生物降解地膜與普通地膜在芋頭上的應(yīng)用效果對比

孫 玉 , 陳維娟， 蔡志林， 陳 欣

(泰興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 江蘇 泰興 225400)

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，地膜覆蓋栽培已成為調(diào)節(jié)土壤溫濕度、抑制雜草生長、促進(jìn)作物增產(chǎn)的重要措施[1]，尤其在芋頭、花生、馬鈴薯等地下作物栽培上應(yīng)用更為廣泛[2]。普通地膜的主要化學(xué)成分是聚乙烯[3], 其降解速度特別慢, 有的甚至在耕翻后可在田間殘留上百年，造成土壤環(huán)境惡化、作物產(chǎn)量降低等危害。生物降解膜的應(yīng)用是解決普通地膜問題的最佳措施，有研究表明，生物降解膜既可一定程度上提高作物產(chǎn)量、抑制雜草生長，又能在一定時(shí)間內(nèi)分解為CO2和水等[4]。芋頭是泰興市及周邊縣市重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，且其高產(chǎn)栽培方式以起壟覆膜為主[5]，泰興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所近年來聯(lián)合江蘇中科金龍化工公司和南通龍達(dá)生物新材料科技公司，開展了生物降解膜在芋頭上的應(yīng)用，促進(jìn)芋頭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為檢驗(yàn)和明確生物降解膜的覆蓋與降解效果，從而為其大面積應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，通過設(shè)置多種生物降解膜、普通黑膜、普通白膜等進(jìn)行了對比試驗(yàn)，現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在泰興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所(32°15′47″N、120°0′23″ E)進(jìn)行，試驗(yàn)地為沙土、地勢平坦、排灌良好、肥力中等均勻，前茬水稻，2020年3月25日前施用腐熟豬糞肥60 t/hm2后耕翻，3月30日施45%硫基高效復(fù)合肥750 kg/hm2后起壟，包墑壟寬100 cm。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)芋頭品種為泰興香荷芋。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理，處理1：PPC生物降解膜；處理2：二氧化碳基全生物降解白色地膜；處理3：二氧化碳基全生物降解黑色地膜1號(hào)；處理4：二氧化碳基全生物降解黑色地膜2號(hào)；處理5：0.08 mm普通黑膜；處理6：0.08 mm普通白膜；處理7(CK)：露地不覆膜。采用單因素隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積20 m2。機(jī)械壟作栽培，每小區(qū)5壟，長4 m。四周設(shè)置保護(hù)行。

1.4 試驗(yàn)經(jīng)過

2020年4月2日放樣劃區(qū)，4月3日播種。黑膜化除后覆膜破膜播種，白膜播種后化除覆膜(選擇早晨或傍晚及時(shí)破膜放苗)，無膜區(qū)直接播種化除，除藥劑用二甲戊靈(施田補(bǔ))3 L/hm2，其他栽培管理措施各處理一致。試驗(yàn)期間調(diào)查生育期、苗情與長勢以及監(jiān)測地膜降解情況；分別于2020年6月18日、7月23日、8月16日(即芋頭的6葉期、10葉期和14葉期)對長勢較為一致的5棵植株進(jìn)行考查，分別測定植株的根數(shù)、綠葉數(shù)、株高、假莖粗、單株葉面積和地上部鮮重，當(dāng)?shù)叵虏块_始膨大進(jìn)入成熟期后，于11月3日對各小區(qū)的球莖重和平均子芋重進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

從表1看出，同期播種條件下，處理1～處理6即所有覆膜處理的出苗、齊苗均明顯早于露地栽培。芋頭成熟期相對其他作物而言顯得較為模糊，但伴隨其地上營養(yǎng)葉逐漸衰老、葉片開始枯黃及地下部由快速充實(shí)轉(zhuǎn)為緩慢增重的時(shí)間，將其確定為成熟期。露地栽培的成熟期明顯早于所有地膜覆蓋處理，全生育期也明顯少于所有地膜覆蓋處理。

