20230301生物降解地膜对滴灌棉花土壤水热及产量的影响

中国新疆地区长期膜下滴灌的棉田残膜污染十分严重，因此提倡使用生物降解膜替代塑料地膜。该研究于2019-2020年连续两年对新疆极端干旱区普通塑料（PE）膜和四种生物可降解膜覆盖对土壤水热状况及棉花（Gossypium hirsutum L.）产量的影响开展了试验研究，四种生物可降解膜包括黑色不透明氧化生物降解膜（M1）、无色透明氧化生物降解膜（M2）、黑色不透明全生物降解膜（M3）和白色半透明全生物降解膜（M4），它们具有不同的生物降解水平（即不同的降解时间和速率）。研究比较了可降解膜（M1-M4）和PE膜的生物降解性、土壤含水量、土壤温度和棉花产量。结果表明，M2降解速度最快，降解程度最高，不同地膜的降解率表现为M2＞M4＞M1＞M3＞PE，但在整个生长期间，PE膜在保持土壤水分和温度方面表现最好。棉花苗期和萌芽期，生物降解膜覆盖下的土壤保温和保湿性能与PE膜相似；开花期，可降解膜覆盖下5cm深度处土壤平均温度相比传统PE膜低2.66-5.06℃（p＜0.05）；在棉花生长后期，PE膜覆盖的浅层土壤的含水量比生物降解膜覆盖的土壤更适合植物生长。薄膜降解对浅层土壤含水量的影响远大于深层土壤，尤其是在0～40cm的深度。然而在所有处理中，M2处理下棉花的出苗率和生长指数与PE膜处理相当；此外，使用降解膜M2的棉花产量略高于PE膜。与PE膜相比，2019和2020年M1、M3和M4覆盖的棉花产量分别下降了7.50%、6.45%、2.83%和9.82%、6.48%、2.13%。因此，基于提高棉花产量和保持土壤水分的性能，推荐使用诱导期为80天的生物可降解膜（M2）作为普通塑料地膜（PE）的竞争替代物，以提高棉花产量和控制土壤残膜污染。