疏勒县2021年全生物降解地膜试验示范及适度推广应用

崔义河，魏建华，苟丽娜，韩常玉，韩 勇，朱建国，刘 坤，谢永磊

（1.疏勒县农业农村局，新疆维吾尔自治区 疏勒 844299；2.中国科学院长春应用化学研究所，吉林 长春 130000；3.中国科学院南京土壤研究所，江苏 南京 210000；4.喀什光合未来信息科技有限公司，新疆维吾尔自治区 喀什 844000；5.湖北光合生物科技有限公司，湖北荆门 448000）

据统计，2019 年喀什地区地膜用量已达到3.47×104t，农业生产覆盖地膜作物面积57.07×104hm2，喀什地区农田废旧地膜残留量约4.83～15.78 kg/0.067 hm2，个别地块的最高残留量达34.62 kg/0.067 hm2，地膜残留量水平为全国平均水平的3～5 倍。农田废旧地膜进入到土壤会直接破坏土壤结构，降低耕地质量，导致作物减产。加强农田废旧地膜污染治理工作对于实施乡村振兴战略、推动农业绿色发展、打好打赢污染防治攻坚战具有重要意义。

现在采用的回收地膜方式，存在机械化回收程度低、利用能力弱、人工捡拾成本高、地膜回收率低、利用能耗大、残膜加工产生的二次污染物多等诸多问题。生物降解地膜的材料来源于能被土壤中的微生物分解的材料，通过代谢最终转化为CO2、水、矿物盐等，被自然界分解。

本项目采取生物降解地膜覆盖和灌溉相结合的种植模式实现：①示范生物降解地膜产品和应用效果，为大规模应用提供样板；②验证全生物降解地膜完全降解效果。

1 试验地点和应用作物

1.1 地点

疏勒县属于温带大陆性荒漠气候,四季分明,光热资源丰富，温差较大，干旱少雨，年平均气温为11.2℃，年降水量为72 mm，无霜期为220 d。试验选在疏勒县的在亚曼牙乡、塔孜洪乡、牙甫泉镇、洋大曼乡，完成全生物降解地膜试验、示范及适度推广200 hm2（含试验示范1.33 hm2）。

1.2 实施应对作物

选取复播玉米（新玉29号）、复播瓜菜（番茄及辣椒）作为主要覆膜作物，具体见表1。

2 实施内容和测量项目以及方法

2.1 实施内容

2021 年，在亚曼牙乡、塔孜洪乡、牙甫泉镇、洋大曼乡的复播玉米地推广全生物降解地膜推广面积198.67 hm2。在塔孜洪乡的复播番茄、辣椒田试验示范全生物降解地膜，示范面积1.33 hm2。详见表1和表2。

表1 2021 年疏勒县夏播生物降解地膜试验示范和推广应用情况Tab.1 The experimental demonstration,promotion and application of summer sowing biodegradable mulching film in Shule County in 2021

表2 推广面积和试验面积Tab.2 The arrangement of promotion area and test area hm2

2.2 测量项目和方法

2.2.1 玉米

测量玉米株高，秸秆鲜质量，穗鲜质量，穗行数，行粒数，计算项目鲜质量，穗粒数及单位面积产量，详见表3。

表3 玉米测产表Tab.3 The maize yield measurement

株数：每个种植区随机选取一个点，量取4 m 两行测量株数，保苗株数为=（株数-2）×666.7 m2/4 m2。

株高：随机抽取样点20%的单株测量株高，测量方法自地面至雄花第一花序之间的距离。

穗行数、行粒数、穗粒数：随机抽取样点20%的单株数穗行数，行粒数，并计算穗粒数。

产量：单产=穗粒数×0.067 hm2株数×千粒质量×85%/1 000，千粒质量按照230.24 g计算。

鲜质量：随机抽取样点20%的单株测量秸秆鲜质量、穗鲜质量并计算总鲜质量。秸秆鲜质量为地上部分秸秆、叶片、及玉米苞叶质量；穗鲜质量为玉米籽粒及玉米芯的质量；单株鲜质量=秸秆鲜质量+玉米果穗鲜质量；单位面积鲜物质量=单株鲜质量×单位面积株数，详见表4。

