不同厚度降解地膜的降解效果及其對(duì)設(shè)施茄子生長(zhǎng)的影響*

陳 偉 孫美艷 陳 慧 劉 俐 高 兵

（1. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，江蘇 南京 210014；2. 江蘇省南京市六合區(qū)農(nóng)技推廣站，江蘇 南京 211500；3. 江蘇省南京市農(nóng)技推廣站，江蘇 南京 210036）

地膜是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，我國(guó)每年地膜的使用面積達(dá)2 000 多萬(wàn)hm2，地膜的使用量和覆蓋面積均居世界首位。常規(guī)地膜是一種人工合成的高分子化合物，在自然條件下需近百年的時(shí)間才能完全降解。近年來(lái)，大量不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的超薄地膜（厚度小于0.008 mm）用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使地膜回收越來(lái)越難。殘留在土壤中的地膜對(duì)土壤結(jié)構(gòu)有一定的破壞作用，可導(dǎo)致耕地質(zhì)量下降、農(nóng)事操作受阻、作物減產(chǎn)以及次生環(huán)境污染等一系列問(wèn)題，嚴(yán)重影響農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境。2021 年2 月21 日，中央一號(hào)文件明確提出加強(qiáng)可降解農(nóng)膜研發(fā)推廣的目標(biāo)。降解地膜可規(guī)避常規(guī)地膜造成的一系列問(wèn)題，是未來(lái)傳統(tǒng)農(nóng)用地膜的替代品。為研究不同厚度降解地膜的降解效果，及其對(duì)土壤環(huán)境和作物生長(zhǎng)的影響，2021 年我們以超薄PE 黑色地膜為對(duì)照，開(kāi)展了不同厚度降解地膜在茄子上的應(yīng)用效果試驗(yàn)，現(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試降解地膜為上海弘睿生物科技有限公司生產(chǎn)的PLA 生物降解黑色地膜，厚度分別為0.010 mm、0.008 mm、0.006 mm，以市售超薄PE黑色地膜（厚度0.006 mm）為對(duì)照（ck）；供試茄子品種為寧茄7號(hào)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)在江蘇省農(nóng)科院六合動(dòng)物科學(xué)基地8332型單體大棚內(nèi)，大棚長(zhǎng)45 m、寬8 m，土壤類型以馬肝土為主。2021 年試驗(yàn)地區(qū)年降水量941.6 mm，平均氣溫15.6 ℃，最高氣溫36 ℃，最低氣溫-8.2 ℃，無(wú)霜期254 d，光照1 973 h。2021 年4 月1～3 日整地、施肥、筑畦，每個(gè)大棚筑4 畦，畦寬1 m；4 月4 日鋪設(shè)滴灌帶，覆蓋地膜；4 月5 日定植茄子，株距45 cm，行距60 cm。每種地膜為1 個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)4 次。每畦平均分為4段（10 m/段），分別鋪設(shè)不同厚度的黑色地膜。

1.3 調(diào)查統(tǒng)計(jì)方法

4月6日～7月13日，觀察記錄不同地膜的降解情況。覆膜后前30 d，每10 d觀測(cè)1次；覆膜后31～40 d，每5 d觀測(cè)1次；覆膜后41 d至誘導(dǎo)期結(jié)束（最遲為覆膜后75 d），每3 d觀測(cè)1次；以后每10 d觀測(cè)1次。記錄各參試地膜的破損情況（出現(xiàn)裂紋、裂縫的數(shù)量，破碎塊數(shù)），并判定降解程度，重點(diǎn)記錄不同地膜處理的誘導(dǎo)期。茄子生長(zhǎng)過(guò)程中，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選3株做標(biāo)記，10 d調(diào)查1次茄子株高（子葉到生長(zhǎng)點(diǎn)的高度）；每小區(qū)隨機(jī)選固定3 點(diǎn)，用壤博士土壤檢測(cè)儀測(cè)量地表下0～10 cm 處土層的溫濕度、電導(dǎo)率等指標(biāo)，10 d 調(diào)查1 次，共調(diào)查6次；用溫濕度記錄儀測(cè)量大棚內(nèi)的溫濕度。5月25日～7月14日，茄子分小區(qū)采收測(cè)產(chǎn)，共測(cè)產(chǎn)4次，統(tǒng)計(jì)總產(chǎn)量并折算667 m2產(chǎn)量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和作圖，并進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同厚度地膜的降解情況

