不同生物降解膜在棉花新陸早82號上的應用效果研究

馮振秀 朱 波 方 瑞 曹 陽 嚴玉萍 張 燕

（新疆生產建設兵團第五師農業科學研究所，新疆博樂 833400）

地膜覆蓋具有增溫、保墑、保肥、早熟、增產、抑制雜草生長以及控制土壤鹽堿度等作用，是解決干旱地區缺水和農業增產的一項重要技術措施[1]。但是，地膜材料主要成分為聚乙烯，其在自然環境中難以降解，多年使用后，殘留于土壤中的地膜不斷累積[2-3]，對后茬作物生長造成了各種不利影響[4-5]，如土壤板結、透氣能力差、肥力水平下降、次生鹽漬化加重、最終導致作物產量與品質的下降[6]。使用地膜帶來巨大經濟效益的同時，也引起了嚴重的“白色污染”[7]。因此，使用可降解地膜尤其是全生物可降解地膜，是徹底解決“白色污染”的有效途徑[8]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在新疆生產建設兵團第五師農業科學研究所棉花試驗田進行，地點位于雙河市兵團第五師89團。該地屬大陸性溫帶氣候區，其氣候特點是春季氣溫冷暖多變、夏季氣候炎熱、秋季晴朗少雨、冬季寒冷漫長，氣溫年、月、日變化幅度均比較大。降水量各季分布不均，差值較大，年降水量為199.4 mm，年蒸發量為1 552.9 mm，平均無霜期為183 d。土壤類型為灰漠土，pH值為7.8，含有機質1.4 g/kg、速效氮120 mg/kg、速效磷 20 mg/kg、有效鉀 320 mg/kg。

1.2 試驗材料

參試棉花品種為新疆生產建設兵團第五師推薦的主栽品種之一新陸早82號，該品種高產、抗枯萎病、耐黃萎病，纖維品質優良（上半部平均長度為29.6 mm，斷裂比強度30.1 cN/tex，馬克隆值4.6，整齊度指數85.5%），適于作為博樂墾區機采棉品種推廣種植。

1.3 試驗設計

試驗設5個處理，分別為：CK1，常規聚乙烯地膜；處理1，新疆本地產可降解地膜；處理2，湖北光合全生物降解地膜（A白）；處理3，湖北光合全生物降解地膜（B白）；CK2，無膜裸地。采用常規機采棉膜下滴灌種植模式（一膜六行，一管二），平均行距37.5cm，6行區，株距11.5 cm，種植密度231 885株/hm2，全試驗區凈面積6 666.67 m2。2020年4月12日機械鋪膜、播種。干播濕出，滴出苗水3次，生育期滴水15次，共滴水7 012.5 m3/hm2。

1.4 調查內容與方法

1.4.1 土壤溫濕度。采用PG-120/SWS型土壤溫濕度測試儀，測定作物根際5 cm深度數據。

1.4.2 地膜降解情況。地膜田間降解階段劃分[9]如下：階段A—誘導期，即從覆膜到壟（畦）面地膜出現多處（每延長米3處以上）≤2 cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間；階段B—開裂期，即壟（畦）面地膜出現≥2 cm、＜20 cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間；階段C—大裂期，即壟（畦）面地膜出現≥20 cm自然裂縫的時間；階段D—碎裂期，地膜柔韌性盡失，壟（畦）面地膜出現碎裂，最大地膜殘片面積≤16 cm2的時間；階段E—無膜期，壟（畦）面地膜基本見不到地膜殘片的時間。

1.4.3 生育性狀與產量。試驗田定點實測生育期、生長勢、農藝性狀（株高、葉片大小等）。棉花完全吐絮后，每個處理隨機選取3個6.66 m2的抽樣點實地收獲并稱重。

1.5 數據處理

數據采用Excel 2007軟件進行處理，方差分析用DPSV 7.05版軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 地膜降解情況

從降解情況分析，處理2在2020年5月23日出現降解反應（誘導期），處理3在2020年5月25日出現降解反應（誘導期），但隨著時間推移，處理3降解速度逐漸加快，明顯快于處理2。處理3、2分別于6月20日、22日達到C階段，即大裂期；8月27日和9月2日分別達到D階段，即碎裂期，地膜已基本失去韌性。處理1基本無降解反應。所有降解膜處理均未達到E階段，即無膜期（表1）。

表1 不同處理地膜降解情況

2.2 產量

由表2、3可知，以處理3籽棉產量最高，較CK1增產8.7%，差異不顯著；處理1籽棉產量第二，較CK1增產3.5%，差異不顯著；處理2籽棉產量與CK1相當，差異不顯著。所有有膜處理籽棉產量均較CK2有較大幅度增產，增產幅度均超過30%，差異達極顯著水平。

表2 不同處理籽棉產量

2.3 苗期土壤溫度變化

從苗期土壤溫度測定結果分析，各有膜處理均較CK2有明顯的增溫效果，各有膜處理間土壤溫度差異不顯著。

表3 產量方差分析結果

2.4 苗期土壤濕度變化

從苗期土壤濕度測定結果分析，各有膜處理均較CK2有明顯的保墑效果，其中：CK1效果最好；處理1次之；處理2、3稍差。

3 結論

該試驗結果表明，棉花生長發育前期（出苗至現蕾期）是地膜的最大作用時期，且降解膜尚未發生降解，保溫、保墑能力與普通膜相當[10]。地膜覆蓋后，保障了棉花出苗和壯苗培育，以及對土壤溫度和水分的需求。從產量結果看，4種有膜處理均高于裸地種植處理，差異達極顯著水平。降解膜處理略高于常規膜處理，差異不顯著。

從降解情況、對棉花產量的影響和節約灌溉用水等角度綜合分析，以湖北光合全生物降解地膜（B白）最具推廣價值，湖北光合全生物降解地膜（A白）次之。