不同类型地膜在秋延后大棚辣椒生产上的应用效果

钱娣，王立华，葛梦婕，王锡明，韩丽

（1.淮安市农业技术推广中心，江苏，223001；2.淮安市蔬菜科学研究所）

地膜覆盖栽培技术具有良好的增温保墒作用，可提高作物产量，改善土壤肥力，控制草害，在生产上得到广泛应用。但同时地膜残留也带来了环境污染问题，由于普通地膜成本低，没有回收利用价值，生产上多是直接翻耕于土壤中或者收集后集中填埋、焚烧，造成土壤和空气污染[1]。 传统地膜材料为聚乙烯（PE），自然条件下难以降解，能够在土壤中残存200 a 以上，间接破坏土壤结构，影响植株根系吸收水分和养分，阻碍作物正常生长发育，导致作物减产。 为减少塑料地膜污染，应推广应用地膜减量替代技术，使用全生物降解地膜或者更易回收的强化耐候地膜，不仅能起到与普通地膜相近或更好的增产作用，而且能减少地膜残留，减轻环境“白色污染”[2]。

淮安是江苏省辣椒主产区，覆膜增产技术应用率较高， 尤其在秋延后辣椒生产中地膜使用量较大，切实起到了增温保湿、降低人工除草成本的积极作用，但辣椒生长周期长，后期普通地膜有不同程度破裂，辣椒收获后地膜回收难度较大，影响后茬作物生长，对环境也造成一定污染。为此，本研究以全生物降解地膜和强化耐候地膜为试材，研究不同类型地膜对辣椒产量、生长发育的影响以及地膜降解程度，为地膜减量和替代技术研究提供理论和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试辣椒品种为当地主栽品种好农118。设置6个地膜处理，分别为普通PE 膜（山东昌乐鲁光塑料农膜有限公司生产），厚度0.01 mm；聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯（PBAT）全生物降解地膜（南通华盛新材料股份有限公司生产），厚度分别为0.01、0.008 mm；聚乳酸（PLA）全生物降解地膜（上海弘睿生物科技有限公司生产），厚度分别为0.01、0.008 mm；强化耐候地膜（南通华盛新材料股份有限公司生产）， 厚度为0.01 mm。 所有地膜均为黑色，宽幅1.2 m。

1.2 试验设计

试验于2020-2021年在淮安市蔬菜科技园区单体棚内进行，大棚长55 m，宽6 m，覆盖大棚膜。试验地土壤属砂壤土， 土壤pH 值7.4， 含有机质27.4 g/kg、全氮2.2 g/kg、速效磷84.6 mg/kg、速效钾97.8 mg/kg，试验地采用地膜下滴灌，前茬作物为西瓜。 设置覆盖普通PE 膜（D1），厚度为0.01 mm 和0.008 mm 的PBAT 降解膜（D2和D3），厚度为0.01 mm和0.008 mm 的PLA 降解膜（D4和D5），强化耐候地膜（D6），不覆盖地膜（CK）共7 个处理。 采用随机区组设计，3 次重复，小区面积19 m2。

试验于2020年9月25日播种育苗，11月7日铺设地膜，11月8日定植，密度4447 株/667 m2，各小区统一按高产农艺管理技术实施。

1.3 测定项目

①株型测定 结果初期（2021年3月中旬），每小区选择长势一致的10 株植株，测定株高、茎粗、叶长、叶宽。

②地膜裂解程度 对各处理地膜的诱导期、开裂期、大裂期、碎裂期、无膜期的时间进行调查记录。诱导期， 即从覆膜到垄面地膜出现多处（3 处/m 以上）＜2 cm 自然裂缝或孔洞的时间；开裂期，即≤2 cm垄（畦）面地膜自然裂缝或孔洞（直径）＜20 cm 出现时间；大裂期，即垄（畦）面地膜出现≥20 cm 自然裂缝或孔洞（直径）的时间；碎裂期，即垄（畦）面地膜出现碎裂，最大地膜残片面积≤16 cm2的时间。

③土壤温度测定 采用精创RC-4 型自动温度记录仪，于辣椒定植1 周后铺设于地膜下，每个小区放置2 个测温仪， 分别测量土表层和10 cm 土壤温度。 仪器铺设后，自动每间隔1 h 记录土壤温度，直至收获结束（7月15日）将仪器收回。

④产量测定 测定辣椒的实际产量。 每小区单独统计产量，每处理取3 次重复的平均值进行产量计算，最终折算成667 m2产量。

⑤效益分析 统计每个处理的投入品、 地膜、人工等投入费用，并结合产量、地膜批发价格等计算最终净收益。

1.4 数据处理

数据统计采用Excel 软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同类型地膜处理对辣椒植物学特性的影响

由表1 可知，强化耐候膜（D6）处理的株高最高，达35.69 cm，较CK 高5 cm；而普通膜（D1）较CK高3.69 cm；降解膜的株高较CK高1.51～4.04 cm。 不同处理的茎粗差异不明显， 0.01 mm 厚的PBAT 降解膜（D2）处理的茎秆最粗，较CK 粗1.07 mm。 叶片上，强化膜（D6）处理的叶长和叶宽在所有处理中均最大， 分别为11.34、5.38 cm， 较CK 分别高1.43、0.21 cm。 以上结果表明，强化膜处理的辣椒植物学特性略优于其他覆膜处理，而普通膜与降解膜处理对辣椒植物学特性影响相当，但均优于不覆膜处理。

