膜处理对甘蓝产量的影响

试验统一于2020年9月18日定植， 进行常规栽培管理，2021年1月17日采收， 测定各小区内甘蓝产量。 从表2 可以看出，各处理的甘蓝产量与CK相比无明显差异，处理1、处理4、处理7 较CK 略有增产，其中处理4 和处理7 产量最高，较CK 均增产1.14%。

表2 不同处理甘蓝产量调查

3.2 不同处理地膜裂解情况

地膜裂解情况调查显示（表3），在甘蓝采收时，处理 1、 处理 2、 处理 3、 处理 4、 处理 6 的地膜降解程度较快， 已经进入碎裂期， 处理 5、 处理 7 的地膜未开裂。

表3 不同处理地膜裂解情况记录（单位：d）

3.3 不同覆膜处理对土壤温度的影响

将温度计、温湿度计的探头分别置于土面下10 cm处及地表与地膜之间，记录土壤温度。 同时选取10月17日、11月17日、12月17日、1月17日的数据进行统计分析。从图1～图6 可以看出，各处理地膜的保温性均比CK 好，其中处理5 的土壤升温和保温性都最好。

图1 不同处理土壤表面温度变化情况

图6 1月17日不同地膜覆盖土表及土面下10 cm 处土壤温度变化情况

3.4 不同处理病虫草害发生情况

由于是设施生产，田块管理较严格，除不覆膜的处理进行2 次除草外，其他处理病虫草害发生均较轻。

图2 不同处理土面下10 cm 处土壤温度变化情况

3.5 不同处理的土壤中养分的变化

从表4 可以看出，相比未覆膜，降解膜和强化膜的使用对非根际和根际土壤全氮、有机质、有效磷、有效钾含量影响均不明显， 但是对土壤硝态氮含量影响较大，与普通PE 地膜覆盖效果一致，推测可能是由于生物膜和强化膜的使用造成了土壤相对缺氧的环境， 加剧硝态氮经过反硝化变成气体释放到大气中。

图3 10月17日不同地膜覆盖土表及土面下10 cm 处土壤温度变化情况

图4 11月17日不同地膜覆盖土表及土面下10 cm 处土壤温度变化情况

图5 12月17日不同地膜覆盖土表及土面下10 cm 处土壤温度变化情况

表4 不同覆膜处理非根际和根际土壤养分的变化

4 结论

在设施栽培下， 几种新型地膜对甘蓝产量及土壤养分变化影响不显著。 虽然降解膜、强化耐候地膜较普通PE 标准地膜每亩成本分别增加150～200元、60～80元，但降解地膜在尾菜处理时，直接被耕翻入土，减少了农膜捡拾成本200～250元/亩，自然降解后不会显著影响土壤菌群，不会污染土壤，而强化耐候地膜保持了较高的抗拉强度，较普通PE 地膜要易于回收且回收率高，不易残留于土壤中，回收用工成本较低， 不覆膜的需进行2 次除草， 增加成本200～300元/亩。

根据裂解及保温效果分析得出， 采收时各降解膜均处于碎裂期，裂解较完全，而强化耐候膜、普通PE 地膜均未开裂。 根据对各地膜的保温效果分析得出，南通华盛强化耐候膜保温效果最佳。

综上分析，在设施栽培条件下，强化耐候地膜能完全满足结球甘蓝设施生产需求， 且性能优于普通PE 地膜，土壤残留风险小。 降解膜在保温、除草等方面的性能与普通PE 地膜无明显差异，无残留污染风险。 两类地膜成本都高于普通PE 地膜，但在节省人工、降低污染等方面具有突出优势，可在甘蓝及其他作物上进一步试验示范，为高效应用积累技术基础。