覆蓋可生物降解地膜對茶菊抑草效果及生長的影響

楊 林 ，朱 莉 ，李 琳 ，時祥云 ，張博倫

（1.北京市農業技術推廣站，北京 100029；2.延慶區農業技術推廣站，北京 102100）

茶用菊花簡稱茶菊，是指花朵或者花蕾可以用來加工作代茶飲用的菊花種類，多為小菊類型[1]。近年來，隨著北京地區農業種植結構調整和促進產業融合發展需求增高，茶菊憑借出色的景觀效果和優良的產業融合性在北京種植規模逐漸擴大。隨著人工成本的攀升，茶菊種植過程中草害防控問題日益凸顯，覆膜抑草技術是目前應用比較廣泛的物理抑草手段，適用于多種農作物[2-8]，但傳統的PE膜降解周期長，容易造成“白色污染”[9]。因此，急需建立起一套有效且環保的草害防控方法。可生物降解地膜簡稱生物降解膜，是指在自然界中能夠通過微生物作用完全降解的地膜，目前以聚己二酸（PBAT）和聚乳酸（PLA）材料推廣應用最為廣泛，在德國、美國、日本等國已經規模化生產應用[10]。我國在可生物降解地膜領域起步較晚，但經過近年發展也已經具備了規模化生產應用的實力。目前，國內學者在玉米、棉花、煙草、大蒜等作物種植上已經有成功應用可生物降解地膜的報道，結果顯示，可生物降解地膜在不同作物生產中促進生長和增產效果明顯，降解過程中地膜的穩定期在120～180 d[11-16]，基本可以滿足茶菊在北京地區的生長時間。但是目前在茶菊種植中應用可生物降解地膜方面的研究鮮有報道。

本研究探討了生物降解膜在茶菊種植中應用的可行性，旨在為茶菊生產提供一種輕簡、環保的草害控制模式。

1 材料和方法

1.1 材料

以當年扦插的玉臺2號茶菊品種為試驗材料。

供試的可降解地膜（PBAT＋PLA膜）購自廣東金發科技股份有限公司；傳統地膜（PE膜）購自延慶縣城農資店的北京鑫同利塑料廠，地膜幅寬均為100 cm。

1.2 試驗地概況

試驗地點設在延慶區舊縣鎮東羊房村綠富隆基地南部地塊。該地塊前茬種植玉米，未使用除草劑。定植期為2016年5月21日，扦插苗日歷苗齡27 d，公頃定植數控制在5.25萬株。

1.3 試驗設計

本試驗為以覆膜類型為因子的單因素隨機區組試驗，設置4個處理，即處理Ⅰ.0.008 mm PBAT＋PLA降解膜；處理Ⅱ.0.010 mmPBAT＋PLA降解膜；處理Ⅲ.0.008 mm PE傳統膜；處理Ⅳ.0.010 mmPE傳統膜，同時以不鋪設地膜為CK。設置3次重復，共15個小區。

1.4 田間管理

定植前14 d對試驗地塊進行旋耕，每公頃施有機肥30 000 kg，復合肥300 kg，充分翻耕，耕深35 cm左右。定植時注意選擇株高12 cm左右、長勢均勻的茶菊種苗。定植采用寬窄行“2密1稀”模式，大行距90 cm，小行距50 cm，株距30 cm，按照各處理鋪設地膜。定植時隨栽苗澆底水1次，定植后及時查苗補苗，公頃存苗量保證在5.25萬株左右。為保證試驗效果，本生長季只在緩苗后在操作道進行一次除草操作。

1.5 調查指標及方法

1.5.1 生育期觀測 記錄各處理的定植期、現蕾期、初花期、盛花期、衰敗期起始時間，并且推算出持續花期長度。初花期定義為群體中25%的植株開花日期；盛花期定義為群體中75%的植株開花日期；衰敗期定義為群體中75%的植株花開始衰老的日期。

