生物降解地膜與普通地膜在芋頭上的應用效果對比

孫 玉 , 陳維娟， 蔡志林， 陳 欣

(泰興市農業科學研究所， 江蘇 泰興 225400)

隨著現代農業的發展，地膜覆蓋栽培已成為調節土壤溫濕度、抑制雜草生長、促進作物增產的重要措施[1]，尤其在芋頭、花生、馬鈴薯等地下作物栽培上應用更為廣泛[2]。普通地膜的主要化學成分是聚乙烯[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，造成土壤環境惡化、作物產量降低等危害。生物降解膜的應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量、抑制雜草生長，又能在一定時間內分解為CO2和水等[4]。芋頭是泰興市及周邊縣市重要的經濟作物之一，且其高產栽培方式以起壟覆膜為主[5]，泰興市農業科學研究所近年來聯合江蘇中科金龍化工公司和南通龍達生物新材料科技公司，開展了生物降解膜在芋頭上的應用，促進芋頭產業的可持續發展。為檢驗和明確生物降解膜的覆蓋與降解效果，從而為其大面積應用提供科學依據，通過設置多種生物降解膜、普通黑膜、普通白膜等進行了對比試驗，現將試驗結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在泰興市農業科學研究所(32°15′47″N、120°0′23″ E)進行，試驗地為沙土、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%硫基高效復合肥750 kg/hm2后起壟，包墑壟寬100 cm。

1.2 試驗材料

試驗芋頭品種為泰興香荷芋。

1.3 試驗設計

試驗設7個處理，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；處理4：二氧化碳基全生物降解黑色地膜2號；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。采用單因素隨機區組排列，重復3次，小區面積20 m2。機械壟作栽培，每小區5壟，長4 m。四周設置保護行。

1.4 試驗經過

2020年4月2日放樣劃區，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破膜放苗)，無膜區直接播種化除，除藥劑用二甲戊靈(施田補)3 L/hm2，其他栽培管理措施各處理一致。試驗期間調查生育期、苗情與長勢以及監測地膜降解情況；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棵植株進行考查，分別測定植株的根數、綠葉數、株高、假莖粗、單株葉面積和地上部鮮重，當地下部開始膨大進入成熟期后，于11月3日對各小區的球莖重和平均子芋重進行測定。

2 結果與分析

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，但伴隨其地上營養葉逐漸衰老、葉片開始枯黃及地下部由快速充實轉為緩慢增重的時間，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，地膜覆蓋處理均優于露地栽培。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 子孫芋產量

從表3看出，子孫芋產量所有覆膜處理的均高于露地處理，其中，處理5的單產最高，為14 156.7 kg/hm2，較CK增產50.79%；其次是處理1，為12 535.1 kg/hm2，較CK增產33.73%。經方差分析，區組間F=0.96F0.01=4.82，表明試驗設計合理，結果可靠。經多重比較，處理5和處理1較CK增產達極顯著水平；處理6、處理3、處理4均較CK增產達顯著水平，處理2與CK間差異不顯著。

表3 不同處理芋頭的子芋產量

2.4 地膜降解監測情況

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 地膜降解期監測記載 月/日

3 結論與討論

研究結果表明，不同類型地膜覆蓋芋頭處理均可以促進早發壯苗，出苗、苗情長勢均明顯優于露地栽培。從長勢和產量來看，普通黑膜處理的長勢和產量均明顯優于其他處理， PPC生物降解膜處理的產量為12 535.1 kg/hm2，較露地栽培顯著增產33.73%，略低于普通黑膜覆蓋栽培，高于普通白膜覆蓋栽培。從地膜的降解監測記載看，二氧化碳基全生物降解黑色地膜1號和2號具有較好的降解效果，且芋頭產量分別為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量弱于其他覆膜處理，較露地栽培處理也無明顯優勢。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間較普通黑膜更為接近，可以有效提升芋頭產量，建議進一步研究其增產效果。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優勢，這可能是由于生物降解膜在陸續降解過程中，對土壤的增溫保墑效果并不優于普通黑膜和普通白膜有關，這與謝吉先等[2，6]在花生作物上的研究結果一致，但綜合考慮生態效應，PPC生物降解膜具有極大的潛力可以用于替代普通地膜。