生物降解地膜對熱區土壤溫度和甜瓜生長發育及品質·產量的影響

陶凱 楊小鋒 曹明 張雪彬

摘要?通過比較9種生物降解地膜在熱帶地區對土壤溫度和甜瓜生長發育及品質、產量的影響，綜合篩選出適宜甜瓜等作物生長的生物降解地膜。結果表明，結合土壤各耕層溫度，XFHS-1降解地膜的保溫效果較好;生長發育方面，降解地膜對甜瓜植株莖粗的影響較小，而對株高和葉綠素含量的影響較大;品質和產量方面，降解地膜優于普通地膜，以XFHS-1為最佳，邊糖含量提高了31.7%，產量提高了8.5%。綜合考慮以上結果，建議XFHS-1降解地膜在甜瓜等生長周期一致的作物上推廣使用。

關鍵詞?降解地膜;熱帶地區;甜瓜

中圖分類號?S652文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）02-0219-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.02.063

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Biodegradable Plastic Film on Soil Temperature， Growth， Quality and Yield of Melon in Tropical Areas

TAO Kai，YANG Xiao-feng，CAO Ming et al?（Sanya Research Institute of Southern Propagation Science and Technology，Sanya，Hainan 572000）

Abstract?Through comparing the effects of 9 kinds of biodegradable plastic films on soil temperature， and the growth， quality and yield of melon in tropical areas， the experiment comprehensively screened out suitable biodegradable plastic films for melon and other crops. The results showed that XFHS-1 degradable mulch film had better heat preservation effect in combination with the temperature of each tillage layer of soil. In terms of growth and development， degradable mulch film had a smaller influence on the stem diameter of melon plants， and had a greater influence on plant height and chlorophyll content.In terms of quality and yield， degradable mulch film was relatively better than ordinary mulch film， with XFHS-1 as the best， edge sugar content increased by 31.7%， and the yield increased by 8.5%. Based on the above results， it was suggested to popularize XFHS-1 degradable mulching film on crops with consistent growth cycle such as melon.

Key words?Degradable plastic film;Tropical areas;Melon

我國于20世紀70年代末從日本引進地膜覆蓋栽培技術[1]，并于1983年進行大面積推廣使用，成為地膜覆蓋栽培大國。通過覆蓋地膜可以提高地溫、抑制地表水分蒸發、抑草滅草、抑鹽保苗、增加冠層下光照均勻程度和增加反射光，從而達到增產、改善農作物生長發育條件，充分利用有限的光、熱、水和養分，促進種子萌發出土、加速根系和地上部生長，延長有效生育期，從而獲得早熟、高產、優質的良好效果[2-3]。

迄今為止，我國已成為世界上地膜用量最多、覆蓋面積最大、覆蓋作物種類最廣的國家。海南省于1998年開始引進并推廣地膜栽培覆蓋技術，地膜覆蓋栽培面積達80%以上。但由于地膜是一種高分子化合物，且極難降解，隨著地膜[1，4]的連年使用以及不健全的回收體系，導致了嚴重的“白色污染”[4-5]，從而引起土壤質量和作物產量下降。據不完全統計[6]，我國西部產棉地區棉田耕層中地膜殘留量平均為265.3 kg/hm2，殘膜污染嚴重的土壤使作物產量減產已經超過20%，此外土壤養分的降低、牲畜的意外死亡也是由殘膜污染引起的[6]，而個別農戶對殘膜進行焚燒的處理方式，濃濃的黑煙污染了環境，嚴重影響了人們的身體健康[7]。

針對以上問題，推廣應用生物降解地膜[8-10]可以有效解決殘膜對土壤環境污染的問題。筆者通過篩選采用由山東農業大學、青島宏達、巴斯夫提供的8種氧化生物降解地膜，研究其對土壤溫濕度和甜瓜生長發育和品質、產量的影響，旨在為降解地膜在甜瓜上的應用推廣提供依據。

1?材料與方法

1.1?試驗材料與試驗設計

試驗于2017年11月至2018年3月在三亞市熱帶農業示范園塑料大棚內進行。設施大棚長30.0 m，跨度8.0 m，頂高2.5 m，頂部透明棚膜覆蓋，白色防蟲網四周覆蓋。試驗所用網紋甜瓜品種為佛羅蜜2號，采用單因素隨機區組設計，試驗設置9個處理，分別覆蓋BSF-A2、BSF-B2、XFHS-1、XFHS-2、XFHS-3、HD-1#、HD-2#、HD-3#生物降解地膜，厚度均相同，以普通PE地膜為對照（CK），厚度為0.015 mm。