1.5.2 地膜開裂情況監測 在每個處理的每個重復小區內隨機設置一個1 m×1 m的地膜監測樣方，記錄始裂期、開裂期、大裂期、完全降解期，并推算出有效覆蓋天數和降解周期天數。始裂期定義為監測樣方內膜面開始出現裂口時期；開裂期定義為監測樣方內1 m2膜面出現5條以上≥5 cm裂口時期；大裂期定義為監測樣方內1 m2膜面出現5條以上≥10 cm裂口時期；完全降解期定義為監測樣方內膜結構完全消失時期；有效覆蓋天數定義為從地膜鋪設起到大裂口期的天數總和。

1.5.3 田間抑草效果調查 在每個處理的每個重復小區內隨機設置一個1 m×1 m的雜草觀測樣方，在生長關鍵期對雜草觀測樣方內間雜草數量和種類進行調查，對雜草蓋度進行測算，并計算出相對抑草率。

雜草蓋度觀測方法：采用網格目測法觀測[17]，設觀測樣方為1 m2，結合Photoshop軟件將樣方按10 cm邊長劃分為100個網格，目測每個網格內雜草投影占網格面積比率，結果取平均值。

1.5.4 計產方法 從8月中下旬開始進行3次采收測產（每小區10 m雙行測產區，采全開菊），每次記錄各產區花頭數、百花質量，推算平均單花質量及產量。

1.6 數據統計

數據采用Excel軟件整理，并通過SPSS軟件進行方差分析，分析方法采用LSD多重比較法。

2 結果與分析

2.1 物候期與地膜開裂周期分析

表1 物候期記錄

從表1可以看出，各處理生育期之間沒有差異，花期也一致，表明在該地區采用覆膜方法種植茶菊不會對植株的生育期產生明顯影響。

從表2可以看出，0.008 mm降解膜定植后12 d即開始出現小裂口，進入現蕾期后已經出現大裂口，0.010 mm降解膜定植后31 d開始出現裂口，在盛花期后出現大裂口；2種降解膜在第2年復耕前都可以完全降解消失。同時，觀測還發現，0.008 mm PE膜也存在明顯開裂情況，在初花期后已經出現明顯開裂。結合茶菊全生育期和地膜開裂周期看，試驗中各處理的全生育期一致為144 d，0.010 mm降解膜的有效覆蓋天數達到132 d，基本可以實現全生育期的有效覆蓋，而0.008 mm降解膜有效覆蓋天數為84 d，也基本可以滿足茶菊封壟前的地面覆蓋需求。

表2 地膜開裂情況記錄

2.2 植株生長狀況分析

從表3定植初的緩苗情況看，覆膜4個處理苗期成活率顯著高于不覆膜CK組，但覆膜各處理之間無明顯差異，成活率最高的為0.010 mm降解膜，較CK高8.34百分點，主要是由于覆膜各處理的春季保墑抗旱作用比較明顯；從生長后期的植株長勢看，4個覆膜處理苗期株高和冠幅均高于CK組，其中，處理Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ株高顯著高于CK，處理Ⅰ與CK間差異不顯著，4個覆膜處理冠幅均顯著高于CK組，說明覆膜對露地栽培的茶菊生長有一定的促進作用，植株相對體量較大，分析原因主要是前期保墑和抑草作用的綜合體現。

