生態全生物降解地膜在大蒜種植上的應用評價

呂桂榮

（山東省莘縣農業技術推廣中心 山東莘縣 252400）

20 世紀70 年代末莘縣開始在棉花生產中推廣應用地膜覆蓋栽培技術，90 年代在大蒜上進行了推廣應用， 對大蒜田提溫保墑、 防除蒜田雜草效果較好，使大蒜的產量得到了較大幅度的提高，獲得了顯著的經濟效益。 然而，大蒜田塑料地膜在自然環境條件下難以降解， 殘膜長期累積對在田大蒜和接茬作物根系的土壤水分、 養分的吸收造成不利影響。 另外，大蒜田殘留地膜對土壤容重、土壤含水量、土壤孔隙度也有顯著負效應，進而造成弱苗、死苗、倒伏和減產等問題。

大蒜田塑料地膜的長期大量使用無疑給土壤生態和生產環境造成了嚴重的白色污染。 目前解決大蒜生產中“白色污染”的途徑有2 個，一是廢膜回收綜合利用，二是推廣應用可降解農膜。 但是大蒜種植地膜用量大、覆蓋面積廣，大多數企業生產的薄膜厚度不達標，回收起來較困難，因此，生態全生物降解地膜應用技術成為解決蒜田“白色污染”的一項新興技術，在大蒜生產上具有廣闊的應用前景。 本試驗通過對生態全生物降解地膜在莘縣大蒜上的應用效果進行分析，從產品的使用性能、降解性能及環境影響等方面進行評價， 為大面積推廣應用生態全生物降解地膜提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在莘縣河店鎮王莊村， 該區域屬于暖溫帶半濕潤季風氣候，年平均氣溫為12.8 ℃，年平均降雨量為500 mm，平均無霜期為195 d。 試驗地塊地勢平坦，土層深厚，肥力均勻，排灌方便，大蒜、玉米1 年2 熟，前茬作物為玉米，9 月20 日機械收獲,秸稈全部還田，土壤為壤質潮土。 試驗前對試驗地塊耕層土壤進行取土化驗，化驗結果見表1。

表1 試驗點土壤基本情況

1.2 試驗設計

試驗大蒜品種為太空二號。

試驗設置4 個處理， 每個處理每次重復小區面積10 m2（2 m×5 m），3 次重復，小區隨機排列。周圍設保護行，地膜的規格為2 000 mm×0.004 mm。

處理1：生態全生物降解地膜天一1 號；處理2：生態全生物降解地膜天一2 號；處理3：普通地膜；處理4：不覆膜。

2020 年9 月21 日整地施肥， 施腐熟的農家肥4.5 kg/m2、 復合肥0.09 kg/m2， 按照當地種植習慣做畦，畦寬2 m。9 月22 日開溝點播，溝深4～5 cm，行距16 cm，株距13 cm。 播后覆土澆透水，水滲下之后噴灑除草劑，及時覆蓋地膜，四周用土封嚴。

2021 年2 月23 日，各處理均澆灌返青水1 次，并利用澆水沖施氮磷鉀三元素復合肥，每處理0.5 kg。4 月11 日和4 月23 日澆水2 次，每次隨水沖施氮磷鉀復合肥（12∶18∶15），每個處理0.5 kg。 5 月6 日各處理收獲蒜薹，5 月8 日澆水1 次， 隨水沖施氮磷鉀水溶肥（20∶20∶20），每個處理0.5 kg。 5 月26 日各處理一次性收獲。

試驗中除覆膜種類不同外， 其他田間管理措施均保持一致。

1.3 調查方法

用地溫表測量不同處理的不同時間的5 cm 和15 cm 地溫，收獲前測量每小區大蒜的株高、假莖粗、平均葉片數和平均葉面積（小區內對角線5 點取樣，每樣點4 株），每小區實收大蒜鮮重計產。 于覆膜后的60 d、100 d、130 d、165 d、220 d 記錄和測試不同地膜的降解情況。

