生物降解膜水稻機插秧覆膜栽培技術應用試驗分析

陳旭 張曉紅 劉宇林 潘智浩

摘 要：地膜在提高作物產量、促進農民增收、發展農村經濟等方面發揮了重要作用。但是長期大量使用地膜帶來的白色污染問題也逐年加重。[目的]為了解決土壤的白色污染問題，大力發展綠色農業，促進農業生產的可持續發展。[方法]在吳中區胥口鎮梅橋村設立生物降解地膜試驗示范區，驗證生物降解地膜在農業生產上的實際效果。[結果]水稻覆蓋生物降解膜可以很好地抑制稻田田間雜草生長，節約除草成本；水稻覆膜可以提高水稻產量6.41%；試驗結束時生物降解地膜幾乎全部降解完畢，無殘留，不會造成土壤環境污染；覆膜區較無膜區每畝增收200.07元，可以示范推廣。

關鍵詞：生物降解地膜；水稻；機插秧；覆膜栽培技術

在農作物種植過程中，鋪設地膜可以起到保溫保濕、抑制雜草的作用，地膜在保障我國農產品安全、提高作物產量、促進農民增收、發展農村經濟等方面發揮了重要作用。但是常規PE地膜難以降解，加之農民認識不足、回收不徹底，地膜殘留于土壤，造成土壤質量下降，作物減產，廢舊地膜回收處理不當，又造成白色污染問題[1-4]。

生物降解地膜是以生物降解材料為主要成分，添加適當比例的功能助劑，通過吹塑或流延等工藝生產，用于農作物種植時土壤表面覆蓋并具有生物降解性能的薄膜。利用微生物的酶將高分子聚合物碎片化、再被細菌等微生物分解、消化、吸收，最終形成水和二氧化碳的過程，其最終降解產物無害無污染[5]。該試驗選用山東泉苗農業科技生物技術有限公司生產的PBAT（聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯）材質的生物降解膜做試驗，驗證其防草效果和對水稻產量的影響以及經濟效益。

1 試驗目的

研究生物降解地膜在水稻機插秧生產上的應用效果。本試驗主要驗證降解膜的雜草防治效果、對水稻產量的影響，積極探索綠色農業發展思路。

2 材料準備

2.1 試驗地點

示范區設置在蘇州市吳中區胥口鎮梅橋村稻田（120.488982，31.195580）。試驗前對試驗田采集土壤樣品，檢測結果為：pH值7.15、有機質13.8g/kg、全氮0.49g/kg、有效磷12mg/kg、速效鉀130 mg/kg。土壤呈中性，肥力中等。試驗設置無膜區（CK）和生物降解膜覆膜區，覆膜區面積約30畝，無膜區面積約10畝。該試驗采用插秧機插秧。

2.2 供試品種

示范區選用吳中區常見的稻谷蘇香粳100，采用秧盤育秧、秧齡25天左右，用種量3.5kg/畝，移栽實際秧齡20天，實際葉齡4.0葉。

2.3 供試材料

示范區覆膜材料選用山東泉苗農業科技生物技術有限公司生產的生物降解地膜，主要成分為PBAT（聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯），寬度1900mm、厚度0.010mm，降解周期120天、橫向拉伸負荷≥3.42N、縱向拉伸負荷≥4.88N、地膜價格32.5元/kg、每畝用量8.5kg。試驗用生物降解地膜相關參數符合國家標準[6]。

2.4 供試肥料

示范區所用肥料為江蘇華昌化工股份有限公司生產的吳中區水稻專用肥-緩釋肥有機無機復混肥（有機質≥25%；N-P2O5-K2O∶12-0-3），肥料價格2.2元/kg、肥料每畝使用量50kg、采用一次性施肥模式、肥料使用時間在插秧前翻耕稻田時一并施入。

2.5 供試機器

示范區選用洋馬農機（中國）有限公司生產的養馬YR60D插秧機插秧，行距30cm、工作行數6行、株距14cm。為了鋪膜，在該插秧機上再加裝覆膜裝置（水稻覆膜器）。

3 試驗設計與操作流程

示范區所處田塊面積約40畝，其中設置30畝為覆膜區（示范區），剩余的10畝設為無膜區（對照區）。該試驗流程為育秧、采集基礎土樣后翻地與施肥、機插秧和覆膜、田間管理與觀察記載、樣品采集和測產、樣品檢測和分析。該試驗流程見圖1。

該試驗采用秧盤育秧，每畝用種量約3.5kg。5月20日浸種，6月9日機插水稻秧苗，實際秧齡20天，平均葉齡4.0葉。插秧密度為行距30cm、株距14cm，插秧和覆膜同步進行。覆膜區和無膜區除是否鋪設地膜外，肥料用量、田間管理措施、栽插密度等均保持一致且與往年習慣一樣。在試驗施肥前采集土壤樣品檢測分析土壤養分；試驗實施過程中做好生育進程記載、田間雜草發生情況、除草用工情況、降解膜降解情況等并在試驗結束時進行稻谷產量測定，在試驗結束時對所采集的數據進行匯總分析，評價覆膜對水稻產量的影響、防草效果、降解程度以及經濟效益等。