表4 玉米鲜质量测量表Tab.4 The measurement of maize fresh weight

2.2.2 番茄及辣椒

番茄及辣椒的测产，详见表5、表6。

表5 番茄测产表Tab.5 The tomato yield measurement

表6 制干辣椒测产表Tab.6 The production measurement of dried pepper

2.3 种植模式及田间管理

按照当地常规操作进行。

2.4 作物生育周期调查表

生育情况调查见表7、表8和表9。

表7 玉米生育期情况调查表Tab.7 The questionnaire on maize growth period

表8 番茄生育情况调查表Tab.8 The tomato growth questionnaire

表9 制干辣椒生育情况调查表Tab.9 The questionnaire on growth of dried pepper

2.5 生物降解情况调查

2.5.1 地膜增温性能测试——土壤温度监测

从图1可以看出，降解地膜能有效提升地温，有助于作物前期的生长。在地膜进入开裂后，降解地膜的土壤温度趋同于裸地，这个时候作物进入快速生长和成熟期，对地温提升的需求不大。

图1 疏勒县降解地膜温度变化Fig.1 The temperature change of degraded film in Shule County

2.5.2 地膜保水性能测试

全生物降解地膜的保水性能测试见图2。

图2 疏勒县降解膜湿度变化Fig.2 The humidity change of degradation film in Shule County

2.5.3 地膜降解情况

记录生物降解地膜破损情况（是否出现裂纹、裂缝及破碎程度，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，见表10。

表10 地膜降解情况Tab.10 The film degradation

3 讨论与分析

分析表3 知，覆盖全生物降解地膜4 点单位面积株数分别4 385 株/0.067 hm2、4 395 株/0.067 hm2、4 290 株/0.067 hm2及4 259 株/0.067 hm2，平均为4 233 株/0.067 hm2。覆盖全生物降解地膜玉米株高为223 cm，在合理的范围内。

分析表4 知，4 点覆盖全生物降解地膜单株茎秆鲜质量平均727.78 g；覆盖全生物降解地膜单穗鲜质量平均353.6 g；覆盖全生物降解地膜总鲜质量平均4 658 kg/0.067 hm2。

分析表3知，覆盖全生物降解地膜玉米平均产量511.67 kg。

分析表5 知，覆盖全生物降解地膜的番茄单产3 951.5 kg/0.067 hm2。

分析表6可知制干辣椒鲜果单产2 350.5 kg/0.067 hm2，干果单产347.2 kg/0.067 hm2。

分析表7、表8、表9 玉米、番茄及制干辣椒的生育周期，以及表10 地膜降解周期表可以看出，在玉米拔节期后，番茄和辣椒的开花坐果期开始，全生物降解地膜开始开裂，这个时候作物生长不再需要地膜的保温和保墒功能，地膜开裂有助于氧气的输送，作物已经封行，无需担心杂草的问题。

4 结论

全生物降解地膜在疏勒县玉米种植上适宜大面积推广，对作物的生育情况（穗行数、行粒数、穗鲜质量以及穗粒数）影响大，有利于增产。在番茄和制干辣椒上的应用效果经对比试验，较传统聚乙烯地膜也有较明显的增产效果，宜进一步扩大试验示范点和应用面积，为全生物降解地膜在疏勒县大面积推广提供进一步的数据支持。

全生物降解地膜能根据作物的生长需求，根据不同的配方调节降解的周期。在作物封行前，降解地膜保持完整的形态，确保了生育前期对保墒、压草、保温的需求，在作物生长的中后期进入降解期，并且在作物收获时，达到了80%的降解率。作物收货后，无需回收地膜，剩余膜将继续进行生物降解，下茬作物播种时，可直接种植。全生物降解地膜在210 d左右达到100%全降解。