2 結果與分析

2.1 生態全生物降解地膜的使用性能

由表2 可知，處理1、處理2 降解膜的縱向斷裂伸長率和最大拉力與處理3 普通地膜相當， 均可滿足田間機械鋪設要求。

表2 莘縣大蒜地膜樣品拉力性能

2.2 生態全生物降解地膜的保溫性能

提升地溫是地膜覆蓋所起到的主要作用之一。在大蒜生育期內通過連續記錄試驗田內不同土層的溫度用以評價生態全生物降解地膜的保溫性能。 由表3 和表4 可知，在氣溫較低的2 月和3 月上旬，地膜覆蓋能顯著提高地下5 cm 和15 cm 的土壤溫度（均為上午11：00 測量），各覆膜處理間差異不明顯。

表3 不同地膜覆蓋后及不覆膜情況下地下5 cm 土層溫度

表4 不同地膜覆蓋后及不覆膜情況下地下15 cm 土層溫度

2.3 不同地膜覆蓋及不覆膜對大蒜生長發育的影響

由表5 可知，處理1、處理2 降解地膜處理大蒜株高、假莖粗、單葉平均葉面積和產量對比無膜處理均顯著提高，各覆膜處理之間株高、葉片數、假莖粗、葉面積和蒜頭產量無統計學差異， 降解地膜和普通地膜處理之間生育指標和產量均差異不顯著。

表5 不同地膜覆蓋及不覆膜對大蒜生長發育的影響

2.4 生態全生物降解地膜的降解性能

2.4.1 生態全生物降解地膜降解表現變化 生態全生物降解地膜自覆膜至翌年3 月上旬裂開孔直徑變化不大，保持在2 cm 以下；3 月中旬至4 月上旬裂開孔直徑略有增大，在2～3 cm；4 月中旬以后裂開孔直徑迅速增大，個別孔直徑為20 cm 左右。 說明處理1在3 月中旬開始發生降解， 但降解速度緩慢，4 月中旬以后降解速度增快。3 月中旬之前的降解地膜和普通膜裂開現象為覆膜后生產管理中機械拉力所致。

2.4.2 生態全生物降解地膜降解拉力性能變化 由表6 可知， 生態全生物降解地膜田間鋪設220 d 后，各個處理地膜的拉力性能顯著下降， 其中普通膜拉力下降較小，仍具有較好的物理機械性能，沒有發生降解；處理1 各項指標均降至0，已無韌性，達到手觸即碎的狀態；處理2 各項指標顯著降低，拉力性能顯著下降。整體看來，降解效果最好為處理1，與預期的降解效果完全一致， 體現了生態全生物降解地膜在降解性能方面的穩定性。

表6 生態全生物降解地膜拉力性能（降解220 d）

2.4.3 生態全生物降解地膜降解現象 覆膜60 d 后實地觀察，處理1、處理2、處理3 地膜均無降解現象發生。

覆膜100 d 后實地觀察，處理1、處理2、處理3地膜均無降解現象發生。

覆膜130 d 后實地觀察，2 種全生物降解地膜均沒發生降解現象。

覆膜165 d 后實地觀察，2 種全生物降解地膜裂開孔直徑開始增大， 由原來的2 cm 以下增至2～3 cm，但覆膜效果變化不明顯。

覆膜220 d 后實地觀察，處理1 在地表現幾乎全部碎片化，達到了手觸既碎的狀態，降解比較充分；處理2 在地表現成片較大，降解不十分充分，手撕地膜還有小部分韌性；對照普通地膜幾乎無明顯降解，手觸韌性大。

3 討論與結論

（1）在大田鋪設過程中，生態全生物降解地膜的拉力和透光度等性能與普通地膜一致， 不改變原有的農事操作方式及使用習慣。

（2）生態全生物降解地膜在大蒜生長前期，保溫保墑性能與普通地膜一致，能夠滿足作物的覆膜需求。

（3） 不同型號降解地膜產品降解起始時間和降解速率不同，能夠實現降解可控。 從出現降解現象到作物收獲時降解現象持續并行發生， 拉力性能明顯降低，局部粉碎，拉力消失。

（4）生態全生物降解地膜覆蓋的作物長勢良好，產量與普通地膜覆蓋的處理沒有明顯差異。

（5）根據不同型號降解地膜降解的時間和速率，結合下茬作物的生育期，經試驗篩選，生態全生物降解地膜天一1 號最適宜山東莘縣大蒜應用。