2.2 不同类型地膜处理对辣椒产量的影响

2021年4月22日采摘第1 批青椒， 由于2021年辣椒生长期内遭遇低温冻害和虫害影响，辣椒总体产量较往年同期偏低。 如表1 所示，覆膜处理辣椒产量均高于不覆膜处理。 其中每667 m2产量以D6最高，为2376.87 kg，较CK 增产16.82%，较D1增产5.45%。4 个降解膜处理每667 m2产量2198.62～2288.57 kg，较CK 增产8.05%～12.48%。0.01 mm 厚的2种降解膜（D2和D4）产量较普通膜略高，分别增产0.31%和1.53%； 而0.008 mm 厚度的降解膜（D3和D5）产量较普通膜少1.96%和2.46%。 从产量结果看，强化耐候膜较普通PE 膜增产明显，而降解膜产量和普通PE 膜相当。

表1 不同类型地膜处理对辣椒植物学特性及产量的影响

2.3 不同类型地膜处理对土壤温度的影响

根据温度测定仪记录的8 个月的温度数据分析，表层土壤的最低温度出现在6：00～7：00，最高温度出现在13：00～14：00，所以选取了整个观测期每天6：00 和13：00 的温度数据的平均值作为土壤的最低和最高温度。 而10 cm 土层的温度最低值和最高值分别出现在8：00～9：00、16：00～17：00，所以选取了8：00 和16：00 作为10 cm 土层的最低和最高温度。 平均值为仪器在整个观测期记录的所有温度数据的平均。

从表2 可看出，覆膜处理的各项温度值都高于不覆膜处理，表明覆盖地膜有良好的保温效果。 而不同类型的地膜中，表层土壤各项温度数据变化趋势为强化耐候膜＞普通膜＞降解膜；而各处理10 cm土层的温度差距较小。表明覆盖地膜对表层土壤温度影响大，且不同类型的地膜中，强化耐候膜保温效果更好。

表2 不同类型地膜处理土表层、10 cm 土壤温度比较

2.4 不同类型地膜田间裂解程度

如表3 所示， 普通膜和强化膜始终保持完整，降解膜则发生了不同程度的裂解。 D3最先裂解，分别于铺后50、64、108 d 进入诱导期、开裂期、大裂期。至7月30日地膜回收时，各降解膜都处于大裂期，地膜表面韧性下降，一撕即碎，但都未进入碎裂期。从田间裂解程度来看，PBAT 降解膜的裂解程度大于PLA 降解膜，0.008 mm 的降解膜裂解程度大于0.01 mm 的降解膜。

表3 不同类型地膜田间裂解程度比较

2.5 不同类型地膜应用效益比较

由表4 可知，不覆盖地膜处理（CK）的用工数最高（用工数按照8 h/工计算），主要用于除草。 在覆膜处理中， 用工数最少的是D1和D6， 较CK 省工75%，其他处理较CK 省工60%～65%。 进一步分析用工情况，降解膜回收人工少于D1和D6，但D1和D6的控草效果好于降解膜， 最终用工数仍以D1和D6最低。 地膜费用中，由于降解膜还未大规模推广应用，因而费用较高。 辣椒按照4.5 元/kg 的市场批发价计算，D6处理的效益最高，每667 m2的效益分别为7469.9 元，较CK 和D1分别高38.43%和7.90%。D2～D5处理的效益较CK 高19.18%～27.36%， 较D1少0.72%～7.10%。 表明覆盖强化膜的效益增加更为明显。

表4 不同类型地膜处理辣椒种植成本与收益情况比较

3 小结与讨论

通过地膜覆盖对不同类型作物生长情况影响研究表明，地膜覆盖可增加作物产量，降低生产用工成本，增加种植收益[3，4]。 本研究中通过不同覆膜处理辣椒植物学特性比较，强化膜较其他覆膜处理均有优势，尤其是株高和叶长，明显高于其他处理。本次试验中，由于年初遭遇极端低温，辣椒在营养生长期受低温影响，导致辣椒总体产量偏低。 不同覆膜处理辣椒产量趋势表现为强化耐候膜最高，普通膜和降解膜相当。说明普通膜和降解膜对促进辣椒生长状况相似，但强化膜优势更为明显。

地膜覆盖可调控土壤温度和降低水分蒸发，从而改善土壤的水热条件，促进作物的生长[5]。本研究对不同覆膜处理的土壤表层和10 cm 土壤温度进行研究，结果表明，由于强化耐候膜韧性强，不易破裂，使得表层土壤温度高于其他地膜，保温性能较好，促进辣椒生长发育，有助于产量提高。而降解膜由于后期破损严重，保温性能下降，增产效果不及强化膜。 比较不同处理的地膜降解程度，生物降解膜从铺设地膜50 d 后进入诱导期，随时间推移，孔洞和撕裂程度加大，部分裸露地面以及覆盖不严实的地表开始长草，长出的草将地膜顶破，加剧了降解膜的撕裂程度，导致辣椒生长后期地膜对地表保温保墒作用下降。 至辣椒收获结束，即覆膜约9 个月的时间，降解膜未出现大规模降解，对后茬作物种植影响不大， 但其碎片深埋地下是否能完全降解，以及降解的时间还需后期进一步试验研究。

覆盖黑地膜能有效地控制杂草生长，覆膜处理每667 m2用工较不覆膜处理节省6.0～7.5 个，覆膜成本较不覆膜处理增加60.5～185.6 元， 而产量较不覆膜处理增加163.89～342.14 kg，最终收益高1034.8～2073.6 元，覆膜经济效益较为明显。 强化膜耐候膜与普通膜的用工相当，但强化膜经济效益明显高于普通膜；2种生物降解膜的经济效益都低于普通膜，主要是由于生物降解膜未推广应用，市场价格偏高。 但从农膜回收处理全程来看，强化膜回收的后期处理成本仍较高， 对生态环境仍有一定污染。因此，从增产增收角度分析，设施蔬菜使用强化膜在经济上是可行的； 从保护生态环境角度分析，使用生物降解膜可以有效地减少“白色污染”。