表1 不同處理芋頭的生育期

2.2 苗情與長勢

從表2可知，芋頭6葉期、10葉期和14葉期的單株葉面積、地上部鮮重以及10葉期和14葉期的球莖重等植株性狀指標(biāo)，地膜覆蓋處理均優(yōu)于露地栽培。其中，6葉期處理5和處理6的假莖粗、球莖重和地上部鮮重均優(yōu)于其余處理；10葉期處理5的單株葉面積、地上部鮮重、球莖重和子芋重均明顯優(yōu)于其余處理。14葉期處理4和處理5的單株葉面積、地上部鮮重、球莖重和平均子芋重均明顯優(yōu)于其余處理。

表2 不同處理芋頭6葉期、10葉期和14葉期的植株性狀

2.3 子孫芋產(chǎn)量

從表3看出，子孫芋產(chǎn)量所有覆膜處理的均高于露地處理，其中，處理5的單產(chǎn)最高，為14 156.7 kg/hm2，較CK增產(chǎn)50.79%；其次是處理1，為12 535.1 kg/hm2，較CK增產(chǎn)33.73%。經(jīng)方差分析，區(qū)組間F=0.96F0.01=4.82，表明試驗(yàn)設(shè)計(jì)合理，結(jié)果可靠。經(jīng)多重比較，處理5和處理1較CK增產(chǎn)達(dá)極顯著水平；處理6、處理3、處理4均較CK增產(chǎn)達(dá)顯著水平，處理2與CK間差異不顯著。

表3 不同處理芋頭的子芋產(chǎn)量

2.4 地膜降解監(jiān)測情況

從表4可知，處理1的膜雖然開裂較早，但碎裂期和無膜期最為滯后，處理2的膜開裂期、大裂期、碎裂期和無膜期均最早，處理3與處理4間差異不大。

表4 地膜降解期監(jiān)測記載 月/日

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，不同類型地膜覆蓋芋頭處理均可以促進(jìn)早發(fā)壯苗，出苗、苗情長勢均明顯優(yōu)于露地栽培。從長勢和產(chǎn)量來看，普通黑膜處理的長勢和產(chǎn)量均明顯優(yōu)于其他處理， PPC生物降解膜處理的產(chǎn)量為12 535.1 kg/hm2，較露地栽培顯著增產(chǎn)33.73%，略低于普通黑膜覆蓋栽培，高于普通白膜覆蓋栽培。從地膜的降解監(jiān)測記載看，二氧化碳基全生物降解黑色地膜1號(hào)和2號(hào)具有較好的降解效果，且芋頭產(chǎn)量分別為12 200.1 kg/hm2和12 166.8 kg/hm2，較露地栽培分別顯著增產(chǎn)30.01%和29.66%。二氧化碳基全生物降解白色地膜的開裂、碎裂和無膜期時(shí)間早，即其降解速度明顯快于其他降解膜，使得該處理的苗情長勢和產(chǎn)量弱于其他覆膜處理，較露地栽培處理也無明顯優(yōu)勢。PPC生物降解膜的降解速度最為遲緩，即在芋頭生育期間其保溫保濕維持時(shí)間較普通黑膜更為接近，可以有效提升芋頭產(chǎn)量，建議進(jìn)一步研究其增產(chǎn)效果。所有生物降解膜處理相對普通黑膜和普通白膜覆蓋處理并無增產(chǎn)優(yōu)勢，這可能是由于生物降解膜在陸續(xù)降解過程中，對土壤的增溫保墑效果并不優(yōu)于普通黑膜和普通白膜有關(guān)，這與謝吉先等[2，6]在花生作物上的研究結(jié)果一致，但綜合考慮生態(tài)效應(yīng)，PPC生物降解膜具有極大的潛力可以用于替代普通地膜。