表3 茶菊植株生長狀況分析

表4 抑草效果分析

2.3 可降解地膜抑草效果分析

從表4可以看出，苗期階段4個覆膜處理樣方內雜草密度顯著低于CK組，但覆膜各處理之間無明顯差異；從雜草蓋度看，4個覆膜處理也顯著低于CK組，處理Ⅳ（0.010 mm PE膜）雜草蓋度最低，為41.67%，相對于CK（不覆膜），覆蓋生物降解膜相對抑草率分別為49.63%（Ⅰ，0.008 mm）和 52.21%（Ⅱ，0.010mm），傳統膜分別為 51.11%（Ⅲ，0.008mm）和54.04%（Ⅳ，0.010 mm），表明覆蓋生物降解膜與傳統膜相對抑草率相近，在苗期防草最關鍵時段可以起到理想的抑草作用。從現蕾期樣方內雜草密度看，4個覆膜處理均顯著低于CK組的141.89株/m2，其中，處理Ⅰ（0.008 mm降解膜）高于其他覆膜處理，為46.44株/m2，但是差異不顯著；從雜草蓋度看，4個覆膜處理也顯著低于CK組，其中，處理Ⅳ（0.010mmPE膜）最低，為21.33%，處理Ⅱ（0.010 mm降解膜）較低，為25.33%；2種0.008 mm地膜后期抑草效果明顯降低，相對抑草率分別為45.00%和48.12%，均沒有超過50%，表明地膜的厚度對于后期抑草效果的持續性有一定的影響。

從本試驗地塊的雜草種類構成和出現的頻度看（表5），監測樣方中主要雜草集中在7個屬8個種，其中，出現頻度較高的有3種，分別是反枝莧（Amaranthus retroflexus）、馬齒莧（Portulaca oleracea）、牛筋草（Eleusine indica）。

表5 主要雜草種類及出現頻度

2.4 茶菊產量分析

從產量構成看（表6），各處理均進行了3茬采收和測產，采收標準為舌狀花完全開放，管狀花開始開放；單株采花數方面，覆膜各處理均略高于CK組，但差異不顯著；各處理間的百花質量間無顯著差異；從測算的公頃產量來看，覆膜各處理顯著高于CK，覆蓋生物降解膜相對CK分別增產了15.60%（Ⅰ，0.008 mm） 和 16.98%（Ⅱ，0.010 mm），傳統膜相對增產分別為15.96%（Ⅲ，0.008 mm）和17.59%（Ⅳ，0.010 mm），覆膜4個處理間的公頃產量間無顯著差異。從產量構成分析，覆膜有助于提高茶菊產量，降解膜增產效果與傳統PE膜沒有顯著差異。

表6 產量分析

3 結論與討論

3.1 結論

本研究通過定性觀察和定量分析得出，北京地區茶菊采用覆膜種植模式保墑和抑制雜草效果明顯，在前期緩苗階段和成苗期尤為突出。4個覆膜處理均可以有效提高成活率、植株體量和產量，本試驗驗證了2015年茶菊覆膜試驗的結論[8]。

通過田間試驗對比可以看出，2種厚度規格的生物降解地膜與相應厚度規格的傳統PE地膜相比，抑草效果和增產幅度差異不大。分析原因主要是由于茶菊在北京地區普遍是5月中下旬定植，且采用扦插苗移栽模式，對地膜的主要需求是保墑和抑草，生物降解地膜在功能需求上可達到與傳統PE地膜相近的效果。通過追蹤觀測，2種厚度規格的生物降解地膜完全降解周期分別為283 d（0.008 mm）和319 d（0.010 mm），均在一年內完全降解，不會影響下一年的種植安排，適用于茶菊等一年一茬且定植期較晚的作物。

3.2 討論

綜上所述，茶菊種植覆蓋生物降解膜是一種比較理想的兼顧抑草、增產和生態環保的種植模式。目前，推廣使用的主要限制因素是生物降解膜成本問題，據不完全統計，生物降解膜的公頃用膜成本高于傳統PE膜3 000元左右，隨著其產業化規模推進，相信成本會進一步下降[18]。由于是田間種植試驗，在試驗過程中，本試驗對農膜降解的觀測主要以形態觀測為主，沒有進行更深層次的定量研究。因此，目前對其力學性能、耐水性以及降解可控性等方面仍有待更深入的研究[11]，對后期機械化集成應用也需要繼續探討研究。

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