1.2?取樣和分析方法

每個處理隨機選取10株長勢一致的植株進行標記后，測定植株的高度、莖粗和葉綠素，并在甜瓜成熟后測定果實縱橫徑、單果重以及可溶性固形物（邊糖）含量，其中用游標卡尺測定第3節莖粗和果實縱橫徑，使用手持SPAD-502 plus葉綠素測定儀測定坐瓜節位上葉片的SPAD值，用手持測糖儀測定可溶性固形物（邊糖）含量，并在掛果后用地溫計每隔 5 d定時（07：00、18：00）監測并記錄土壤表層5、10、15cm的溫度。試驗數據使用Excel和SPSS軟件進行處理及統計分析。

2?結果與分析

2.1?不同生物降解地膜對甜瓜生長發育的影響?株高和莖粗最能反映植株的生長情況，而葉綠素含量又是反映植物生理活性變化的重要指標之一。從表1可以看出，幾種生物降解地膜對植株莖粗的影響較小，而對株高和葉綠素的影響較大。與對照（CK）相比，各處理的株高差異顯著，其中以BSF-A2、XFHS-1、XFHS-2、XFHS-3處理間的差異較小且表現最優;與對照（CK）相比，各處理莖粗除HD-2#外差異不大;XFHS -1、XFHS-2處理植株的葉綠素含量與對照（CK）沒有明顯差異，但其他處理間差異顯著。

2.2?不同生物降解地膜對甜瓜果實品質及產量的影響

由表2可以看出，降解地膜在一定程度上影響了甜瓜果實的縱橫徑以及產量和品質，其中XFHS-1處理的降解地膜表現出一定的優勢。與對照（CK）相比，甜瓜果實的縱徑、橫徑差異顯著，其中XFHS-1處理最大，BSF-A2處理最小;XFHS-1處理單果重最重，與CK相比提高了8.5%;除BSF-B2和XFHS-3外，其他處理單果重與對照差異不明顯;與對照（CK）相比，降解地膜覆蓋處理甜瓜的品質差異明顯，降解地膜更優于普通地膜;心糖含量除HD-1#和HD-3#外，其他處理間差異均不顯著;各處理邊糖含量均高于對照（CK），XFHS-1、XFHS-2、HD-2#、XFHS-3分別較CK提高了31.7%、30.0%、24.0%和22.4%。

2.3?不同生物降解地膜對土壤溫度的影響

由表3可知，07：00，降解地膜XFHS-1覆蓋在各耕層深度的土壤溫度均高于普通PE地膜（CK），在土壤耕層15cm處降解地膜覆蓋土壤溫度均高于對照（CK）。表4顯示的是18：00地膜覆蓋

對各層土壤溫度的影響。由表4可知，16：00，在土壤耕層5 cm降解地膜BSF-A2、BSF-B2、XFHS-1覆蓋的土壤溫度比對照（CK）分別高0.33、0.67和0.50 ℃;10 cm土層，除XFHS-1外，其他降解地膜覆蓋土壤耕層溫度均低于對照（CK）;15 cm 土層BSF-B2、XFHS-1、XFHS-2處理土壤溫度高于對照（CK）。由此可見，降解地膜對土壤具有保溫作用。

3?討論

不同生物降解地膜由于配方、材料等因素不同導致地膜的降解啟動期和降解速率存在差異。該試驗結果發現，在實際生產應用中，各降解地膜在甜瓜定植灌水后壓土部分的地膜會出現部分降解，且土壤濕度越大，降解速度越快;在甜瓜的生長過程中，肥料的酸堿性以及噴灑農藥均未影響其使用效果，且在甜瓜生長收獲后，各降解地膜的縱向拉力均發生了變化，但由于條件有限，并未對降解地膜的降解程度和拉力變化做相應的測試。同時，為了了解降解地膜的降解產物是否對土壤環境有影響，該研究對使用后的地膜進行還田，持續采集土壤樣品對其進行理化分析，以此來確定降解地膜的生物可降解性。

4?結論

通過分析不同生物降解地膜覆蓋栽培對土壤溫度和甜瓜生長發育及品質的影響，結合土壤各耕層溫度發現，XFHS-1降解地膜的保溫效果較好;生長發育方面，降解地膜對甜瓜植株莖粗的影響較小，而對株高和葉綠素含量的影響較大;品質和產量方面，降解地膜優于普通地膜，以XFHS-1為最優，邊糖含量提高了31.7%，產量提高了8.5%。綜合以上結果，建議XFHS-1降解地膜在甜瓜等作物生長周期一致的作物上推廣使用。在此同時，為了了解降解地膜的降解產物是否對土壤環境有影響，該研究對使用后的地膜進行還田，持續采集土壤樣品對其進行理化分析，以此來確定降解地膜的生物可降解性。

參考文獻

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