不同厚度地膜的降解情況見(jiàn)表1。

表1 不同厚度地膜的降解情況

由表1 可知，不同厚度降解地膜的降解效果差異明顯。0.006 mm 厚度的降解地膜在覆膜后37 d 進(jìn)入誘導(dǎo)期，覆膜后63 d 進(jìn)入破碎期；0.008 mm 厚度的降解地膜在覆膜后52 d 進(jìn)入誘導(dǎo)期，覆膜后80 d 進(jìn)入破碎期；0.010 mm 厚度的降解地膜在覆膜后63 d 進(jìn)入誘導(dǎo)期，覆膜后86 d 進(jìn)入破碎期；超薄PE 膜（ck）在無(wú)物理破壞條件下一直處于無(wú)明顯變化狀態(tài)。可見(jiàn)，在相同的種植條件下，降解地膜越薄其開(kāi)始降解所需時(shí)間越短，說(shuō)明厚度是影響降解地膜降解進(jìn)程的主要因素。

2.2 不同厚度地膜對(duì)土壤環(huán)境、茄子生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

不同厚度地膜對(duì)土壤環(huán)境、茄子生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。

圖1 不同厚度地膜對(duì)土壤溫度的影響

圖2 不同厚度地膜對(duì)土壤濕度的影響

由圖1、圖2、圖3、圖4、圖5 可以看出，覆膜后前期不同厚度的地膜對(duì)茄子生長(zhǎng)的影響差異較小，覆膜后45 d 開(kāi)始，因地膜開(kāi)裂各處理茄子的生長(zhǎng)出現(xiàn)了一定的差異，但茄子產(chǎn)量差異不明顯，平均每667 m2產(chǎn)量為4 100 kg 左右；大棚溫度為20～40 ℃時(shí)，各處理的土壤溫度保持19～25 ℃，有利于作物生長(zhǎng)，不同厚度地膜的土壤保溫效果差異不明顯；不同厚度地膜對(duì)土壤濕度和電導(dǎo)率的影響差異較小，其中超薄PE 膜（ck）處理的土壤濕度略高于其他處理。

圖3 不同厚度地膜對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響

圖4 不同厚度地膜對(duì)茄子株高的影響

圖5 不同厚度地膜對(duì)茄子產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，降解地膜的厚度直接影響其降解效率，地膜越薄降解時(shí)間越短；不同厚度降解地膜對(duì)茄子生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響差異不顯著，農(nóng)戶可根據(jù)作物的生長(zhǎng)周期選用合適厚度的降解膜，種植生育周期較長(zhǎng)的作物（茄子、玉米等）可選用厚度0.010 mm 以上的降解地膜；不同厚度的降解地膜均有一定的保溫保濕效果，大棚溫度為20～40 ℃時(shí)，土壤溫度可保持19～25 ℃，有利于作物生長(zhǎng)。

本試驗(yàn)中3種生物降解地膜在作物采收時(shí)均處于破碎期，存在于地表，但質(zhì)地較脆，預(yù)計(jì)很快會(huì)被分解，無(wú)需擔(dān)心地膜殘留造成的污染問(wèn)題。超薄PE 地膜雖一直處于完好狀態(tài)，但因其較薄，無(wú)法降解且回收困難，既增加了清理成本，又對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境造成了一定的破壞，不建議長(zhǎng)期使用。