4 田間試驗數據采集與結果分析

4.1 生育進程記載（葉齡和分蘗數）與分析

試驗過程中，根據水稻生長情況，對兩種模式分別調查葉齡和分蘗數，結果見表1[7]。

根據表1可知，覆膜區平均出葉速度較無膜區快（見圖2）。根據田間稻谷抽穗時間來看，兩種模式下，覆膜區較無膜區早2天始穗。對比兩種模式，覆膜區后期有效分蘗數較無膜區有效分蘗數多4.7%（見圖3）。

4.2 田間雜草生長情況及用工分析

本示范區在雜草防治上按照常年習慣，在機插秧階段都統一同步噴施一次除草劑，即覆膜區（示范區）和無膜區（對照區）都在插秧時噴施一次除草劑，機插秧后覆膜區再不進行任何除草劑的噴施，無膜區按照常年習慣進行人工除草劑。

對覆膜區和無膜區兩種處理措施田間雜草生長情況進行調查統計，本年度覆膜區無雜草出現，無膜區大規模雜草爆發出現3次，無膜區共除草三次分別在7月15日、7月30日和8月25日，覆膜區無除草。

經統計，本季水稻種植期間，三次除草每畝成本合計約400元，無膜區無除草，每畝節省成本約400元。對比兩種處理的田間雜草發生情況及除草花費可知，水稻覆膜能大大降低雜草在田間的生長，能夠降低除草花費，節約成本。

4.3 降解膜降解情況

根據相關資料，生物降解膜降解周期一般分為五個時期：A階段始裂期，為地膜開始出現1～2cm的自然微小裂口；B階段開裂期，為膜表面出現2～20cm的裂縫；C階段大裂期，為出現20～50cm裂縫，數量增加；D階段碎裂期為均勻碎裂，無大塊地膜存在；E階段無膜期，為田面無地膜存在。

對田間覆膜區降解情況觀察統計，7月中旬，降解膜開始進入始裂期，在8月初，地勢低洼處（被水覆蓋的區域）生物降解膜已全部降解，已看不見農膜；在9月初整個試驗區所覆蓋農膜已基本碎裂成大小不一的殘片，包括地勢較高處；9月底10月初觀測點已無農膜。11月1日水稻收割后，觀察整個示范區，田間地膜殘留只見幾少量細小碎片，生物降解膜表觀降解程度徹底。

該試驗降解膜各階段發生時間分別為始裂期（7月13日）、開裂期（7月20日）、大裂期（8月3日）、碎裂期（8月25日）、無膜期（9月30日）。試驗結果表明試驗表明該降解膜降解性能好、降解周期也較快。（約120天在稻田基本降解完畢）。見表4。

4.4 田間產量記載

水稻成熟收割前，對試驗區兩種模式下稻谷進行割方測產，每種處理措施選定三個長勢均衡的點割方，陰干后脫粒測產。測產情況及室內考種情況見表5。

根據表5可知，覆膜區產量比無膜區每畝增產36.0kg，增產6.41%，增產效果較明顯，覆膜可以提高水稻產量。

4.5 覆膜與不覆膜兩種模式生產成本和產出對比

對兩種栽培模式生產成本進行對比分析（只考慮兩種措施投入產出不一致的地方），通過統計分析，農膜每畝投入成本分別為無膜區0元、覆膜區276.25元，每畝除草成本分別為無膜區400.0元、覆膜區0.0元，覆膜區插秧時因裁膜多每畝投入人工成本18.0元，此三項成本覆膜區比無膜區減少投入105.75元，同時產量方面覆膜區增收94.32元（稻谷價格按照2023年國家粳稻最低保護價2.62元/kg），綜合得知覆膜區比無膜區每畝多增收純收入200.07元。見表6。

5 結論

通過對試驗區兩種模式對比分析，覆膜栽培優于常規栽培，主要表現在以下幾方面：（1）出葉速度快、有效分蘗數高、稻谷產量高，覆膜可以提高水稻產量；（2）覆膜栽培能夠有效抑制田間雜草生長，降低除草成本；（3）該降解膜降解徹底，幾乎無殘留，不會對土壤環境造成污染；（4）生產效益分析，覆膜栽培比無膜栽培每畝增收200.07元。

覆膜栽培技術節約勞動力成本，防草效果好，增收效果明顯，同時生物降解膜在地里全部降解，無殘留，不會造成土壤環境污染，可以繼續試驗示范，逐步推廣。

參考文獻：

[1]肖軍，趙景波.農田塑料地膜污染與防治[J].四川環境，2005，24（1）：102-105.

[2]劉海.地膜殘留量對玉米及土壤理化性質的影響[J].甘肅農業科技，2017（2）：53-56.

[3]向平安，黃璜，燕惠民，等.湖南洞庭湖區水稻生產的環境成本評估[J].應用生態學報，2005，16（11）：2187-2193.

[4]黎先發.可降解地膜材料研究現狀與發展[J].塑料2004，33（1）：76-81.

[5]徐明雙，李青山，劉冬.可降解塑料的研究進展[J].塑料制造，2009（5）：81-85.

[6]GB/T 35795-2017 中華人民共和國國家標準 全生物降解農用地面覆蓋薄膜[S].

[7]李梅芳，周開達.水稻生物技術育種[M].北京：中國農業科技出版社，2001.